Учебный проект «Устройства медицинского назначения»

Теоретический проект

по теме:

«Устройства медицинского назначения».

Номинация: « Радиоэлектроника»

Работу выполнили ученицы 9 класса

МБОУ СОШ № 3 г.Донецка Ростовской области.

Фроленко Евгения Викторовна и Смирнова Дарья Евгеньевна.

Руководитель: учитель физики.

МБОУ СОШ № 3 г.Донецка Ростовской области.

Оглинда Валентина Петровна(высшая категория)

27.02 2014г.

Содержание.

1.Введение.

2. Основные группы медицинских электронных приборов и аппаратов.

3. Виды датчиков.

4.Виды медицинской диагностики.

5. Центральная Городская Больница (ЦГБ).

- клинико-диагностическая лаборатория .

- физиотерапевтическое отделение.

-отделение функциональной диагностики .

-отделение скорой медицинской помощи ЦГБ.

6.Заключение.

7.Литература.

У истоков здоровья стоит целый мир.

В этот век электроники и скоростей

Людям без знания трудно прожить.

Мы гордимся озареньем ума человечьего,

Эрой смелых шагов и больших идей.

Введение.

ХХ век явился истинным триумфом использования электромагнитной энергии человеком. Идеи радиоэлектроники находят широкое применение во многих областях человеческой деятельности, в том числе и медицине. Современную медицину трудно представить без воздействия разнообразных видов энергии на биологические объекты.Ученые доказали ,что каждый организм имеет очень слабые электромагнитные излучения. На основе этого ученые разработали не имеющие аналогов медицинские радиодиагностические приборы, позволяющие не только следить за состоянием здоровья человека и лечить его даже в космическом корабле. Трудно представить современного врача, занимающегося диагностикой различных заболеваний и их лечением, не опирающегося на огромное число достижений таких наук как радиоэлектроника, микроэлектроника, метрология, материаловедение. Мы решили познакомиться с достижениями радиоэлектроники в области медицины и рассмотреть области применения современного электронного оборудования в нашей центральной городской больнице.

Цель работы:

знакомство с современными электронными устройствами , применяемыми в медицине.

Задачи :

- рассмотреть роль радиоэлектроники в создании современной медицинской техники ;

-познакомиться с принципами работы радиоэлектронного оборудования и его применение в медицине.

Основные группы медицинских электронных приборов и аппаратов.

Медицинскую электронную аппаратуру можно разделить на два класса:

медицинские приборы и медицинские аппараты.

Медицинский прибор - техническое устройство, предназначенное для диагностических или лечебных измерений (медицинский термометр, электрокардиограф и др.).

Медицинский аппарат - техническое устройство, позволяющее создавать энергетическое воздействие (часто дозированное) терапевтического, хирургического или бактерицидного свойства (аппарат УВЧ терапии, аппарат искусственной почки и др.), а также обеспечить сохранение определенного состава некоторых субстанций.

Выделеляют следующие основные группы приборов и аппаратов, используемых для медико-биологических целей.

- Устройство для получения (съема), передачи и регистрации медико-биологической информации.

-Кибернетические электронные устройства.

Все устройства съема медицинской информации подразделяют на 2 группы: электроды и датчики (преобразователи).

Электроды используются для съема электрического сигнала, реально существующего в организме, а датчик - устройство съема, реагирующее своим чувствительным элементом на воздействие измеряемой величины, а также осуществляющее преобразование этого воздействия в форму, удобную для последующей обработки.

Структурная схема состоит из устройства съема (электрод или датчик), усилителя, передатчика, приемника, измерительного прибора.

Принципиальная схема датчика.

3.Виды датчиков.

Датчики нашли широкое применение не только в электронной промышленности , технике , сельском хозяйстве, в оборудовании школьных кабинетов ,но особую важную роль они играют в медицине. Рассмотрим примеры применение некоторых видов датчиков.

а).Волоконно-оптические датчики.

