b780dcb576c7fb89fcc501ae36f66aee.ppt
- Количество слайдов: 102
Medical Instrumentation Application and Design, 4 th Edition John Wiley and Sons Ltd, Feb 2009, Pages: 713 Basic Concepts of Medical Instrumentation Basic Sensors and Principles Amplifiers and Signal Processing The Origin of Biopotentials Biopotential Electrodes Biopotential Amplifiers Blood Pressure and Sound Measurement of Flow and Volume of Blood Measurements of the Respiratory System Chemical Biosensors Clinical Laboratory Instrumentation Medical Imaging Systems Therapeutic and Prosthetic Devices Electrical Safety http: //www. unc. edu/~finley/BME 422/Webster/FM. pdf Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 1
Biyomedikal enstrümantasyon 2013 – 2014 Güz yarıyılı Başarı Değerlendirme Ölçütleri Önceki dönemlerden başarısız olan öğrencilerin devam mecburiyeti vardır. Derslere devam MADDE 25 –(1) Ders, uygulama ve laboratuvarlara en az %70 oranında devam şartı vardır. Bu şartı sağlamayan öğrenciler, o dersten başarısız sayılır. (2) (Değişik: RG-10/12/2012 -28493) Tekrarlanan derslerde, önceki dönemde devam şartı yerine getirilmişse, verilen ödev, proje ve benzeri görevler yerine getirilmek ve ara sınavlara girilmek kaydıyla dersin öğretim elemanınca devam koşulu aranmayabilir. DEVAM KOŞULU ARANACAKTIR. Derse %70 devam, her ders denetlenecektir. Kısa sınav 1 %5 ( 14 Kasım 2013) Ödev 1 %5 ( 21 Kasım 2013) Nefes alma kapasitesi ve hızı, ölçme yöntemi ve devresi Vize sınavı %15 (Kasım son haftası içinde 2013) Kısa sınav 2 %5 (19 Aralık 2013) Ödev 2 %5 (9 Ocak 2014) Kan şekeri ölçme yöntemi ve devresi Öğrenci tarafından tutulan ders notlarının değerlendirilmesi %15 (9 Ocak 2014) Final sınavı %50 ( Ocak 2014) Ödev formatı : kapak sayfası + 5… 10 sayfa konu + 1 sayfa sizin kendi yorumunuz Ödev sayfaları dosya içine yada poşet içine konulmadan sadece sol orta kenardan 2 adet tel zımba ile birleştirilecektir. Ödev ve ders notu gecikmelerinde -1 puan/gün uygulanacaktır. Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 2
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 3
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 4
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 5
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 6
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 7
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 8
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 9
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 10
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 11
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 12
A 100 A Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 13
Ödevler: 4 Kasım 2011 • Bioelektrik empedans tanımı, ölçmeleri, dijital terazide vücudun yağ, su değerlerinin belirlenmesi 1. Thermocouples http: //www. omega. com http: //zone. ni. com/devzone/cda/tut/p/id/12334 2. Thermistor 3. Resistance Temperature Detector 4. Infrared Thermometers 5. Pressure Transducers 28 Ekim 2011 6. Load Cells 7. Strain Gage http: //zone. ni. com/devzone/cda/tut/p/id/3642 8. Flowmeters 9. p. H Measurement 10. Level Measurement Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 14
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 15
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 16
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 17
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 18
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 19
x G y H Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 20
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 21
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 22
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 23
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 24
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 25
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 26
http: //www. skillstat. com/ECG_Sim_demo. html Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 27
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 28
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 29
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 30
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 31
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 32
o cardiac cycle n n n Systole Diastole pressure volume flow 33 Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş
http: //hyperphysics. phyastr. gsu. edu/hbase/biology/ecg. html#c 2 http: //hyperphysics. phyastr. gsu. edu/hbase/biology/hear telec. html#c 1 Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 34
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 35
• Elektrik akımı ve geriliminin insan için zararlı, öldürücü olma değerlerini, frekans özelliklerini de göz önüne alarak anlatın. (%20) • Duyarlık elemanlarımızın cevaplarının zaman göre çıkışlarının: (giriş çıkış arasındaki gecikme var/yok, gecikmenin türü) • zero-order (%5) • firs-order (%5) • second-order (%5) olma özelliklerini anlatın. • EKG işaretlerinin algılanmasını, elde edilen işaretin genlik ve frekans özelliklerini, şeklini ve anlamlarını anlatın. (%20) • Kan basıncını (mekanik-analog) ölçme yöntemini (ölçülen değerlerin anlamlarını belirterek) anlatın. (%15) • Bioelektrik empedans tanımı, ölçmeleri, dijital terazide vücudun yağ, su değerlerinin belirlenmesi anlatın. (%20) • Sadece üst tarafından erişilebilen 10 m derinlikte bir havuzunun içindeki suyun seviyesiini en güvenli şekilde ölçmek, ve display etmek için gerekli farklı iki sistemi tasarlayı, çizin, anlatın. Öneri-1(%5), Öneri-2(%5), Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 36
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 37
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 38
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 39
