CULEGEREA BIOSEMNALELOR
MASURAREA ELECTROMETRICA Instrumentaţia Instrumentaţia biomedicală biomedicală exploratorie reprezintă ansamblul de dispozitive, aparate şi instrumente de măsură destinate scopului de captare, prelucrare, stocarea şi cuantificare diverselor tipuri de biosemnale. Este utilizată în următoarele direcţii: –mijloc complementar complementar în stabilirea diagnosticului diagnosticului clinic; clinic; –mijloc de control control periodic al stării de sănătăte sănătăte (screening); –mijloc de control control al eficienţei terapeutice terapeutice şi a gradului de recuperare şi adaptare funcţională; –stabilirea performanţelor performanţelor fizice şi mentale, a capacităţii capacităţii de muncă şi a orientării profesionale; –monitorizarea –monitorizarea de durată a funcţiilor funcţiilor fiziologice, intra - şi postoperator (terapie intensivă); –înregistrarea, –înregistrarea, prelucrarea statistică şi matematică, matematică, arhivarea şi regăsirea datelor medicale si sanitare; cercetarea biomedical – cercetarea
•
Măsurarea unor mărimi asociate diverselor activităţi biologice folosind aparatura electronică se realizează prin interconectarea următoarelor elemente:
– mijloace de captare;
–circuite de amplificarea şi/sau prelucrare; –sisteme de afişaj;
BIOSEMNALE •
•
•
Biosemnalele reprezintă suportul informaţiei biologice Acestea transmit date de la organismul viu si rezultatele pot fi utilizate pentru proceduri clinice sau experimentale După natura şi sursa biosemnalelor acestea se pot clasifica în: – – – – – –
semnale bioelectrice semnale de bioimpedanţă semnale biomecanice semnale biochimice semnale bioradiante semnale biotermice
SEMNALE BIOELECTRICE •
•
semnale caracteristice celulelor nervoase şi musculare ce rezultă potenţialul transmembranar şi potenţialul de acţiune tehnicile neinvazive, folosind electrozi de suprafaţă, sunt des utilizate pentru culegerea activităţii bioelectrice a celor mai importante surse (inimă, muşchi, creier) bazându-se tocmai pe propagare prin ţesuturi a curenţilor determinaţi de potenţialul de acţiune
SEMNALELE DE BIOIMPEDANTA •
semnale bioelectrice care pot fi apreciate când impedanţa ţesutului este măsurată prin injectarea unui curent cu amplitudine redusă dar de frecvenţă înaltă generat de o sursă specială de curent alternativ
SEMNALE BIOMECANICE •
semnale generate în timpul funcţiilor sau proceselor mecanice incluzând forta, presiunea, deplasarea, debitul, vibraţiile, etc
SEMNALE BIOCHIMICE •
•
sunt generate de procesele chimice din interiorul ţesuturilor şi organelor conţin informaţii cu privire la modificările de concentraţie a diferiţilor agenţi chimici din organism
SEMNALE BIOOPTICE •
sunt semnalele ce se obţin prin folosirea proceselor optice fundamentale (transmisia luminii, refelxia sau absorbţia)
SEMNALE BIOTERMICE •
sunt captate cu ajutorul senzorilor de temperatură şi dau informaţii despre temperatura în diverse puncte aleorganismului şi variaţia aceteia
ELECTROZI •
•
•
•
DEFINITIE = sistemul electroneutru metal - soluţie de electrolit; la limita de separare dintre metal şi electrolit apare o diferenţă de pote nţial care poartă denumirea de potential de electrod depinde atât de natura metalului cât şi de natura şi concentraţia soluţiei de electrolit conducţia electrică în electroliţi (ţesuturi) este ionică iar conducţia electrică în electrozi este electronică. La interfaţa electrod electrolit au loc fenomene care transformă conducţia ionică în conducţie electronică
MECANISMUL DE APARITIE A POTENTIALULUI DE ELECTROD •
•
se explică prin tendinţa spontană a metalelor de a transmite ioni in soluţie si a ionilor metalici din soluţie de a se depune pe metal metalele care trimit ioni pozitivi in soluţie se incarca negativ, iar cele pe care se depun ionii metalici pozitivi din soluţie se incarca pozitiv => soluţia ramane cu un exces de sarcini pozitive in primul caz si negative in cel de al doilea , iar la suprafaţa metal-soluţie se formeaza undublu strat electric
SCHEMA DE CULEGERE CU ELECTROZI A BIOSEMNALELOR
