Приборы для изучения деятельности нервной системы
Приборы для изучения деятельности нервной системы
В неврологии механотронные датчики применяют:
1. для регистрации тремора;
2. для изучения рефлекторных сокращений мышц в ответ на дозированное механическое раздражение на отдельные участки сухожилий или надкостницы;
3. для регистрации статического равновесия тела и походки;
4. для исследования психофизического состояния пациента путём изучения почерковых движений.
Тремор (дрожание) — непроизвольные колебательные движения всего тела или отдельных его частей (в первую очередь конечностей), которые характеризуются ритмичностью и стереотипностью.
Рекомендуемые материалы
Прибор, который служит для регистрации и измерения тремора называется тремограф. Данный прибор содержит механотронный датчик ускорения инерционного принципа действия, кроме того, самописец и измерительный электроблок.
Изображен однокомпонентный тремограф. Состоит из механотронного преобразователя перемещений 1, на штыре которого укреплена инерционная масса 3. При ускоренном движения механотрона, возникающем в результате тремора, стержень 2 отклоняется на определенный угол, что вызывает перемещение подвижного анода 4, закрепленного на внутреннем конце стержня, при этом изменение анодного тока пропорционально измеряемому ускорению. Во время работы этот датчик закрепляется, например, с помощью кольца, лейкопластыря и т.д. на конечности или голове пациента. Т.к. этот прибор имеет только одну плоскость чувствительности к ускорению, он называется однокомпонентным. Бывают двух-, трех- и многокомпонентные тремографы.
 |
Для измерения давления пиномозговой жидкости пациента (ликвора), которая заполняет полости спинного и головного мозга, применяется прибор, состоящий из датчика ликворного давления, измерительного блока и самописца. Манотрон 1 снабжен колпачком 2, верхняя часть которого выполнена конической с наконечником, куда устанавливается шприцевая игла 3. Боковая поверхность колпачка снабжена отверстием, которое закупоривается пробкой 4. При работе измерительный резервуар, который образуется колпачком 2 и мембраной 5, заполняется физиологическим раствором. Это делается с помощью шприца через отверстие с пробкой 4. После заполнения резервуара и удаления из него пузырьков воздуха игла 3 датчика вводится между позвонками в область ликвора. При этом ликворная жидкость попадает в полость иглы 3, создавая давление на мембрану 5 манотрона. При этом подвижный анод перемещается, а выходной сигнал пропорционален ликворному движению, а отсчитывается по регистрирующему прибору.
Для проверки сухожильных рефлексов разработаны приборы, которые служат для вызывания сухожильных и периостальных рефлексов. Они позволяют произвести дозированный удар по рефлексогенной зоне и тем самым вызвать рефлекторные движения конечностей (коленный и ахилов рефлексы).
Устройство состоит из ударного приспособления, состоящего из рейки 7, бойка 3, и пружины 5, помещенные в корпус. На корпус навинчиваются крышки 2 и 10. Рейка под действием пружин 5 перемещается вдоль оси Х и ударяет по резиновому бойку 3, который прикладывается к определенному месту рефлекторной зоны. При этом ограничение перемещения рейки 7 осуществляется при помощи упора 4. Сила удара дозируется величиной сжатия пружины. Пружина сжимается между кольцевыми втулками корпуса и площадкой рейки 12. Требуемая степень сжатия регулируется с помощью курка 9, который входит в выемки рейки 7 и пружины 8.
Приборы для контроля состояния сердечно-сосудистой
деятельности и процесса дыхания
Приборы для контроля состояния сердечно-сосудистой
деятельности
К числу таких приборов относятся механотронные манометры для измерения давления крови. Приборы для регистрации пульсовых колебаний стенок кровяных сосудов (сфигмографы) и для измерения скорости кровотока в магистральных сосудах, а также приборы для контроля состояния перефирического кровообращения (пальцевые плетизмографы).
Для измерения давления крови человека и животных прямым способом применяются датчики следующей конструкции.
Этот датчик состоит из механотронного преобразователя перемещений 1, корпуса 2, мембраны 3, которая является частью измерительного резервуара 4. Выходной штырь механотрона с помощью тяги 5 соединен с жестким центром мембраны 3. Перед измерениями резервуар заполняется физиологическим раствором. Для графической регистрации пульсовых колебаний штуцер 6 соединяется с кровеносным сосудом посредством шприцевой иглы. Для графической регистрации пульсовых колебаний крупных кровеносных сосудов (сонная артерия, лучевая артерия, бедренная артерия) применяют механотронные сфигмографы.
В состав данного прибора входят: измерительный электроблок, механотронный датчик и самописец.
