Учебное пособие 1177

Эхо-сигналы от внутренних структур тканей, поступающие на датчик, преобразуются с помощью пьезоэлектрической пластины датчика в электрические колебания. Приемник путем смешения сигнала возбуждения с эхо-сигналом и последующей фильтрации выделяет доплеровский сигнал кровотока, который поступает затем на цифровой спектроанализатор. После дополнительной обработки с помощью фазосдвигающих цепей, выполняющих разделение сигналов прямого и обратного кровотока, и усиления этот сигнал выдается на громкоговорители для звукового воспроизведения. В цифровом спектроанализаторе выполняется преобразование доплеровского сигнала в цифровую форму, после чего производится вычисление спектра доплеровского сигнала. Сформированные спектральные линии накапливаются в видеопамяти управляющего компьютера и выдаются на экран монитора. Кроме формирования изображения, управляющий компьютер обеспечивает интерфейс с пользователем для создания режимов работы прибора, выполняет расчет параметров кровотока, накопление результатов измерений на магнитных носителях, регистрацию результатов с помощью внешних печатающих устройств.

Технические характеристики

Интенсивность	2 МГц – 8 МГц
излучения
Диапазон частот	100 Гц – 20 кГц
Фильтры ФВЧ	100, 200, 400, 800 Гц
Частота повторения	5–16 кГц с шагом 1	кГц
Глубина зондирования	30–130 мм с шагом 1мм
Объем зондирования	3–20 мм с шагом 1	мм

21

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

МРТ

МРТ дает ценную диагностическую информацию

офизических и химических параметрах, позволяющих судить

оприроде и морфологическом строении исследуемых органов и тканей. К тому же изображение можно получать в любой плоскости. Большинство магнитов имеют магнитное поле, параллельное длинной оси тела человека. Сила магнитного поля измеряется в теслах (Тл). Для клинической МРТ исполь-

зуются поля силой 0,02–3 Тл. Когда пациента помещают в сильное магнитное поле, все маленькие протонные магниты тела (ядра водорода) разворачиваются в направлении внешнего поля. Помимо этого, магнитные оси каждого протона начинают вращаться (прецессировать) вокруг направления внешнего магнитного поля. При пропускании через тело пациента радиоволн, имеющих равную частоту с частотой вращения протонов (Ларморовская частота), магнитное поле радиоволн заставляет магнитные моменты всех протонов вращаться по часовой стрелке. Это явление называют магнитным резонансом. В тканях пациента создается суммарный магнитный момент. Магнетизм пропорционален числу протонов в единице объема ткани. Огромное число протонов, содержащихся в большинстве тканей, обусловливает тот факт, что магнитный момент достаточно велик для того, чтобы индуцировать электрический ток в расположенной вне пациента принимающей катушке. Этот индуцированный электрический ток «МР-сигнал» используется для реконструкции изображения.

Рис. П3.1. Внешний вид томографов

22

Рис. П3.2. Блоки радиочастотной группы

Рис. П3.3. Структурная схема ЯМРТ с резистивным магнитом

Магнитно-резонансные томографы серии OPER

МРТ серии OPER обладают отличными эксплуатационными качествами, которые складываются из следующих преимуществ:

23

1.Постоянный магнит и система градиентов не требуют специальной системы водяного охлаждения, что повышает надежность всей системы.

2.Постоянный магнит и система градиентов не требуют специальной системы водяного охлаждения, что повышает надежность всей системы.

3.Удачная эргономика МРТ с магнитом с одной опорой, открытым на 320 градусов, исключает явление клаустрофобии

упациентов и облегчает их позиционирование, а также позволяет проводить интервенционные процедуры.

4.Все системы МРТ серии OPER надежны в эксплуатации и не требуют постоянного сервиса.

5. Энергопотребление системы МРТ не превышает в среднем 3 кВт/час.

Технические характеристики

Магнитная система

–тип магнита — постоянный с вертикальным направлением поля;

–индукция магнитного поля — 0.3, 0.35, 0.4, 0.5 Тесла;

–конструкция — открытая, С-образная;

–магнитный материал — NiFeB;

–зазор для размещения пациента — 40 см.

Радиопередающая система

–встроенная в магнит плоская передающая катушка;

–передатчик мощностью ≤ 6 кВт.

Характеристики изображений

–матрица изображений — от 64×64 до 1024×1024;

–поле зрения (FOV) — 40–400 мм;

–толщина среза: 1.5–100 мм для режимов 2D Фурье, 0.1–5 мм для режимов 3D Фурье.

