Биоусилители, входные цепи, дифференциальные каскады, усилители с гальванической развязкой, узлы гальванической развязки, усилители для м

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ФГБОУ ВО КНИТУ)

Кафедра "Технологического оборудования медицинской и легкой промышленности"

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Узлы и элементы биотехнических систем»

на тему: Биоусилители, входные цепи, дифференциальные каскады, усилители с гальванической развязкой, узлы гальванической развязки, усилители для микроэлектродных отведений

Выполнил: студент гр. 7151-41.1 Мевлиянова М.Д.

Проверил: доцент каф. ТОМЛП Лисаневич М.С.

Казань 2018

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ        3

1.        Биоусилитель        4

1.1.        История биоусилителей в электрокардиографии        4

1.2.        Биоусилитель. Основные понятия        5

1.3.        Классы биоусилителей        5

2.        Входные цепи        7

3.        Дифференциальные каскады        8

4.        Усилители с гальванической развязкой        10

5.        Усилители для микроэлектродных отведений        13

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        15

Список литературы        17

ВВЕДЕНИЕ

С каждым годом современная медицина становится все более зависима от новых технических средств. Разработка и конструирование медицинских аппаратов, систем, комплексов невозможна без наличия человеческих ресурсов и элементной базы.

Благодаря вкладам ученых в развитие физики, математики, механики, электроники и вычислительной техники в медицинском приборостроении произошел переход к высоким медицинских технологиям. Развитие медтехники позволило подробно изучить подсистемы человека, начиная от структуры и функционала клетки и заканчивая организмом в целом. Появились новые пути решения в лечении различных заболеваний. Развитие медицинского приборостроения дало возможность пересадки или замены утраченных органов или конечностей высоко функциональными и максимально приближенными к биологическим показателям протезами.

Данная работа посвящена одному из самых важных и основополагающих узлов медицинской техники – усилителю биопотенциалов, с помощью которого осуществляется функционирование разнообразной медицинской аппаратуры для исследования биоэлектрической активности организма. Также будут рассмотрены входные цепи, дифференциальные каскады, усилители с гальванической развязкой, узлы гальванической развязки и усилители для микроэлектродных отведений, которые являются неотъемлемой частью медицинской техники.

1. Биоусилитель

Каждую минуту внутри живого организма происходят тысячи процессов, сопровождающиеся определенными сигналами.  А значит, что любой живой организм — это своего рода электрический генератор, который является источником биопотенциалов. Сигналы внутри организма настолько малы, что при их измерении необходимы внешние устройства, усиливающие эти сигналы. Одним из распространенных устройств для усиления биологических сигналов является биоусилитель.

1. История биоусилителей в электрокардиографии

Первые попытки увеличения биосигнала начались с развития электрокардиографии. В 1887 году британский физиолог Август Уоллер обнаружил, что изменение потенциалов, возникающие при сокращении сердца, можно записать с помощью электродов, наложенных на поверхность тела живого организма. Первые эксперименты по снятию ЭКГ были произведены на его собаке [1]. Спустя несколько месяцев работы Уоллер успешно сделал запись первой человеческой электрокардиограммы. Уоллер даже не предполагал, что его изобретение будет широко применяемо в медицине. Однако электрокардиограф Уоллера не был удобен в использовании, так как не давал достаточного усиления биопотенциалов сердца, в связи с чем не нашел широкого применения в медицине. Пока голландский физиолог Виллем Эйнтховен не создал струнный гальванометр, с помощью которого можно было существенно увеличить сигнал с сердца. Это позволило использовать электроды небольших размеров, которые легко присоединялись к телу. В 1920-х струйный гальванометр был заменен электронным усилителем, показания которого были точнее, а размеры были меньше, чем у гальванометра, что привело к его широкому использованию. С появлением электронного усилителя было обнаружено, что значения ЭКГ меняются в зависимости от расположения электрода на теле пациента [2].