Component
2.3.3 Sơ đồ tơng đơng nguồn tín hiệu điện sinh nhận từ cảm biến
Các đại lợng vật lí không điện nh: các thông số của dao động cơ học, nhiệt độ, âm thanh..vv có ý nghĩa lớn trong nghiên cứu y-sinh. Cảm biến có nhiệm vụ chuyển đổi các đại lợng vật lí không điện thành các tín hiệu điện tơng ứng để có thể truyền, xử lý, ghi lại bằng các thiết bị điện tử. Hình 2.7 chỉ ra sơ đồ tơng đơng của cảm biến khi chuyển đổi tín hiệụ Trong đó εđ là sức điện động cảm biến phát ra tơng ứng với đại lợng vật lí cần đọ Zđ là tổng trở của cảm biến. Cảm biến biến đổi các tín hiệu không điện thành các tín hiệu điện tơng ứng, vì vậy phải cần quan tâm đến: độ trễ (quán tính) của tín hiệu, độ nhạy, độ tuyến tính..vv.
Zđ
RVkđ εđ
Hình 2.7-Sơ đồ điện tơng đơng của cảm biến khi nhận tín hiệu
Trong các thiết bị đo lờng điện y-sinh ngời ta thờng sử dụng các sơ đồ mạch cầu để nhận tín hiệu điện phát ra từ cảm biến, hình 9 dới đây mô tả cho nguyên lý nàỵ
Hình 2.8- Sơ đồ mạch cầu biến đổi tín hiệu điện nhận đợc từ cảm biến
Trong sơ đồ: cảm biến đợc mô tả dới dạng điện trở thay đổi Rx. Tuỳ theo giá trị của Rx khi làm việc, các thông số ở nhánh khác của cầu cũng biến đổi theọ Nguồn nuôi sẽ là nguồn một chiều nếu cầu là điện trở, còn cầu có tính dung và cảm thì nguồn nuôi phải là xoay chiềụ Khi không có tín hiệu X, cầu ở trạng thái cân bằng và Y = 0. Khi có tín hiệu vào X, cầu mất cân bằng và trên đầu ra Y xuất hiện điện áp tơng ứng. Nếu thay điện trở Rx bằng điện cực, ta có sơ đồ đo trở kháng của mô sinh vật.
Đến đây có thể đa ra một số nhận xét nh sau:
• Tín hiệu điện sinh học do các mô và các cơ quan trong cơ thể sinh ra rất yếu, thuộc dải tần số thấp và siêu thấp. Thông số tín hiệu điện của từng loại mô là khác nhaụ Do đó, để nghiên cứu mô với mục đích chẩn đoán và điều trị cần phải có các phơng tiện ghi đo thích hợp với tín hiệu của từng loại mô.
X
Y
BA A Rx
• Nhiễu ảnh hởng nghiêm trọng đến quá trình ghi đo tín hiệu bởi vì nó sinh ra đồng dạng với tín hiệu có ích. Do đặc điểm giống nhau giữa tín hiệu có ích và nhiễu nên khi khuyếch đại tín hiệu nhiễu cũng đợc khuyếch đại theo, dẫn đến làm lệch kết quả đo và gây khó khăn cho chẩn đoán, điều trị bệnh, gây ra các hậu quả nghiêm trọng không thể lờng trớc đợc.
• Tạp âm và méo tác động đến tín hiệu có ích khác với nhiễu, chúng sinh ra do mạch điện và bản chất của vật liệu bán dẫn.
Nh vậy trong các thiết bị ghi đo tín hiệu điện sinh học khâu quan trong hàng đầu là các bộ khuyếch đại tín hiệu sinh học và lọc nhiễụ Ngày nay trong kỹ thuật ngời ta đã giải quyết rất tốt vấn đề nàỵ Tiếp sau đây sẽ tìm hiểu tóm tắt về khuyếch đại và lọc nhiễu trong đo lờng tín hiệu sinh học.