TRANSDUCTORI •
DEFINITIE = realizeaza convertirea unei marimi fizice - de obicei neelectrica - in marime de alta natura fizica - de obicei electrica - proportionala cu prima saudependenta de aceasta, intr-un fel prestabilit, in scopul utilizarii intr-un sistem de masurare si automatizare
BIOSENZORI •
•
DEFINITIE = Biosenzorul constă în cuplarea spaţială între un substrat biologic activ (receptorul) imobilizat pe un traductor de semnal (dispozitiv electronic) şi un circuit electronic de amplificare instrument analitic care transforma un raspuns biologic intr-un semnal electric
Biocatalizatorul (a) converge substratul la produs. Aceatsa reactie este constatata de traductor (b) care o converge intr-un semnal electric. Iesirea din traductor este amplificata (c), prelucrata (d) si prezentata (e)
SISTEME DE AMPLIFICARE SI DE INREGISTRARE A BIOSEMNALELOR
DESCRIERE
•
Semnalele bioelectrice sunt de putere foarte redusă. Pentru a fi analizate vizual sau prelucrate pe calculator, semnalele bioelectrice trebuie amplificate de mii de ori
ELECTROCARDIOGRAMA •
•
Rezultatul modificărilor electrice care activează contracţia atriilor şi ventriculilor Reprezintă înregistrarea la suprafaţa corpului a variaţiilor de potenţial ale câmpului electric cardiac, produse de depolarizarea şi repolarizarea celulelor miocardice
PRINCIPIU Inima poate fi considerată o baterie, un generator de curent electric inclus într -un volum conductor (corp) Inima generează un câmp electric ce poate fi evidenţiat la suprafaţa corpului, prin electrozi plasaţi pe tegument FORMA ECG Unda P corespunde contractiei atriale (depolarizare atriala), complexul QRS corespunde contractiei (depolarizarii) ventriculare iar unda T este aferenta repolarizarii ventriculare. •
•
•
ELECTROENCEFALOGRAMA •
•
reprezintă recoltarea, potențarea și înregistrarea desfășurării în timp a activității electrice a scoarței cerebrale prin intermediul unor electrozi de suprafață, situați la nivelul scalpului fiind utila in confirmarea, excluderea sau furnizarea de informatii care ajuta la gestionarea epilepsiei, tumorilor de pe creier, traumatismelor craniene, tulburarilor de somn si de memorie
FONOCARDIOGRAMA •
•
R eprezintă înregistrarea grafică a fenomenelor acustice care iau naştere în timpul activităţii cordului. Zgomotele cardiace sunt produse de: –
–
–
•
mişcarea valvelor (în special închiderea valvelor), vibraţia pereţilor inimi ila trecerea sângelui, vibraţia marilorvase la trecerea sângelui.
Cele patru zgomote cardiace sunt: –
–
Zgomotul1 şi 2 - perceptibile stetacustic,în condiţii normale; Zgomotul3 şi 4 - foarte slabe, în general imperceptibile stetacustic, dar posibilde înregistrat pe fonocardiogramă
ELECTROOCULOGRAFIA •
•
metodă de înregistrare electrică a mișcării oculare cu ajutorul unor electrozi de contact Metoda: se dispun mai intai 4 electrozi pe piele, de fiecare parte a ochilor . Intr-o camera in care intensitatea luminoasa variaza, pacientul trebuie apoi sa efectueze miscari de "du-te vino" ale ochilor intre doua puncte de lumina rosie. activitatile electrice captate sunt amplificate de un calculator, care le inregistreaza si le traduce pe un grafic
VELOCIMETRIA DOPPLER •
utilizeaza ultrasunetele pentru a masura viteza circulatiei sangvine –
–
–
–
Examenul Doppler este prescris, in principal, in cardiologie (afectiuni ale inimii, ale arterelor si ale venelor) si in neurologie (afectiuni ale creierului). Examenul Doppler cardiac permite studierea miscarilor sangelui intre diferitele cavitati cardiace. El este solicitat atunci cand se banuieste o comunicare anormala intre auricuie sau ventricule, ori o anomalie de functionare a val velor cardiace (ingustarea sau insuficienta valvulara) Examenul Doppler transcranian permite studierea miscarilor sangelui in arterele intracerebrale, urmarite prin oasele craniului. Examenul Doppler vascular permite studierea miscarilor sangelui in arterele sau in venele organismului. El permite, de asemenea, analiza unei arteriopatii a membrelor inferioare si depistarea unei flebite
