125814852 manual metode

7/27/2019 125814852 Manual Metode

1/439

EXPLORAREA SISTEMULUI CIRCULATOR (I)

72

U.M.F. GR.T.POPAIAI

FACULTATEA DE MEDICIN

DISCIPLINA EXPLORRI FUNCIONALE

-CURS PENTRU STUDENII ANULUI II-

7/27/2019 125814852 Manual Metode

2/439


73

CUPRINS

PREFA

Cap.1NOIUNI GENERALE DE METROLOGIE.1

(ef Lucr. Ing. Radu Ciorap)

ELEMENTE DE BIOMETROLOGIE GENERAL I SISTEMIC12(ef Lucr. Ing. Radu Ciorap)

BAZELE METODOLOGICE I TEHNICE DE STOCARE, ANALIZ,

SINTEZ, INTERPRETARE I CORELARE A DATELOR DE

EXPLORARE N VEDEREA EVALURII STRII

SISTEMULUI.48

(ef Lucr. Ing. Radu Ciorap)

Cap.2-EXPLORAREA SISTEMULUI CIRCULATOR (I).. 72

(Asist. Dr. Dana Matei, ef Lucr. Dr. Florin Filip)

Cap.3-EXPLORAREA SISTEMULUI CIRCULATOR (II).. 111


Cap.4- EXPLORAREA SISTEMULUI RESPIRATOR 129


Cap.5- TESTE DE EFORT CARDIO-RESPIRATORII 162


Cap.6- EXPLORAREA SISTEMULUI NUTRITIV- METABOLIC... 179

(Asist. Dr. Roxana Flavia Ciofea)

7/27/2019 125814852 Manual Metode

3/439


74

Cap.7- EXPLORAREA SISTEMULUI EXCRETOR 220

(Asist. Dr. Roxana Flavia Ciofea)

EXPLORAREA MEDIULUI INTERN.. 267

(Asist. Dr. Roxana Flavia Ciofea, ef Lucr. Dr. Leonard Vasilescu)

Cap.8-EXPLORAREA SISTEMULUI DE COMAND I CONTROL (I) :

EXPLORAREA SISTEMULUI ENDOCRIN I REPRODUCTOR 321

(Prep.Dr. Oana Munteanu)

Cap.9-EXPLORAREA SISTEMULUI DE COMAND I CONTROL (II) :

EXPLORAREA SISTEMULUI NERVOS VEGETATIV I SOMATIC

CENTRAL 356

(Asist..Dr. Roxana Chiru)

Cap.10-EXPLORAREA SISTEMELOR NEURO-SENZORIALE I NEURO-

MOTORII (II) : EXPLORAREA APARATULUI LOCOMOTOR 400

(Asist. Dr. Bogdan Dionisie)

BIBLIOGRAFIE 452

7/27/2019 125814852 Manual Metode

4/439


75

Cap . 1

NOTIUNI GENERALE DE METROLOGIE

Mrimi de msur

Prin mrimese nelege o proprietate a obiectelor, fenomenelor sau

sistemelor care poate fi deosebit cantitativ i determinat cantitativ.

Msurarea const dintr-o succesiune de operaii experimentale

pentru determinarea cantitativ a unei mrimi.

Mrimea (fizic) msurat este una din proprietile msurabile ale

unui obiect, fenomen sau sistem (fizic), numit n cele ce urmeaz obiect

supus msurrii sau simplu obiect.Exemple de obiecte supuse msurrii:

o bar a crei lungime se msoar; un lichid a crui debit se msoar; o

baterie a crei tensiune se msoar.

Msurarea se realizeaz cu ajutorul unui mijloc tehnic destinat

special acestui scop, numit n general aparat de msuratsau simplu

aparat1.Exemple de aparate de msurat: ubler, balan, manometru,

ampermetru, termometru.

n orice msurare, aparatul este pus n legtur cu obiectul, pentru a

fi influenat de acea mrime caracteristic obiectului ce urmeaz a fi

msurat-fig.1.1. Rezult o interaciune aparat obiect, care are ca

7/27/2019 125814852 Manual Metode

5/439


76

principal rezultat transferul unei informaii de la obiect la aparat, numit

informaii de msurare. n acelai timp, se produce i un transfer de

energie ntre obiect i aparat, necesar ca suport fizic pentru transferul deinformaie2.

F ig. 1.1Reprezentarea schematic a operaiei de msurare

Obiectul are n general mai multe proprieti, deci este caracterizat

de mai multe mrimi. Aparatul este astfel realizat ca s msoare numai

una din aceste mrimi (msurandul). Celelalte mrimi caracteristice

obiectului au o influen nul sau neglijabil asupra aparatului. De

exemplu, n cazul msurrii debitului unui lichid cu un debitmetru cuplutitor (rotametru), indicele de refracie i conductivitatea electric a

lichidului au o influen practic nul asupra aparatului, iar densitatea i

vscozitatea lichidului pot avea o influen semnificativ, care trebuie

ns meninut sub anumite limite acceptabile. n general, asigurarea

proprietii de selectivitate a aparatului fa de msurand, respectiv a

rejeciei mrimilor nedorite este una din problemele importante alemetrologiei.

Obiectul poate avea proprieti msurabile i proprieti

nemsurabile. Numai o proprietate msurabilpoate constitui o mrime.

1Msurarea poate fi efectuat i cu un ansamblu de msurare, o instalaie de msurare, un sistemde msurare etc, n general cu un mijloc de msurare.2 Transferul de energie obiectaparat este deseori evident, ca de exemplu la msurarea unei fore cu undinamometru, a unei tensiuni cu un voltmetru sau a unei temperaturi cu un termometru cu lichid.

Uneori ns energia schimbat ntre obiect i aparat este infim (i aparent chiar inexistent), ca lamsurarea unei lungimi cu o rigl, a unui interval de timp cu un ceas solar sau a unei temperaturi cu unpirometru.

Obiect Aparat

Interaciune

obiect - aparat

7/27/2019 125814852 Manual Metode

6/439


77

Pentru a stabili dac o proprietate este msurabil, se va presupune

c exist posibilitatea de a parcurge gama ntreag a nivelurilor

(intensitilor) proprietii respective. Fie mulimea strilor aceastmulime posibila proprietii considerate (de exemplu: mulimea

duritilor unui corp solid, de la mai moale pn la cel mai dur cu

putin).A msura nseamn a pune n coresponden mulimea strilor

cu mulimea numerelor reale (sau cu o submulime a acestora). Ca

urmare, se poate msura o proprietate dac se poate asocia fiecrei stri

posibile (din mulimea strilor) un numr (din mulimea numerelor reale).Pentru a obine acest rezultat, sunt necesare dou condiii:

a)Mulimea strilor s fie o mulime ordonat adic s poat fi stabilite

relaii ca mai mare i mai mic ntre toate perechile de elemente care i

aparin

b)ntre mulimea strilor i mulimea numerelor reale s se poat stabili

efectiv o coresponden biunivoc, adic fiecrui element din

mulimea strilor s-i corespund un numr real i numai unul.

Aceast coresponden, stabilit convenional, se numete scar sau

scar de referin i ea include i alegerea unitii de msur.

Convenia de scar trebuie s indice experimental necesar reproducerii

ei, astfel ca oricnd i oriunde ea s fie aceeai.

Elementul din mulimea numerelor reale care corespunde unui element

dat din mulimea strilor unei anumite mrimi se numete valoare

numerica mrimii respective. Valoarea numeric este un numr, pozitiv

sau negativ, care depinde de scara de referin adoptat. Elementul din

mulimea strilor unei anumite mrimi, care corespunde valorii numerice

1, se numete unitate de msura mrimii respective.

7/27/2019 125814852 Manual Metode

7/439


78

Uniti de msur

Unitatea de msur poart o denumire, pentru uurina identificrii i

depinde de scara de referin adoptat. Convenia de scar implic i

stabilirea unitii de msur. Expresia mrimii sub form de valoare

numeric i unitate de msur se numete valoare a mrimii respective.

Pentru fiecare mrime se adopt o unitate de msur, fr de care

exprimarea cantitativ a mrimii nu este posibil. Este important de

subliniat c valoarea unei mrimi include totdeauna i unitatea de msur,

care trebuie specificat de fiecare dat mpreun cu valoarea numeric.

Descrierea fenomenelor fizice se face prin legi i teoreme, n care

figureaz mrimi fizice. Ansamblul mrimilor fizice definite pentru

descrierea unei clase de fenomene fizice constituie unsistem de mrimi

fizice.n fiecare sistem de mrimi fizice se deosebesc mrimi

fundamentale i mrimi derivate.

Mrimile fundamentalereprezint un set de mrimi, ntr-un sistem de

mrimi dat, admise ca fiind independente ntre ele. De exemplu, n

mecanica clasic au fost adoptate ca mrimi fundamentale lungimea,

masa i timpul, ca fiind cele mai convenabile pentru caracterizarea

fenomenelor mecanice. n electricitate, pe lng lungime, mas i timp s-a

adoptat ca mrime fundamental i intensitatea curentului electric. ntermodinamic, la mrimile fundamentale ale mecanicii se adaug

temperatura, etc.

Mrimile derivatereprezint, ntr-un sistem de mrimi, mrimi

definite n funcie de mrimile fundamentale. Pentru fiecare clas de

fenomene fizice, sunt utilizate un mare numr de mrimi derivate, care

fac posibil exprimarea concis a principalelor legi i teoreme ale

7/27/2019 125814852 Manual Metode

8/439


79

fenomenelor respective. De exemplu mrimi ca aria, volumul, viteza,

acceleraia, presiunea, lucrul mecanic sunt dependente de mrimile

fundamentale lungime, mas i timp.Ansamblul unitilor de msur definite pentru un sistem dat de

mrimi fizice formeaz unsistem de uniti de msurcare trebuie s

ndeplineasc urmtoarele condiii:

S fie general adic aplicabil tuturor capitolelor fizicii

S fie coerent, ceea ce nseamn c nu introduce coeficieni

numerici suplimentari n ecuaiile fizicii S fie practic, n sensul ca unitile din sistem s aib ordine de

mrime comparabile cu valorile uzuale n activitatea uman.

Nici unul din sistemele de uniti utilizate sau propuse pn n prezent

nu ndeplinesc aceste condiii n msur n care o face Sistemul

Internaional de Uniti adoptat n 1960.

n Sistemul Internaional se disting trei clase de uniti SI: uniti

fundamentale, uniti derivatei uniti suplimentare. S-a convenit ca SI

s aib la bazapte uniti fundamentale, considerate independente din

punct de vedere dimensional: metrul, kilogramul, secunda, amperul,

kelvinul, molul i candela. Unitile fundamentale pot fi formate pe baza

unor ecuaii fizice n care intervin unitile fundamentale.