Miniature Wireless Pulse Oximeter http: //www. judylab. org/doku. php? id=r esearch: wireless_biosignal_telemetry http: //contecmedical. en. made-in. CMS-P PC Based Pulse Oximeter china. com/offer/ab. HEQvn. Yztp. J/Sell. CMS-P-PC-Based-Pulse-Oximeter-with -Free-SW. html Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 40
http: //www. ti. com/lit/an/slaa 274 b. pdf Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 41
Pulse oximetry The probe contains two high intensity, monochromatic, light- emitting diodes, one emitting red light (660 nm) and the second infrared (940 nm) on one side and a photodetector on the other to measure the amount of light transmitted through the finger. Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 42
http: //www. embed 4 u. com/8051 based-heart-rate-meter/ Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 43
http: //www. 8085 projects. info/post/Fast-heart-rate-meter-using-CD 4518 CD 4046 -CD 4511. aspx Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 44
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 45
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 46
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 47
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 48
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 49
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 50
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 51
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 52
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 53
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 54
http: //nutrition. uvm. edu/bodycomp/uw w/lung-vol. html Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 55
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 56
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 57
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 58
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 59
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 60
Ödevler: • Bioelektrik empedans tanımı, ölçmeleri, dijital terazide vücudun yağ, su değerlerinin belirlenmesi 1. Thermocouples http: //www. omega. com http: //zone. ni. com/devzone/cda/tut/p/id/12334 2. Thermistor 3. Resistance Temperature Detector 4. Infrared Thermometers 5. Pressure Transducers 6. Load Cells 7. Strain Gage http: //zone. ni. com/devzone/cda/tut/p/id/3642 8. Flowmeters 9. p. H Measurement 10. Level Measurement Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 61
http: //www. allaboutcircuits. com/vol_1/chpt_8/8. html this multimeter may also be known as a volt-ohm-milliammeter Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 62
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 63
http: //www. web-books. com/e. Library/ON/B 1396/097 MB 1396. html Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 64
Digital Capacitance Meter (1) Each units are: t seconds, R ohms, C farad and epsilon is a Napier's number (approx. 2. 72). When VC reaches VC 1, the time t 1 can be expressed in following formure. (2) This means that the t 1 is proportional to C. Thus the capacitance can be calcurated from charge time and any other fixed parameters. http: //www. radiolocman. com/shem/schematics. html? di=55103 Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 65
http: //zone. ni. com/devzone/cda/ph/p/id/66 Displacement, Location, or Position Sensors Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 66
Displacement, Location, or Position Sensors Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 67
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 68
ANALOG FREQUENCY MEASUREMENTS Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 69
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 70
This audio frequency meter uses 555 IC as a monostable multivibrator one-shoot rigger). ( t A monostable multivibrator can act as a frequency-to-voltage converter because it produce a fixed pulse width, with the repetition rate/density is proportional to the triggering input frequency. Here is the circuit’s schematic diagram: For resistor R 1, because it set the measurement range, it’s better to use a rotary switch to select different values for different ranges. For the ampere meter, you can use both analog or digital ampere meter. A cheap dual-slope ADC digital meter is suitable because its averaging characteristic, but a fast digital multimeter can also be used although it may show some uncertainty because of their fast sampling. Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 71
This 1 -k. Hz linear-scale analog frequency meter circuit uses the 555 as a pulse counter http: //www. electronicecircuits. com/electronic-circuits/analog-frequency-meter-circuit/ Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 72
http: //www. brighthub. com/engineering/electrical/articles/66194. aspx Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 73
DEFIBRILLATORS Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 74
For this example, the discharge is underdamped (biphasic, also referred to as a Gurvich waveform) when the patient resistance is less than about 56Ω because Rpatient+Rinductor=56Ω+10Ω=66Ω
Figure 8. 32 Schematic diagram of a damped sinusoidal waveform defibrillator capable of delivering energies of up to 320 J into a 50 -Ω patient load through a 5 -ms Edmark (monophasic) waveform. Charge pushbutton SW 2 energizes high-voltage transformer T 1. C 1 is charged through the high-voltage rectifier network D 1–D 4 and R 1. Meter M 1 is calibrated to yield an estimate of energy (in joules) delivered to the patient, assuming a load impedance of 50Ω. Defibrillation energy is delivered to the patient by simultaneously pressing on pushbuttons SW 3 and SW 4, which energize relay K 1, which is used to transfer the defibrillation charge from capacitor C 1 to the patient via pulse shaping inductor L 1. R 4 and R 5 discharge C 1 if the defibrillation buttons are depressed without a suitable load across the paddle electrodes or the Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 76
