Лекция 1 Медтехника
advertisement
Кафедра медицинской и биологической физики Тема лекции: Медицинская техника. Некоторые вопросы метрологии. Лекция №2 для студентов 1 курса, обучающихся по специальности Стоматология Лектор: Рузанова Л.Н. Красноярск 2015 План лекции • 1. Классификация медицинской техники. • 2. Погрешности измерений физических величин. • 3. Медицинская метрология. Специфика медико-биологических измерений. • Технические устройства, используемые в медицине, называют обобщенным термином «медицинская техника». Аппарат для компьютерной томографиии • • Рефрактометр Р Стетоскоп • Большинство современных медицинских по назначению приборов конструктивно является физическими приборами. Классификация медицинской техники: 1. медицинские инструменты 2. медицинское оборудование Скальпель Стоматологическое кресло 3. медицинская аппаратура Рентгеновский аппарат • Медицинский инструмент действует на пациента в сочетании с рукой человека, являясь как бы ее продолжением. • Медицинское оборудование – вспомогательные устройства для обслуживания пациента и обеспечения медицинского технологического (диагностического и лечебного) процесса. Медицинская аппаратура подразделяется на: 1. медицинские приборы 2. медицинские аппараты Медицинский прибор – техническое устройство, предназначенное для диагностических или лечебных измерений (медицинский термометр, электрокардиограф и др.) Электрокардиограф Медицинские приборы можно разделить на: • воздействующие диагностические приборы • воспринимающие диагностические приборы • Воздействующие диагностические приборы дают необходимую информацию по реакции пациента на определенное воздействие (например, диагностические электростимуляторы), либо по внесенному телом пациента возмущению в поток энергии (рентгеновское просвечивание, ультразвуковая эхография и т.п.). Электростимулятор Аппарат УЗИ • Воспринимающие диагностические приборы дают информацию о различных процессах в организме - генерируемых тканями и органами биопотенциалах, звуковых тонах сердца, температуре тела и др. • Воспринимающие диагностические приборы должны оказывать минимальное влияние на исследуемый процесс и передавать информацию с наименьшими искажениями. • При диагностике воздействующими приборами стремятся, как правило, снизить до минимально возможного уровня энергию воздействия, чтобы исключить побочные вредные для организма эффекты. Медицинский аппарат – техническое устройство, позволяющее создавать энергетическое воздействие терапевтического, хирургического или бактерицидного свойства. Аппарат УВЧ Аппаратура обеспечивает в той или иной степени самостоятельный, автоматизированный процесс взаимодействия с пациентом. Медицинская аппаратура наиболее сложная, интенсивно развивающаяся область медицинской техники. Большую часть медицинской аппаратуры составляют электромедицинские приборы и аппараты, представляющие собой электротехнические или электронные устройства. Существует аппаратура, использующая механическую энергию: 1. твердого тела – аппараты для вытяжения костей, для механотерапии и др., Аппарат Елизарова Существует аппаратура, использующая механическую энергию: жидкости – водолечебные установки, Существует аппаратура, использующая механическую энергию: газа – наркозные аппараты, аппараты искусственной вентиляции легких и др. Наркозный аппарат для По функциональному признаку, т.е. в зависимости от целей, для которых она используется, электромедицинская аппаратура разделена на: 1. терапевтическую 2. диагностическую. Изделия терапевтической аппаратуры принято называть аппаратами, Изделия диагностической приборами . аппаратуры – • В зависимости от направления потока энергии в системе аппаратура-пациент, электромедицинскую аппаратуру можно разделить на две части: • аппаратура воздействующая • аппаратура воспринимающая • Терапевтические аппараты воздействуют на пациента с целью вызвать желаемые сдвиги в его организме – перестройку патологического процесса в сторону нормализации. • Хирургические аппараты, являющиеся частью терапевтических, предназначены для осуществления радикальных изменений в структуре органов и тканей. Медицинская техника Медицинское оборудование Медицинская аппаратура