Медика-биологиялық ақпараттарды алу, тасымалдау және тіркеудің құрылымдық схемасы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4. Датчиктер, медицинада қолданылатын датчиктер

Кейбір медико-биологиялық  сипаттамаларды тікелей электродтармен «түсіру» мүмкін емес, себебі бұл сипаттамалар биоэлектрлік сигналмен бейнеленбейді: қан қысымы, температура, жүректің дыбысы және т. б. Кейбір жағдайларда медико-биологиялық  ақпарат электрлік сигналмен  байланысты, бірақ оған электрлік  емес шамамен келу әлдеқайда ыңғайлы(мысалы, пульс). Осындай жағдайларда датчиктер қолданады.

Датчик  өлшеніп отырған немесе бақыланып отырған шаманы сигналға өзгертетін, берілуге, одан әрі өзгертуге немесе тіркеуге ыңғайлы. Өлшегіш шамасы, яғни өлшеуіш тізбектегі алғашқысы жеткізілген датчик, біріншілік деп аталады.

Медициналық электроникада  электрлік емес сигналдарды электрлік  сигналдарға түрлендіретін датчиктер  ғана қарастырылады. Электрлік сигналдарды қолдану басқаларынан қарағанда ыңғайлы, себебі электрлік құралдар оларды салыстырмалы оңай күшейтуге, қашықтықта таратуғажәне тіркеуге мүмкіндік береді. Датчиктер белсенді(генератолы) және енжар(параметрлі) болып бөлінеді.

Генераторлы датчиктер өлшеніп  отырған сигналдың ықпалымен  кернеудің немесе тоқтың шамасына әсер етеді. Осындай датчиктердің және құбылыстардың кейбір типтерін көрсетсек: 1)пьезоэлектрлік, пьезоэлектрлік эффект; 2)термоэлектрлік, термоэлектр – электрлік тізбекте түрлі жолсеріктерінің кезектесіп байланысқан, түрлі температурасы бар ЭДС қалыптасуы; 3)индукциялық, электромагниттік индукция; 4)фотоэлектрлік, фотоэффект.

Параметрлік датчиктер өлшеніп  отрыған сигнал әсерінен қандай да бір өз параметрін өзгертеді. Осындай  датчиктердің және олардың көмегімен  өгеретін кейбір типтерін көрсетсек: 1) сыйымдылықты, сыйымдылық; 2)реостатты, омды кедергі; 3)индуктивті, индуктивтілік немесе өзара индуктивтілік.

Ақпаратты тасушы энергия  түріне тәуелді механикалық, акустикалық (звуковые), температуралық, электрлік, оптикалық және басқа датчиктер. Кейбір жағдайларда датчиктерді өлшеуіш шамасына байланысты атайды, мысалы, қысым датчигі, тензометриялық датчик(тензодатчик) – орын ауыстыруды немесе деформацияны өлшеуге, т. б.

Аталған типтерді датчиктердің медико-биологиялық қолданылуын  көрсетсек. Датчик өзгеріс функциясымен сипатталады – шығу шамасы у функциональдік тәуелділіктен кіріс х дейін, аналитикалық у=f(х) өрнегімен немесе графигімен бейнеленеді. Тура пропорционалды тәуелділік у=kх ең қарапайым және қолайлы жағдай болып келеді.

Датчикпен жұмыс жасағада оларға тән ақаулықтарды ескеру керек. Ақаулықтар себептері: 1) өзгеру функциясының температуралық тәуелділігі; 2)гетерезис – кіріс шамасаның баяу өзгерісі кезіндегі у-тің х-тен кешігуі; 3)уақыт бойынша функция өзгерісінің тұрақсыздығы; 4)көрсеткіштердің өзгерісіне алып келетін датчиктің биолоиялық жүйеге кері әсері; 5)датчиктің инерциясы және т.б.Медицинада қолданылатын датчиктердің конструкциясы түрліше: қарапайымдыдан(термопара) күрделі плерлерге дейінгі датчиктер. Мысал ретінде тыныс алу жиілігінің қарапайым – реостатты(резистивті) датчикті келтірсек.

Резистивті датчик тыныс  алу жиілігін және тыныс алу көлемін  анықтауға арналған. Резина түтік (1) көмір ұнтағымен (2) толтырылған. Датчиктің  екі басы адамның кеудесіне (5) бекітіледі. Датчик ток көзіне өткізгішпен (4) және электродпен(3) қосылады. Тыныс алу  кезінде резина түтік созылады да оның көлденең имасының ауданы кішірейеді. Сол себепті датчиктің кедергісі мына заңдылық бойынша артады.

 

Мұндағы -көмір ұнтағының меншікті кедергісі, -резина түтігінің ұзындығы; -резина түтіктік көлденең қимасының ауданы.

Датчиктің кедергісінің артуы  тізбектегі электр тогының шамасын  азайтады. Тыныс алу көлемі неғұрлым үлкен болса, соғұрлым кедергі де үлкен болады, олай болса ток соған  сәйкес кемиді және керісінше. Сонымен  тізбектегі токтің  амплитудасы, оның өзгері жиілігі тыныс алу жиілігін азайтады.

Датчиктер биологиялық жүйелердің техникалық анлогтық рецепторлары болып  табылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5-сурет Резистивті датчик

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ҚОРЫТЫНДЫ

Қазіргі таңның медицинасында  қолданылатын ақпаратты алу техникасы  тікелей ағза мүшелерімен байланысып, көлемі бойынша ұсақ бөлшектерді  зерттеуге мүмкіндік беретін  аппаратураны қажет етеді. Ол аппартура  алынған нәтижелердің нақтылығын, салыстыра  отырып дұрыс қорытындысын алу керек. Ағзаның функциясы мен жағдайы  туралы ақпаратты жинастыратын қазіргі  таңның технкасы физиолог пен дәрігерге  өз зерттеулерінің деңгейін көтеріп, жаңа мүмкіндіктерге қол жеткізуге көмектеседі. Дәл осындай ақпаратты алып, таратып, тіркейтін құрылымдық сызбасы бойынша  сол сызбаның әр бөліктерінің бүгінгі  күні дамып, күрлеленіп отыруының арқасында ағзаның толығымен және оның жеке микрообъектілеріндегі процесстерді зерттеуге мүмкіндік туып отыр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

 

1. Бират Көшенов – «Медициналық биофизика» 2010ж. 155-165 беттер;
2. Интернет желісі.