Механотронная часть состоит: механотрон 1 укреплен в корпусе 2, легкий подвижный цилиндр 3 (пелот) закреплен с помощью двух эластичных мембран 4 в корпусе 2. Причем для уменьшения жесткости мембрана имеет прорези и в нерабочем состоянии пелот 4выступает за пределы мягкой резиновой воронки 5. При работе датчика его пелот прижимается к стенкам исследуемого сосуда, а мягкая воронка 5 при этом способствует устранению напряжения на поверхности кожи и тканей. Пульсации стенок кровеносных сосудов передаются пилоту, фиксируются механотроном 1 и регистрируются самописцем.
В качестве механотрона в данной конструкции могут быть применены типы: 6МХ1Б, 6МХ2Б и т.д., которые имеют диапазон измеряемых перемещений от 0 до 140 мкм. В качестве самописца рекомендуется быстродействующий типа: Н-338.
Приборы для изучения дыхания
При проведении различных исследований требуется измерять максимальный объемный расход воздуха при вдохе и выдохе, при чем как через рот, так и через нос. Для проведения этих измерений применяются пневмотахометры. Конструкция механотронного пневмотахометра имеет вид:
Механический пневмотахометр состоит из расходомерной трубки с диафрагмой; механотронного датчика давления; измерительного блока.
Расходомерная трубка 1 выполнена тонкостенной из легкого материала, она снабжена диафрагмой 2, которая встроена в среднюю часть трубки. Причем по обе стороны диафрагмы распложены патрубки 3 и 4, а на верхнюю часть трубки 1 укреплена насадка 5, которая используется для контроля вдоха и выдоха только ртом и специальный воздухоприемник 6, который выполнен в виде резервуара из мягкой резины. Необходимо отметить, что этот воздухоприемник продувается через никель 7. Воздухоприемник 6 предназначен для контроля вдоха и выдоха, как ртом, так и носом, а для этого он герметично уплотняет область рта и носа по переносице, щекам и подбородку. Патрубки 3 и 4 расходомерной трубки соединены резиновыми шлангами 8 и 9 с патрубками 10 и 11 механического датчика давления. Этот датчик содержит герметичный цилиндрический корпус 12, и упругий чувствительный элемент сильфон 13. Один конец сильфона закрыт герметично заглушкой 14, которая соединена с выходным штырем механотрона 15. Сам механотрон с помощью кожуха 16 крепится к корпусу 12. Датчик построен по дифференциальному типу и измеряет разность давлений по обе стороны сильфона 13. Пневмотахометр работает следующим образом: при вдохе или выдохе поток воздуха проходит через расходомерную трубку 1 и, встречая на пути диафрагму 2, создает по обе стороны последней разность статических давлений, которая и будет пропорциональна скоростному напору воздуха. Данная разность через патрубки 3 и 4 и через воздухопроводы 8 и 9 подается на механотронный датчик давлений. Эта разность будет вызывать перемещение сильфона, а следовательно, и выход штыря механотрона. Выходной сигнал в виде анодного тока будет вызывать разбалансировку мостовой схемы. А напряжение разбаланса моста будет пропорционально величине мгновенных значений расходов воздуха, которые определяются амплитудами вдоха и выдоха.
Измерительный прибор регистрирует эти показания в виде величин, имеющих размерности расхода воздуха.
Для измерения пульсаций давлений в дыхательных путях (особенно исследуемых живых организмов под наркозом) разработан высокочастотный монометрический датчик избыточного давления.
Датчик содержит металлическое основание 1;механотронный преобразователь 2, который установлен на основание с помощью специального крепления 3 с хомутом 4. В его состав входит мембранная коробка 5 со штуцером 6. Особенность состоит в том, что мембранная коробка складывающегося типа и выполнена из двух эластичных мембран, которые имеют большую эффективную поверхность, что, обеспечивает высокую чувствительность к давлению. Жёсткий центр мембраны посредством втулки 7 соединён с выходным штырём механотрона 8. Датчик снабжён держателем 9, который обеспечивает его установку на лабораторном штативе. При работе прибора штуцер 6 мембранной коробки с помощью резинового шланга соединён с дыхательными путями пациента. При выдохе давление в полости мембранной коробки возрастает, коробка раскрывается, и перемещение жёсткого центра передаётся выходному штырю механотрона. Жёсткий центр мембраны посредством втулки 7 соединён с выходным штырём механотрона 8. Датчик снабжён держателем 9, который обеспечивает его установку на лабораторном штативе. При работе прибора штуцер 6 мембранной коробки с помощью резинового шланга соединён с дыхательными путями пациента. При выдохе давление в полости мембранной коробки возрастает, коробка раскрывается, и перемещение жёсткого центра передаётся выходному штырю механотрона. Выходной сигнал у этого датчика пропорционален измеряемому давлению Техническая характеристики: диапазон измеряемого давления от ±5 до ±50 мм рт. ст.: чувствительность по току к давлению — 20 мкА /мм рт. ст.; анодное напряжение — 12±5 В; нелинейность прибора в рабочем диапазоне — ± 2%; приведённая погрешность — ± 3%.