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 77
Energy limits A. C. defibrillator 0. 25 sec × 230 volts × (I Amps) = 450 watts-sec. Required required I = 7. 5 Amps. But preferable 0. 01 sec. Pulses. Then I = 450/(230 × 0. 01) = 175 A. This is too much to be supplied by household mains. Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 78
DC Defibrillation (Fig. 12. 10 b) 1. Safety housings for electrodes–capacitor discharges only when the electrodes are making firm contact with the heart or chest wall. 2. Two set of electrodes - not interchangeable sockets 1. Internal 50– 72 J (5– 3 k. V) 3. Meter indicates Joules 1. External 400 J (7 k. V). 4. Charging time constant of 4 seconds 1. 0. 25 M Ω × 16 μF 2. (charging resistor) Takes about 16 secs. to charge to 4 k. V. Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 79
MEDICAL INSTRUMENTATION Application and Design FOURTH EDITION John G. Webster, Editor CAPACITIVE-DISCHARGE DC DEFIBRILLATORS A short high-amplitude defibrillation pulse can be obtained by using the capacitive-discharge circuit shown in Figure 13. 10. In this case, a halfwave rectifier driven by a step-up transformer is used to charge the capacitor C. A good rule of thumb is to keep charging time under 10 s. Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 80
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 81
When external electrodes are used, energies as high as 400 J may be required. The energy stored in the capacitor is given by the wellknown equation Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 82
http: //www. intersil. com/applications/printdoc/Automated. External. Defibrillator. asp Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 83
Fast charging — less than 3 seconds to 150 J and less than 5 seconds to 270 J http: //www. nihonkohden. com/produc ts/type/emergency/tec 7700. html Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 84
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 85
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 86
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 87
Principles of Bioelectrical Impedance Analysis Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 88
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 89
A method which involves the measurement of bioelectrical resistive impedance (R) for the estimation of human body composition is described. This method is based upon the principle that the electrical conductivity of the fat-free tissue mass (FFM) is far greater than that of fat. Using an electrical impedance plethysmograph with a four electrode arrangement that introduces a painless signal (800 A at 50 k. Hz) into the body. FFM was assessed by hydrodensitometry and ranged from 44. 6 -98. 1 kg. Total body water (TBW) determined by D 2 O dilution and total body potassium (TBK) from whole body counting were 50. 6 ± 10. 3 L and 167. 5 ± 38. 1 g, respectively. . http: //www. ajcn. org/content/41/4/810. full. pdf Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 90
http: //www. ajcn. org/content/41/4/810. full. pdf Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 91
http: //curezone. com/upload/pdf/Complex_Bioelectric_Imped. pdf Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 92
Uroflowmetry http: //www. digitimer. com/urodynamics/ urodynamics. htm The SEDIA F 1 Flowmeter provides you with a convenient, cost effective and easy to use solution for portable uroflowmetry. Communication between the flow meter and your computer is via Bluetooth connection. The SEDIA software is easily installed on your Windows PC, allowing you to print reports from your own printer. Tepe idrar akım hızı erkeklerde 20 ml/sn, kadınlarda ise 25 ml/sn üstünde normal oalrak kabul edilir Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 93
http: //www. icenta. co. uk/Product/Mini-Flow-Sensor-Signet-2507 http: //www. nidhimeditech. com /flow 814 -graph-zoom. html Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 94
Turbine Flowmeters for Liquid Measurement http: //www. spiraxsarco. com/resources/steam-engineeringtutorials/flowmetering/types-of-steam-flowmeter. asp Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 95
Peak-Flow Metre (Nefes ölçüm testi) Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 96
Peak-Flow Metre (Nefes ölçüm testi) Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 97
Breath Alcohol Tester http: //www. madehow. com/Volume-7/Breath-Alcohol-Tester. html http: //www. tradeage. com/sale/digital-breath-alcohol-tester-withflashlight-keychain-ce 277777 Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 98
Alcohol Tester Sensor MQ 303 A is semiconductor sensor is for Alcohol detection, Model No. MQ 303 A Sensor Type Semiconductor Standard Encapsulation Metal Detection Gas Alcohol Concentration 20 -1000 ppm Alcohol Heater Voltage Vc ≤ 6 V DC Load Resistance R L Adjustable Heater Resistance R H 4. 5 W ± 0. 5 W(Room Tem. ) Heater Current IH 120± 20 m. A Heater Power PH ≤ 140 m. W Sensor Consumption PS ≤ 10 m. W Sensing Resistance Rs 4 KΩ-400 KΩ(in air) Sensitivity S Rs(in air)/Rs(125 ppm Alcohol)≥ 3 Slope Character 0. 9 V ± 0. 1 V AC or DC Loop Voltage Standard Circuit Conditions V H α 0. 50 ± 0. 15(R 300 ppm/R 100 ppm Alcohol) http: //www. elektrovadi. com/dosya/datas heets/ITEAD/MQ 303 A. pdf Tem. Humidity Condition 20°C± 2°C; 65%± 5%RH Standard test circuit Vc: 3. 0 V± 0. 1 V DC; VH: 0. 9 V± 0. 1 V DC Preheat time Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş Over 48 hours 99
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş
Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş
Digital Blood Pressure Meter http: //www. freescale. com/files/senso rs/doc/app_note/AN 1571. pdf Prof. Dr. Sezgin ALSAN Biyomedikal Müh. Giriş 102