Erori de msur

Rezultatul unei msurri poate fi mai mult sau mai puin apropiat

de valoarea adevrat a msurandului. Eroarea de msurare, ca diferen

ntre valoarea msurat i valoarea adevrat, este inevitabil din cauze

multiple: imperfeciunea mijloacelor i metodelor de msurare, variaii

ale condiiilor de mediu, perturbaii exterioare, subiectivitatea

operatorului etc. n plus, valoarea adevrat este ea nsi necunoscut i

nedeterminabil riguros.

7/27/2019 125814852 Manual Metode

9/439


80

Dup modul de exprimare exist erori absolute i relative.

Eroarea absolut (X)reprezint diferena dintre valoarea

msurat (X) i valoarea adevrat (Xa) adic : X = X Xa.Deoarece Xaeste practic inaccesibil n locul acesteia se utilizeaz o

valoare de referin (Xo), obinut prin msurri mult mai precise (5-10

ori) dect cea utilizat pentru X. Aceast valoare mai poart uneori

denumirea de valoare efectiv.

Eroarea absolut se exprim n aceleai uniti de msur ca i mrimea

de msurat (X).Eroarea relativ () reprezint raportul dintre eroarea absolut i

valoarea adevrat Xa. i n acest caz de cele mai multe ori n locul lui Xa

este folosit valoarea efectiv Xo.

%100X

XX%100

X

X

a

a

a

sau %100X

XX

o

o

Se exprim n procente i arat gradul de precizie al msurrii.

Din punct de vedere al manifestrii exist: erori singulare, erori

sistematice, erori aleatoare i erori maximale.

Erorile singulare (sau greelile)se datoresc operatorului i

provin din greeli nerepetate ale acestuia cum ar fi de exemplu citirea

indicaiei unui multimetru pe alt scar dect cea selectat prin

comutatorul de game. Depistarea unei asemenea erori se poate face prin

simpla comparare a rezultatului dubios cu rezultatele

Erorile sistematice (de justee)se repet la msurrile n condiii

identice iar legea de propagare se poate stabili teoretic. Printre cauzele de

apariie ale acestei erori menionm: imperfeciunea reglajului de zero la

aparatele de msur, imperfeciunea metodelor de msur, consumul

propriu al aparatului, variaia factorilor de influena (temperatur,

umiditate, frecven, etc). Pentru calculul erorii sistematice este necesar

7/27/2019 125814852 Manual Metode

10/439


81

o singur msurare ns pentru o mai bun siguran se mai efectueaz

dou msurtori. Se numete corecie eroarea sistematic absolut (X)

luat cu semn schimbat, adic C = - X

X = XaX

Valoarea corectat va fi: Xc= X + C de unde se poate scrie c Xc Xa

Erorile aleatoare (ntmpltoare)sunt erorile ale cror valori i

semn variaz imprevizibil la msurarea n condiii practic identice. Pentru

a micora influena acestor erori asupra rezultatului se recomand

repetarea in condiii identice a msurtorilor i prelucrarea statistic arezultatelor.

Erorile maximalenumite i erori limit sunt erorile care conin o

component sistematic i una aleatoare i la care din motive tehnice sau

economice componenta sistematic nu se poate elimina prin corecie.

Din punct de vedere al surselor de eroare exist:

Eroarea instrumentalreprezint ansamblul erorilor de msurdatorate mijloacelor tehnice cu care se face msurarea.

Eroarea de metodapare datorit imperfeciunii metodei utilizate.

Este o eroare din categoria erorilor sistematice i efectul ei poate fi

corectat.

Eroarea datorata operatorului umanpoate fi de exemplu influena

efectului de paralax asupra citirii rezultatului sau o eroare singular. Caracteristicile instrumentelor de masur

La efectuarea msurrii unei mrimi experimentatorul dispune de

mai multe metode el trebuind s o aleag pe cea care ofer un compromis

optim ntre precizie, viteza de lucru i preul de cost. Schema bloc a

procesului de msur precum i cea a unui lan de msur simplu i cu

reglaj automat sunt prezentate n continuarefig. 1.2

7/27/2019 125814852 Manual Metode

11/439


82

Fig. 1.2Schema bloc a procesului de msurare

i a unui lan de msur

n afara msurtorilor efectuate dup schemele prezentate msurri

directeapar i situaii n care mrimea necunoscut (ce trebuie

msurat) este definit cu o relaie de forma X= f(a,b,c) unde a, b, c

sunt mrimi msurabile direct. Deoarece aparatele care dau direct pe a,

b, c pot fi asociat n mai multe moduri a aprut necesitatea stabilirii

unor metode i tehnici de msur adecvate. Treptat s-a trecut de la

metode de msur la aparate care se bazeaz pe metodele respective.

Caracteristicile instrumentelor de msur

Dintre caracteristicile instrumentelor de msur cele mai importante

ar fi: sensibilitatea, constanta aparatului i pragul de sensibilitate.

Sensibilitatea (S) a unui aparat de msur se definete cu relaia

dxdS (1) unde reprezint indicaia aparatului iar x mrimea de

Obiect demsurat

Aparat demsur

Operator Utilizarerezultat

Obiect demsurat

Traductor Aparat demsur

Operator

Obiect demsurat

Traductor Aparat demsur

Operator

Reglaj automat

7/27/2019 125814852 Manual Metode

12/439


83

msurat sau cu alte cuvinte este raportul dintre deviaia(variaia)

indicaiei aparatului de msur i variaia mrimii de msurat.

n cazul n care scara este uniform sensibilitatea este constant i n

aceast situaie se poate defini constanta aparatului fiind egal cu

inversa sensibilitiiS

1C (2)

Deoarece in general un aparat de msur este compus dintr-un circuit

intern de msur i un mecanism de msur relaia sensibilitii

aparatului poate fi scris ca: mc SSdyd

dxdyS (3)

Aceast relaie arat c sensibilitatea aparatului poate fi crescut fie

prin mrirea sensibilitii circuitului (Sc) fie prin mrirea sensibilitii

mecanismului(Sm) ori prin modificarea ambelor sensibiliti. Totui

cea mai mare elasticitate o ofer Sc.

Pragul de sensibilitateal unui aparat reprezint valoarea minim aunei mrimi de msurat pentru care aparatul indic o deviaie de o

unitate pe scara gradat.

Precizia i fiabilitatea unui aparat

La aparatele de msur electromecanice unde predomin erorile

mecanismului de msur, precizia se exprim printr-un indice de clas

unic nscris pe scara gradat i care indic eroarea maxim n

condiiile de referin

La aparatele de msur electronice unde erorile introduse de circuitul

de msur devin importante precizia se exprim sub forma erorii

tolerate stt c%bc%a (4) unde ctreprezint valoarea citit iar cs

captul de scal.

7/27/2019 125814852 Manual Metode

13/439


84

Fiabilitatea sau sigurana n funcionare caracterizeaz nsuirea

aparatului de a-i pstra performanele cel puin un timp to (numit

durata de via) dat , n condiiile de utilizare prevzute. Durata devia se estimeaz prin metode statistice pe baza datelor experimentale

obinute n exploatarea aparatului, sau mai ales prin testarea unui lot

din acestea n condiii precizate de standarde.

Fiabilitatea unui aparat de msur trebuie cunoscut mai ales cnd

intr in componena unor sisteme industriale de msurare-reglare sau

din sisteme medicale de monitorizare a parametrilor vitali ori dentreinere a vieii.

Mobilitatea sau viteza de rspuns se apreciaz prin timpul de rspuns

care reprezint timpul din clipa cnd deviaia acului indicator ( de

obicei n oscilaie amortizat) difer cu mai puin de 1% din deviaia

final de echilibru. La aparatele electromagnetice acest timp trebuie s

fie de cel mult patru secunde. Cea mai mare vitez de rspuns o ating

osciloscoapele i aparatele de msur digitale.

Consumul propriu reprezint consumul de energie necesar

funcionrii mecanismului i acoperirii pierderilor din circuitul de

msur. n funcie de tipul mecanismului acest consum variaz de la

fraciuni de mW la civa W.

Forma scrii gradateeste hotrt de ecuaia )x(f unde

reprezint deviaia unghiular a aparatului iar x mrimea de msurat.

Scara gradat poate fi uniform, ptratic sau ptratic liniarizat,

logaritmic (gradat in dB) i hiperbolic (ohmetre).

Precizia cea mai bun la citire o asigur scara uniform, datorit

uurinei de interpolare i de aceea este cea mai rspndit.

7/27/2019 125814852 Manual Metode

14/439


85

Preul de cost este un parametru important n alegerea unui aparat de

msur deoarece acesta crete rapid cu precizia aparatului . De aceea

utilizatorul unui aparat de msur va opta pentru unul mai precisnumai n cazul n care cerinele tehnologice l impun sau cnd este

justificat economic, adic ctigul obinut prin creterea calitii

msurtorilor permite amortizarea intr-un timp rezonabil a costului

apartului.

Precizia procesului de msur

Precizia este calitatea unui aparat sau dispozitiv de msur de a da

rezultate ct mai apropiate de valoare adevrat a mrimii de msurat.

Precizia este ns determinat calitativ de dou proprieti foarte ale

aparatelor de msur:JusteeaiFidelitatea

Justeeaconstituie una din cele dou laturi ale preciziei i indic

gradul de abatere al unui aparat fa de un altul luat drept referin

(etalon)

Fidelitatea este un parametru ce indic gradul de abatere al aparatului

fade el nsui.

7/27/2019 125814852 Manual Metode

15/439


86

Cap . 2

ELEMENTE DE BIOMETROLOGIE GENERAL I SISTEMIC

Biometrologia se poate defini ca suma cunotinelor referitoare la

msurrile biologice, cuprinznd toate aspectele, att teoretice ct i

practice, ale msurrilor, oricare ar fi nivelul lor de precizie, mrimea

msurat, modalitatea i scopul efecturii. Ca ramur particular ametrologiei, obiectul biometrologiei include mrimi i uniti de msur,

etaloane, metode i mijloace de msurare, erori i incertitudine de

msurare, condiii de msurare, caracteristici al mijloacelor de msurare,

norme i standarde privind asigurarea metrologic.

Prin mrime se nelege o proprietate a obiectelor, fenomenelor sau

sistemelor care poate fi deosebit calitativ i determinat cantitativ. n

mod obinuit se opereaz cu mrimi fizice care descriu proprietile fizice

ale fenomenelor sau sistemelor.

Stadiul actual al dezvoltrii tehnologice impune mbuntirea

nivelului de via prin servicii de sntate i control al mediului

nconjurtor, sisteme de informare i comunicaii mai eficiente n

unitile sanitare. Aparatele electronice formeaz astzi acea parte a

infrastructurii actului medical, creia clinicianul i deleag n primul

rnd o prelungire spre pacient a simurilor sale sau anumite

sensibiliti pentru care organismul uman este insuficient dezvoltat. n

al doilea rnd rolul aparaturii electronice medicale este de a prelucra

semnalele primare pentru a obine o afiare, o cuantificare sau o

documentare convenabil. n fine este tot mai pregnant apariia unei

7/27/2019 125814852 Manual Metode

16/439


87

noi generaii de aparate medicale inteligente avnd implementai

anumii algoritmi de evaluare intind spre sugestia de diagnostic.

