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, 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

_{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 dispositivo 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 accidentalmente 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 essere misurato modulando un ponte di Wheatstone e la tensione di uscita è e_o = G₂·R_g·E Eb ^R₂

La temperatura agisce 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

Filtro Filtro Filtro

Retrazione con alto frozeno

Sostituire il sistema in catena aperta il sistema in retroazione e un amplificatore di guadagno a.

Errore di interconnessione

Rappresentazione