Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра БТС
Презентация по ИДЗ:
Аппарат для многоканального измерения пульса
по дисциплине «Медицинские приборы, аппараты, системы и комплексы»
Презентацию подготовила: |
студентка гр. 0502 Лиоско Екатерина Петровна |
Преподаватель: |
Машевский Г.А. |
2023
1. ОБОСНОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОГО ПРИНЦИПА И ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО МЕХАНИЗМА РАБОТЫ ПРИБОРА
1.1 Метод фотоплетизмографии (пульсоксиметрия)
Закон Бугера-Ламберта-Бера: 
Рисунок № 1 – Схема фотоплетизмографа |
Рисунок № 2 – Фотоплетизмограмма пальца |
Аппарат для многоканального измерения пульса |
2 |
1. ОБОСНОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОГО ПРИНЦИПА И ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО МЕХАНИЗМА РАБОТЫ ПРИБОРА
сфигмографии
схема Уинстона
Аппарат для многоканального измерения пульса |
3 |
1. ОБОСНОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОГО ПРИНЦИПА И ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО МЕХАНИЗМА РАБОТЫ ПРИБОРА
1.3 Метод реографии (электроплетизмография)
Соотношение А.А. Кедрова:
Рисунок № 4 – Двухэлектродная и четырехэлектродная схемы подключения к биообъекту
Аппарат для многоканального измерения пульса |
4 |
2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИБОРА И И НЕОБХОДИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ
Характеристика |
Значение |
Диапазон относительных амплитуд пульсовой волны |
пульсоксиметра0,005…0,05 |
Диапазон измерений частоты пульса, уд/мин |
30… 250 |
Погрешность измерений частоты пульса: |
|
– в диапазоне 30…99 уд/мин, уд/мин |
не более |
– в диапазоне 100…250 уд/мин, уд/мин |
не более |
Диапазон измерений давления воздуха в манжете, мм рт.cт. |
20…280 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений давления воздуха в |
|
манжете, мм рт.ст. |
|
Потребляемая мощность прибора от сети переменного тока , |
не более 10 |
, ВА |
|
Общий коэффициент усиления |
|
Время установления показаний, сек |
не более 10 |
Габаритные размеры прибора, мм |
400 × 200 × 100 |
Длина кабеля датчика, м |
не менее 3 |
Количество кабелей для датчиков, шт. |
3 |
Масса прибора, кг |
не более 2 |
Аппарат для многоканального измерения пульса |
5 |
3. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ПРИБОРА И ЕЕ ОПИСАНИЕ
Рисунок № 5 – Структурно-функциональная схема прибора
Аппарат для многоканального измерения пульса |
6 |
4. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УЗЛОВ ПРИБОРА И ИХ ТРЕБУЕМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ.
Характеристика |
Значение |
||
|
|
|
|
1 канал: |
|
|
|
|
|
|
|
1.1 |
Красный светодиод: преобладающая длина волны |
660 |
нм |
|
|
|
|
1.2 |
Инфракрасный светодиод: преобладающая длина волны |
940 |
нм |
1.3 |
Фотодиод: диапазон восприятия длин волн |
(660-940) нм |
|
1.4 |
Усилитель:коэффициент усиления |
|
|
1.5 |
3х канальная схема переключения: максимальное время переключения |
100 |
нс |
1.6 |
Схема управления яркостью и включением светодиодов: частота выходного сигнала |
100 |
кГц |
|
|
|
|
(включение и выключение светодиодов) |
|
|
|
1.7 |
АЦП (сигма-дельта): min кол-во каналов, |
3 |
|
|
|
||
Минимальная разрядность |
20 бит |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
1.8 |
Микроконтроллер: min частота тактирования |
1 МГц |
|
2. |
канал: |
|
|
Аппарат для многоканального измерения пульса |
|
7 |
|
4. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УЗЛОВ ПРИБОРА И ИХ ТРЕБУЕМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ.
Характеристика |
Значение |
|
2. |
канал: |
|
2.1 |
Датчик давления: чувствительность |
1 мВ/кПа |
Линейность на диапазоне давлений |
(0…300) мм.рт.ст. |
|
Линейная частотная характеристика в диапазоне |
(0…200) Гц |
|
2.2 |
Инструментальный усилитель: коэффициент усиления |
10000 |
2.3 |
Усилитель переменного напряжения: коэффициент усиления |
|
2.4 |
Устройство бланкирования (аналоговый коммутатор) частота выходного сигнала |
100 кГц |
2.5 |
Регулируемый усилитель переменного напряжения: коэффициент усиления |
100 |
3 канал: |
|
|
3.1 |
Генератор тока: частота прямоугольных импульсов |
100 кГц |
|
|
|
3.2 |
Инструментальный усилитель: коэффициент усиления |
10000 |
3.3 |
Полосовой фильтр: полоса пропускания |
0,25-40 Гц |
3.4 |
Регулируемый усилитель напряжения: коэффициент усиления |
100 |
Аппарат для многоканального измерения пульса |
8 |
|
5. ПОДБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ДЛЯ УЗЛОВ ПРИБОРА
Узел прибора |
Название элемента/-ов |
|
1 канал: |
|
|
1.1 |
Красный светодиод |
GNL-3014SRD |
1.2 |
Инфракрасный светодиод |
VSMB3940X01 |
1.3 |
Фотодиод |
VBP104SR |
1.4 |
Усилитель |
AD8605 |
1.5 |
3х канальная схема переключения |
SN74LVC1G66 |
1.6 Схема управления яркостью и включением светодиодов: МОП-транзисторы (n- и |
SI1903DL SI1902DL |
|
p-канальные), |
|
|
Операционный усилитель |
AD8605 |
|
Биполярный транзистор (драйвер) |
BC817 |
|
Переключатель |
SN74LVC1G66 |
|
Аппарат для многоканального измерения пульса |
9 |
5. ПОДБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ДЛЯ УЗЛОВ ПРИБОРА
Узел прибора |
Название элемента/-ов |
||
1.7 |
АЦП (сигма-дельта) |
AD7738 |
|
1.8 |
Микроконтроллер |
STM32F405 |
|
2 канал: |
|
|
|
1.1 |
Датчик давления |
MPX2053 |
Freescale |
|
|
Semiconductor |
|
1.2 |
Инструментальный усилитель |
AD8605 |
|
1.3 |
Усилитель переменного напряжения |
AD8605 |
|
1.4 |
Аналоговый коммутатор |
SN74LVC1G66 |
|
1.5 |
Регулируемый усилитель переменного напряжения |
AD8605 |
|
3 канал: |
|
|
|
3.1 |
Генератор тока |
встроенный в STM32F405 |
|
3.2 |
Инструментальный усилитель |
AD8605 |
|
3.3 |
Регулируемый усилитель напряжения |
AD8605 |
|
|
Аппарат для многоканального измерения пульса |
|
10 |