az elektromosság orvosi alkalmazásai

Átírás

1 Az elektromosság orvosi alkalmazásai jelfeldolgozás (db, Fourier, szűrők, erősítő, frekvenciakarakterisztika, visszacsatolás) külön előadás volt bioelektromos jelenségek (membrán, nyugalmi, akciós potenciál) külön előadás lesz az elektromosság orvosi alkalmazásai körök, feltöltődés, sülés, időállandó ideális négyszögimpulzusok és reális négyszögimpulzusok (szűrők hatása) ingeráram karakterisztika, reobázis, kronaxia szinuszoszcillátor és hőterápia izom és izületi tegségek kezelésére nagyfrekvenciás sebészet lökéshullám terápia KAD kapcsolódó gyakorlatok:. félévn: mérőműszerek, bőrimpedancia. félévn: oulter, erősítő, EKG, impulzusgenerátorok, audiometria, szenzor, áramlás körök egyenáramú áramkörn Soros kör feltöltődése T soros kör és feltöltődése soros kör párhuzamos kör bőrünk elektromos viselkedése, bőrimpedancia gyakorlat 3 tkv. VII. 6. ábra tkv. VII. 7. ábra

2 Soros kör sülése Párhuzamos kör feltöltődése tkv. VII. 0. ábra soros kör és sülése Párhuzamos kör sülése soros kör sülése tkv. VII. 8. ábra időállandó (v.ö. radioaktív/fluor. élettartam) tkv. VII.9. ábra Sejtmembrán mint kör (l. Bioelektromos jelenségek előadás) számolási feladatok: 8, 83 tkv. VII.. ábra elemek váltakozó áramú körn Elektromos négyszögimpulzusok jellemzői Z Pitagorasz tétel négyszögimpulzus (legegyszerűbb impulzus) (feszültség)amplitúdó soros kör párhuzamos kör pl. defibrillátor impulzusa az összeadódó mennyiség ellenállás vezetőképesség = /ellenállás,, számolási feladat: 84 7 számolási feladat: 9 8

3 Négyszögimpulzusok alakváltozása elemeken periodikus négyszögimpulzusok t (duty cycle) aluláteresztő szűrő hatása integráló áramkör pl. szívritmus szabályozó (pacemaker) astabil impulzusgenerátor (l. imp. gen. ok gyakorlat) felüláteresztő szűrő hatása : időállandó differenciáló áramkör számolási feladat: felüláteresztő/alulvágó szűrő (high-pass filter) nagyon s frekvencián: s frekvencián: nagy frekvencián: a kapacitás nagyfrekvencián rövidzár fáziskülönbség miatt összegzés vektorok módjára ha 0, ha, ha 0 ( 0), 0 n(db) megjegyzés: differenciáló áramkör logf 6 db/oktáv aluláteresztő/felülvágó szűrő (low-pass filter) s frekvencián: nagy frekvencián: n(db) a kapacitás sfrekvencián szakadás ha 0 ( 0), ha, megjegyzés: integráló áramkör nagyon nagy frekvencián: ha ( ), logf -6 db/oktáv

4 legsebb torzulás: <<impulzusidő Ingeráram karakterisztika t reobázis: az érzet alakulásához szükséges minimális ingererősség differenciáló áramkör integráló áramkör kronaxia: a kétszeres reobázis értékhez tartozó minimális impulzusidő legsebb torzulás: impulzusidő 3 jegyzet, bőrimpedancia gyakorlat helyesbített verzió: tengelyek: lin lin példa. Hány mól egyértékű ion transzportja jelenti a küszöbtöltést, ha a reobázis 4 ma és a kronaxia 0,4 ms? Ingeráram karakterisztika fűrészimpulzusra 4 ma 0,4 ms fűrészimpulzus 0,4ms 4mA,6μ mól x mól,6, mól,66x0 mól 5 reobázis kronaxia tkv. 9. ábra, helyesbített verzió: tengelyek: lin lin t(ms) elegendően hosszú impulzusidő (~00 ms) esetén a sejt alkalmazkodásra képes: akkomodáció (ingerlés ellen ható ionáramok megindulása) kóros állapotokban az izom elveszíti alkalmazkodóképességét: szelektív ingeráram terápia fűrész impulzusokra a szétnyíló tartományban csak a károsodott izmok kontrahálnak 6