Оптоэлектроника - это новая область науки и техники, которая появилась на стыке оптики и электроники. Современные волоконно-оптические датчики позволяют измерять почти все. На использовании пучков таких волокон основывается вся техника эндоскопии.С помощью волоконно-оптических датчиков с оптоволокном в качестве линии передач в медицине можно измерять следующие физические величины:

- температуру в диапазоне 0 - 70 °Сс точностью ± 0,04 °С;

- концентрацию кислорода в крови

- пульс, скорость кровотока

б).Датчики съема ЭКС

Электроды для съема биопотенциалов сердца принято называть электрокардиографическими (электроды ЭКГ). Они выполняют роль контакта с поверхностью тела и таким образом замыкают электрическую цепь между генератором биопотенциалов и устройством измерения.

Часы медицинские с датчиком измерения пульса.

Датчик температуры медицинский( термометр).

Ультразвуковойдатчик - датчики УЗИ.

.

Датчик УЗИ.

Черно-белый ультразвуковой сканер с датчиком

В нашей школе установлен аппаратно-диагностический комплекс «Армис».

«АРМИС» - это моноблочный, малогабаритный, универсальный аппаратно-программный комплекс к которому через цифровой интерфейс подключаются датчики для регистрации физиологических параметров человека. Данный аппарат предназначен для предварительной доврачебной оценки и раннего выявления отклонений в состоянии здоровья обучающихся.

Данный аппарат имеет широкий спектр исследования:

1.Сердечно-сосудистая система.

2.Определение артериального давления.

3.Определение частоты дыхания.

4.Определение жизненной емкости легких (ЖЕЛ)

5.Определение остроты зрения

6.Слуховая система:

7.Центральная нервная система:

8.Антропометрия: оценка физического развития.

Школьный кабинет физики также оснащен комплектом оборудования для цифровых лабораторий . Комплект содержит большое количество датчиков, измеряющих не только различные физические величины ,но и медицинские датчики, позволяющие измерить артериального давления, снять электрокардиограммы, измерить частоту сердечных сокращений.

Ученики 8 класса работают с датчиком температуры.

4. Виды диагностики.

А) Функциональная диагностика и ее методы:

-электрокардиография,

-спирография,

-электроэнцефалография,

-ультразвуковая диагностика.

Все исследования проводятся на аппаратах экспертного уровня последнего поколения.

Эхокардиография.

Эхокардиографией называется метод изучения строения и движения структур сердца с помощью отраженного ультразвука. Получаемое при регистрации изображение сердца называется эхокардиограммой (ЭхоКГ).

Физические принципы метода основаны на том, что ультразвуковые волны проникают в ткань и частично в виде эхосигнала отражаются от границ различной плотности. Волны ультразвуковой частоты генерируются датчиком, обладающим пьезоэлектрическим эффектом и устанавливаемым над областью сердца, отраженные от структур сердца эхосигналы вновь превращаются датчиком в электрический импульс, который усиливается, регистрируется и анализируется на экране видеомонитора. Одновременно полученные результаты могут фиксироваться на фотопленке, специально химически обработанной бумаге или с помощью поляроидной камеры в виде фотоизображений.

В настоящее время помимо одномерной эхокардиографии, позволяющей анализировать строение и движение структур сердца, используется двумерная в реальном масштабе времени и начинается применение трехмерной, объемной, эхокардиографии.

Эхокардиограф.

Фонокардиография представляет собой метод графической регистрации тонов и шумов сердца с их последующей диагностической интерпретацией. Запись фонокардиограммы производится при помощи фонокардиографа.

Фонокардиограф (фоно- + кардиограф) медицинский. электронный прибор для графической регистрации звуковых явлений (тонов и шумов), сопровождающих деятельность сердца.

Фонокардиограф

Спирография - метод исследования функции легких путем графической регистрации во времени изменений их объема при дыхании.

Спирограф

Электроэнцефалография представляет собой метод графической регистрации электрической активности головного мозга с помощью прибора, который называется электроэнцефалографом.

ЭЭГ головного мозга.

