1-боб. СоғЛИҚни сақлаш тизимидаги ахборот технологиялари бериш

ГЛАВА 3. АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

1. 
   Измерительная аппаратура диагностических систем
   

В медичинских аппаратно-программных комплексах можно выделить три основные составляющие: медицинское, аппаратное и программное обеспечение. Медицинское обеспечение разрабатывается постановщиками задач - врачами соответствующих специальностей, аппаратное - инженерами, специалистами по медицинской и вычислительной технике. Программное обеспечение создается программистами или специалистами по компьютерным технологиям.
Медицинское обеспечение - это комплекс медицинских предписаний, нормативов и правил, обеспечивающих оказание медицинской помощи посредством этой системы. К медицинскому обеспечению относятся также описание используемых методик, характеристики измеряемых физиологических параметров и методов их измерения, способы и допустимые границы воздействия системы на пациента.
Под аппаратным обеспечением понимают способы реализации технической части системы, включающей средства получения медико-биологической информации, средства осуществления лечебных воздействий и средства вычислительной техники. В простейшем типовом случае аппаратная часть системы включает медицинский диагностический прибор, устройство сопряжения и компьютер.
Вся существующая аппаратура съема медико-биологической информации осуществляет регистрацию физических характеристик пациента в виде аналоговых электрических сигналов. Под аналоговым сигналом понимают непрерывный электрический сигнал, один из параметров которого (например, напряжение) соответствует интенсивности биофизической характеристики (например, температуре тела или органа).
В то же время компьютер может обрабатывать информацию, представленную только в цифровой форме. Поэтому аналоговые сигналы, получаемые аппаратурой съема медико­биологической информации, для ввода в компьютер должны быть преобразованы в цифровую форму.
Цифровая форма информации обеспечивает ее обработку на цифровых схемах измерительного канала и компьютере. Общая схема канала измерения диагностических систем выглядит следующим образом (рис.3.1).



Рис. 3.1. Схема канала измерения диагностических систем

К телу пациента прикрепляются датчики (Д) - сенсоры, которые преобразуют физический параметр части тела (температуру, давление, биопотенциал) в слабый электрический сигнал. В различных по назначению медицинских системах датчики могут иметь более широкую номенклатуру. Они могут измерять энцефалограмму мозга и кардиограмму серечных сокращений, пульс эмбриона и положение тела пациента при ходьбе, электромиограммы мышечных сокращений и звуки произносимой речи.

Далее сигнал усиливается в электронном узле усиления/фильтрации (У/Ф), где измеренный сигнал доводится до уровня стандарта измерения (5,10 v), фильтруется от случайных помех и подается на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП).
После АЦП последовательные отсчеты входного сигнала в виде двоичного кода поступают на вход мультиплексора (М). Мультиплексоры используются только в многоканальных системах измерения входных параметров, в остальных случаях цифровой сигнал в виде последовательности отсчетов поступает на вход персонального компьютера (ПК).
Для обеспечения управления соответствующими физиологическими параметрами организма (температура тела, артериальное давление, частота сердечных сокращений), например, с помощью введения необходимых лекарственных средств требуется выполнить обратное преобразование - из цифровой формы в аналоговую.
Для обеспечения двунаправленной связи между медицинским оборудованием и компьютером и преобразования сигналов из аналоговой формы в цифровую и наоборот служит устройство сопряжения. В самом простом варианте устройство сопряжения включает в себя аналого­цифровой (АЦП) и цифро-аналоговый (ЦАП) преобразователи.
В техническом плане датчики работают с валичинами милливольт, усилители доводят уровень до единиц вольт. АЦП имеют, как правило, 8-16 разрядов преобразования в код. ЦАП выдают на выходе единицы, которые усилители преобразуют в стандарты управления исполнительных механизмов (ИП), реализующих воздействие на тот или иной орган. Интегрированный узел усиления, фильтрации и аналого-цифрового преобразования в современных приборах исполняется в виде единого электронного блока.
Функции персонального компьютера (ПК) или другого узла обработки (микропроцессоры, микроконтреллеры, ноутбуки, планшеты, мобильные телефоны) заключаются в приеме, хранении, систематизации измеренных данных, выдаче сигналов управления в соответствии с моделями функционирования аппаратно­программного комплекса.