Электроды. Датчики. Их основные характеристики и требования к ним.

Электроды – это проводники специальной формы, соединяющие измерительную цепь с биологической системой. Электроды используют в диагностике не только для съема электрического сигнала, но и для подведения внешнего электромагнитного воздействия, например, в реографии. В медицине электроды используют также для электромагнитного воздействия на биообъекты с целью лечения и при электростимуляции. К электродам предъявляются определенные требования: они должны быстро фиксироваться и сниматься, иметь высокую стабильность электрических параметров, быть прочными, не создавать помех, не раздражать биологическую ткань и т.п. Важной проблемой, относящейся к электродам для съема биоэлектрического сигнала, является минимизация потерь полезной информации, особенно на переходном сопротивлении электрод – кожа.

Датчик — (преобразователь медицинской информа­ции) — устройство съема информации, осуществляющий преобразо­вание измеряемой величины в форму, удобную для последую­щего усиления, регистрации, обработки и т. д.

Тип и конструкция датчика зависят от вида необходимого преобразования, т. е. определяются конкретными физическими представлениями входного неэлектрического сигнала и выходного электрического сигнала, а также зависят от условий работы датчика.

Датчики медико-биологической информации можно разделить на две группы: биоуправляемые и энергетические.

Биоуправляемые датчики изменяют свои характеристики непосредственно под влиянием медико-биологической информации, поступающей от объекта измерения. В свою очередь биоуправляемые датчики под­разделяются на активные (генераторные) и пассивные (параметрические).

В активных датчиках измеряемый параметр непосредственно преобразуется в электрический сигнал, т. е. под воздействием измеряемой величины активные датчики сами генерируют сигнал соответствующей амплитуды или частоты. К таким датчикам относятся пьезоэлектри­ческие, индукционные преобразователи, термоэлементы.

Пассивные датчики под воздействием входной величины изменяют свои электрические параметры: сопро­тивление, емкость или индуктивность. В отличие oт активных (генераторных) датчиков пассивные (параметрические) датчики для получения соответствующего значения выходного напряжения или тока включаются в электрическую цепь с внешним источником питания. К таким датчикам можно отнести емкостные, индуктивные, резистивные, контактные датчики.

Каждый датчик характеризуется определенными метрологическими показателями. Важнейшими из них являются:

1) чувствительность —минимальное изменение снимаемого параметра, которое можно устойчиво обнаружить с помощью данного преобразователя,

2) динамический диапазон — диапазон входных вели­чин, измерение которых производится без заметных искажений от максимальной предельной величины до минимальной, ограниченной порогом чувствительности или уровнем помех;

3) погрешность — максимальная разность между получаемой и номинальной выходными величинами;

1) время реакции — минимальный промежуток вре­мени, в течение которого происходит установка выход­ной величины на уровень, соответствующий измененному уровню входной величины.