Principalele domenii ale practicii medicale n care biometrologia

joac un rol notabil ar fi:

investigaia paraclinic;

monitorizarea de durat a funciilor fiziologice, intra- i post-

operator (terapie intensiv);

protezarea temporar sau de durat pentru inim, rinichi, membre;

nregistrarea, prelucrarea statistic i matematic, arhivarea iregsirea datelor medicale i sanitare;

cercetarea biomedical.

Utilizarea tehnicii de calcul n medicin asigur avantaje certe

pentru actul medical asigurat pacienilor: noi tehnici de investigaie,

mbuntirea preciziei i complexitii investigaiilor i analizelor de

laborator la un pre mai sczut, un timp mai lung petrecut de medici cupacienii, o organizare mai bun a ntregii activiti medicale-fig.2.1

F ig. 2.1Captarea biosemnalelor , prelucrarea

i redarea acestora

Biosemnalele reprezint suportul informaiei biologice. Acestea

transmit date de la organismul viu si rezultatele pot fi utilizate pentru

7/27/2019 125814852 Manual Metode

17/439


88

proceduri clinice sau experimentale. Dup natura i sursa biosemnalelor

acestea se pot clasifica n:

semnale bioelectrice semnale de bioimpedan

semnale biomecanice

semnale biochimice

semnale bioradiante

semnale biotermice

Semnalele bioelectrice sunt semnale caracteristice celulelornervoase i musculare ce rezult din proprietile fundamentale celulare i

anume, potenialul transmembranar i potenialul de aciune. Tehnicile

neinvazive, folosind electrozi de suprafa, sunt des utilizate pentru

culegerea activitii bioelectrice a celor mai importante surse (inim,

muchi, creer) bazndu-se tocmai pe propagare prin esuturi a curenilor

determinai de potenialul de aciune.

Semnalele de bioimpedant sunt un tip aparte de semnale

bioelectrice care pot fi apreciate cnd impedana esutului este msurat

prin injectarea unui curent cu amplitudine redus dar de frecven nalt

generat de o surs special de curent alternativ.

Semnalele biomecanice sunt semnale generate n timpul funciilor

sau proceselor mecanice incluznd forta, presiunea, deplasarea, debitul,

vibraiile, etc.

Semnalele biochimice sunt generate de procesele chimice din

interiorul esuturilor i organelor.

Semnalele bioradiante sunt semnalele ce se obin prin folosirea

proceselor optice fundamentale (transmisia luminii, refelxia sau

absorbia).

7/27/2019 125814852 Manual Metode

18/439


89

Semnalele biotermice sunt captate cu ajutorul senzorilor de

temperatur i dau informaii despre temperatura n diverse puncte ale

organismului i variaia aceteia.Metode i tehnici de msur a biosemnalelor

La efectuarea msurtorii unei mrimi operatorul dispune de mai

multe metode, el trebuind s aleag acea soluie careofer un compromis

optim (raportat la importana msurrii respective) ntreprecizie, vitez

de lucru i preul de cost.

Se poate face urmtoarea clasificare a metodelor de msur:a) Metode directe

b) Metode indirecte

Metode de comparaie

Metode de maxim

Metode de zero

Metoda diferenial Metoda substituiei

a) Metode dir ecten acest caz valoarea mrimii de msurat (X) se

citete direct pe scara (sau afiajul) aparatului de msur ceea ce permite

o vitez de lucru sporit, la care trebuie adugat i costul sczut. Aceste

msurtori sunt larg rspndite n practic.

Principalele erori care apar, excluznd eroarea proprie aparatuluide msur, sunt: eroarea de zero, eroarea de cap de scal i eroarea

datorit consumului de la obiectul de msurat (efect de sarcin).

Neajunsul acestor metode este c precizia de msurare este relativ

redus mai ales n cazul folosirii aparatelor de msur analogice (tipic

1-5%).

7/27/2019 125814852 Manual Metode

19/439


90

b) Metode indirecten cazul acestor metode msurtoarea se face

prin intermediul unei alte mrimi de care este dependent mrimea ce

dorim s o msurm. Aceast metod este de obicei folosit atunci cndmsurtoarea direct este dificil de realizat sau implic riscuri majore.

De exemplu, este cunoscut faptul c temperatura n interiorul unui cuptor

de topit metal este dependent de temperatura intr-un anume punct de pe

peretele su cu un anumit factor de proporionalitate. Acest principiu este

folosit pentru a uura munca tehnicienilor de service la unii productori

de microcomputere. Unul dintre primele sisteme computerizate demonitorizare a pacienilor din unitile de terapie intensiv care prelua

semnalul ECG analog i presiunea arterial avea n partea superioar a

carcasei un orificiu n care se putea introduce un termometru obinuit i

dac temperatura n acel punct era mai mic dect 39 C atunci

temperatura pe placa de circuit electronic era n limitele stabilite. Aceast

metod de determinare a temperaturii pe placa de circuit era folosit dindou motive: 1- punctul de msur era uor accesibil fr a necesita

demontarea nici unui subansamblu i 2 putea fi folosit orice termometru

de uz medical (30 C - 42C) uor de utilizat oriunde ar fi fost instalat

aparatul.

ns cel mai comun exemplu de msurtoare indirect este msurarea

presiunii sanguine. Aceasta se realizeaz prin determinarea presiunii ntr-o manet gonflabil plasat de obicei pe antebra (sfigmomanometrie),

presiune ce este corelat cu dou evenimente sonore detectabile,

corespunztoare presiunii sistolice (Ps) i celei diastolice (Pd). (vezi

fig.2.2)

7/27/2019 125814852 Manual Metode

20/439


91

Fig. 2.2.-Principiul de msurare indirect a presiunii sanguine prin

zgomote Korotkov:

avariaia liniar a presiunii n manet (1) i curba de variaie a

presiunii sanguine (2); Kzgomote Korotkov produse la fiecare puls de

snge: Kszgomot slab; Kcclar; Kaascuit; Ksssurd i slab

bmetoda ascultatorie a zgomotelor Korotkov; 3

manet; 4

pomp

(par de cauciuc); 5 manometru ; 6stetoscop

Metode de comparaie Caracteristic acestor metode este faptul c la

msurare particip i etaloane. Mrimea X se compar direct sau indirect

cu un etalon, ceea ce permite s se obin o precizie mai bun dect la

metodele de deviaie (metodele directe), ns sunt mai costisitoare I au

vitez de lucru mai redus. Aa cum s-a mai amintit metodele de

comparaie pot fi metode de zero de maxim i difereniale.

Caracteristici generale ale mijloacelor de captare

O schem tipic de msurtoare electrofiziologic este prezentat

n fig.1, n care sursa de semnal bioelectric este cuplat direct la electrozii

de culegere. Biopotenialul preluat de electrozi este apoi amplificat n

7/27/2019 125814852 Manual Metode

21/439


92

condiii de adaptare optim la caracteristicile sursei de semnal i ale

electrozilor. Dup amplificare sau odat cu aceasta, se prelucreaz

semnalul cules de electrozi, pentru a obine informaii maxime asuprasursei bioelectrice i apoi urmeaz redarea biopotenialelor rezultate din

prelucrare, reglare, n general, prin evoluia n timp a fenomenelor

electrofiziologice-fig.2.3.

Fig.2.3. Schema bloc de msurare a biopotenialelor

Procesele ce au loc n esuturile vii sunt procese chimice la

care particip un electrolit. Culegerea diferenelor de potenial generate

de activitile din celule i esuturi se realizeaz cu electrozi. Electrodulreprezint un conductor electric mpreun cu electrolitul cu care este pus

n contact.

Potenialul de electrod

Doi electrozi de culegere a biopotenialelor sunt n contact electric

prin electrolitul interpus ntre ei. Cnd cei doi electrozi sunt unii nexteriorul electrolitului cu un conductor electric, prin acesta circul un

curent electric, adic circul electroni de la electrodul negativ la

electrodul pozitiv. La suprafaa de contact dintre fiecare din cei doi

electrozi i electrolitul din jurul su, cu care mpreun formeaz un

electrod, se stabilete o diferen de potenial, numitpotenial de

electrod.Fora electromotoare a sistemului doi electrozi electrolit este

egal cu diferena algebric a potenialelor celor doi electrozi.

esutAmplificare

Prelucrare Redare

7/27/2019 125814852 Manual Metode

22/439


93

Conducia electric n electrolit (esuturi) este realizat de ioni;

conducia electric n electrozi metalici este efectuat de electroni. La

interfaa electrod electrolit au loc fenomene care transform conduciaionic n conducie electronic i invers.

La orice suprafa de contact electrod electrolit exist tendina de

difuzie a electronilor din metal spre electrolit i de difuzie a ionilor din

electrolit spre metal, n sensul stabilirii echilibrului chimic.

La interfaa electrodelectrolit au loc reacii de oxido-reducere.

Reacia de oxidare este definit ca o pierdere de electroni iar reacia dereducere ca un ctig de electroni. Deci, se pot oxida metale (electrozii

metalici, anioni sau molecule neutre din electrolit) i se pot reduce

nemetale, cationi sau molecule neutre. Orice oxidare este nsoit de o

reducere; cnd un reactant se oxideaz, o cantitate echivalent din alt

reactant se reduce. reactantul care se oxideaz este un agent reductor, iar

cel care se reduce este un agent oxidant. Reacia de oxido-reducere const

ntr-un transfer de electroni de la agentul reductor la agentul oxidant.

Din cauza reaciilor de oxido-reducere, la interfaa electrod esut ia

natere un strat dublu electric de sarcini, care are o distribuie, ntr-un

spaiu de dimensiuni atomice, n funcie de activitatea electrolitului i

uurina cu care metalul electrodului transfer electroni spre electrolit.

Electrozii reversibili sau nepolarizabili sunt electrozii la care, aplicnd o

tensiune exterioar care compenseaz fora electromotoare rezultat din

potenialele electro-chimice ale electrozilor nu are loc nici o reacie

chimic. Cu alte cuvinte se numete electrod nepolarizabilelectrodul la

care la interfaa cu electrolitul apare att o pierdere de electroni (reacie

de oxidare) ct i o acceptare de electroni (reacia de reducere).

Electrozii ireversibili sau polarizabili sunt electrozii la care la

interfaa cu electrolitul au loc reacii ireversibile, dei global, la sistemul

7/27/2019 125814852 Manual Metode

23/439


94

electrodelectrolitelectrod, reacia de oxidare are loc n aceeai

msur cu reacia de reducere.

n primul moment, cnd cei doi electrozi sunt conectai n electrolitpentru msurare, fora electromotoare este egal cu suma algebric a

potenialelor celor doi electrozi, activitatea electrolitului i temperatur.