Ультразвуковая диагностика - распознавание патологических изменений органов и тканей организма с помощью ультразвука. Диагностика основана на принципе эхолокации - приеме сигналов посланных, а затем отраженных от поверхностей раздела тканевых сред, обладающих различными акустическими свойствами.

Аппарат ультразвуковой диагностики( УЗИ).

Б).Микроволновая радиотермометрия - национальное достояние России.

Радиотермометрия (РТМ - диагностика)-метод микроволновой радиотермометрии основан на измерении интенсивности собственного электромагнитного излучения внутренних тканей пациента в диапазоне сверхвысоких частот.

Для измерения температуры кожи измеряется интенсивность излучения в инфракрасном диапазоне. Результаты измерений визуализируются в виде полей температурУстройство, которое измеряет собственное излучение тканей в микроволновом диапазоне называется радиотермометр или микроволновый радиотермометр.

микроволновой радиотермометр РТМ-01-РЭС

Более горячие области отображаются желтым и красным цветом, холодные области - голубым и синим.

Синий цвет соответствует более низкой температуре обследуемого органа .

Зеленый цвет средней температуре обследуемого органа.

Красный цвет соответствует более высокой температуре обследуемого органа.

Известно, что, если прислонить к телу человека согласованную антенну, то мощность шумового сигнала на выходе антенны будет определяться температурой тканей, расположенных под антенной . Область в которой антенна принимает электромагнитное излучение зависит от длины волны принимаемого сигнала. При длине волны 30 см глубина измерения D может составляет 4 до 10 см в зависимости от влагосодержания тканей. При длине волны 10 см длина глубина измерения 2 до 7 см. Ткани с низким влагосодержанием (кости, жир, молочная железа) имеют высокую глубину измерения. Мышцы и кожа имеют высокое влагосодержание и меньшую глубину измерения. Глубина измерения в инфракрасном диапазоне составляет микроны, поэтому независимо от влагосодержания тканей мощность излучение в ИК диапазоне пропорциональна температуре кожных покровов. РТМ-аппаратура имеет колоссальное значение в диагностике онкологических заболеваний.

РТМ метод применяется в четырех направлениях:

1. острые и хронические сосудистые заболевания головного мозга и головные боли;

2. опухоли и очаговые поражения головного мозга;

3. неврологическая и нейрохирургическая патология - сочетанная нейротравма;

4. остеохондроз позвоночника с неврологическими проявлениями.

Преимущества РТМ - метода

-Выявление температурных изменений на стадии предшествующей злокачественному росту

-Отсутствие лучевой нагрузки

-Температура злокачественной опухоли определяется ее темпом роста

-Абсолютная безвредность и безболезненность для врача и для пациента

Точность метода не зависит от возрастной группы.

Термограмма позвоночника

5. Центральная Городская Больница (ЦГБ). Для более глубокого знакомства с современными устройствами медицинского назначения мы посетили МБУЗ "Центральная городская больница" .

Это многопрофильная центральная городская больница, оснащенная современным оборудованием: цифровойфлюорограф, эндоскопическое оборудование и др.

Больница имеет клинико-диагностическую лабораторию и отделение функциональной и ультразвуковой диагностики .

Клинико-диагностическая лаборатория .

Клинико-диагностическая лаборатория является участником федеральной программы оценки качества лабораторных исследований. В лаборатории имеется все необходимое оборудование для выполнения клинических, гематологических, биохимических, серологических, иммуноферментных исследований.

Нас познакомили с работой основного оборудования лаборатории -медицинских анализаторов. Анализаторы в зависимости от назначения бывают нескольких видов.

А).Биохимические анализаторы - это медицинские приборы, в которых используются механические, оптические и компьютерные технологии.

Б). Анализатор гематологический - это медицинский прибор, который предназначается для проведения количественных и качественных исследований крови. Это полностью автоматизированный прибор. Современные автоматические гематологические анализаторы способны обработать десятки образцов за час, с соответствующей точностью и воспроизводимостью, сохраняющие результаты анализов во встроенной памяти и обладают возможностью распечатать их на встроенном принтере.