24

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Электросон

Электросон представляет собой метод физиотерапевтического лечения, в основу которого положено воздействие импульсного тока на головной мозг. Постоянный импульсный ток при определенных параметрах (прямоугольная форма, низкие частоты, небольшая сила тока) приводит головной мозг человека в состояние, близкое к физиологическому сну. При этом происходит нормализация работы центральной нервной системы, улучшаются трофические процессы, микроциркуляция.

Рис. П4.1. Внешний вид прибора

Принцип работы

Человек подключается к аппарату «Электросон». Низкочастотный ток поступает через глазницы. Перемещается по нервам и сосудам головного мозга. Ток стимулирует центральную нервную систему, кору, подкорковые образования, гипофиз и другие отделы мозга. Режим подачи импульсных токов ритмичный и монотонный. В целом процедура направлена на погружение в сон пациента.

Для электросонотерапии используется специализированный аппарат, имеющий две фазы работы. В первую фазу, фазу торможения, аппарат генерирует импульсы, приводящие к дремотному состоянию, иногда даже и полноценному сну. При этом снижается артериальное давление, уменьшается биоэлектрическая активность головного мозга.

25

Фаза активации происходит после окончания процедуры и характеризуется повышением тонуса организма, улучшением настроения, повышением работоспособности.

Рис. П4.2. Структурная схема аппарата для электросна

При электросне воздействие на головной мозг осуществляется через электроды, наложенные на закрытые глаза и сосцевидные отростки височных костей, импульсным током прямоугольной формы при длительности импульсов порядка 0,2-0,5 мс и частоте повторения, регулируемой в пределах от 1-5 до 80-100 имп/с. Частота импульсов подбирается для каждого больного индивидуально, а ток устанавливается таким, чтобы ощущение от его прохождения (постукивание, вибрация или легкое давление в глубине глазницы) не достигало беспокоящей больного интенсивности. Генератор импульсов представляет собой мультивибратор. С выхода мультивибратора прямоугольные импульсы после дифференцирования поступают на вход ограничителя-формирователя. С помощью этого каскада из отрицательных пиков, снимаемых с выхода дифференцирующей цепочки, создаются практически прямоугольные импульсы длительностью 0,5 мс. Прямоугольные импульсы усиливаются выходным усилителем. С нагрузки выходного усилителя на импульсное напряжение через разделительный конденсатор подается на выходное гнездо «Пациент». В цепь выходного тока включен резистор. Падение напряжения на

26

этом резисторе, пропорциональное амплитуде импульсов тока, подается в блок измерителя. Измеритель представляет собой пиковый детектор, напряжение которого модулирует по амплитуде колебания автогенератора. После усиления высокочастотные колебания детектируются и постоянная составляющая, пропорциональная амплитуде импульсов в цепи пациента, измеряется миллиамперметром. Помимо генератора импульсного напряжения, аппарат имеет регулируемый источник постоянного тока для создания в выходной цепи дополнительной постоянной составляющей, усиливающей в ряде случаев эффективность импульсного тока. Постоянное напряжение создается с помощью мостового выпрямителя с фильтровыми конденсаторами.

Рис. П4.3. Аппарат «Электросон ЭС-10-5»

Технические характеристики прибора «Электросон ЭС-10-5»

1.Электропитание переменного тока от сети — 220 В.

2.Частота — 50 Гц.

3.Мощность потребления — 25 В.

4.Частота следования импульсов — 5, 10, 20, 40, 80, 100, 160 Гц.

5.Относительная погрешность установки частоты — 2 %.

6.Продолжительность импульсов — 0,5 мм.

7.Габариты — 108×300×315 мм.

8.Вес — 3,5 кг.

27

	ОГЛАВЛЕНИЕ
1.	Цели и задачи дисциплины....................................................	3
2.	План практических занятий. Требования.............................	4
3.	Подробное описание структур презентаций ........................	9
Библиографический список .....................................................		14
Приложение 1. Пульсоксиметр ...............................................		15
Приложение 2. УЗ-доплеровский измеритель .......................		19
Приложение 3. МРТ..................................................................		22
Приложение 4. Электросон......................................................		25

28

БИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению практических работ для студентов направления 12.03.04 «Биотехнические системы и технологии»

(профили «Биотехнические и медицинские аппараты

исистемы», «Менеджмент и управление качеством

вздравоохранении») очной формы обучения

Составитель Коровин Владимир Николаевич

Редактор Сахарова Д. О.

Подписано к изданию 11.12.2019.

Уч.-изд. л. 1,5.

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

394026 Воронеж, Московский просп., 14

29