|
2.3. BIOLOGIK MA'LUMOT SEZORLARI
Ko'pgina tibbiy va biologik xususiyatlarni elektrodlar bilan o'lchash mumkin emas, chunki ular bioelektrik signal bilan aks ettirilmaydi: qon bosimi, harorat, yurak tovushlari va boshqalar. Ba'zi hollarda biotibbiyot ma'lumotlari elektr signali bilan bog'liq, ammo unga elektr bo'lmagan kattalik (masalan, impuls) sifatida yondashish qulayroqdir. Bunday hollarda sensorlar (o'lchash transduserlari) ishlatiladi.
Sensor - bu o'lchangan yoki boshqariladigan qiymatni uzatish, keyingi konvertatsiya qilish yoki ro'yxatdan o'tkazish uchun qulay bo'lgan signalga aylantiradigan qurilma. O'lchangan qiymat ulangan sensor, ya'ni. o'lchov zanjiridagi birinchisi birlamchi deb ataladi.
Tibbiy elektronika doirasida faqat o'lchangan yoki boshqariladigan elektr bo'lmagan miqdorni elektr signaliga aylantiradigan sensorlar hisobga olinadi.
Elektr signalidan foydalanish boshqalarga qaraganda afzalroqdir, chunki elektron qurilmalar ularni kuchaytirish, masofaga uzatish va yozib olishni nisbatan osonlashtiradi. Sensorlar generator va parametriklarga bo'linadi.
Generator - bu o'lchangan signal ta'sirida to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish yoki oqim hosil qiluvchi sensorlar. Keling, ushbu sensorlarning ayrim turlarini va ular asoslangan hodisalarni ko'rsatamiz:
1) pyezoelektrik, pyezoelektrik effekt;
2) termoelektrik, termoelektrik;
3) induksiya, elektromagnit induksiya;
4) fotoelektrik, fotoelektrik effekt.
Parametrik sensorlar o'lchangan signal ta'sirida ba'zi parametrlari o'zgarib turadigan sensorlardir. Keling, ushbu sensorlarning ba'zi turlarini va ularning yordami bilan o'lchangan parametrlarini ko'rsatamiz:
1) sig'imli, sig'imli;
2) reostatik, ohmik qarshilik;
3) induktiv, induktivlik yoki o'zaro induktivlik.
Axborot tashuvchisi bo'lgan energiyaga qarab mexanik, akustik (tovush), harorat, elektr, optik va boshqa sensorlar mavjud.
Ba'zi hollarda datchiklar o'lchanayotgan miqdor nomi bilan ataladi; shuning uchun, masalan, bosim sensori, deformatsiya o'lchagich (tenzometr) - siljish yoki deformatsiyani o'lchash uchun va hokazo.
Bu turdagi sensorlarning mumkin bo'lgan biomedikal qo'llanilishi (5.1-jadval).
Sensor konvertatsiya funktsiyasi bilan tavsiflanadi - y chiqish qiymatining x kirishiga funktsional bog'liqligi y = Dx) analitik ifodasi yoki grafik bilan tavsiflanadi. Eng oddiy va eng qulay holat to'g'ridan-to'g'ri proportsional bog'liqlik y = 1cx.
Jadval 2.1.
Eslatma. AD - arterial qon bosimi; BCG - ballistokardiogramma; FKG - fonokardiogramma; OGG - oksigemografiya; T - harorat; PJ - oshqozon-ichak traktidagi bosim.
Sensorning sezgirligi chiqish qiymati kirishdagi o'zgarishlarga qanchalik javob berishini ko'rsatadi:
z=Δy/Δx
Sensor turiga qarab, u millimetr uchun ohmda (Ohm / mm), kelvin uchun millivoltda (mV / K) va hokazolarda ifodalanadi. Bir qator sensorlarning sezgirligi barcha sensorlarning sezgirligi mahsulotiga teng.
Datchiklarning vaqtinchalik xususiyatlari muhim ahamiyatga ega. Haqiqat shundaki, sensorlardagi jismoniy jarayonlar bir zumda sodir bo'lmaydi, bu kirishning o'zgarishi bilan solishtirganda chiqish qiymatining o'zgarishining kechikishiga olib keladi. Analitik jihatdan bu xususiyat sensor sezgirligining kirish qiymatining dx/dt o'zgarish tezligiga yoki x harmonik qonunga muvofiq o'zgargan chastotaga bog'liqligiga olib keladi.
Datchiklar bilan ishlashda ularga xos bo'lgan xatolarni hisobga olish kerak. Xatolarning sabablari quyidagilar bo'lishi mumkin:
1) konvertatsiya funktsiyasining haroratga bog'liqligi;
2) histerezis - sensordagi qaytarilmas jarayonlar natijasida yuzaga keladigan kirish qiymatining sekin o'zgarishi bilan ham x dan kechikish y;
3) transformatsiya funktsiyasining vaqt bo'yicha o'zgaruvchanligi;
Rasm . 2.5 Datchik rezina trubka shaklida tayyorlanadi 1, u mayda ko'mir kukuni bilan to'ldirilgan 2. Naychaning uchlariga elektrodlar o'rnatiladi 3. Tokni ko'mir orqali tashqi manbadan o'tkazish mumkin 4.
4) o'qishlarning o'zgarishiga olib keladigan sensorning biologik tizimga aloqasi;
5) sensorning inertsiyasi (uning vaqt xususiyatlarini e'tiborsiz qoldirish) va boshqalar.
Tibbiyotda ishlatiladigan datchiklarning dizayni juda xilma-xil: eng oddiydan (masalan, termojuft) murakkab Doppler sensorlarigacha. Misol tariqasida nafas olish tezligining juda oddiy sensori - reostatik (rezistor)ni tasvirlaylik.
Bu datchik (5.5-rasm) rezina trubka 1 ko'rinishida tayyorlangan bo'lib, u mayda ko'mir kukuni bilan to'ldirilgan 2. Elektrodlar 3 nay uchlariga o'rnatiladi.Tokni ko'mir orqali tashqi manbadan 4 o'tkazish mumkin. .
Agar siz trubkani ko'krak qafasiga o'rab qo'ysangiz yoki odatdagidek, nayning uchlariga kamar bog'lab, ko'krak atrofiga o'rab qo'ysangiz, nafas olayotganda trubka cho'ziladi va nafas olayotganda u qisqaradi. Bu ko'mir kukuni zarralari orasidagi elektr aloqani o'zgartiradi va shunga mos ravishda sensorning qarshiligi o'zgaradi. Zanjirdagi oqim o'zgaradi, uni tegishli o'lchash sxemasi yordamida tuzatish mumkin.
Xulosa qilib shuni ta'kidlaymizki, sensorlar biologik tizimlardagi retseptorlarning texnik analoglari hisoblanadi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
