Sơ đồ khối thiết bị y tế Thông số tín hiệu Phân loại thiết bị y tế Giải thích chức năng các khối C

Câu 1 Sơ đồ khối thiết bị y tế Thông số tín hiệu Phân loại thiết bị y tế Giải thích chức năng các khối Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi các đại lượng vật lý và các đại lượng không có tín.

Câu Sơ đồ khối thiết bị y tế Thông số tín hiệu Phân loại thiết bị y tế Giải thích chức khối: - Cảm biến thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi đại lượng vật lý đại lượng khơng có tính chất điện cần đo thành đại lượng điện đo xử lý - Là mạch thu nhận tín hiệu từ cảm biến khuếch đại lên mức cần thiết trước đưa vào mạch xử lý tín hiệu số - Biến đổi tương tự sang số (Analog-to-digital converting), trình thực chuyển đổi đại lượng vật lý tương tự liên tục (thường điện áp) sang giá trị số biểu diễn độ lớn đại lượng - Kết cuối trình biến đổi AD thường chuỗi bit nhị phân - Sau xử lý mạch kỹ thuật số chuyên dụng kết đáng tin cậy trước đưa khối hiển thị - Các kết trình đo lường phải hiển thị dạng toán tử người cảm nhận Hình thức tốt cho hình số đồ họa, rời rạc liên tục, vĩnh viễn tạm thời — tùy thuộc vào đo lường cụ thể cách người vận hành sử dụng thông tin Phân loại thiết bị y tế: loại A, B, C, D dựa mức độ rủi ro tiềm ẩn liên quan đến thiết kế kỹ thuật sản xuất: - Loại A: mức độ rủi ro thấp - Loại B: mức độ rủi ro trung bình - Loại C: mức độ rủi ro trung bình cao - Loại D: mức độ rủi ro cao *Thiết bị y tế xâm nhập & thiết bị y tế không xâm nhập *Thiết bị y tế chủ động Các loại cảm biến sinh học Phân loại cảm biến: Có nhiều loại cảm biến khác chia hai nhóm chính: ✓ Cảm biến vật lý: sóng điện từ, ánh sáng, tử ngoại, hồng ngoại, tia X, tia gamma, hạt xạ, nhiệt độ, áp suất, âm thanh, rung động, khoảng cách, chuyển động, gia tốc, từ trường, trọng trường, ✓ Cảm biến hóa học: độ ẩm, độ PH, ion, khói, ✓ Cảm biến sinh học: tác nhân sinh học enzym, kháng thể,… - Cảm biến sinh học điện hóa - Cảm biến sinh học Amperometic Biosensor - Cảm biến sinh học điện - Cảm biến sinh học điện trở kháng - Cảm biến sinh học Voltammetic Vd: Cảm biến điện tim, điện não, điện cơ, võng mạc, SO2, SPO2, Oxi, insullin Mạch khuếch đại điện áp sinh học(KĐ đo,KĐ vi sai,các mạch KĐ đảo,không đảo…) Mạch lọc(thông thấp ,thông cao,thơng dãi,triệt tần) 5 An tồn thiết bị y tế(các yếu tố an tồn phân tích mạch thực tế) Trong thiết bị thiết kế để có tiếp xúc trực tiếp với điện trở thấp tới bệnh nhân, chẳng hạn ống thông tiểu trong, kỹ thuật cách điện sử dụng để giảm dòng điện đến bệnh nhân mức tối thiểu Trong trường hợp thiết bị hỏng tình trạng ngắn mạch, bệnh nhân bảo vệ khỏi microshock Những kỹ thuật sử dụng biến áp cách ly mạch quang Do đó, tiêu chuẩn an tồn điện xác định giới hạn microampere thấp thiết bị tiếp xúc trực tiếp với bệnh nhân Để giảm dịng rị đến mức khơng đáng kể, việc nối đất khung gầm sử dụng để chuyển hướng dòng điện rò dòng điện cố xuống đất thay tới bệnh nhân nhân viên y tế Hình mơ tả dịng điện nguy hiểm từ cố điện chuyển hướng cách an toàn xuống đất thông qua đường thay Việc nối đất hiệu đạt với dây nối đất có điện trở thấp (cỡ 0.1Ω) Đo điện trở nối đất phép đo khác quy định tiêu chuẩn an toàn điện cho thiết bị y tế Các phép kiểm tra an toàn điện bao gồm: - Kiểm tra mắt cáp, phích cắm đầu nối - Đo điện trở dây nối đất - Đo điện trở cách điện khung gầm dây / điểm tiếp xúc với bệnh nhân Nguồn gốc điện