Domande Strumentazione biomedica

Circuito

 Qual è quel parametro che caratterizza, dal punto elettrico, un conduttore (risposta= la resistenza).

 Applicazione della legge: se un conduttore presenta resistenza di tot ohm, quanto vale la tensione? V=RxI

 Quando un conduttore viene attraversato da una resistenza elettrica, che cosa succede alla tensione? Essendo direttamente proporzionale hanno lo stesso comportamento

 Unità di misura della resistenza? Ω ohm (volt/ampere)

 Seconda legge di ohm→ 1) Da cosa dipende la resistenza di un conduttore? R=pl/S p=resistenza specifica/resistività l=lunghezza s=sezione, la resistenza può variare anche con la temperatura

 2) Due conduttori identici di sezione uguale ma lunghezza diversa, se il primo vale 10 (tensione) quanto vale il secondo?

 Qual è il parametro che può far variare la resistenza di un condensatore? la temperatura.

 trasduttore? è un elemento che permette di trasformare un segnale da una

grandezza fisica qualsiasi adun'altra; la grandezza in cui viene trasformata la grandezza in ingresso solitamente è elettrica. Ogni generico elemento, strumento o apparato sensibile a variazioni di una grandezza fisica e atto a convertirlo in un segnale di ingresso utile (elettrico) ad un sistema di trasformazione di informazione è il massimo intervallo di valori entro cui lo strumento è in grado di misurare la grandezza di ingresso in maniera lineare si riferisce alla capacità di uno strumento di fornire una misura il più vicina al valore reale. Può essere espresso anche in termini % A %=(Vvero-Vletto)/Vvero x100 ed esiste anche l'accuratezza di lettura Grado di dettaglio con cui lo strumento è in grado di definire la grandezza misurata. Rappresenta la più piccola variazione dell'ingresso in grado dideterminare variazioni apprezzabili dell'uscita  l'isteresi? È una non linearità in uscita, per cui non c'è un'univoca trasformazione tra ingresso e uscita; dipende dal segno della derivata: se la grandezza sta crescendo c'è un tipo di curva, se decresce si ottiene un'altra curva e inoltre c'è una zona morta quando avviene il passaggio da una curva all'altra).  segnali basali e evocati, basali=sono segnali legati alla fisiopatologia cioè al funzionamento normale o in presenza di malattia dell'organismo vivente (temperatura basale, pressione arteriosa, attività elettrica cerebrale e cardiaca). Evocati= sono segnali ottenuti come risposta ad un determinato stimolo imposto dall'esterno (metabolismo del glucosio, immagini diagnostiche, gittata cardiaca)  Elettrodi→ 1) Quali trasduttori useresti per le rilevazioni di segnali elettrici di origine biologica e su quale principio di

Il funzionamento si basa sull'utilizzo di elettrodi per biopotenziali come ECG, EEG, EMG. Il principio su cui si basano è quello delle reazioni di ossidoriduzione, per cui si ha una reazione elettrochimica d'interfaccia tra tessuto ed elettrodo.

Gli elettrodi servono per rilevare e/o stimolare i segnali biopotenziali e funzionano grazie alla reazione di ossidoriduzione.

Le tecniche diagnostiche che utilizzano gli elettrodi sono l'EEG (elettroencefalogramma), l'ECG (elettrocardiogramma) e l'EMG (elettromiografia).

I tipi di elettrodi conosciuti sono gli elettrodi di superficie, usati per la rilevazione e/o stimolazione e possono essere adesivi usa e getta o a suzione, e gli elettrodi di profondità, come aghi singoli e multi-elettrici o fili sottili isolati.

La resistenza equivalente di N resistori in serie è pari alla somma delle resistenze: Req = R1 + R2.

Il trasduttore di posizione lineare resistivo funziona basandosi sulle leggi di Ohm, in particolare la prima e la seconda legge di Ohm.

X/L=V/E→V=XE/L

Dato un potenziometro di lunghezza L di 10 cm alimentato da una tensione E di 5 Volt, quando viene letta una tensione V di 2,1 Volt in uscita, qual è la sua posizione rilevata (o corrispondente, X)? E=5 V, L=10, V=2,1; = →X= x L =4,10)

L'estensimetro e come funziona? È un trasduttore che consente di fare misure di deformazione; viene utilizzato per esempio incollato su materiali che verranno deformati. Basa il proprio funzionamento sulla 2° legge di Ohm, per cui la sua resistenza aumenta se viene allungato e diminuisce se viene compresso; se misuro la resistenza ho un'informazione sulla variazione di resistenza provocata

Trasduttori di velocità angolare→ 1) Quale trasduttore può essere utilizzato per la misura di velocità angolare? Dinamo tachimetrica ovvero una macchina elettrica in corrente continua da uno statore a magneti permanenti e da un rotore equipaggiato con un collettore a ramelle. Si

avrà in uscita tensione quindi di tipo elettrico. Un altro trasduttore è il giroscopio.