В).Экспресс-анализаторы

Для более надежной и удобной работы на месте созданы биохимические экспресс-анализаторы, которые полностью автоматические и разработаны с использованием слайдовой технологии «сухой химии». Они обладают широкими функциональными возможностями и дают возможность быстрого получения результата.

Г). ИФА-анализаторы

В основе анализа, применяемого при этом, лежит иммунная реакция антигена с антителом.

Высокая чувствительность и специфичность, широкая доступность и информативность, возможность использования ее в качестве экспресс-анализа - все это сделало гормонодиагностику одним из важнейших методов обследований при практически любых заболеваниях.

ИФА-анализаторы применяются для гормонодиагностики, диагностики ранних сроков беременности, пренатального (биохимического) скрининга, диагностики инфекционных заболеваний.

Анализатор электролитов EasyLyte, определяющий К+, Na+, Са++, рН ( производство США)

Анализатор глюкозы и лактатаSuper GL easy( производство Dr. Muller Австрия)

Анализатор биохимический полуавтомат BS-3000 SINNOWA (производство Китай).

Анализатор показателей гемостаза АПГ-2-02 (производство Россия).Также в лаборатории имеются моно- и бинокулярные микроскопы для цитологических, бактериоскопических и микроско-пических методов исследования, фотоэлектроколориметры, гемоглобинометры.

Физиотерапевтическое отделение.

Мы познакомились с медицинским оборудованием физиотерапевтического отделения:

Амплипульс -аппарат низкочастотной электротерапии.

Он предназначен для лечебного воздействия модулированными синусоидальными токами звуковой частоты.

Ундатерм-предназначен для лечебного воздействия электрическим или магнитным полем УВЧ при воспалительных и других заболеваниях

ОКУФ-терапия-метод физиотерапевтического воздействия на организм человека при помощи коротковолнового ультрафиолетового излучения. В основном данный вид физиотерапии применяется при заболеваниях верхних дыхательных путей.

Магнитотерапия сегодня является, безусловно, одной из популярных нетрадиционных форм лечения.

Это естественный и эффективный метод лечения и сохранения здоровья. Магнитное поле оказывает противовоспалительное, противоотечное, обезболивающее действие. Оно активно влияет на обмен веществ и восстановительные процессы в организме, нормализует работу нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой, иммунной и других систем, улучшает свойства крови, помогает лечить травмы и воспалительные заболевания

УВЧ терапия - методика физиотерапии, в основе которой лежит воздействие на организм больного высокочастотного электромагнитного поля с частотой электромагнитных колебаний. Поглощённая тканями организма энергия выделяется в виде тепла.

Отделение функциональной диагностики .

Функциональная диагностика - это отрасль медицины, которая занимается диагностикой заболеваний органов и систем организма и оценкой их функциональных возможностей с помощью инструментальных методов исследования.Исследования, проводимые специалистами нашего отделения помогаютопределить резервы вашего организма и его работоспособность.

Компьютерный эхоэнцефалограф в стационарном исполнении - это медицинский прибор для эхоэнцефалографических обследований срединных структур и объемных поражений головного мозга, пульсирующих структур головного мозга

Компьютерный эхоэнцефалограф.

Компьютерная томография (КТ) - метод исследования внутренних органов человека с помощью рентгеновского излучения.

Современные МРТ томограф

Ультразвуковое исследование сосудов (с цветовым картированием кровотока )

Позволяет диагностировать поражения артерий конечностей, шеи и головы. С помощью метода проводится исследование толщины стенок сосудов, выявление атеросклеротических (жировых) бляшек, точное определение размеров бляшки, определение состояния бляшки, выявление степени сужения сосуда бляшкой, исследование скорости кровотока в артериях.

Аппарат УЗИ

Электрокардиография (ЭКГ) - это метод исследования сердечной мышцы путем регистрации биоэлектрических потенциалов работающего сердца. Записанная на движущейся бумажной ленте или фотографической пленке кривая называется электрокардиограммой (ЭКГ). Играет важную роль в диагностике многих заболеваний сердца.

