190 likes | 413 Views
Medicinska sensorer. För att mäta: mekaniska kvantiteter (kraft, lägesförändring, tryck, flöde, volym temperatur Ultraljud undersökningar Mätning av biopotentialer (EKG, EEG) Kemiska givare för mätning av elektrolyter Optiska givare. Medicinska sensorer. Mätstorheter
E N D
Medicinska sensorer För att mäta: • mekaniska kvantiteter (kraft, lägesförändring, tryck, flöde, volym • temperatur • Ultraljud undersökningar • Mätning av biopotentialer (EKG, EEG) • Kemiska givare för mätning av elektrolyter • Optiska givare
Medicinska sensorer • Mätstorheter • Ex. på mätstorheter i människa - mekaniska – muskel, benmassa - termiska - metabolism, infektion - elektriska - muskel, nerv - kemiska - blodgaser, blodglukos, enzymer
Mätsystem Sampling(AD-C) Mätstorhet Sensor F Kodning Minne Monitor
Sensor (Givare) • En sensor omvandlar en icke-elektrisk mätstorhet till elektrisk spänning, ström, motstånd, tidsintervall eller frekvens Ex: ljudtryck mot mikrofon
Sensorer för mekaniska storheter • Kraft • Tryck = kraft / ytenhet • Lägesförändring
Töjningsgivare • Tension, kompression, skjuvning • Kraft proportionell mot töjning • G = (dR/R) / (dL/L), R=resistans, L = längd • α = (dR/R) / dT, T = temperatur • Små längdförändringar (μm) • Passar bäst att mäta kraft
Potentiometer • Lägesförändring (displacement) • Omvandlas till spänning • Rörelsen proportionell mot spänningen V U ~ rörelsen R
Induktiv givare • Förflyttning av järnkärnan = Δ L • Förflyttningen omvandlas till spänning, obs. samma amplitud för positiva och negativa förändringar, men ett fashopp på 180 grader i mittgenomgången • Kan mäta stora eller små förändringar, beroende på givarens slaglängd
Kapacitiv givare • Kapacitansen beror av avståndet d mellan elektroderna • C = ε A / d A= arean, ε = permittivitet • Mäter små förändringar • Passar bäst att mäta kraft / tryck.Ex: Mikrofon
Kapacitiv givare • U = Q / C = Q d / ε A + DC - R V ~ AC ljud
Tryckmätningar • Tryckgivarsystem för - Blodtryck - Tryck i ögongloben - Intrakraniellt tryck - Respiratoriska mätningar
Piezoelektriska effektenTryck givare • Asymmetrisk kristall • Deformation ger laddningsförskjutning
TemperaturgivareTermoresistiv termometer Metaller och halvledare ändrar sin elektriska resistans med temperaturen. Metaller: ökad temperatur ger ökad resistansHalvledare: båda varianterna finns för små temperaturförändringar R = R0 { 1 + α ( T - T0 ) }
Biopotentialer • Ex: Elektroder placeras på båda armarna samt en fot • Mäter potentialskillnad parvis (differentiellt) EKG:
Kemiska givare • Elektrokemisk cell där en spänning uppstår mellan två elektroder • indikatorelektrod och referenselektrod • Spänningen är beroende av • jonaktivitet i lösningen • mängd gas i lösningen
Kemiska givare • Fysiologiskt intressant: • Na+ K+ Ca2+ • pO2 pCO2 H+ • blodglukos • enzymer • m.m!!!
Mätning av andra jonkoncentrationer • Liknande princip • Jonselektivt membran
Pulsoximetri • Mätning av syremättnad, SaO2 • Icke-invasiv • 2 våglängder, 680 nm & 940 nm • Olika extinktion för Hb och HbO2
Pulsoximetri • Klinisk användning: • lungsjukdomar • operationer (anestesi, övervakning) • neonatalvård • övervakning i ambulans • m.m.