Domande Strumentazione biomedica

Prima legge di Ohm

Illustrazione del legame tra corrente e tensione

In un conduttore metallico, l'intensità di corrente è direttamente proporzionale alla tensione applicata e inversamente proporzionale alla resistenza del conduttore:

R = V/I
R = resistenza del conduttore
I = intensità di corrente
V = differenza di potenziale nel circuito

Caratteristiche di un conduttore

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

Determinanti della resistenza

Da cosa dipende la resistenza di un conduttore? R = p*l/S

p = resistenza specifica/resistività
l = lunghezza
S = sezione, la resistenza può variare anche con la temperatura.

Influenza della lunghezza

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

Variazione della resistenza

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

Trasduttori e sensori

Trasduttore

È un elemento che permette di trasformare un segnale da una grandezza fisica qualsiasi ad un’altra; la grandezza in cui viene trasformata la grandezza in ingresso solitamente è elettrica.

Sensore

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.

Campo di misura o range

È il massimo intervallo di valori entro cui lo strumento è in grado di misurare la grandezza di ingresso in maniera lineare.

Accuratezza

Si riferisce alla capacità di uno strumento di fornire una misura il più vicina al valore reale. Può essere espresso anche in termini %: A % = (V_vero - V_letto)/V_vero x 100 ed esiste anche l'accuratezza di lettura.

Precisione e accuratezza

Grado di dettaglio con cui lo strumento è in grado di definire la grandezza misurata.

Risoluzione

Rappresenta la più piccola variazione dell’ingresso in grado di determinare variazioni apprezzabili dell’uscita.

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: 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: segnali ottenuti come risposta a un determinato stimolo imposto dall’esterno (metabolismo del glucosio, immagini diagnostiche, gittata cardiaca).

Elettrodi

Trasduttori per segnali elettrici biologici

Quali trasduttori useresti per le rilevazioni di segnali elettrici di origine biologica e su quale principio di funzionamento si basano? Vengono usati 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).

Funzionamento degli elettrodi

A che cosa servono gli elettrodi e come funzionano? (stessa risposta di prima; funzionano grazie alla reazione di ossidoriduzione).

Tecniche diagnostiche con elettrodi

Quali tecniche diagnostiche che hai visto usano gli elettrodi? Illustrarne EEG, ECG, EMG.

Tipi di elettrodi

• Elettrodi di superficie: usati per la rilevazione e/o stimolazione come adesivi usa e getta, a suzione.
• Elettrodi di profondità: ad ago come aghi singolo e multi-elettrico, fili sottili isolati.

Resistenze e potenziometro

Resistenze in serie

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

Potenziometro a filo

Come funziona il trasduttore di posizione lineare resistivo? Si basa sulle leggi di Ohm.