1. Che tipo di uscita fornisce? È un'uscita di tensione, proporzionale alla velocità di rotazione; si basa sul fenomeno dell'induzione elettromagnetica

Trasduttori di temperatura:

1. Le termocoppie: il principio di funzionamento della termocoppia consente di fare misure di temperatura basandosi sulla differenza di temperatura tra due giunzioni di metalli diversi; una delle due giunzioni deve essere a temperatura nota e questo mi permette quindi di calcolare l'altra
2. Termoresistenze: il principio di funzionamento delle termoresistenze è la seconda legge di Ohm e la dipendenza dalla temperatura: se conosciamo il legame tra il valore della resistenza e la temperatura - un conduttore varia la propria resistenza in funzione della temperatura -, misurando la resistenza posso conoscere la temperatura e viceversa

Trasduttori di accelerazione:

1. Qual è ilvantaggio principale nell'utilizzare l'accelerometro rispetto ad altri trasduttori? Non richiede nessun vincolo: si può mettere il trasduttore nel punto in cui voglio misurare le accelerazioni, ed è staccato da tutto il resto, richiede un vincolo meccanico tra l'oggetto che si muove e il punto di riferimento, mentre con l'accelerazione no. Consente di fare delle misure senza vincoli meccanici al sistema di riferimento. Essendo un trasduttore di tipo inerziale non necessita di vincoli meccanici. Che cosa sono gli accelerometri? È un trasduttore che consente di rilevare le accelerazioni. È possibile usarlo per una misura di velocità, bisogna fare l'integrale del valore di accelerazione, quindi con il limite, grazie all'integrazione numerica, di fornire un valore di variazione di velocità e non il valore di velocità, a meno che non si abbia a disposizione anche il valore di velocità iniziale. Comepuò essere misurata un'inclinazione rispetto alla verticale? con un accelerometro che posizionato sull'oggetto misura la componente dell'accelerazione di gravità lungo la direzione dell'oggetto.
   
   Rumore→ 1) Interferenze di tipo elettrico: principale fonte del rumore e modalità di riduzione sui cavi che trasportano il segnale? le cause di interferenze elettriche sono svariate come il campo magnetico, il campo elettrico, cut-off, distorsioni in frequenza. la fonte principale per l'elettrico: linea di alimentazione 220V-50Hz, modalità di riduzione per l'elettrico: si usa uno schermo metallico che si posiziona attorno ai cavi elettrici e mettere lo schermo a ground.
   
   Domanda analoga per il magnetico: al posto dello schermo avvolgimento a spirale dei cavi uno sull'altro.
   
   ECG→ 1) A cosa serve? È la registrazione dei potenziali che si generano in conseguenza del campo elettrico variabile prodotto.

   dall'attività cardiaca

   Cosa si usa per l'ECG? elettrodi

   Perché la posizione degli elettrodi è fissa e come si chiamano? si chiamano -12- derivazioni o connessioni, sono fisse - standardizzate - perché così l'elettrocardiogramma è uguale e leggibile in tutte le parti del mondo

   Complesso QRS→ 1) Significato= un normale segnale elettrocardiografico misurato con due elettrodi posti nella caviglia sx e al polso dx. P=deflessione, depolarizzazione atriale QRS=depolarizzazione ventricolare T=ripolarizzazione ventricolare

   Misura di frequenza cardiaca: su cosa si basa? sulla di distanza in tempo, l'intervallo RR

   EEG→registrazione dell'andamento temporale dei potenziali elettrici generati dall'attività cerebrale con gli elettrodi posti sul capo( elettroencefalogramma)

   Quali sono le sue derivazioni e come si chiamano e perché? Sistema standard proposto dalla Internatinal Federation

   Il sistema di posizionamento degli elettrodi utilizzato dalle società di EEG, denominato 10-20, utilizza precisi riferimenti anatomici. È indipendente dalle dimensioni della scatola cranica. Ciascun elettrodo viene identificato da una sigla che ne specifica la localizzazione. Le posizioni standard vengono identificate con una lettera ed un numero. Le lettere sono: F = frontale, T = temporale, C = centrale, P = parietale, O = occipitale, A = orecchio. I numeri pari si riferiscono all'emisfero destro, i numeri dispari al sinistro. Z indica la linea centrale. A1 ed A2 sono in corrispondenza dei lobi delle orecchie e sono usati come riferimento.

   EMG: l'elettromiografo misura i potenziali elettrici che si formano in un muscolo durante la contrazione. Se la contrazione è indotta elettricamente, i contributi delle varie unità motorie sono sincronizzati dall'esterno e danno luogo ad una particolare onda detta onda M (motoria). Per bassi livelli di contrazione volontaria vengono reclutate piccole unità motorie localizzate in profondità, mentre per contrazioni più intense vengono reclutate unità motorie più grandi e superficiali.

   utilizzare questo metodo per i bambini e i soggetti ipertesi.

   più intense ne sono attivate di più grosse e generalmente superficiali. Da ciò risulta che il segnale risultante prelevato ha una complessità che dipende dall’intensità della contrazione. Si distinguono due classi principali di EMG: quella ad ago elettrodo e quella di superficie (SEMG).

   Tecnica di Riva-Rocci→ è uno dei metodi per misurare la pressione in modo indiretto ed il mezzo utilizzato è lo sfigmomanometro. È un metodo inaffidabile per i bambini e i soggetti ipertesi. Importante è un corretto utilizzo della fascia occlusiva che deve essere delle giuste dimensioni. Lo stetoscopio viene inserito tra la cute e il manicotto che viene gonfiato fino ad una pressione di 30mmHg, sgonfiare il manicotto e leggere la pressione sistolica alla scomparsa del primo tono, leggere quella diastolica alla scomparsa di tutti i toni. È necessario compiere più misure per avere valori corretti. È sconsigliato utilizzare questo metodo per i bambini e i soggetti ipertesi.

   compiere misure in ambiente rumoroso.

   Ecografia→ 1) Principio base dell’ecografia: riflessione degli ultrasuoni al passaggio da un mezzo ad un altro con impedenze acustiche diverse; la riflessione sarà maggiore quando c’è una differenza di impedenza acustica grande: