مطالب گفته شده در این جزوه شامل موارد زیر است:
مقدمه: اهداف اندازه گیری, مشکلات اندازه گیری سیستم زنده, اجزای معمول در یک سیستم اندازه گیری پزشکی و...
الکترودهای پتانسیل حیاتی: دلایل استفاده از الکترودها, آرایه ی مدلی برای یک الکترود نمونه, انواع الکترودها و...
تقویت کننده ها و پردازش سیگنال: معرفی آپ امپ ها و خواص آنها, بررسی ساختار تقویت کننده تفاضلی, ساختار جمع کننده, مشتق گیر و انتگرال گیر, ساختار فیلتر بالاگذر, فیلتر پایین گذر
آشنایی با دستگاه های مانیتورینگ: الکتروکاردیوگراف, الکتروانسفالوگراف, الکترومایوگراف و ...
تجهیزات آزمایشگاهی
بخش هایی از محتوای این فایل:
آرتیفکت حرکتی:
یکی از مشکلاتی که در ثبت سیگنالهای حیاتی ممکن است به وجود آید آرتیفکت حرکتی است.
در الکترودهای قابل پلاریزه معمولا اتفاق می افتد که یونها در اطراف الکترودها متمرکز هستند و امکان برقراری جریان یونی بین الکترود و الکترولیت به خوبی فراهم نمی شود. در اثر حرکت الکترود نسبت به الکترولیت این توزیع بارها در واسطه الکترود- الکترولیت برهم خورده و پتانسیل نیم پیل را تغییر می دهد.
اگر دو الکترود در یک الکترولیت باشند و یکی نسبت به دیگری حرکت کند, اختلاف پتانسیل در میان دو الکترود رخ می دهد که به آن آرتیفکت حرکتی گفته می شود.
آرتیفکت حرکتی یک منبع نویز و تداخل در اندازه گیری های پتانسیل های حیاتی می باشد.
یکی از مزیت های الکترود غیر قابل پلاریزه این است که میتواند آرتیفکت حرکتی را حذف کند و با وجود حرکت فرد پتانسیل نیم پیل تغییری نمی کند و نویزی روی سیگنال مشاهده نمی شود....
مدل کردن لایه های مختلف پوست در ثبت پتانسیل حیاتیی:
لایه ی اپیدرمیس به صورت یک غشای نیمه تراوا می باشد که در طرفین آن غلظت های یونی متفاوتی وجود (یک طرف مایعات بدن و طرف دیگر ژل الکترولیت) به همین دلیل اختلاف پتانسیلی در این لایه پدید می آید که مقدار آن با استفاده از معادله نرنست قابل محاسبه است.
لایه هورنی اثرات خازنی و مقاومتی را در مقابل عبور جریان نشان می دهد که بایستی در مدل پوست-الکترود در نظر گرفته شود....
الکتروکاردیوگرافی:
پتانسیل های الکتریکی تولید شده توسط قلب در سرتاسر بدن منتشر شده و اختلاف پتانسیل هایی را در سطح بدن به وجود می آورند. اگر الکترودها ددر نقاط هم پتانسیل نصب شوند نمیتوان سیگنالی را توسط الکترودها اندازه گیری کرد.
اختلاف پتانسیل بین نقاط مختلف بدن توسط الکترودهای سطحی از روی پوست قابل ثبت است.
شکل موج حاصل از تغییرات این پتانسیل ها در طول زمان ایی سی جی نامیده می شود که میتوان آن را به عنوان ابزار تشخیص بعضی از عملکردهای قلب بررسی کرد.
با توجه به خطوط هم پتانسیل روی بدن اثر فعالیت الکتریکی قلب را میتوان به صورت یک دو قطبی از بارهای مثبت و منفی مدل کرد. بردار متناظر با این دو قطبی الکتریکی در هر لحظه از زمان از نظر دامنه و جهت تغییر می کند....
آشنایی با انواع دستگاه های مانیتورینگ
انسفالوگرافی
تجهیزات مختلفی برای اندازه گیری پارامترهای فیزیولوژیک و آناتومیک مغز وجود دارد.
پارامترهای آناتومیک شامل پارامترهایی اند که با توجه به آنها ساختار مغز را مشخص می کنیم با استفاده از تجهیزاتی مانند سی تی اسن
تجهیزات ایکس -رِی: امواج ایکس با انرژی بالا را به سمت بدن ارسال می شود و تصویر پرتوهای عبور کرده از بدن روی فیلم رادیوگرافی ثبت می شود. بافت های مختلف ضریب جذب های مختلفی برای پرتوهای ایکس داشته و با توجه به میزان تضعیف پرتوهای خروجی بدن و میزان تاریکی تصویر روی فیلم می توان بافت های مختلف را تشخیص داد.