sinh học(Điện thần kinh,Điện cơ,Điện tim,Điện não,Điện cầu mắt) Điện EEG ghi từ điện cực đặt tiếp xúc với lớp da đầu tổng hợp thay đổi điện tế bào Pyramidal Màng tế bào pyramidal không trạng thái nghỉ bị tác động liên tiếp hoạt động sinh neuron khác có liên kết synaptic Các liên kết synaptic kích thích ức chế thay đổi tương ứng tính thẩm thấu màng tế bào ion K ion Cl làm phát sinh dòng điện  Điện thần kinh (ENG) - Điện não đồ pp sử dụng để ghi lại trực tiếp hoạt động tế bào thần kinh hệ thần kinh trung ương (não, tủy sống) or hệ thần kinh ngoại vi (dây thần kinh, hạch) - Điện não đồ thường thu cách đặt điện cực mô thần kinh, - Hoạt động điện thần kinh đc tạo tế bào thần kinh, truyền đến hệ thống thu nhận, giúp hình dung đc hoạt động neuron - Mỗi đường thẳng điện thần kinh biểu thị điện hoạt động tế bào thần kinh - Tùy thuộc vào độ xác điện cực đc sử dụng để ghi lại hoạt động thần kinh, điện thần kinh hoạt động neuron đơn lẻ ocuar hàng nghìn neuron - Tốc độ truyền đọ trễ dây thần kinh ngoại vi thơng số hữu ích liên quan đến chức dây thần kinh ngoại biên - Vận tốc dẫn truyền dây thần kinh ngoại vi đo cách kích thích dây thần kinh vận động hai điểm cách khoảng biết dọc theo đường Biết khoảng cách tách biệt, xác định tốc độ dẫn truyền dây thần kinh mà có giá trị lâm sàng tiềm Ví dụ, tốc độ dẫn truyền sợi thần kinh tái tạo bị chậm lại sau chấn thương dây thần kinh  Điện (EMG) Quá trình hình thành điện q trình hình thành điện hoạt động tế bào Khi có kích thích thần kinh tác động vào tế bào cơ, có thay đổi tính phân cực qua màng sợi trục Điện hoạt động hình dựa giai đoạn hoạt động sau: − Giai đoạn khử cực + Khi bị kích thích tế bào thần kinh hoạt động xuất điện hoạt động + Khi bị kích thích tính thấm màng thay đổi cổng Na+ mở, Na+ khuếch tán từ vào màng làm trung hịa diện tích âm bên − Giai đoạn đảo cực + Các ion Na+ mang điện dương vào khơng để trung hịa diện tích âm bên tế bào, mà ion Na+ vào dư + Làm cho bên mang điện dương so với bên ngồi mang điện tích âm − Giai đoạn tái phân cực + Bên tế bào Na+ nhiều nên tính thấm màng Na+ giảm cổng Na+ đóng + Tính thấm K+ tăng nên cổng K+ mở rộng làm cho K+ khuếch tán từ tế bào nên bên ngồi mang điện tích dương, khơi phục điện nghỉ ban đầu (Hình 2.1) Phương pháp thu tín hiệu điện cơ: Điện đc thu điện cực bề mặt điện cực kim  Điện mắt Điện đồ võng mạc (ERG) xét nghiệm chẩn đoán đo hoạt động điện võng mạc để đáp ứng với kích thích ánh sáng ERG phát sinh từ dịng điện tạo trực tiếp tế bào thần kinh võng mạc kết hợp với đóng góp từ thần kinh đệm võng mạc Điều quan trọng, ERG thước đo khách quan chức võng mạc ghi lại cách không xâm lấn điều kiện sinh lý ERG thường ghi lại cách sử dụng điện cực sợi mỏng đặt tiếp xúc với giác mạc điện cực nhúng kính áp trịng giác mạc Những điện cực cho phép ghi lại hoạt động điện võng mạc tạo bề mặt giác mạc ERG gợi đèn flash khuếch tán kích thích theo khn mẫu Hiệp hội quốc tế điện sinh lý lâm sàng thị giác (ISCEV) đưa tiêu chuẩn cho hình thức ghi ERG khác ERG có tiện ích lâm sàng quan trọng, chỗ cung cấp thơng tin chẩn đoán liên quan đến nhiều rối loạn võng mạc di truyền mắc phải Hơn nữa, ERG sử dụng để theo dõi tiến triển bệnh đánh giá độc tính võng mạc loại thuốc khác dị vật nội nhãn giữ lại ĐIỆN CỰC HỌC (EOG) Ngoài điện thống qua ghi ERG, cịn có điện giác mạc-võng mạc ổn định Lưỡng cực ổn định sử dụng để đo vị trí mắt cách đặt điện