5 fpiros f zöld Legés a legés frekvenciája megegyezik az interferáló jelek frekvenciájának különbségével Interferencia áram terápia az átfedő területen interferencia: a különbségi jel küszöb feletti inger a többi területen küszöb alatti inger (legfeljebb hőhatás) kezelési terület I (ma) 40 0 t(ms) emlékeztető: sin sin sin cos 7 400Hz 4000Hz 00Hz T 0,4 ms 0,5 ms 0 ms t 0, ms 0,5 ms 5 ms 8 teljes energia az elektromos mezőn + teljes energia a mágneses mezőn t teljes energia az elektromos mezőn ezgőkör. L kör teljes energia a mágneses mezőn az energia (W) leng (rezeg) az elektromos (E) és mágneses (B) mezők között Ideális és reális rezgőkör a magára hagyott ideális rezgőkör árama és feszültsége csillapítatlan szinuszos rezgést végez a rezgés természetes frekvenciájú (rezonancia), ha az induktív ellenállás megegyezik a kapacitív ellenállással ideális rezgőkör reális rezgőkör v.ö. tkv. VII. 4. ábra tkv. VII.5 ábra 0

6 Pozitívan visszacsatolt erősítő pozitív módon visszacsatolt erősítő Szinuszoszcillátor A P vi, sszacsatolt A P =, erősítés= végtelen szinuszoszcillátor menő jel: nincs, menet: szinuszos feszültség A P A P n(db) pontozott piros nyíl: a szinuszoszcillátor frekvenciája n max n max -3 húzott fekete gör: frekvencia karakterisztika visszacsatolás nélkül f (log) f a f átviteli sáv f Hőterápiás generátorok. Kondenzátor teres eljárás A szövetn fejlődő hő számítása gyakorlati jegyzet 9. mérés Szinuszoszcillátor, 5.(a) ábra v.ö. tkv. 9.8 ábra rezonancia feltétel: L L cs h k az energia csatolása az elektromos téren keresztül 3 számolási feladat: 90 címlapon (jobb felül) levő hőterápiás generátor adatai: rövidhullámú, f = 7, MHz, P max = 500 W másik intézeti hőterápiás generátorunk adatai: mikrohullámú, f =,375 GHz, P max = 50 W 4

7 Hőterápiás generátorok. Tekercsteres eljárás Hőterápiás generátorok. Sugárteres eljárás 5.(b) ábra v.ö. tkv. IX.9 ábra rezonancia feltétel: L L L cs k h az energia csatolása az örvényáramokat keltő mágneses téren keresztül 5 tkv. IX.33 ábra v.ö. mikrohullámú sütő az energia csatolása a sugártéren téren keresztül 6 Hőmérsékleteloszlás különféle eljárásoknál Monopoláris és bipoláris diatermiás kések. Nagyfrekvenciás sebészet aktív elektróda kondenzátor: zsírszövet melegítése; mélyre hatol tekercs: izomszövet melegítése monopoláris diatermia passzív elektróda sugárteres (sebb frekvencia): í í küszöb alatti áramok; hőhatás szempontjából az áramsűrűség a jellemző mennyiség sugárteres (nagyobb frekvencia): aktív elektródák mélység 7 bipoláris diatermia 8

8 Lökéshullám terápia (nem H!) ESWL (Extracorporeal Schockwave Lithotripsy) kövek non invazív törése (vese, epe,...) kb. 0 kv os kondenzátor víz alatti elektródapáron sütve nyomásimpulzus keletkezik ráfókuszálva a kő helyére (ellipszis, fókusz) röntgen és/vagy H egyidejű követés tkv. 9. fejezet, keret 9 30