Aceast for electromotoare scade n timp la electrozii ireversibili,

deoarece electrozii metalici mpreun cu electrolitul i produii de reacie

din vecintatea unui electrod genereaz o for electromotoare opus celei

iniiale, micornd-o pe aceasta sau chiar anihilnd-o.Impedana electrozilor

Impedana pe care o prezint un electrod n circuitul de msurare a

fenomenului bioelectric depinde de natura stratului dublu electric

format la interfaa cu esutul, de aceea este numit impedan de

polarizare.

n circuitul de culegere i msurare a biopotenialelor prinimpedana celor doi electrozi, impedana esutului i impedana de intrare

n amplificator, va trece un curent determinat de fenomenele bioelectrice

din esut. Deoarece impedana de intrare n preamplificator este mare,

curentul prin circuitul de msurare este mic, iar cderea de tensiune pe

impedana electrozilor este de obicei neglijabil. Totui, trebuie inut

seama de impedanele care intervin pentru a alege corespunztorcaracteristicile amplificatorului privind amplitudinea i frecvena

semnalului.

O interfa electrod esut se echivaleaz cu o surs de tensiune

(potenial de electrod) i un condensator, datorit stratului dublu electric.

Distana dintre sarcinile electrice de semne opuse la aceast interfa este

de dimensiuni moleculare, astfel nct capacitatea pe unitatea de suprafa

a electrodului este ntr-adevr mare (~ 10F/cm2). Cu toate acestea, este

7/27/2019 125814852 Manual Metode

24/439


95

bine cunoscut c se poate trece un curent prin jonciunea electrod esut,

deci orice model pentru o astfel de interfa trebuie s includ i o

rezisten, Rf, n paralel cu condensatorul.Avnd componente capacitive impedan unei perechi de electrozi plasai

pe suprafaa unui esut va fi dependent de frecvena semnalului

bioelectric i anume va scdea cu creterea frecvenei.

ntre electrodul metalic i piele, pentru a stabiliza potenialul de

electrod, mai ales la micrile pacientului, se introduce fie o hrtie de

filtru, fie tifon, mbibate cu un electrolit (de obicei soluie salin), fie opast electroconductiv, care este realizat special pentru aceste scopuri i

livrat odat cu aparatele de msurri electrofiziologice de ctre

constructori.

Pastele electroconductive conin soluie de clorur de sodiu sau

potasiu, glicerin, ap, piatr ponce; unele au i spun sau praf de cuar.

S-a constatat c introducerea unui abraziv reduce mult impedana

interfeei electrod esut. De asemenea, rezistena interfeei past

electroconductiv piele scade mult iar impedana este stabil, dac

pielea, nainte de aplicarea pastei, este degresat cu alcool i uor curat

cu glaspapir foarte fin.

Trebuie avut n vedere la utilizarea pastelor electroconductive c

unele componente pot produce alergii locale pe pielea unde au fost

aplicate, sau n anumite msurri (n special n msurri dermale), pot

excita celulele.

Pentru diverse aplicaii electrofiziologice se utilizeaz electrozi de

dimensiuni i forme diferite.

7/27/2019 125814852 Manual Metode

25/439


96

Tipuri constructive de electrozi de suprafa

ntre electrodul metalic i piele, pentru a stabiliza potenialul de

electrod, mai ales la micrile pacientului, se introduce fie o hrtie defiltru, fie tifon, mbibate cu un electrolit (de obicei soluie salin), fie o

past electroconductiv, care este realizat special pentru aceste scopuri i

livrat odat cu aparatele de msurri electrofiziologice de ctre

constructori.

Pastele electroconductive conin soluie de clorur de sodiu sau

potasiu, glicerin, ap, piatr ponce; unele au i spun sau praf de cuar.S-a constatat c introducerea unui abraziv reduce mult impedana

interfeei electrod esut. De asemenea, rezistena interfeei past

electroconductiv piele scade mult iar impedana este stabil, dac

pielea, nainte de aplicarea pastei, este degresat cu alcool i uor curat

cu glaspapir foarte fin.

Trebuie avut n vedere la utilizarea pastelor electroconductive cunele componente pot produce alergii locale pe pielea unde au fost

aplicate, sau n anumite msurri (n special n msurri dermale), pot

excita celulele.

F ig.2.4- Di verse tipur i de electrozi

Electrozi de suprafa mare: a dreptunghiulari; bcirculari;

ccu suciune; d cu band adeziv

7/27/2019 125814852 Manual Metode

26/439


97

Pentru diverse aplicaii electrofiziologice se utilizeaz electrozi de

dimensiuni i forme diferite (fig.2.4).

n electrocardiografie se folosesc electrozi rectangulari (35 X 50mm), circulari (47,5 mm), cu suciune (pentru culegerile de pe pielea

toracelui, numii electrozi precordiali).

Cu paste electroconductive, valorile tipice ale rezistenei R1 sau R2

sunt 1...10K; impedana echivalent a interfeei electrod esut la

frecvene, n banda semnalului electrocardiografic este practic constant

i egal cu rezistena menionat.

n msurrile electrocardiograficese mai utilizeaz electrozi cu

band adeziv, care sunt confecionai dintr-o plas metalic pe o band

adeziv, plas mbibat cu past electroconductiv. Banda adeziv

fixeaz electrodul pe piele i n acelai timp face ca evaporarea

solvenilor din compoziia pastei s fie mai lent.

n ultimii ani se folosesc din ce n ce mai mult electrozi cu

jonciune lichid-fig.2.5, care se utilizeaz de cele mai multe ori o singur

dat i sunt confecionai din argint stabilizat electric i mecanic, ntr-o

past conductiv ce umple o cavitate. Fiind un contact stabil ntre

electrodul propriu zis i electrolitul din scobitura portelectrodului, aceti

a dc

b

7/27/2019 125814852 Manual Metode

27/439


98

electrozi permit culegeri ale biopotenialelor n timp ce pacientul

desfoar activiti normale sau chiar eforturi fizice.

Plecnd de la aceast situaie s-au realizat electrozi cu mas ct maimic, care s nu deranjeze prea mult micrile pacientului, mai ales n

cazul unor acceleraii i amplitudini mari. Sunt electrozi de cteva grame

greutate, realizai prin depuneri metalice pe benzi din poliester (Mylar); n

partea central a electrodului se pune o past conductiv, iar prile

marginale au adeziv de fixare pe piele.

n sistemele de colectare i prelucrare a datelor privind activitateaunor muchi, se utilizeaz matrice de electrozi. Diametrul unui electrod

este de 2 mm, distana ntre electrozi pe toate direciile fiind 5 mm.

Fig.2.5 - Electrozi cu jonciune lichid pentru culegeri de surafa de durat n timpul exerciiilor fizice: 1 electrod

4

3

1

2

a b

3

1

4

5

53124

c

4

2 1 3 5

2 3

4615

7/27/2019 125814852 Manual Metode

28/439


99

metalic; 2past electroconductiv; 3 portelectrod din material plastic; 4conductor; 5suport adeziv

Matricea este realizat pe suport din material plastic flexibil de 5

mm grosime, electrozii fiind din Ag/AgCl-fig.2.6.

Fig.2.6. - Matrice de electrozi de suprafa: 1 electrod Ag; 2

past electroconductiv; 3 adeziv; 4material plastic flexibil; 5

orificiu de aerisire; 6conductor

Electrozi aplicai pe organe interne i n profunzime

n timpul operaiilor pe creier activitatea electric se urmrete

culegnd poteniale direct de pe cortex cu electrozi sferici din argint ( =

1 mm), numiisonde Nelaton.Impedana unei perechi de electrozi aflai

pe scoara cerebral la o distan de civa centimetri este de zeci de k.Pentru msurri directe pe esuturi n curent continuu s-au construit

electrozi nepolarizabili, la care diferena de poteniale de electrod la o

pereche de electrozi aplicai pe esut este n jur de 5...10V. Un astfel de

electrod nepolarizabil este realizat dintr-o pipet (fig.2.7.). n captul

ngustat al pipetei se afl un tampon din bumbac, cu care se face

culegerea de pe esut; n partea opus, prin dopul pipetei i n contact cuelectrolitul din pipet care umezete firul de bumbac, este trecut

electrodul (firul) din argint-clorur de argint. rezistena n curent continuu

a unei perechi de electrozi din bumbac este de civa zeci de k.

7/27/2019 125814852 Manual Metode

29/439


100ab

F ig.2.7. - Electrod cu tampon din bumbac: 1f ir de bumbac;

2electroli t; 3pipet; 4 electrod din Ag

Se mai utilizeaz electrozi tip ac de siring mono- i bipolari i

electrozi din fire subiri (civa zeci de microni) din cupru argintat sau

argint, izolai cu material plastic-fig.2.8. Acetia sunt introdui n locuri

specifice n vederea supravegherii activitii musculare n timp de cteva

ore. Firul sau perechea de fire sunt introduse n muchi cu ajutorul unui

ac de sering i dup fixarea lor acul de sering este ndeprtat. La

terminarea msurrii, o tragere uoar a conductorului metalic l va ndoi

n unghi drept i apoi va elibera esutul. De multe ori se folosesc pentru

culegere de biopoteniale mnunchiuri de fire conductoare din oel

inoxidabil ( 100...200m).

15

mm

6mm

4

3

2

1

7/27/2019 125814852 Manual Metode

30/439


101

F ig.2.8: Electrozi ac: aelectrozi ac de seringa; belectrozicare se introduc cu acul de sering n muchi

Electrozi pentru msurri celulare (microelectrozi)

Un microelectrod trebuie s fie de dimensiunile celulei n care se

introduce fr s o distrug. Se folosesc, n general, microelectrozi

metalici i micropipete din sticl umplute cu un electrolit.Microelectrozii metalici se realizeaz din fire metalice subiri,

ascuite electrochimic la captul care se introduce n celul, pn la

diametre de 0,1...10m. Se folosesc microelectrozi din oel inoxidabil,

platin, argint, aur, tungsten.-fig.2.9.Acoperirea cu un material izolant a

prii inactive i controlul precis al vrfului ascuit se face la microscop.

Acoperirile izolatoare sunt materiale plastice sau sticl i se ntind pn laporiunea introdus n celul. Micorarea impedanei se obine prin

mrirea electrochimic a suprafeei i prin introducerea n developator

fotografic.

1

1...20m

4

2

3

0.5

mm 10mm

30

...5

0

m

3

1

4

3

a)

b)

7/27/2019 125814852 Manual Metode

31/439


102

Fig.2.9.-Tipuri constructive de microelectrozi metalicia) microelectrod cu strat subire metalic:

1suport de sticl sau carbur de tungsten; 2strat subire demetal; 3izolaie din rin; 4 conector aurit

b) microelectrod integrat:

1substrat din siliciu; 2bioxid de siliciu; 3electrozi din aur

acoperii cu un strat de bioxid de siliciu; 4 suprafaa activ de

culegere

Microelectrozii metalici au o rezisten mai mic dect cea a

microelectrozilor de sticl, totui sunt mai puin utilizai, deoarece

polarizeaz la cureni de intrare n amplificator mici i rezistena lor poate

crete. De asemenea pot aprea i poteniale de electrod instabile. Nu pot

fi folosii la msurarea de poteniale staionare fr precauii deosebite.

