Biotibbi siqnalların ilkin ölçmə çeviriciləri

Piriyev İzzət A6321

İxtisas: Biotexniki və tibbi aparatlar və sistemlər

Müəllim: Səmədova Şəfəq

Mövzu: Biotibbi ölçmələr üçün ölçü çeviriciləri (məşğələ)

Biotibbi siqnalların ilkin ölçmə çeviriciləri

Bioloji obyektlərin vəziyyətini xarakterizə edən parametrlər haqqında informasiya elektrodlar və biotibbi ölçmə çeviriciləri vasitəsilə alırlar.

Bilavasitə tədqiq olunan bioloji obyektlə qarşılıqlı əlaqədə olan, yəni giriş kəmiyyətin bilavasitə təsir göstərdiyi ölçmə ceviricisi ilkin ölçmə çeviricisi (İÖÇ) adlanır.

Ölçmə dövrəsində ölçmə çeviricisinin (vericinin) giriş kəmiyyətinin təsirini bilavasitə qəbul edən hissəsi həssas element adlanır. Biotibbi siqnalların ÖÇ-si biosiqnalın parametrlərini xarakterizə edən bir fiziki kəmiyyəti bu kəmiyyətlə funksional əlaqədə olan digər fiziki kəmiyyətə çevirir.

Fizioloji ölçmələrdə istifadə olunan İÖÇ-lər xüsusi fərdi xüsusiyyətlərə malik olur, konkret tətbiqindən asılı olmayaraq aşağıdakı tələbləri təmin etməlidirlər:

dayanaqlı informativ siqnalın alınması,

faydalı siqnalın minimal təhrif olunması,

maniələrdən maksimal müdafiə,

orqanizmə qıcıqlandırıcı təsirin göstərməməsi,

zəruri ölçmə yerində rahat yerləşdirilmə,

çoxqat təkrar istifadənin və sterilizasiyanın mümkünlüyü.

Biotibbi siqnalların İÖÇ-lərinə aşağıdakı tələblər qoyulur:

Mümkün qədər miniatür olmalı

İti çıxıntı hissələrə malik olmamalı

Maye və yarımmaye halında elementlərdən təşkil olunmamalı

Daxilində enerji sərf etməməli

Tədqiq edilən obyektə energetik təsir göstərməməlidir

Konstruktiv cəhətdən yerləşdirmək üçün münasib olmalı

İÖÇ

Bio-idarəolunan

Generator (aktiv)

Parametrik (passiv)

Energetik

Fotoelektrik

Ultrasəs

• Pyezoelektrik
• Termoelektrik
• İnduksiya
• Fotoelektrik

• Rezistiv
• Tutum
• İnduktiv
• Kontakt

İÖÇ-ləri (vericilər) müxtəlif əlamətlərə görə təsnifatlaşdırırlar: təyinatına görə, iş prinsipinə görə, çıxış siqnalın növünə görə və s. Bunlardan ən mühümü iş prinsipi kriteriyasına görə təsnifatlaşdırmadır.

Generator (aktiv) vericilər

Aktiv vericilərdə ölçülən kəmiyyət bilavasitə elektrik siqnalına çevrilir, yəni ölçülən giriş kəmiyyətin təsiri ilə bu təsirə uyğun aplitudlu və tezlikli siqnalları vericilər özləri generasiya edir. Mahiyyətcə bioloji idarəetmə prosesi baş verir: obyekt çeviricini elektrik siqnalları yaratmağa məcbur etməklə çeviricinin işini idarə edir.

Parametrik (passiv) vericilər

Passiv vericilər ölçülən giriş kəmiyyətin təsiri ilə özlərinin elektrik parametrlərini (müqavimət, tutum, induktivlik) dəyişir. Aktiv vericilərdən fərqli olaraq, passiv vericiləri lazımi çıxış elektrik siqnalının alınmasını təmin etmək üçün xarici mənbə ilə qidalandırılan elektrik dövrəsinə qoşurlar.

Pyezoelektrik İÖÇ

Pyezoelektrik ölçmə çeviricilərinin iş prinsipi pyezoelektrik effektinə əsaslanır.

Pyezoelektrik effekt pyezoelektrik materialın sıxılması zamanı baş verir. Pyezoelektrik kristal kimi piezokeramika, kvars istifadə olunur.

Piezoelektrik effekt, tətbiq olunan mexaniki gərginliyə cavab olaraq müəyyən materialların elektrik yükü yaratmaq qabiliyyətidir.

Düz piezoelektrik effekti

Düz pyezoeffektdən istifadə edən ölçmə çeviriciləri qüvvə, təzyiq, təcil ölçən cihazlarda tətbiq olunur.

Tərs piezoelektrik effekt

Tibbi ultrasəs və sonar çeviriciləri də tərs piezoelektrik effektdən istifadə edirlər.

Pyezoelektrik sensor ilə qan təzyiqinin ölçülməsi

Sistem üç əsas hissədə təsvir olunub, piezoelektrik sensor, analoq dövrə və proqram təminatı. Pyezoelektrik sensor, təzyiq siqnallarını piezoelektrik sensorun təzyiq həssaslığı ilə elektrik siqnallarına çevirən radial arteriyanın pulsasiya dəyişikliklərinin aşkar etmək funksiyasını təmin edir.

Radial arteriyadan gələn pulsasiya siqnalı zəif siqnaldır, aşkarlama proseduru zamanı elektrik və maqnit sahələrinin müdaxiləsinə çox həssasdır. Subyektin biləyini radial arteriyanın üstündən bilək qayışı ilə bərkidilir ki, bu da sensorun dəri ilə sabit mexaniki birləşməsini təmin edə bilsin.

Piezoelektrik sensordan alınan siqnalları emal etmək üçün analoq dövrə tələb olunur. Ön tərəfdəki analoq dövrə iki hissəyə bölünür, alternativ cərəyan (AC)-birləşdirmə sxemi və gücləndirici dövrə.

Piezoelektrik elementlər kimi də tanınan titrəmə kristalları, təyin edilmiş obyektə ötürülən ultrasəs dalğaları yaradır. 

Əks olunan dalğalar çeviriciyə qayıdır və kristalların mexaniki təhrifini yaradır, bu da eyni piezoelektrik effekt vasitəsilə elektrik cərəyanınadır. 

Elektrik cərəyanı ultrasəs cihazının kompüter prosessoru ilə şərh edilir və görüntüyə çevrilir. Transduserlər ultrasəs görüntüləməsinin əsas komponentidir.

Ultrasonoqrafiya piezoelektrik effektdən və ya kristalların elektrik cərəyanının tətbiqi ilə vibrasiya təsirindən istifadə edir .

Transduserin ucundakı nazik uyğun təbəqə səs dalğasının pyezoelektrik elementlərdən dəri və daha dərin strukturlara ötürülməsinin səmərəliliyini artırır.

Elementlərin davam edən vibrasiyasını azaltmaq üçün arxa material pyezoelektrik elementlərin təbəqəsinin arxasında sabitlənir. Elementlər səs dalğalarını yaradan və qəbul edərkən səs enerjisi dəstəkləyici material tərəfindən udulur.

Ultrasəs çeviriciləri səs dalğalarının optimal ötürülməsi və qəbulu üçün nəzərdə tutulmuşdur. Xarici elektrik müdaxiləsinin səs dalğasının ötürülməsini pozmasının qarşısını almaq üçün elektrik qoruyucu çevirici korpusunu əhatə edir.