cực bề mặt bên trái bên phải mắt (ví dụ: mũi thái dương) Khi mắt nhìn thẳng phía trước, lưỡng cực ổn định đặt đối xứng hai điện cực đầu EOG không Khi hướng nhìn sang trái, giác mạc dương trở nên gần điện cực trái hơn, giác mạc trở nên dương Có mối quan hệ gần tuyến tính góc nhìn ngang đầu EOG lên đến xấp xỉ +30° cung Các điện cực đặt bên bên mắt để ghi lại chuyển động mắt theo chiều dọc EOG, không giống thiết bị lưỡng cực khác, yêu cầu khuếch đại de Tín hiệu nằm phạm vi microvolt, cần có điện cực Ag/AgCl lõm để tránh bị trơi Cần phải mài mịn da để rút ngắn thay đổi điện tồn bên bên ngồi da Có tiếng ồn kết hợp hiệu ứng từ EEG, EMG thiết bị ghi âm; tương đương với khoảng 1° chuyển động mắt Do đó, liệu EOG bị thiếu độ xác thái cực Cụ thể chuyển động mắt nhỏ 1° 2° khó ghi lại, chuyển động lớn mắt (ví dụ: lớn 30° cung) khơng tạo biên độ điện sinh học tỷ lệ thuận với vị trí mắt EOG thường phương pháp lựa chọn để ghi lại chuyển động mắt nghiên cứu giấc ngủ giấc mơ, để ghi lại chuyển động mắt trẻ sơ sinh trẻ nhỏ, để đánh giá khả đọc mệt mỏi thị giác Điện tim (ECG) electrocardiogram hay thường gọi tắt ECG đồ thị ghi thay đổi dòng điện tim Quả tim co bóp theo nhịp điều khiển hệ thống dẫn truyền tim Những dịng điện nhỏ, khoảng phần nghìn volt, dị thấy từ cực điện đặt tay, chân ngực bệnh nhân truyền đến máy ghi Các điện cực (cảm biến) thường giữ vài phút Máy ghi điện khuyếch đại tín hiệu lên ghi lại máy đo điện tâm đồ Điện tâm đồ sử dụng y học để phát bệnh tim rối loạn nhịp tim, suy tim, nhồi máu tim v.v 7.Các loại điện cực thiết bị y tế Các loại điện cực sinh học thường sử dụng (1đ) Điện cực hút: - Không cần dây đai chất kết dính - Đo đạo trình ngực tín hiệu ECG - Có thể sử dụng để đo giai đoạn ngắn Điện cực nổi: - Có dạng phiến kim loại trịn lõm - Khơng tiếp xúc với da - Giảm chuyển động tín hiệu khơng có thực Điện cực linh hoạt: - Khơng có hình dáng cố định - Trường hợp đặc biệt: trẻ sơ siinh - Vật liệu : Nhựa nylon với bạc cacbon với cao su Kim tim dây điện cực dùng cho thu thập tín hiệu sinh học qua da 8.Thiết bị hơ hấp(Đo áp lực,đo dịng khí,thể tích phổi,q trình trao đổi khí)  đo lưu lượng Khi phổi thay đổi thể tích q trình thở, khối lượng khí vận chuyển qua lỗ thở mở dịng đối lưu Lưu lượng xác nhận tích phân thời gian lưu lượng thể tích sử dụng để ước tính tốc độ thay đổi thể tích phổi thay đổi thể tích phổi tương ứng Lưu lượng thể tích lưu lượng khối lượng chia cho khối lượng riêng khí vị trí đo Dụng cụ sử dụng để đo lưu lượng thể tích gọi lưu lượng kế Thể tích chiếm khối lượng (số mol) định khí điều kiện nhiệt độ áp suất biết thường xác định cách sử dụng khí kế Mặc dù chuyển động thở có tính chất chu kỳ liên quan đến việc thổi khí xen kẽ (hai chiều) Một số xét nghiệm chức phổi chẳng hạn xét nghiệm liên quan đến việc làm thở,phương pháp điều trị cưỡng khả thở thơng khí tự nguyện tối đa yêu cầu đo lưu lượng chiều Thêm vào đó, u cầu độ xác độ xác phép đo lưu lượng thay đổi nhiều, tùy thuộc vào thiết lập mà phép đo thực từ phịng thí nghiệm sinh lý học chức lâm sàng đến trung tâm sàng lọc hàng loạt đến đơn vị chăm sóc đặc biệt Do đó, có nhiều loại thiết bị tạo phép đo hữu ích dụng cụ cụ thể  thể tích phổi Các số sử dụng phổ biến tình trạng học hệ thống thở thể tích tuyệt đối thay đổi thể tích khơng gian khí phổi đạt thao tác thở khác Quan sát Hình 9.5 giả định đường thở bề mặt thể đối tượng tiếp xúc