Microelectrozii din sticl se realizeaz din tuburi capilare din sticl

special nclzite prin inducie i trase pn la dimensiuni ce permit nc

existena orificiului. Marginile tioase sunt apoi ndeprtate cu hrtie

abraziv foarte fin. Umplerea cu electrolit a micorpipetei se face cuplnd

un dispozitiv din cauciuc ce susine mai multe pipete la o pomp de vid;

partea inferioar a pipetelor este introdus ntr-o cuv cu electrolit care,

7/27/2019 125814852 Manual Metode

32/439


103

prin absorbie, ptrunde dinspre partea ngust spre partea mai larg a

micropipetelor. Uzual, electrolitul este de 2M...3M KCl. Deoarece o

concentraie prea mic, apropiat de cea a lichidului intracelular, ar ficompatibil cu citoplasma, dar ar duce la rezistene foarte mari

(rezistivitatea electrolitului mare), se face un compromis pentru a avea

rezistene limitate ale microelectrodului. Electrodul este un fir metalic

subire imersat n electrolit. Se folosesc de obicei electrozi din Ag/AgCl,

oel inoxidabil, tungsten.

Mijloace de captare a biosemnalelortraductoare

Pentru prelevarea unor biosemnale de natur neelectric se folosesc

traductori de msur, care transform aceste biosemnale n semnale

elctrice.

Tabelul 1 sintetizeaz mrimile neelectrice ce pot fi transformate n

semnale electrice i modalitile corespunztoare recomandate.

Tabelul 1

Modalitate

de

trans-

formare

Marimea

de evaluat Rezistiv

Ca

pacitiv

Inductiv

Fo

toelectric

Piezoelectric

Piezorezistiv

Te

rmistor

Te

rmocuplu

Te

rmorezisten

Dispozitivactiv

Electromagnetic

7/27/2019 125814852 Manual Metode

33/439


104

Deplasare

PresiuneLucru mecanic

For

Temperatur

Debit

x

xx

x

x

xx

x

x

x

x

x

xx

x

x X

x

X

X

x

x

x

x x

x

x X

x

Traductoare pentru fonocardiografien vederea captrii diverselor zgomote cardiovasculare (valvulare,

sufluri, Korotkoff, etc.) se folosesc traductori de tip microfon care

transform energia sonor n energie electric. Caracteristicile principale

ale unor asemenea traductori-microfon sunt: sensibilitatea i caracteristica

de frecven, adaptate specificului zgomotelor de captat. Sensibilitatea

(eficacitatea exprimat n uniti de tensiune pe uniti de presiune) estecuprins ntre 0,1 V/bar i 1,5 V/bar. Caracteristica de frecven,

care este reprezentarea continu a sensibilitii n funcie de frecven n

coordonate carteziene, este plata ntre limitele (maximale) 15 - 10 000 Hz

care definesc bandafig. 2.10

7/27/2019 125814852 Manual Metode

34/439


105

F ig. 2.10. - M icrofon piezoelectr ic RFT HM 612

a)Microfoane piezoelectrice. Presiunea sonor care acioneaz

asupra unui element piezoelectric provoac n acesta deformaii

mecanice sub aciunea crora apare o tensiune electromotoare

proporional cu presiunea sonor pe element. Acestemicrofoane au

b) caracteristica de frecvena bun i sensibilitate mare, dar n

schimb pot fi influenate de temperatur, umiditate, sunt

instabile n funcionare, iar suprasolicitrile mecanice pot duce

la distrugerea cristalului.

Microfoanele piezoelectrice pentru nregistrrile de repausclinostatic sunt de dimensiuni mari (ex. RFT-HM 612 - fig.2.10 cu

element traductor cristal Seignette) avnd band de frecven 15 - 100 Hz

i sensibilitatea ntre 0,7 V/bar si 1,5 V/bar. Prin intermediul unui

buton palpator sunt aplicate n diferite focare de auscultaie.

7/27/2019 125814852 Manual Metode

35/439


106

Fig. 2. 11. - Microfon piezoelectric RFTHM 692

Microfoanele piezoelectrice folosite n special pentru nregistrrile

n efort, micare sau poziie ortostatic sunt de dimensiuni mici (ex. RFT

- HM 692 - fig. 2.11 - cu element traductor de tip ceramic cu zitconar

de Pb sau titan) avnd banda de frecven 20-1000 Hz i sensibilitatea de

minimum 0,05 V/bar. Aceste microfoane pot fi folosite i la

nregistrarea zgomotelor Korotkoff n metodele neinvazive de msurare a

presiunii arteriale.

n cazul nregistrrii fonocardiografice prin cateterism, se folosesc

sonde microfonice piezoelectrice miniaturale (ex. RFT.MM 101, cu

traductor ceramic), care sunt conectate la un preamplificator de microfon.

Aceste sonde microfonice au banda frecvenelor de lucru de 15 - 10 000

Hz, iar sensibilitatea 0,1V/bar.

b)Microfoane condensator. Sub aciunea presiunii sonore

diafragma microfonului vibreaz. Aceast diafragm constituie una din

armturile unui condensator i anume armtura mobil. Vibraiile

diafragmei provoac variaii ale capacitii condensatorului transformate

apoi ntr-o tensiune electromotoare alternativ proporional cu variaiile

sonore. Acest microfon prezint o caracteristic de frecven uniform n

toat banda i are un zgomot propiu foarte redus ; n schimb are o

sensibilitate mic i este puternic influenat de zgomote exterioare.

Deoarece au o capacitate proprie foarte mic, microfoanele condensator

nu pot fi conectate prin cablu la amplificator i prin urmare ele conin pe

lng capsula microfonic i primul etaj de amplificare. Sunt utilizate n

perceperea zgomotelor Korotkoff n metodele neinvazive de msurare a

presiunilor sanguine.

Traductoare pentru mecanograme

7/27/2019 125814852 Manual Metode

36/439


107

Conform conceptului de mecanografie ca expresie a variaiilor de

deplasare de la nivelul unor biostructuri efectoare, traductoarele adecvate

pentru evidenierea acestora sunt de tip rezistiv, fotoelectic, piezorezistiv,piezoelectric etc.

Traductoare pentru mecanocardiograme (pulsuri)

Pentru nregistrarea pulsului arterial se utilizeaz traductoare aplicate pe regiunea de maxim

activitate pulsatil. Traductorul de form i dimensiune adecvat funcioneaz pe principiul

piezoelectric folosind cristale Seignette (ex. Traductorul RFT - AP 202 - fig.2.12), lucrnd n gama de

frecven de 0,1 - 200 Hz i avnd factorul de transmisie de 0,3 - 2,5 mV/m.

F ig. 2. 12. - Traductorul de puls arter ial RFT-AP 202:a.traductorul; ; b.dispozitive anexe

Traductorul de puls care utilizeaz sistemul fotoelectric prin

reflexie este prezentat n fig. 2.13 i ofer informaii referitoare la variaia

volumetric datorat pulsaiei sngelui. Variaiile volumetrice sanguine

sunt traduse prin variaii de transiluminare la nivelul fotorezistenei RF

(fig. 2.14.), care sunt transformate n variaii de tensiune amplificate i

nregistrate corespunzator. Pe lng sistemul fotoelectric prin reflexie se

folosete n mod similar sistemul fotoelectric prin transmisie (fig. 2.15).

7/27/2019 125814852 Manual Metode

37/439


108

Fig. 2.13.Traductor foto- F ig. 2.14. Pri ncipiu l de func- F ig. 2.15. Traductor foto-

electric prin reflexie: ionare al traductorului electric prin transmisieL -sursa luminoas: fotoelectricF - fotoreceptor.

n cazul traductoarelor piezoelectrice de puls venos, modul de

funcionare, elementul traductor i frecvena de lucru sunt similare cu

cele de la traductorul de puls arteriale, cu deosebirea c factorul detransmisie este minimum 20 V/m, adic este mai sensibil (ex.

traductorul RFT - VP102 - fig. 2.16).

Folosind elemente de racord adecvat diferielor traductoare se pot

face nregistrri ale pulsului radial, apexogramei etc.

Traductoare pentru pneumografie

Fig. 2.16. Traduc tor ul d e puls venos RFT - VP 102

Traductoarele utilizate pentru detectarea micrilor respiratorii

folosesc fie Hg, fie CuSO4, sau o past electrolitic ntr-un furtun elastic

care ncinge toracele.

7/27/2019 125814852 Manual Metode

38/439


109

Ca traductor piezorezistiv se folosete marca tensometric (fig. 8),

care conine un fir rezistiv montat rigid de o lamel. La tensionri ale

lamelei se modific valoarea rezistenei firului.Traductoarele piezorezistive sunt montate ntr-o punte Wheatstone

echilibrat i compensat termic (printr-o rezisten adiacent

traductorului)2.17.

Pentru nregistrri pneumografice se mai pot folosi traductoare de

tip inductiv, capacitiv, termic (la uniti de monitorizare).

Fig. 2.17. Traductor piezorezistiv (marc tensometric):

acu fir distanat de lamel ; b cu fir cimentat pe lamel

Traductoare pentru miografie

Pentru nregistrri miografice, fiepe muchiul neted, fie pe

muchiul striat, se folosesc traductoare de tip rezistiv, capacitativ,

inductiv, piezorezistiv (marc tensometric ) sau fotoelectric montai n

circuit punte (fig. 2.18). Modificrile de deplasare (contracie izotonic)

sau de tensiune

7/27/2019 125814852 Manual Metode

39/439


110

Fig. 2.18. Traducto r fo toelectr ic pentru mio graf ie

(contracie izometric) sesizate de elementul traductor determin

stricarea echilibrului iniial al punii i apariia unei tensiuni electrice care

este apoi amplificat n circuite corespunztoare.

Traductoare pentru msurarea direct a presiunii

Indiferent de modul de conversie a variaiilor de presiune (statice

sau dinamice) n semnale electrice, traductoarele de acest tip conin o

camer de compresie conectat cu compartimentul de presiune asupra

cruia se efectueaz msurarea, o membran elastic solidar cu

elementul traductor i dispozitivul traductor propriu-zis. Dispozitivul

traductor propriu-zis este inclus ntr-un circuit punte care livreaz o

mrime electric proporional cu variaiile de presiune (fig. 2.19.).

7/27/2019 125814852 Manual Metode

40/439


111

Rx

RhRR RR

U

R-R

R+R

UU R

R

Fig. 2.19 - Mon taj n pun cte u tilizat n tr aductor ul d e pres iune

Unele traductoare de presiune transform variaiile de deplasare,

proporionale cu presiunea, n variaii ale unui parametru electric(rezisten, capacitate, inductan) iar altele transform variaiile de

presiune ntr-un semnal electric (traductoare piezoelectrice). Combinarea

ntr-un singur traductor a acerstor dou sisteme duce la traductoarele

mixte.

n domeniul de presiuni 10300 mm Hg (1,333 39,99 kPa) se

utilizeaz ca traductor tranzistorul sensibil la presiune (pitran). Acestaeste un tranzistor cu siliciu NPN, cu jonciunea emitor-baz cuplat

mecanic cu membrana sensibil la presiunea de msurat.

