Snímače a převodníky biosignálů

Z WikiSkript


Prenosová sústava sa skladá z vyšetrovaného subjektu(živý systém) a z vyšetrovacej aparatúry.
Pre účely medicíny a výskumu sa biosignály musí previesť do podoby elektronické. k tomuto účely sa používajú tzv. prevodníky, čili snímače, ktoré sú prvá súčasť vyšetrovacej aparatúry.

Pre zachovanie čo najvyššej kvality prevedeného signálu je nutné vyšetrované miesto, či samotný subjekt dostatočne pripraviť (napr. aplikácia gélu pri sonografií, očistením pokožky pri EEG, alebo zabránením dýchaniu nosom pri záťažových testoch.

Spracovanie biosignálu[upravit | editovat zdroj]

Spracovanie biosignálov má 4 štádia.

BF.png

Snímače elektrických veličin[upravit | editovat zdroj]

Snímajú biosignály s elektrických charakterom (akční potenciál, elektrická aktivita srdce / svalov-kosterních i hladkých). Patrí sem napr.: EEG(snímanie mozkovej činnosti), EKG(snímanie srdeční činnosti), EMG (snímanie svalové činnosti), ERG (elektrická činnosť sietnice), EGG (snímanie činnosti svaloviny žalúdku).

Najdelikátnejšou súčasťou aparatúry je elektróda, ktorá zabezpečuje prechod medzi živým systémom a meracou aparatúrou. Elektródy môžu prímať (diagnostika) i vysielať (terapie/výzkum) elektrické signály. Zápis elektrické aktivity organismu sa nazýva elektrogram (elektroencephalogram, elektrokardiogram,...)

Snímače neelektrických veličín[upravit | editovat zdroj]

Zachytenie a interpretovanie neelektrickych biosignálov je podmienené ich prevodom do elektrického signálu.

Prevodníky mechanických veličin

Dvojcípá chlopeň v Dopplerovské sonografii

Mechanické biosignály sú vždy následkom určitej mechanickej činnosti živého systému, napríklad svalovej kontrakcie.
Do tejto skupiny spadajú:

  • Prietokomery (ktoré merajú prietok tekutín v tkanivách a telesných dutinách, porprípade mimo organizmu. Doplerovská sonografia (Dopplerův jev) - je principiálne založená na zmene frekvencie ultrazvuku pri odraze od pohybujúceho sa telesa. (rychlost), Pneumotachometer - Snímá prúd vydychovaného vzduchu.
  • Tlakomery prístroje merania krvného tlaku: Tonometria (nepriama metoda- zakladá sa na zúžení ciev a ich následnom rozopnutí pri vyrovnaní tlaku v merači a cievach),Tenzometria (priama metóda: funguje na princípe deformácie tenkej cievky alebo drôtiku, vplyvom tlaku tekutiny, môžeme ju využiť na meranie tlaku v akejkoľvek telesnej dutine).
  • Detektory pohybu: Snímajú polohu celého živého systému alebo jeho častí, poprípade ako navigácia pri operácii. Kámerový, pomocí zobrazovacích metod, (CT
    CT
    , pozitronová emisná tomografia), akustický (ultrasonografia).

Prevodníky akustických veličin

  • prevodníky akustických signálov na signály elektrické. Napr. Mikrofón (typický predstaviteľ akustických prevodníkov), rôzne princípy fungovania - piezoelektrický kryštál, na princípe magneticej indukcie

Teplotné snímače

  • na princípe fyzikálnej zmeny objemu materiálu na teplote – Ortuťový teplomer
  • na princípe prevodu tepelného signálu na signál elektrický (kontaktní- termistor závislost elektrického odporu nevodiča na teplote; odporový teplomer - závislost elektrického odporu vodiča na teplote, nekontaktné - např. prevod infračerveného žárenia).

Snímače elektromagnetického žiarenia
sú to snimače nepriame, detekujeme interakciu snímača so žiarením.

  • Tepelné transformujú energiu žiarenia na tepelnú energiu. (sú neselektívne - uvoľnená tepelná energia nezávisí na vlnovej dľžke žiarenia.), napr. pyrometer.
  • Fotoelektrické, energiu žiarenia prevádzajú na energiu elektrickú (sú selektívne- uvolnená energia závisí na vlnovej dľžke), napr. polovodičové fotodiody.

Odkazy[upravit | editovat zdroj]

Související články[upravit | editovat zdroj]

Externí odkazy[upravit | editovat zdroj]

Použitá literatura[upravit | editovat zdroj]

  • NAVRÁTIL, Leoš a Jozef ROSINA, et al. Medicínská biofyzika. 1. vydání. Praha : Grada Publishing, 2005. 524 s. ISBN 978-80-247-1152-2.
  • HEŘMAN, Petr. Biosignály z pohledu biofyziky. 1. vydání. Praha : Dúlos, 2006. 63 s. ISBN 80-902899-7-5.