với áp suất khí Sau đó, thể tích lớn mà phổi đối tượng mở rộng cách tự nguyện định nghĩa tổng dung tích phổi (TLC) Thể tích nhỏ mà đối tượng xì phổi từ từ thể tích cịn lại (RV) Thể tích phổi kết thúc q trình thở yên tĩnh hô hấp thả lỏng dung tích tồn dư chức (FRC) Sự khác biệt TLC RV dung tích sống (VC), xác định thay đổi thể tích tối đa mà phổi trải qua Hình 9.5 Phạm vi thể tích hệ thống thơng gió ngun vẹn (khơng có tải bên ngồi) Tổng dung tích phổi, FRC RV đo dạng thể tích tuyệt đối Cơng suất quan trọng, IC, ERV VT thay đổi âm lượng Thể tích đóng (CV) cơng suất đóng (CC) thu từ thí nghiệm rửa trơi THAY ĐỔI THỂ TÍCH PHỔI: PHÉP ĐO PHẾ DUNG Việc đo lường thay đổi thể tích phổi tiếp cận theo hai cách Một đo thay đổi thể tích khơng gian khí bên thể trình thở cách sử dụng kỹ thuật chụp màng phổi Cách tiếp cận thứ hai, gọi phép đo phế dung, liên quan đến chắn nhỏ khí qua lỗ mở đường thở Các ment đo sau cung cấp ước tính xác, liên tục thay đổi thể tích phổi lượng khí nén phổi đủ nhỏ  Đo áp lực Cảm biến hơ hấp sử dụng điện trở dịng với mối quan hệ áp suất-dịng chảy xấp xỉ tuyến tính  Q trình trao đổi khí Hệ hơ hấp bao gồm phận chuyên biệt, cần tín hiệu để kích hoạt Ở đây, phận cấu trúc mô tạo phổi, nhiều quan hơ hấp khác có liên kết với chúng Để cỗ máy hoạt động, cần tới hệ thần kinh tự chủ, trung tâm vơ thức não kiểm sốt chức tối cần thiết Khi thể cần khơng khí giàu ơ-xi, hệ thống gửi tín hiệu đến xung quanh phổi, làm hoành bẹt ra, gian sườn co lại tạo không gian để phổi mở rộng Khơng khí bị hút vào mũi miệng, thơng qua khí quản, đến phế quản tách nhánh phía cuối Mỗi phế quản dẫn đến phổi Giống nhánh cây, ống nhỏ tách thành hàng ngàn ống nhỏ gọi tiểu phế quản Rất dễ để nghĩ phổi bóng bay lớn, thay rỗng, chúng xốp lỗ rỗ bên trong, với tiểu phế quản chạy qua nhu mô Điểm cuối tiểu phế quản có túi khí nhỏ gọi phế nang, bao bọc mao mạch chứa đầy hồng cầu chứa loại protein đặc biệt gọi hemoglobin Khơng khí hít vào làm đầy túi khí, khiến phổi phồng Đây nơi diễn trao đổi chất quan trọng Đến lúc này, mao mạch chứa đầy khí carbonic, túi khí lại chứa đầy ơ-xi Theo quy luật khuyếch tán, phân tử khí có khuynh hướng di chuyển từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp Vì vậy, ơ-xi vào mao mạch, bị hemoglobin giữ lại đó, khí carbonic đem vào phổi Các hemoglobin chứa đầy ô-xi vận chuyển khắp thể thông qua mạch máu Hệ thần kinh tự chủ lần phát tín hiệu, khiến hồnh cong lên, gian sườn giãn ra, khiến khoang ngực nhỏ lại làm phổi bị thu nhỏ Khí nhiều carbonic bị đẩy ngoài, chu kỳ lại bắt đầu Đó cách phận xốp lỗ rỗ giúp thể cung cấp đủ khí Phổi hít vào thở từ 15 đến 25 lần phút, tổng cộng lên đến 10.000 lít khí ngày 9.Phân tích mạch điện thiết bị y tế ... máu tim v.v 7 .C? ?c loại điện c? ? ?c thiết bị y tế C? ?c loại điện c? ? ?c sinh h? ?c thường sử dụng (1đ) Điện c? ? ?c hút: - Không c? ??n d? ?y đai chất kết dính - Đo đạo trình ng? ?c tín hiệu ECG - C? ? thể sử dụng... Mạch khuếch đại điện áp sinh h? ?c( KĐ đo,KĐ vi sai ,c? ?c mạch KĐ đảo,không đảo…) Mạch l? ?c (thông thấp ,thông cao ,thông dãi,triệt tần) 5 An toàn thiết bị y tế( c? ?c y? ??u tố an tồn phân tích mạch th? ?c tế) ... cung C? ?c điện c? ? ?c đặt bên bên mắt để ghi lại chuyển động mắt theo chiều d? ?c EOG, không giống thiết bị lưỡng c? ? ?c kh? ?c, y? ?u c? ??u khuếch đại de Tín hiệu nằm phạm vi microvolt, c? ??n c? ? điện c? ? ?c Ag/AgCl