La alegera unui traductor (rezistiv, inductiv, capacitiv, piezorezistiv,

piezoelectric, mixt) trebuie s se in seama de domeniul variaiilor

presionale din compartimentele de msurat(arterial: 40 pn la 400mmHg, veons : 8 pn la 80mm Hg, cavitan: 100 pn la 760mm Hg) i

7/27/2019 125814852 Manual Metode

41/439


112

n consecin de sensibilitate (min. 2 4 V/mm Hg), de caracteristica de

frecven (optim 040 Hz) i de volum deplasat (103mm3/100 mm Hg

1mm3/100 mm Hg). Astfel pentru msurarea presiunii arteriale se

folosete traductorul W 102RFT (gama de msur : 40 pn la + 400

mm Hg, deplasarea voltmetric max. 0,3mm3/100 mm Hg), iar pentru

msurarea presiunii venoase traductorul W 101 RFT (gama de msur :

8 pn la 80mm Hg deplasarea voltmetric 0,01 mm3/ 100 mm Hg) (fig.2.20).

F ig.2.20. Traductor de presiune RFT- W101 (W102):

1-robinet cu 3 ci; 2-venti l; 3-flana traductorului

Aceste traductoare sunt de tip extensiometric cu fir de oel i

semiconductor. O alt cerin impus traductoarelor de msur direct a

presiunii este ca prile metalice ce intr n contact cu pacientul, directsau prin coloana de lichid (cateter), s fie bine izolate electric pentru a

limita curentul de scurgereprin pacient la mai puin de 50A (cel puin

5M la 220V 50 Hz). Datele fiind caracteristicile prezentate se impune

o aleger corespunztoare a circuitului de amplificare pentru a se asigura o

redare fidel variaiilor de presiune.

Traductoare pentru oscilografie

7/27/2019 125814852 Manual Metode

42/439


113

n cazul tehnicii oscilografice clasice decelarea oscilaiilor

presionale puls-volumetrice, mult reduse ca amplitudine n raport cu

nivelul de presiune din intervalul sistolodiastolic, este realizat cuajutorlu manometrelor difereniale de tip Pachon cu transmisie

pneumomecanic.

Date fiind limitele sistemului mecanic de transmiter a oscilaiilor de

la capsula aneroid la acul indicator al oscilometrului, se poate nlociu

sistemul de transmisie mecanic printr-un traductor piezoelectric sau

piezorezistiv. Variaiile de semnal electric sunt preluate prin circiute deamplificare i sistemul de afiaj cunoscute (vezi tensiooscilografia).

Traductoare pentru pletismiografie

a) Tip punte. Variaiile periodice sistolo-diastolice ale irigaie

sanguine dintr-un anumit teritoriu (segment de membru ) sunt

evideniate prin variaii ale impedanei acestuia n cazul cnd

segmentul este intercalat ntr-un circuit electric tip punte de

impedan, alimentat n curent alternativde nalt frecven (20

50 kHz). n acest caz puntea de impedan mpreun cu

oscilatorul de nalt frecven joac rol de traductor (fig.2.21)

pentru transformarea variaiilor de irigaie materializate prin

variaii de impedan n variaii de tensiune care sunt preluate de

un amplificator. Intercalarea segmentului testat n puntea de

impedan traductoare se face cu 2 electrozi prin care se face

Fig. 2.21. - Punte traductoare

pentru reopletismografie

7/27/2019 125814852 Manual Metode

43/439


114

concomitent att injecia curentului de nalt frecven ct i

captarea variaiilor de impedan;

b) Tip fotoelectric. n cazul investigrii unor segmente limitate cutransparen crescut (deget, lob ureche) se utilizeaz traductoare de tip

fotoelectric prin reflexie i prin transmisie, similari celor prezentai la

traductoarele mecanocardiografice.

Traductoare pentru ergometrie i ergografie

a) Ergometrie. Pentru evaluarea lucrului mecanic este necesar

cunoaterea numrului de rotaie de-a lungul crora s-a anulat rezistenaopus de un dispozitiv de frnare prin cureni Foucault. Traductorul

folosit este de tip tahometric, instrumentul de msur fiind etalonat n

rot./min., proporionale cu viteza de rotaie a unui dispozitiv generator de

curent ataat discului de frnare a ergometerului.

b) Ergografie. Metod de investigare iniial mecanic ergografic

este realizat n condiii moderne prin folosirea unor traductoare

electromecanice de tip rezistiv (poteniometri) sau inductiv, care printr-o

conectare adecvat la dispozitivele egografice convertesc variaiile

deplasrilor induse de contraciile musculare voluntare pentru tractarea

unei greuti, n variaii electrice ce sunt ulterior amplificate i

nregistrate.

Traductoare pentru termometrie

Pentru msurarea temperaturilor i a altor mrimi asociind variaii

termice se folosesc traductoare de urmtoarele tipuri:

Termocupluri ;

Termorezistene ;

7/27/2019 125814852 Manual Metode

44/439


115

Termistore ;

Dispozitive active.

a) TermocupluriTermocuplul este realizat din dou conductoare din metale diferite

(fier-constantan, cupru.constantant etc.), mbinate prin lipiresau sudur i

conectate la milivoltmetrusau compensator, pentru evidenierea variaiilor

de temperatur transmise locului de mbinare de ctre esutul

biologic.Frecvent se utilizeaz termocuplul fier-constantan, deoarece are

o tensiune termoelectromotoare mare (5,2 mV la 100

C) i orezistenmecanic mare. Termocuplurile se utilizeaz pentru msurarea

temperaturilor n domeniul

-100 C i +1 300C.

b) Termorezisten

Datorit variaiei rezistenei metalelor n funcie de temperatur acestea

pot fi utilizate sub form de termorezistene la sesizarea variaiilor detemperatur ntr-un mediu dat. n acest scop termorezistenele se

monteaz ntr-un circuit punte (fig. 13). Datorit ineriei lor relativ mari,

ele sunt recomandatepentru msurarea variaiilor lente de temperatur.

Dup materialele folosite ntlnim termorezistene de platin ( gama

de lucru 200C pn la +600C), de cupru (gama de lucru50C pn la

+150

C), de fier (gama de lucru100

C pn la +150

C), de nichel (gamade lucru +200C pn la +250C)

7/27/2019 125814852 Manual Metode

45/439


116

Fig. 2.22. Punte cu termorezisten

c) Temistoare

Termistoarele sunt elemente semiconductoare care au proprietatea de

a-i modifica rezistenei n funcie de temperatur. Ele pot fi cu coeficient

pozitiv sau negativ de variaie a rezistenei funcie de temperatur

(cretere, respectiv scdere a rezistenei proprii).

Termistoarele sunt plasate n sonde exploratoare pentru diferite

densiti:

pentru msurarea temperaturii gazelor inspirate sau

expirare;

pentru nregistrri de temperaturi n esuturi;

pentru msurarea temperaturii subcutanate sau

intramusculare;

pentru msurarea temperaturii n caviti anatomice

natururale (sonde rectale, vazicale, gastrice etc.);

pentru msurarea unor temperaturii de suprafa

(piele);

pentru msurarea temperaturilor din interiorul

sistemului cardio-vascular.

Termistoarele pot avea inerie mic sau mare, funcie de volum iar

domeniul temperaturilor msurate poate ajunge pn la +100C.

d) Traductoare termice cu dispozitiv activ

Aceste traductoare sunt construite pe baza dependenei

caracteristicii curent-tensiune a jonciunii PN a unui semiconductor de

variaii ale temperaturii.

7/27/2019 125814852 Manual Metode

46/439


117

Traductoare pentru analiza gazelor

Pentru analiza gazelor din aerul expirat sau a celor transportate la

nivelul sngelui, se folosesc analizoare de gaz echipate cu traductoarecorespunztoare.

a) Traductoarele pentru analiza gazului expirat se bazeaz pe

principiul conductibilitiitermice. O srm de platin nclzit printr-un

curent electric constant atinge o temperatur care depinde de

conductibilitatea termic a gazului care o nconjoar. Srma de platin se

afl ntr-un dispozitiv n punte, compus din patru camere de msur. nprimele dou camere circul gazul de msur iar n celelalte dpu circul

gazul de referin (ambiental). Modificarea echilibrului puni este

evideniat prin valori diferite ale tensiunii pe un instrument de msurat.

b) Traductoarele pentru analiza gazului sanguin i n special a O2

sunt, n cazul msurrilor indirecte, de tip fotocelul cu seliniu, iluminate

continuu sau intermediar (choppat) de la o surs de lumin constant cu

lungimea de und 6 500-8 000 , prin intermediul unor filtre de rou i

infrarou. Transiluminarea indirect a sngelui, n reele de vase sanguine

(ex: lob ureche), sau direct a sngelui prelevat ntr-o cuv, proiecteaz

pe fotocelul o radiaie cantitativ dependent de variaiile absorbiei de

lumin ale oxihemoglobinei i hemoglobinei din sngele investigat. Acest

semnal este apoi amplificat i prelucrat. Traductoarele, funcie de metoda

de msur, au forme i dimensiuni corespunztoare. La msurrile

continue directe, traductorul pentru msurarea concentraiei (presiunii

pariale) a oxigenului din snge este realizat ca variant a traductorului de

tip Clark, fiind constituit din doi electrozi scufundai ntr-o soluie de

electrolit la pH alcalin i protejai n exterior de o membran de difuzie

(teflon) permeabil pentru oxigen. Traductorul are form acicular pentru

a putea fi introdus n vasul sanguin (fig.2.23).

7/27/2019 125814852 Manual Metode

47/439


118

F ig. 2.23 -Electrod tip Loeschke pentru msurarea O21-tub de argint; 2-fir de platin; 3-cilindru de sticl;4-tub de sticl;

5-membran din tifon,grosime 10m; 6-conductor de cupru; 7-corpdin mater ial plastic; 8-tub PVC pentr u umplere cu electroli t; 9-

epoki tt; 10-inel (sau cap penetrant)de fixare din argint sau oel

inoxidabil ; 11-izolaie din PVC; 12-soluie de electrolit; 13-lipitur.

7/27/2019 125814852 Manual Metode

48/439


119

F ig.2.24.Electrod tip Loeschkepentru msurarea CO2.

Traductoare pentru spirometrie i spirografie

Evaluarea prin spirometrie a volumelor de gaze ventilate este

posibil fie prin transmiterea mecanic a deplasrilor unui cilindru lao peni inscriptoare fie prin intermediul unui traductor rezistiv

(poteniometric) alimentat cu poteniale de referin (+Vrefi Vref)

permind ca semnalul electric de pe cursorul poteniometrului fie

preluat de un lan de masur adecvat. n unele tehnici spirometrice

moderne variaiile vitezei fluxului de aer sunt convertite n variaii

electrice prin intermediul unor traductori de presiune permind dupprelucrare msurri ale VEMS, CV,etc. De asemenea, se folosesc

traductoare de vitez tip Fleisch, prin integrarea semnalului de vitez

obinndu-se semnalul de volum care se afieaz.