تجهیزات اولتراسونیک: امواج صوتی با فرکانس بالا به مغز ارسال شده و موقعیت بافت های مختلف بدن توسط امواج صوتی منعکس شده از آنها تعیین می شود.. این اندازه گیری اکوانسفالوگرافی نامیده می شود.
تجهیزات الکتروفیزیولوژی: سیگنال های بیوالکتریک با ولتاژ ضعیف (1-100 میکرو ولت) و فرکانس پایین (0.1-100 هرتز) را آشکار می کنند که این سیگنال ها توسط الکترودها گرفته می شود. این اندازه گیری الکتروانسفالوگرافیی یا ایی ایی جی خوانده می شود.
(دامنه این سیگنال ها ضعیف است زیرا الکترودها بر روی پوست سر قرار می گیرند و سیگنال مغزی باید از ناحیه ی مغزی نخاعی عبور کرده و سپس از جمجمه و پوست سر باید عبور کند) پس نیاز به تقویت کننده هایی با بهره ی بالا داریم.
سیگنال های ایی ایی جی اطلاعات دقیق مکانی به ما نمی دهند ( مثلا اگر ضایعه ای در مغز باشد با استفاده از ایی ایی جی نمیتوان محل آن را مشخص کرد) بلکه اطلاعاتی از رفتار زمانی می دهند. پس اگر ضایعه ای در مغز وجود داشته باشد شاید بتوان با سیگنال ایی ایی جی آن را تشخیص داد ولی محل آن را نمی توان با ایی ایی جی مشخص کرد.
از سیگنال های ایی ایی جی میتوان برای تشیص بیماری های مغزی استفاده کرد مثلا زمان رخ دادن صرع را تشخیص داد و یا بیماری هایی مانند آلزایمر, پارکینسون و یا اختلالات روانی دیگر همچنین میتوان برای بررسی الگوی خواب فرد از آن استفاده کرد....
مانیتورهای کنار تختی
مانیتورهای کنار تختی که در واحدهای مراقبت ویژه مثل سی سی یو و یا آی سی یو استفاده می شونند دارای کاربردهای زیر هستند:
ثبت سیگنال ها: سیگنال قلب ( ایی سی جی), فشار خون , درصد اشباع خون, دما و ...
مدار های هشدار دهنده : در صورتی که بعضی از پارامترها مانند ضربان قلب دچار مشکل شد آلارم می زند.
مدارهای تست خودکار: برای ثبت هر سیگنال تست کالیبره دارند. اگر از حد خارج شود و یا قطع شود تشخیص داده و آلارم می زند..
مانیتورهای کنار تختی خروجی های کمکی خواهند داشت که به وسیله سیم برای کنترل از راه دور به مرکزی متصل می شوند. در سیستم های کامپیوتری که امروزه متداول هستند یک شبکه محلی ال اِی اِن (لَن) ممکن است برای ارتباطات داخلی مورد استفاده قرار بگیرد. اطلاعات بیماران مختلف از طریق کابل لَن برای بخش مرکزی انتقال پیدا می کند....
ایمنی دستگاه جراحی الکتریکی
اگر اتصال الکترود غیرفعال (پلیت) به بدن به درستی برقرار نباشد یا خود پلیت دچار مشکل باشد ( خمیدگی, ناهمواری یا سوراخ روی آن) یکنواختی جریان در سطح آن از بین رفته و باعث می شود چگالی جریان در نقاطی از آن بالا رود و بنابراین باعث سوختگی می شود.
آسیب یا ایجاد شوک الکتریکی به دلیل وارد شدن مایعات به سیستم
مسیر زمین سهوی: اگر یک نقطه از بدن بیمار با یک مقاومت کمتر زمین شود جریان اصلی به زمین هدایت می شود که اگر چگالی جریان در نقطه ای که زمین می شود بالا باشد سوختگی رخ خواهد داد.
وجود سوراخ های ریز در دستکش جراح به دلیل این است که مایعات بین سلولی نقش الکترولیت دارند ممکن است برای جراح ایجاد شوک کند.
نکته: اصطلاحات و حروف انگلیسی در این جزوه به صورت فارسی نوشته شده اند.
