Download - Medicinska sensorer
![Page 1: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/1.jpg)
Medicinska sensorerFör 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
![Page 2: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/2.jpg)
Medicinska sensorer
• Mätstorheter• Ex. på mätstorheter i människa
- mekaniska – muskel, benmassa- termiska - metabolism, infektion- elektriska - muskel, nerv- kemiska - blodgaser, blodglukos,
enzymer
![Page 3: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/3.jpg)
Mätsystem
Mätstorhet SensorSampling(AD-C)
Minne Monitor
KodningF
![Page 4: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/4.jpg)
Sensor (Givare)
• En sensor omvandlar en icke-elektrisk mätstorhet till elektrisk spänning, ström, motstånd, tidsintervall eller frekvens
Ex: ljudtryck mot mikrofon
![Page 5: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/5.jpg)
Sensorer för mekaniska storheter
• Kraft
• Tryck = kraft / ytenhet
• Lägesförändring
![Page 6: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/6.jpg)
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
![Page 7: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/7.jpg)
Potentiometer
• Lägesförändring (displacement)
• Omvandlas till spänning
• Rörelsen proportionell mot spänningen
R V U ~ rörelsen
![Page 8: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/8.jpg)
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
![Page 9: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/9.jpg)
Kapacitiv givare
• Kapacitansen beror av avståndet d mellan elektroderna
• C = ε A / dA= arean, ε = permittivitet
• Mäter små förändringar• Passar bäst att mäta kraft / tryck.
Ex: Mikrofon
![Page 10: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/10.jpg)
Kapacitiv givare
• U = Q / C = Q d / ε A
+ DC -
V
ljud
~ ACR
![Page 11: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/11.jpg)
Tryckmätningar
• Tryckgivarsystem för
- Blodtryck- Tryck i ögongloben- Intrakraniellt tryck
- Respiratoriska mätningar
![Page 12: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/12.jpg)
Piezoelektriska effektenTryck givare
• Asymmetrisk kristall
• Deformation ger laddningsförskjutning
![Page 13: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/13.jpg)
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 ) }
![Page 14: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/14.jpg)
Biopotentialer
• Ex: Elektroder placeras på båda armarna samt en fot
• Mäter potentialskillnad parvis (differentiellt)
EKG:
![Page 15: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/15.jpg)
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
![Page 16: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/16.jpg)
Kemiska givare
• Fysiologiskt intressant:– Na+ K+ Ca2+
– pO2 pCO2 H+
– blodglukos– enzymer
– m.m!!!
![Page 17: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/17.jpg)
Mätning av andra jonkoncentrationer
• Liknande princip
• Jonselektivt membran
![Page 18: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/18.jpg)
Pulsoximetri• Mätning av syremättnad, SaO2
• Icke-invasiv
• 2 våglängder, 680 nm & 940 nm• Olika extinktion för Hb och HbO2
![Page 19: Medicinska sensorer](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082404/56813a25550346895da20406/html5/thumbnails/19.jpg)
Pulsoximetri
• Klinisk användning:
– lungsjukdomar– operationer (anestesi, övervakning)– neonatalvård– övervakning i ambulans– m.m.