Traductoare pentru reflexografie

Pentru urmrirea fidel a vitezei rspunsurilor reflexe mecano-

contractile, tehnicile moderne au nlocuit sistemele mecanice de

obinere a reflexogramelor prin traductoare de tip rezistiv, capacitativ,

inductiv, piezorezistiv, piezoelectric, fotoelectric. Variaiilede

tensiune electric de la ieirea acestor traductoare sunt aplicate unor

lanuri de msur adecvate.

Traductoare electroacustice

Traductoarele care convertesc semnalele electrice n oscilaii

ale presiunii sonore se numesc traductoare electroacustice (difuzoare

7/27/2019 125814852 Manual Metode

49/439


120

sau cti). Aceste traductoare constituie sarcina unui amplificator de

putere, genernd un cmp acustic. Ele constituie din traductorul

propriu-zis (bobina mobil), elementul solidar cu traductorul(membrana)i elementul radiant.

Difuzoarele pot fi electrodinamice, electromagnetice,

electrosta-tic lucrnd de regul nbenzi de frecven n limitele a 60-

18 000 Hz.

Traductoarele electrostatice pot fi utilizate n

fonostimulatoare, n audiometrie, n bio-feedback i n sistemele demonitorizare prin ascultare.

7/27/2019 125814852 Manual Metode

50/439


121

Cap . 1.3

BAZELE METODOLOGICE I TEHNICE DE STOCARE, ANALIZ, SINTEZ,

INTERPRETARE I CORELARE A DATELOR DE EXPLORARE N VEDEREA EVALURII

STRII SISTEMULUI

Lanul de msur bioelectrometric

Msurarea unor mrimi asociate diverseloractiviti biologice folosind aparatura electronic se

realizeaz prin interconectarea urmtoarelor

elemente:

mijloace de captare

circuite de amplificarea i/sau prelucrare

mijloace de vizualizare

Toate acestea constituie lanul

bioelectrometric- fig. 3.1.

Sistembiologic

Mijloace

de

Amplificare

iMijloace

de

Mijloace de

modificarea strii

Sincronizare

7/27/2019 125814852 Manual Metode

51/439


122

F ig. 3.1. -Schema bloc a lanului bioelectrometric

n raport cu obiectivul msurrilor propuse

asupra sistemului biologic, acestea pot fi efectuaten urmtoarele condiii:

condiii obinuite n care se afl sistemul

condiii modificate prin diverse procedee

(stimulare electric, injectare de substane,

modificarea condiiilor de microclim i

alimentaie etc.).

Activitile biologice msurabile pot fi de

natur electric sau neelectric.

Pentru semnalele biologice de natur electric

- evaluarea unor mrimi electrice (diferene de

potenial, rezistene, etc.) captarea semnalelor se

realizeaz cu ajutorul electrozilor.

7/27/2019 125814852 Manual Metode

52/439


123

Pentru semnale biologice de natur neelectric

- evaluarea unor mrimi neelectrice (debit,

presiune, temperatur, etc.) captarea semnalelor

se realizeaz folosind diferite tipuri de traductoare

(dispozitive care preiau mrimi de natur

neelectric i le convertesc (transform) n

semnale electrice care sunt apoi evaluate prin

aparatur adecvat.

Mijloacele de captare trebuie s ndeplineasc

urmtoarele condiii:

s nu afecteze fenomenul studiat;s fie uor manevrabile i s poat fi amplasate

fr dificulti n locuri convenabile testrii

dorite;

s nu irite sau s distrug organismul viu cu careintr n contact;

s respecte normele de sterilizare, n cazul n care

acestea se impun;

7/27/2019 125814852 Manual Metode

53/439


124

s prezinte o mare capacitate de protecie fa de

interferenele exterioare de natur electric,

mecanic, electromagnetic, electrochimic;

s aib o bun stabilitate n timp.

Amplificatoarele utilizate n msurarea semnalelor bioelectrice

sunt de tip diferenial caracterizndu-se printr-o valoare mare a factorului

de rejecie de mod comun. Factorul de rejecie de mod comun reprezint

raportul dintre amplificarea de mod diferenial i amplificarea de mod

comun i indic aptitudinea amplificatorului de a elimina semnalul de

mod comun care de obicei este nedorit.

Semsibilitatea amplificatorului pentru semnale bioelectrioce trebuie sa fie

sufucient de mare pentru a permite nregistrarea unor amplitudini

cuprinse ntre 5 V i 100 mV.

M ijl oacele de vizualizarese folosesc pentru a vizualiza, asculta sau

inregistra intr-o form convenabil semnalul cules. Semnalul de afisaj

poate fi prezentat fie sub forma unei curbe de variaie n timp a mrimii

de analizat, fie prin variaia unei mrimi n raport cu alta.

Mijloacele de influenare a strii sitemului i sunt de obicei

reprezentate de stimulatoare. Acestea pot fi: stimulatoare electrice,

auditive sau vizuale.

Amplificarea i procesarea primar a biosemnalelor

Semnalele bioelectrice captate cu ajutorul electrozilor sau prin

conversia altor tipuri de biosemnale n semnale bioelectrice folosind

traductoare adecvate au amplitudini mici i din acest motiv trebuiesc

folosite amplificatoare. Bineneles c vor fi folosite amplificatoare de

7/27/2019 125814852 Manual Metode

54/439


125

semnal mic i de cele mai multe ori sunt folosite amplificatoarele

difereniale

Amplificatorul diferenial are dou intrri de semnal, unainversoare i una neinversoare, potenialele aplicate la intrri i

potenialul de ieire fiind raportate la nulul electronic al amplificatorului

(masa electronic).

Diferena de potenial V1 V2 = Ud se numete tensiune

difereniale la intrare. Tensiunea de ieire, Ue, rezult direct proporional

cu tensiunea diferenial aplicat la intrri. Factorul de proporionalitateexprim amplificarea de semnal al amplificarea de semnal diferenial al

amplificatoruluid

ed U

UA . Amplificatoarele difereniale reale prezint o

anumit responsivitate i fa de suma potenialelor aplicate la intrri.

Dac notm2

VVU 21c

, denumit semnal de mod comun, vom gsi la

ieire un rspuns nenul chiar pentru V1=V2. Amplificarea de mod comun

c

ec U

UA este ns mult mai mic dect Ad.

Amplificatoarele difereniale folosite n aplicaii medicale au o

construcie special fiind realizate cu ajutorul a 2 sau 3 amplificatoare

operaionale, cele mai utilizate configuraii fiind cele cu 3 amplificatoare

operaionale i poart denumirea de amplificator de instrumentaie.

Amplificatorul de instrumentaie este un amplificator n bucl

nchis care are intrarea diferenial iar ieirea circuitului este data fa de

o referin care nu este neaprat masa montajului. De cele mai multe ori

impedana de intrare pe cele dou terminale este egal, tipic avnd valori

n jurul a 109sau mai mare. La fel ca la amplificatoarele operaionale

impedana de ieire este foarte mic de ordinul miliohmilor. Spre

deosebire ns de AO unde ctigul n bucl nchis era determinat prin

7/27/2019 125814852 Manual Metode

55/439


126

rezistori externi conectai intre intrarea inversoare i ieire, n cazul

amplificatoarelor de instrumentaie reeaua de rezistori cu ajutorul creia

se realizeaz reacia intern este izolat de terminalele pentru intrareasemnalului.

Cel mai important parametru al amplificatorului de instrumentaie

este rejecia modului comun(common-mode rejection - CMR).

Prin definiie, tensiunile de mod comun reprezint semisuma

tensiunilor msurate n raport cu masa, n dou puncte omoloage ale

circuitului. Similar tensiunile de mod diferenial reprezint semidiferenatensiunilor fa de mas, n dou puncte omoloage ale circuitului. De

obicei semnalele de mod diferenial sunt semnale utile, iar semnalele de

mod comun sunt semnale perturbatoare. Din acest motiv amplificatorul

trebuie s maximizeze valoarea amplificrii de mod diferenial i s

minimizeze valoarea amplificrii de mod comun. Aceasta cu att mai

mult cu ct semnalele de mod comun sunt de obicei cu cteva ordine de

mrime mai mari dect semnalele de mod diferenial.

Capacitatea amplificatorului de a separa tensiunea de ieire diferenial

datorat tensiunii de intrare difereniale de tensiunea de ieire diferenial

datorat tensiunii de intrare de mod comun se caracterizeaz cu ajutorul

factorului de rejecie a modului comun (CMRR).

n practic amplificatoarele de instrumentaie trebuie s amplifice

semnale de ordinul milivolilor (sau chiar de ordinul microvolilor n

cazul EEG) dar n acelai timp s rejecteze semnale de mod comun de

ordinul volilor. Aceasta impuneo rejecie de mod comun mare, valorile

tipice fiind de la 80dB pn la valori ce depesc 120dB.

Sisteme de vizualizare i afiare a biosemnalelor

Un bloc important al lanului de msur bioelectrometric este

blocul de vizualizare/nregistrare a biosemnalelor. Semnalele

7/27/2019 125814852 Manual Metode

56/439


127

electrofiziologice, datele rezultate din prelucrarea acestora, precum i alte

date biologice, msurate cu traductoare, sunt nregistrate sau redate att

pentru evidenierea n momentul msurrii a mrimilor respective, dar ipentru urmrirea evoluiei la intervale mai mici sau mai mari de timp a

fenomenelor sau pentru urmrirea farmacologic n timp sau n diverse

alte condiii.

Sistemele de vizualizare i nregistrare utilizate sunt n general cele

folosite n tehnic, adaptate la caracteristicile semnalelor biologice.

nregistratoarele grafice

Un nregistrator grafic este un dispozitiv electromecanic care traduce

printr-o transformare direct proporional, semnalul electric de nregistrat

(curent sau tensiune) ntr-o deplasare liniar sau unghiular a unui

element mecanic ce las o urm pe hrtie.

F ig. 3.2.Schema unui nregistrator graf ic

Inscriptorul cu cerneal fig. 3.3.- folosete un creion cu fibr

(carioca) care prin capilaritate las cerneala pe hrtia obinuit. Sunt cele

7/27/2019 125814852 Manual Metode

57/439


128

mai ieftine nregistratoare i sunt folosite n culegerile cu volum mare de

nregistrare

Fig. 3.3. aInscriptorul cu cerneal

(de ex. n electroencefalografie). La aceste dispozitive frecvena

superioar este limitat la 100...150 Hz din cauza masei destul de mari a

dispozitivului mobil.

Domeniul dinamic al amplitudinii este 15 mm iar liniaritatea namplitudine in jur de 5...10 %. Viteza de derulare a hrtiei este reglabil

n trepte i uzual se ntlnesc valorile de 25; 50; 100; 200 mm/s. Viteza

maxim este limitat de banda de frecven a inscriptorului , care nu

permite nregistrarea unor variaii prea rapide n timp.

