۱-۱- اصطلاحات در مهندسی پزشکی

 

پزشکی اغلب مهندسین بیومدیکال ، ابتدا علوم فیزیکی را در زمینه مهندسی پایه ، فیزیک یا شیمی می آموزند . هنگامی که علاقه مند به پزشکی می شوند ، معمولا حـداقل یک واحـد اصلی در فیزیولوژی می گیرند که بیماری یا اصطلاحات بیماری شناسی آن را شـرح نمی دهد . کتاب medical technology : an illustrated guide بـرای ایـن منظـور سفارش می شود . این کتاب به ریشه های لاتین و یونانی در قالب یک کتاب عملی تأکید می کند که شامل مطالعات بالینی موردی ، سیستم کارتی و شکلهای ساده و واضـح مـی باشـد . یک لغـت نـامـه پزشـکی خلاصـه نـشده ماننـد لغـت نـامـه medical dictionary Dorland’s Illustrated اغلب برای این منظور مفید است . پزشکان غالبا از مخفف ها و هم معنیهایی استفاده می کنند که جستجو کردن آنها مشکل است و منجر به ابهام یا خطاهایی می گردند . شـش مرجع در مـورد مخفـف هـای پزشکی عبارتند از : 9 Cohen , 1989 ; Davis , 1988 ; Firkin and Whitworth , 1987 ; Haber , 1988 ; Hamilton and Guidos , 1988 ; Heister , 1989 . اپونیمهای پزشکی به طور گسترده برای شرح بیماریها و سندرم ها با نام شخصی کـه بـرای اولـیـن بـار آنهـا را مشخص کرد ، بـه کـار مـی رونـد . رجـوع شـود بـه Eponyms ( Firkin and Whitworth , 1987 ) Dictionary of Medical نامی که برای توصیف دستگاه پزشکی یا وسیله ای استفاده میشود ، باید باشد . کتاب مرجع اطلاع دهنده ، سازگار مختصر Devices Sourcebook ) ، یک کتابچه راهنما در Health Anonymous , مورد دستگاههای پزشکی آمریکا و کانادا ، اسامی تجاری ، تولیدکننده ها و سرویسهای مربوطه است . این کتاب از فهرست و اصطلاحات پذیرفته شده کدگذاری عددی حدودا برای ۵۰۰۰ گروه محصول استفاده می کند . جلد یک تا چهار دایره المعارف ( 1988 , Medical Devices and Instrumentation ( Webster بین المللی و از یک سیستم توضیحات جزئی بسیاری دارد . اما از قرض کردن اصطلاحات پزشکی برای توصیف مفاهیم نی وسایل یا دستگاهها ، بپرهیزید زیرا می تواند منجر به ابهامات فاحشی گردد . اطلاعات جدید در مورد تجهیزات پزشکی را می توان با جستجو کردن در شبکه ــــانی مـثلا در www . altavista.digital.com یا uspto.gov الوگ های کتابخانه و اطلاعات مجلات الکترونیکی مانند INSPEC و Science Citation Ind پیدا کرد . او 9 1995 ) www .

 

 

شکل ۱-۱ سیستم اندازه گیری عمومی

سنسور اترژی یا اطلاعات را از کمیت اندازه گیری شونده به شکل دیگر ( معمولا الکتریکی ) تبدیل می کند . سپس ایـن سیگنال ، پردازش شـده و نمایش داده می شـود ، به طوری که انسان می تواند اطلاعات را دریافت کند . اجزاء اتصالات نشان داده شده توسط خطوط مقطـع بـرای برخی کاربردها انتخابی هستند . ۲-۲- سیستم عمومی دستگاه های پزشکی هر سیستم اندازه گیری حداقل به نوعی اجزاء عملکردی نشان داده شده در شکل ۱-۱ را دارد . جریان اولیه اطلاعات از سمت چپ به راست است . اجزاء و رابطی که توسط شده اند ،

ضروری نیستند . تفاوت اصلی مابین این سیستم دستگاه پزشکی خط چین ها و سیستم دستگاه قراردادی این است که منبع سیگنالها ، بافت زنده یا انرژی اعمـال شـده به بافت زنده است . کمیت مورد اندازه گیری کمیت فیزیکی ، خاصیت یا وضعیتی که سیستم اندازه می گیرد : measurand نامیده میشود . نحوه دسترسی به کمیت مهم است ، زیرا کمیت ممکن است داخلی باشـد ( فشار خون ) ، روی سطح بدن باشـد ( پتانسیل الکتروکاردیوگرام ) ، از بدن تشعشع کند ( تابش مادون قرمز ) یا ممکن است از یک نمونه بافت ( مثل خون یا یک بافت برداری ) بدست آید که از بدن برداشته می شـود . اغلب کمیـت هـای هـم پزشکی را مـی تـوان بـه گروه های زیر طبقه بندی نمـود : پتانسیل زیستی ، فشار ، جریان ، ابعـاد ( تصویربرداری )  جابجایی ( سرعت ، شتاب و نیرو ) ، امپدانس ، دما و غلظـت هـای شیمیایی . کمیـت مـورد اندازه گیری ممکن است در یک اندام خاص یا ساختار آناتومیکی ویژه متمرکز شود

  سنسور ( حسگر )

