Zagadnienia do laboratorium

Zagadnienia do laboratorium
Pomiary i analiza sygnałów biologicznych
1. Wzmacniacz instrumentalny i
ciśnieniomierza medycznego [6]
jego
zastosowanie
do
budowy
Wewnętrzna konfiguracja i równanie przetwarzania czujnika ciśnienia MPX2050. Budowa
wewnętrzna i równanie przetwarzania wzmacniacza instrumentalnego AD620. Napięcie
różnicowe i napięcie wspólne wzmacniacza różnicowego (instrumentalnego). Definicja i
interpretacja współczynnika CMRR.
2. Wzmacniacze izolacyjne [6].
Ogólna zasada działania wzmacniaczy izolacyjnych. Podstawowe wymagania dotyczące
wzmacniaczy izolacyjnych. Parametry katalogowe wzmacniacza izolacyjnego ISO122:
równanie przetwarzania, pasmo przenoszenia, współczynnik nieliniowości.
3. Skutki dyskretyzacji sygnału [2, 6, 8]
Podstawowa konfiguracja toru akwizycji sygnału. Konfiguracja wewnętrzna i zasada
działania układu próbkująco-pamiętającego (S/H). Podstawowe parametry katalogowe
układu AD 781: czas próbkowania, rezystancja zamkniętego i otwartego klucza, maksymalna
częstotliwość próbkowania. Twierdzenie o próbkowaniu. Szum kwantowania przetwornika
analogowo-cyfrowego n-bitowego.
4. Porównanie filtrów analogowych i cyfrowych [2, 6, 8]
Analogowy filtu dolnoprzepustowego II rzędu w konfiguracji Sallena-Keya i jego podstawowe
parametry: pasmo przenoszenia, przebieg amplitudowej charakterystyki częstotliwościowej i
jej spadek na dekadę częstotliwości. Konwersja tłumienia wyrażonego w mierze decybelowej
na wzmocnienie. Składowa stała i zmienna sygnału. Definicje operatorów „s” i „z” w ciągłej
i dyskretnej transformacie Laplace’a. Transformacja biliniowa. Nieliniowe odwzorowanie osi
częstotliwości w systemach ciągłych i dyskretnych. Realizacja filtru cyfrowego.
5. Badanie korelacji
zastosowanie[7]
wybranych
sygnałów
biologicznych
i
jej
Charakterystyka sygnału elektrokardiograficznego oraz pletyzmograficznego i ich wzajemne
powiązanie. Pozyskiwanie sygnału elektrokardiograficznego i pletyzmograficznego.
Podatność jako cecha materiału. Pomiar prędkości propagacji fali tętna i jej zastosowanie do
oceny podatności naczyń krwionośnych.
6. Badanie zmienności rytmu serca [3, 7]
Pojęcie zmienności rytmu serca (ang. HRV). Parametry opisujące zmienność rytmu serca.
Pomiar okresu fali tętna przy użyciu przebiegu sygnału fotopletyzmograficznego. Przedziały
tolerancji. Histogram.
7. Wyznaczanie równania przetwarzania pulsooksymetru [4, 7]
Ogólna postać równania przetwarzania pulsooksymetru. Metoda wyznaczania
współczynników równania przetwarzania pulsooksymetru. Rozwiązywanie układów równań
liniowych metodą eliminacji Gaussa.
8. Wybrane metody pomiaru ciśnienia tętniczego krwi [4, 7]
Jednostka i typowe wartości ciśnienia tętniczego krwi. Konstrukcje układów pomiarowych i
zasady pomiaru ciśnienia tętniczego krwi metodą Riva-Rocci - Korotkowa oraz metodą
oscylacyjną.
9. Pozyskiwanie i kondycjonowanie sygnału fonokardiograficznego [1, 6, 7]
Przebieg i charakterystyczne komponenty sygnału fonokardiograficznego: ton skurczowy i
rozkurczowy. Konstrukcja układu pomiarowego do akwizycji sygnału FKG. Zasada działania
filtrów pasmowo–przepustowych i przebieg ich amplitudowej charakterystyki
częstotliwościowej. Parametry filtrów pasmowo-przepustowych: częstotliwość środkowa,
szerokość pasma, dobroć.
10. Badanie czujnika do pomiaru temperatury ciała [3, 5]
Rodzaje termometrów do pomiaru temperatury ciała. Wymagania dotyczące zakresu
pomiarowego i rozdzielczości termometrów do pomiaru temperatury ciała. Przebieg
charakterystyki statycznej i równanie przetwarzania termistora NTC. Metody linearyzacji
charakterystyki statycznej termistora NTC.
Literatura
[1] Horowitz P., Hill W.: Sztuka Elektroniki t.2. WKiŁ Warszawa, 1996.
[2] Lyons R.G. Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów, WKiŁ, Warszawa
1999.
[3] Maćkowiak-Łybacka K., Bobrowski D.: Wybrane metody wnioskowania statystycznego.
Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 1990.
[4] Nałęcz M. (red) Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna. Biopomiary. Akademicka
Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2001.
[5] Romer E.: Miernictwo przemysłowe. PWN, Warszawa, 1970.
[6] Tietze U., Schenck Ch.: Układy półprzewodnikowe, WNT , Warszawa 1996.
[7] Traczyk W.Z., Trzebski A. (red): Fizjologia człowieka z elementami fizjologii klinicznej.
Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich. Warszawa 1980.
[8] Zieliński T.: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. WKiŁ, Warszawa 2005.