Fig. 3.3. bInscriptorul cu cerneal

Micarea de pivotare a bobinei mobile estetransformat n micare liniar

Inscripionare curbilinie

7/27/2019 125814852 Manual Metode

58/439


129

Fig. 3.3.cInscriptorul cu cerneal

I nscriptorul cu hrtie carbon-fig.3.4.- sau cu scriere prin presare

folosete o peni uor rotunjit la vrf care preseaz hrtia suport a

datelor de nregistrat pe o hrtie de copiat ce este derulat odat cu hrtia

suport.

Fig. 3.4. aInscriptorul cu hrtie carbon

Masa sistemului mobil fiind ceva mai mic fa de cazul precedent

banda de frecven poate ajunge pn la 150...200 Hz, fiind limitat de

fora de presare pentru nscriere. Deviaia maxim a nscrierii este de 30

mm, liniaritate este cuprins ntre 3 i 10 % iar viteza maxim de derulare

a hrtiei este de 1000 mm/s.

Folosind un bra a vrfului descriere mai lung inscrierea

poate fi considerata cu o bunaproximare liniar

7/27/2019 125814852 Manual Metode

59/439


130

Fig. 3.4. bInscriptorul cu hrtie carbon

Inscriptorul cu hrtie termosensibil folosete o peni metalic

care este nclzit electric i care arde stratul superficial sensibil la

cldur al unei hrtii speciale. caracteristicila sale sunt: frecvena maxim

200 Hz, nscriere maxim 30 mm, liniaritate 3...10%, viteza maxim de

derulare a hrtiei 1m/s. Pentru c folosete o hrtie special preul este deaproximativ 3 ori mai mare fa de un nregistrator cu peni cu cerneal.

Fig. 3.5. Diverse tipuri de inscriptoare

I nscriptorul cu spot luminos(d) -fig.3.5.- folosete un traductor

magnetoelectric la care bobina mobil este nlocuit cu o bucl dintr-un

conductor subire prin care trece curentul de nregistrat, bucl de care este

7/27/2019 125814852 Manual Metode

60/439


131

fixat o mic oglind (galvanometru cu oglind). Pe hrtia fotosensibil

se obine traseul vizibil imediat, care trebuie ns stabilizat fa de alte

surse de radiaii ultraviolete. Banda de frecven la diferite tipuriconstructive este limitat superior la 500...2000 Hz; domeniul dinamic al

amplitudinii de nscriere poate fi mai mare de 100 mm, liniaritatea sub

3%, viteza maxim de derulare a hrtiei fotosensibile poate depi 10m/s.

Inscriptorul cu jet de cerneal sub presiune-fig.3.6.-folosete

hrtie obinuit i are sistemul mobil format dintr-o bucl, asemntor

oscilografului cu spot, dar n locul oglinzii se afl o duz cu un orificiu dediametru 0,01 mm, alimentat printr-un tub de sticl subire cu cerneal

sub presiune (cteva atmosfere) de la un rezervor. Frecvena de tiere la

nalte este 600...1250 Hz, domeniul dinamic 30 mm, liniaritate 2...4%,

viteza de derulare maxim 10m/s.

Fig. 3.6. Inscriptorul cu jet de cerneal sub presiune

Osciloscoapele au devenit un instrument elementar de lucru n

inginerie industrie i medicin i aceasta pentru c osciloscopul nu afieaz

numai amplitudinea semnalului ci i evoluia acestora n timp. Inima

oricrui osciloscop este tubul catodic care este alctuit n principal dintr-untun electronic a crui fascicol este accelerat i focalizat de electrozi special

1Bucla oscilografului2magnet3tub de sticl4duz5jet de cerneal6rezervor de cerneal7pomp8 - filtru

7/27/2019 125814852 Manual Metode

61/439


132

concepui. Fascicolul electronic lovete un ecran pe care este depus un

luminofor cu proprietatea de a transforma n radiaie luminoas energia

cinetic a electronilor. Fr influene din exterior fascicolul lovete exactcentrul ecranului. Din acest motiv exist dou perechi de grile de deflexie

(pe orizontal i pe vertical) Acestea au rolul de a deplasa spotul pe

orizontal aplicndu-se un semnal dinte de ferstru pe prima pereche de

grile de deflexie i semnalul ce se dorete a fi vizualizat pe cea de a doua

pereche.

Osciloscoapele uzuale ns nu sunt utilizabile pentru vizualizareasemnalelor biologice de foarte joasa frecventa deoarece:

1. declansarea spotului n regim de sincronizare interna conduce la

pierderea portiunii initiale a semnalului, iar declansarea externa nu este

ntotdeauna posibila;

2. viteza mica de deplasare a spotului pe orizontala conduce la

intesitati mari ale spotului pe portiunile de semnal lent variabil si la

intersitati mici pe portiunile rapid variabile (e.g. "disparitia" spotului pe

fronturile impulsurilor);

3. ecranele de dimensiuni mici ale osciloscoapelor nu asigura

vizualizarea detaliilor din semanle;

4. este dificil sa se afiseze mai mult de doua semnale pe un singur

tub.

Aceste limitari sunt eliminate la afisoarele cu tub catodic de uz

medical prin utilizarea unor tuburi cu ecran mare si a unui mod de

desfasurare a spotului pe verticala specific. Desfasurarea pe verticala se

obtine prin folosirea unei baleieri tip rastru si a unei modulatii n intersitate

a spotului.

Baleierea se face pe verticala (spre deosebire de baleierea pe

orizontala n TV), nentretesut, si este asigurata de un oscilator OS

7/27/2019 125814852 Manual Metode

62/439


133

sinusoidal cu frecventa suficient de mare pentru a se acoperi ecranul. Pentru

osciloscoapele medicale se folosesc i substane luminofore cu reminiscen

mare sau alte tipuri de memorie.Osciloscoapele medicale moderne -fig- 3.7- sunt bazate pe o serie de

noi tehnologii digitale incluznd i folosirea microprocesoarelor precum i

selectarea opiunilor prin metoda touch screen. Principiul de funcionare

al acestora este simplu. Pe marginile carcasei tubului catodic exist o serie

de surse de radiaie n infrarou i corespunztor fiecrui emitor cte un

receptor in infrarou pe latura opus. n momentul n care operatoruldorete s selecteze o anumit opiune degetul su ntrerupe fascicolul IR

de la emitor la receptor i este selectat opiunea respectiv.

n ultimul timp au aprut sisteme de vizualizare a semnalelor (osciloscoape

de uz medical) care folosesc n loc de tub catodic ecrane cu cristale lichide.

Acestea au avantajul unui consum redus i a unei mase reduse. La aceste

sisteme nu mai este necesar folosirea perechilor de emitori/receptori n

IR pentru c n momentul cnd operatorul atinge ecranul cu degetul se

modific rezistena local sau capacitatea i se face selectarea opiunii alese.

7/27/2019 125814852 Manual Metode

63/439


134

Fig. 3.7.Osciloscop medical modern

Stimulatoare

Prin stimulare se studiaz n general comportarea organismului i

rspunsul acestuia la diferii excitani n vederea diagnosticrii, a

tratamentului sau protezrii anumitor funcii sau organe.

Exist mai multe tipuri de stimulare: stimulare electric

stimulare luminoas

stimulare auditiv

Stimulatoare electrice

Un stimul reprezint pentru esut o modificare adus n mediul n

care se afl, care l face s reacioneze. Din factorii fizici si chimici utilizai

n practica medical i n studiul fenomenelor bioelectrice, stimulii electrici

sunt cei mai utilizai, deoarece prin natura lor se apropie foarte mult de

stimulii biologici naturali i prezint avantaje deosebite fa de ceilali:

nu lezeaz esuturile;

pot fi aplicai n mod repetat;

acioneaz imediat(timp de laten scurt) i direct;

genereaz excitaii sau inhibiii n orice tip de celul sau esut;

pot fi msurai cu precizie i pot fi aplicai orict de localizat se dorete

(exemplu intracelular), la nivele de tensiune, curent, viteze de variaie,

durate i forme de und foarte variate.

Celulele vii i n general esuturile se comport diferit la stimulare

electronic n funcie de intensitatea stimulului, polaritate (pentru celul

7/27/2019 125814852 Manual Metode

64/439


135

polaritatea reprezentnd stimul inhibator sau excitator, pentru esut

depinznd de modul de aplicare a electrozilor, etc.), durata aplicrii, viteza

de variaie a stimulului, frecvena de recepie, starea fiziologic a esutului.Aceast ultim dependen este utilizat n diagnosticare, dar i n

terapeutic pentru recuperarea funcional.

Pentru ca o celul, respectiv un esut s se depolarizeze (excite), este

necesar ca stimulul aplicat s depeasc o anumit valoare de prag,

intensitate, respectiv tensiune liniar. Cnd stimulul electric (tensiune sau

curent) utilizat este impuls dreptunghiular, liniar a impulsului de duratinfinit este numit REOBAZ R. Caracteristica de a se depolariza un

esut, la valorile minimale ale excitantului electric n funcie de durata

impulsului se numete CARACTERISTIC DE EXCITABILITATE si

este specific fiecrui esut n parte. Valoarea minimal a impulsului de

curent sau tensiune variaz invers proporional cu durata impulsului (legea

Weiss):

unde k, R sunt constante (parametri esutului) iar caracteristica de

excitabilitate este normat pe ordonat n valoare de reobaz.

Rk=T,R*2=Iacida,1=1-RIacaD

)1-

R

I(*R

k=T;R+

T

k=I

i

ii

7/27/2019 125814852 Manual Metode

65/439


136

Durata minim a stimulului electronic de amplitudine 2R care excit

esutul este numit CRONAXIE sau TIMP CARACTERISTIC, Cr.

Deci parametri ce definesc excitabilitatea unui esut sunt reobaza R icronaxia Cr. n fig.3.8. se prezint caracteristica de excitabilitate a unui

muchi scheletic.

Caracteristica de excitabilitate desenat n fig.3.8. stabilete

schematic relaia ntre amplitudinea impulsului de stimulare (U[V] sau

I[mA] normalizate la reobaza R) i durata impulsului (Ti[ms]) : a - muchi

normali; R - reobaza, Cr - cronaxia; b - muchi parial denervat; c - muchidenervat; R'=1.4 R, Cr'=11 ms.

Fig.3.8.Caracteristica de excitabil i tate

esuturile care reacioneaz repede au o cronaxie mic fa de cele

ale esuturilor care reacioneaz mai ncet. Cronaxiile muchiului neted si

ale nervilor lui sunt mai mari dect acelea ale muchilor scheletului i ale

nervilor somatici. Fibrele nervoase cu un diametru mai mare i cu o

conducere mai rapid rspund la impulsuri de durate mai mici dect fibrele

nervoase mai subiri i mai lent

125814852 manual metode

Documents