عموما اصلاح مبدل ( transducer ) به وسیله ای اطلاق می شود که یک شکل از انرژی را به شکل دیگر تبدیل می کند . یک سنسور ، کمیت فیزیکی را به خروجی الکتریکی تبدیل می کند . سنسور فقط باید به شکلی از انرژی که در کمیـت وجـود دارد پاسخ دهـد . سنسور باید با سیستم زنده به روشی در ارتباط باشد که نیاز به اخـذ انرژی زیاد نداشـته باشد و در عین حال حتی المقدور غیرتهاجمی باشد . بسیاری از سنسورها ، یک جزء حسگر اولیه مانند یک دیافراگم دارند که فشار را به جابجایی تبدیل می کند . سپس ، یک جزء مبدل متغیر ، مانند یک کرنش سنج ( strain gage ) ، جابجایی را به یک ولتاژ الکتریکی تبدیل می کند . گاهی اوقات حساسیت سنسور را می توان در محدوده وسیعی با تغییر جزء حسگر اولیه تنظیم نمود . بسیاری از اجزاء مبدل متغیر ، به یک تغذیه الکتریکی خارجی نیاز دارند تا خروجی سنسور حاصل شود .

 

بهسازی سیگنال

معمولا خروجی سنسور را نمی توان به طور مستقیم به دستگاه نمایشگر وصل نمود . بهسازی ساده سیگنال ممکن است فقط شامل تقویت و فیلتر کردن سیگنال باشد یا فقط امپدانس سنسور را ، با نمایشگر تطبیق دهند . اغلب ، خروجیهای سنسور به شکل دیجیتال تبدیل می شوند و سپس توسط مدارهای مخصوص یا یک میکروکامپیوتر پردازش می شوند ( 1981 , Tompkins and Wabster ) . برای مثال ، بهسازی سیگنال ممكـن اسـت مشخصات نامطلوب سنسور را جبران کند . همچنین ممکن است از سیگنالهای پریودیک ، متوسـط گیری نماید تا نویـز را کاهش دهد یا ممکن است اطلاعات را از حوزه زمـان بـه حوزه فرکانس تبدیل کنـد .

نمایش خروجی

نتایج فرایند اندازه گیری باید به شکلی نمایش داده شود که اپراتور بتواند آنها را دریافت نماید . بهترین شکل برای نمایش می تواند به صورت عددی یا گرافیکی ، گسسته یا پیوسته ، دائمی یا موقت – بسته به کمیتهای خاص و بسته به اینکه اپراتور چگونه اطلاعات را استفاده خواهد کرد – باشد . اگرچه در اغلب موارد ، نمایشگرها با حس بینایی مـا خـوانـده می شوند ، بعضی از اطلاعات برای مثال ، ( سیگنال های اولتراسونیک داپلر ) توسط سایر حس ها بهتر دریافت می شـود ( در اینجا ، حس شنوایی ) . کنتـرل های اپراتور و نمایش خروجی باید با خطوط راهنمای عوامل بشری و تمرینات عرضه شده برای طراحی وسایل پزشکی تطبیق داشته باشند ( 1993 , AAMI ).

اجزاء کمکی

یک سیگنال کالیبراسیون با خواص کمیت مورد اندازه گیری به ورودی سنسور یا در ابتدای زنجیره پردازش سیگنال ، باید اعمال شـود . بسیاری از اشکال کنترل و فیدبک را می توان برای آشکارسازی کمیت ، تنظم سنسور و بهسازی سیگنال ، انتقال داده هـای خروجی به نمایشگر ، و ذخیره سازی یا انتقال اطلاعات به کار برد . کنتـرل و فیدبک می توانند به صورت اتوماتیک ( خودکار ) یا دستی باشند . داده ها را می توان به طور خلاصـه ذخیره نمود تا احتیاجات بهسازی سیگنال را برآورده سازند یا اپراتور را قادر سازند تا داده هایی را که قبل از شرایط هشداردهنده می آیند ، بررسی کند . همچنین می توان داده ها را قبل از بهسازی سیگنال ذخیره نمود ، به طوری که شکل های مختلف پردازش به کار روند . اصول قراردادی ارتباطات را می توان اغلـب بـرای ارسال داده ها استفاده نمـود تا نمایش های از راه دور در ایستگاههای پرستاران ، مراکز پزشکی یا امکانات پزشکی پردازش داده انجام شود .

 حالات ( مدهای ) عملکردی مختلف حالات مستقیم – غیرمستقیم

در اغلب موارد کمیت مورد اندازه گیری مطلوب می تواند به طور مستقیم با یک سنسور مرتبط شود ، زیرا کمیت به سهولت قابل دسترسی است یا اینکه مراحـل تـهـاجمی قابل قبولی برای اندازه گیری ، در دسترس هستند . هنگامی که کمیت مطلوب در دسترس نیست ، می توان به دو صورت عمل کرد ؛ یا از کمیت دیگری استفاده کنیم که ارتباط معلومی با کمیت مطلوب دارد ، یا شکلی از انرژی یـا مـاده ای که با کمیت مطلوب وارد واکنش میشود تا کمیت جدید را که در دسترس است ، تولید نماید . مثالهای ایـن حـالـت عبارتند از : برون ده قلبی ( حجـم خـون پمـپ شده در هر دقیقه توسـط قلب ) که از اندازه گیری های تنفسی و غلظت گاز خون یا از رقیق سازی رنگ ( die dilution ) تعیین میشود.