Электрокардиографы ЭКЗТ-02 «Аксион с возможностью передачи ЭКГ с мобильного телефона в кардиоцентр г. Ростова-на-Дону.

Отделение скорой медицинской помощи ЦГБ.

В рамках национального проекта «Здоровье» ОСМП получило пять машин экстренной медицинской помощи класса «В» на базе автомобилей ГАЗ - 32214. Все автомобили оборудованы средствами радиосвязи, радиостанциями ALINCO, позволяющими осуществлять оперативное руководство выездными бригадами.

Машины оснащены самым современным оборудованием необходимым для проведения интенсивной терапии при терминальных состояниях:

-Аппарат ИВЛ/ВВЛ - ТМТ - для проведения управляемой искусственной и вспомогательной вентиляции лёгких.

-Аппарат АНп СП-01 - ТМТ - для ингаляционного наркоза газовой смесью кислорода и закиси азота.

-Электроотсасыватель хирургический «Элема».

-Дефибриллятор-монитор ДКИ-Н-08 «Аксион-Х» - предназначен для лечебного воздействия на сердце человека одиночным биполярным электрическим импульсом посредством пары электродов, трансторокально.

-Переносные электрокардиографы

-Пульсоксиметр - аппарат позволяющий в процессе транспортировки контролировать уровень насыщения крови кислородом и ЧСС.

- «Окситест» - 1 .Портативныйпульсоксиметр для экстренной медицины «Окситест-1», предназначенный для длительного мониторирования насыщения крови кислородом и пульса.

«Окситест» - 1

-Кардиомониторы-пульсоксиметры«Кардекс» - это портативный монитор, предназначенный для использования в отделениях анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии, в машинах скорой помощи и медицине катастроф для наблюдения за состоянием человека

«Кардекс»

-Глюкометр - аппарат, позволяющий быстро определить уровень сахара крови, что очень важно для дифференциальной диагностики больного, находящегося в коме.

Глюкометры.

Заключение.

Развитие высоких технологий сегодня чувствуется во всем. Глобальные проблемы (экология, борьба с преступностью, низкий уровень здравоохранения) диктуют тенденции и на рынке радиоэлектроники, поэтому будут появляться инновационные приборы, которые найдут применение в медицине.Многое изменилось в современной жизни с наступлением нового века, и особенно это касается такой наукоемкой отрасли, как медицина. Постепенно стали отходить в прошлое старые методики лечения, зачастую требующие вмешательства хирурга, долгого периода восстановления, стационарного ухода. Эти методики оттесняются на задний план передовыми технологиями, способными всего-то за пару часов решить сложнейшую проблему со здоровьем. То же касается и диагностики - ведь с использованием современной аппаратуры врачи могут без труда поставить самый сложный диагноз, определить первопричину того или иного патологического состояния, и в соответствии с этим назначить единственно правильную схему лечения. В своей ежедневной практике специалисты предпочитают использовать неинвазивные и высокотехнологичные методы лечения и диагностики.Мы хотели познакомиться с новым медицинским оборудованием и увидел ,что не только в промышленности и других отраслях народного хозяйства внедряются новые современные технологии ,но и в медицине ,так как от нее зависит здоровье нашей нации. Эффективность и качество медицинской помощи больным сегодня напрямую зависит от уровня и результативности высокотехнологичной медицинской науки, внедрения в медицинскую практику современных методов диагностики и лечения. Это небольшая часть медицинского оборудования ,которым оснащена наша больница. В нашей стране много крупных медицинских центров, оборудованных по последнему слову электротехники. Теперь мы точно знаем ,что современный медицинский работник должен в совершенстве уметь управлять этим оборудование. Современный врач -это не только высоко-квалифицированный специалист, но еще и профессионально -грамотный оператор.

Литература.

1).Инновационные технологии в медицине

2)"Медицина целевые проекты", №13, 2012 г

3) Доклад «Радиоэлектроника в медицине.docx»

4)Медицинские справочники.

5) Федеральная целевая программа "Развитие электронной компонентной.

6). Интернет.