Strumentazione biomedica

Classificazione della Strumentazione Biomedica

• Classificazione fisica: secondo il principio fisico alla base del funzionamento dello strumento. Si distinguono strumenti resistivi, induttivi, capacitivi, piezoelettrici, ad ultrasuoni, fotoelettrici, elettrochimici.
• Classificazione Clinica: secondo l'organo fisiologico cui lo strumento è applicato. Si distinguono strumenti per il sistema cardiovascolare, respiratorio, nervoso, endocrino.
• Classificazione Verticale: secondo il livello di complessità tecnologica. Si distinguono materiali, componenti, dispositivi, sistemi.
• Classificazione Orizzontale: secondo l'area e il comparto dell'impiego. Si distinguono l'area diagnostica e terapeutico-riabilitativa.

Sistema di misura

Un sistema S che produce un insieme di segnali di natura fisica diversa;

se mediante l'osservazione dell'uscita Z è possibile determinare istante per istante il valore del segnale y.

Obiettivi:

• Monitoraggio: visualizzazione dei valori assunti dai segnali y(t).
• Classificazione: individuazione delle classi cui associare il segnale y misurato.
• Controllo: vengono sono distinti in ingressi u e uscite y del sistema S. In base al valore misurato di y un dispositivo di controllo modifica gli ingressi u per ottenere una desiderata evoluzione delle uscite.

Analisi Sperimentale

Classificazione della Strumentazione Biomedica

• Classificazione fisica: secondo il principio fisico alla base del funzionamento dello strumento. Si distinguono strumenti resistivi, induttivi, capaciativi, piezoelettrici, ad ultrasuoni, fotoelettrici, elettrochimici.
• Classificazione Clinica: secondo l’organo fisiologico cui lo strumento è applicato. Si distinguono strumenti per il sistema cardiovascolare, respiratorio, nervoso, endocrino.
• Classificazione Verticale: secondo il livello di complessità tecnologica. Si distinguono materiali, componenti, dispositivi, sistemi.
• Classificazione Orizzontale: secondo l’area e il comparto dell’impiego. Si distinguono l’area diagnostica e terapeutico-riabilitativa.

Sistema di misura

_{S M}

• Sorgente di segnali
• Sistema di misura

Sistema _S che produce un insieme _M se mediante l’osservazione dell’uscita _Z è possibile determinare istante per istante il valore del segnale _y

Obiettivi:

• Monitoraggio: visualizzazione dei valori assunti dai segnali.
• Classificazione: individuazione delle classi cui associare il segnale misurato.
• Controllo: i segnali sono distinti in ingressi _u e uscite _y del sistema. In base ai valori misurati di _y un disposititivo di controllo modifica gli ingressi _u per ottenere una desiderata evoluzione delle uscite.

_{u S y}

• _M

CONTROLLATO

Analisi Sperimentale

y_i INGRESSI INDESIDERATI: quantità alle quali lo strumento è accidentamente sensibile

y_m INGRESSI MODIFICANTI: quantità che determinano una variazione G_i-z o un G_i-z

y_d INGRESSI DESIDERATI: grandezza che lo strumento misura

esempio: estensimetro

avvolgimento di resistenza R_g collegato alla struttura meccanica d'àzi_a in modo misurare le deformazioni El m seguito all'applicazione di F

ΔR_g = G_ε·R_g·ε fattore di guadagno

ΔR_g può esse misurato modulando un ponte di WHEASTONE e la tensione di uscita è

e_o = G₂·R_g·E Eb ^_R2

la temperature opisce come ingresso modificante e ingresso indesiderato

Riduzione degli ingressi spurii

• Insensibilità intrinseca: usa componenti sensibili al solo ingresso desiderato in modo di più vari indesiderati e modificanti non abbiano effetto
• Compensazione: introduzione nel sistema di misura un ingresso indesiderato o modificante in grado di compensare l'ingresso spurio
• Filtraggio dei segnali: uso elementi che separano segnali in base al loro contenuto armonico. I filtri possono essere in ingresso o in uscita

y_{i' Gi}^Gi Gm _Gm gd

FILTERO FILTERO FILTERO

Retrazione con alto frozeno: sostituire il sistema in catena aperta il sistema in retroazione e un amplificatore di guadagno a

Errore di interconnessione

rappresentazione