Электрическая медицинская аппаратура Воздействующие аппараты и приборы Терапевтические аппараты Медицинские инструменты Механическая медицинская аппаратура Воспринимающие приборы Диагностические приборы Медицинская метрология. Метрология – наука об измерениях, методах и средствах их единства и способах достижения требуемой точности. Измерение – есть нахождение значения физической величины с помощью технических средств, путем сравнения полученного результата с эталонным значением. Различают: 1. Прямые измерения – результат получается помощью прибора . такие, при которых непосредственно с 2. Косвенные измерения – такие, при которых значение физической величины вычисляется по известной зависимости между ней и непосредственно измеряемыми величинами. Косвенные измерения. • Для определения плотности деревянного бруска необходимо измерить его массу и линейные размеры – длину a, ширину b и высоту h. • Плотность дерева определяется по формуле: m a b h • Значение физической величины, полученное при измерениях, всегда отличается от истинного. • Степень приближения результатов к истинному значению величины характеризуется точностью измерений. • Точность измерений показатель измерений. – качественный • Погрешность измерения – отклонение результатов измерений от истинного значения измеряемой величины. Классификация погрешностей: 1. грубые 2. систематические 3. случайные • Грубые погрешности – ошибочные измерения, возникающие в результате неверного отсчета по прибору, неразборчивости записей, небрежности экспериментатора. • Систематические погрешности – ошибки, остающиеся постоянными при повторных измерениях, обусловленные неправильным выбором метода, несовершенством или неисправностью приборов. • Случайные погрешности – ошибки, причина которых не может быть заранее учтена, они обусловлены несовершенством наших органов чувств и непрерывно изменяющимися внешними условиями. • Случайная погрешность прямых измерений вычисляется по формуле: 1 x t n xi x nn 1 i 1 n • • • 2 n – число измерений, – результат i-го измерения, x – среднее арифметическое значение измеряемой величины, • t n – коэффициент Стьюдента. xi • Коэффициент Стьюдента зависит от числа измерений и доверительной вероятности, т.е. вероятности того, что измеряемая величина попадет в некоторый заданный интервал. • Значение коэффициента Стьюдента определяется заданной вероятностью и числом измерений. Таблица Окончательный результат измерений записывается в виде: x x x с указанием доверительной вероятности и относительной погрешности. Относительная погрешность используется для оценки точности измерения физической величины и обычно выражается в процентах. x 100% x Относительная погрешность косвенных измерений. • Пусть искомая физическая величина связана с другими величинами функциональной зависимостью: y f ( x1 , x 2 ...xn ) • Относительная погрешность: ... 2 x1 где x i 2 x2 1 f xi y xi 2 xn , Абсолютная погрешность при косвенных измерениях x x – относительная погрешность x – среднее значение косвенного измерения Проблемы медицинской метрологии: 1. Целесообразно градуировать медицинские приборы в единицах, являющихся конечной медицинской информацией. 2. Сокращение времени измерения. 3. Учет медицинских показаний. 4. Учет погрешностей измерений. 5. Выяснение связи между измеряемой физической величиной и соответствующими медико-биологическими параметрами. 6. Изменчивость медико-биологических параметров. • Нами рассмотрены: – классификация медицинской техники, – некоторые понятия теории погрешностей, – особенности медико-биологических измерений. Спасибо за внимание! РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Обязательная: • Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика: учебник. -М.: Дрофа, 2007.Дополнительная: • Федорова В.Н. Краткий курс медицинской и биологической физики с элементами реабилитологии: учебное пособие. -М.: Физматлит, 2005.• Антонов В.Ф. Физика и биофизика. Курс лекций: учебное пособие.-М.: ГЭОТАРМедиа, 2006.• Самойлов В.О. Медицинская биофизика: учебник. -СПб.: Спецлит, 2004.Электронные ресурсы: • ЭБС КрасГМУ • Ресурсы интернет • Электронная медицинская библиотека. Т.4. Физика и биофизика.- М.: Русский врач, 2004.