Приборы для проведения стоматологических
исследований
При проведении различных исследований в стоматологии и при проведении некоторых операций на органах приротовой области (косметические операции, реконструктивные т.д.) важным является измерение усилий сжатия зубов, усилия развиваемого круговой мышцей рта при максимальном её сжатии и сила прижатия губ к дёснам. Для измерения этих факторов используются различные динамометры, построенных на механическом, гидравлическом принципах с применением электромеханических преобразователей индукционного типа, тензодатчиков и др. Принципиальная схема такого динамометра, построенного на механотронах, имеет вид:
Динамометр состоит из механотронного датчика и измерительного блока. Причём механотронный датчик содержит корпус 1, в который вмонтирован с помощью винтов 2 механический силоизмерительный элемент 3. Этот элемент состоит из подвижных и неподвижных колодок соответственно 9 и 11, которые соединены между собой плоскими пружинами10. Механотрон 4 имеет баллон, который жёстко связан с неподвижной колодкой. Внешняя часть выходного штыря механотрона связана с подвижной колодкой 9. На этой же колодке закреплена с помощью винтов втулка 5. В посадочные отверстия этой втулки, а также корпуса 1 укрепляются съёмные насадки 6 и 7, которые непосредственно воспринимают усилия зубов или губ. Эти насадки обычно выполнены или из оргстекла, или эбонита. Токопроводящие элементы монтируются в корпус прибора 1 с помощью втулки 8, которая выполнена из изоляционного материала. СИЭМ — силоизмерительный электромеханический механизм подключён к мостовой схеме, плечи которой образуют две анодные нагрузки Ra. В одну диагональ моста включён измерительный прибор , а регулируемые сопротивления Rc и Rp служат для балансировки мостовой схемы, а также для величин анодного напряжения. При этом схема не требует высоких напряжений и накала
Еа≈20 В; Ен=6В
Динамометр работает следующим образом: насадки 6 и 7 устанавливается между верхними и нижними губами и дёснами. При этом верхняя насадка в верхней своей выемке имеет место для размещения верхней уздечки верхней губы, что сопровождается сжиманием круговой мышцы рта при сжатии пациентом губ. При этом измерительный прибор предварительно устанавливается на ноль. Вызываемые при этом усилия воздействуют на насадки 6 и 7 и тем самым вызывают изменение анодного тока. При этом напряжение разбаланса моста пропорционально измеряемому усилию сжатия. При соответствующих формах насадок 6 и 7 с помощью данного динамометра могут быть измерены отдельные усилия пар зубов, усилия прижатия верхней губы к нижней, усилие прижатия языка к десне и т.д.
Приборы для офтальмологических исследований
При проведении различных офтальмологических исследований актуальным является измерение внутриглазного давления либо прямым путём, либо косвенным. Для решения этих задач с помощью монотрона (6МДХ11С) были разработаны датчики внутриглазного давления, примерная конструкция которых имеет вид:
Бесплатная лекция: "Ремонт и эксплуатация роторов, буровых лебедок" также доступна.
Монотрон 1 снабжён насадкой в виде колпачка 2, который выполнен из оргстекла. Верхняя часть колпачка выполнена в виде конуса с наконечником, на который устанавливается шприцевая игла 3. Боковая поверхность колпачка 2 имеет отверстие, плотно закупоренное резиновой пробкой 4. При этом резервуар, образованный колпачком 2 и мембраной 5 монотрона заполняется физическим раствором через пробку 4. После заполнения раствором и удаления из резервуара воздуха игла 3 датчика вводится в глаз. При этом выходной сигнал монотрона будет пропорционален внутриглазному давлению и отсчитывается по шкале самописца или измерительного прибора. При этом в зависимости от применённого механотронного датчика величина измеряемого давления может колебаться в диапазоне от 0 до 50 мм. рт. ст.
Для исследования кровоснабжения глаза используются приборы, называемые офтальмодинамографами.
Этот датчик состоит из устройства, которое предназначено для измерения компрессии глазного яблока и оно выполнено в виде индукционного датчика перемещений, который размещён в корпусе 7. Кроме этого датчик имеет устройство, которое воспринимает пульсовые волны роговиц. Конструктивно этот датчик имеет вид небольшой камеры 12, которая разделена мембраной 14 на две половины. Пульсовые волны через колебания воздуха передаются мембране 14, а колебания мембраны преобразуются в электрический сигнал с помощью механотрона 15. Датчик шарнирно закреплён на рычаге и может быть вручную с помощью рукоятки подведён и прижат к глазному яблоку, с которым соприкасается с помощью нижней своей части 13 (чашечка 13 повторяет форму глазного яблока). В состав устройства входит трёхканальный самописец 6, один из каналов которого регистрирует изменение во времени компрессионной нагрузки на глаз пациента, другой канал — офтальмодинамографическую кривую, третий канал регистрирует офтальмоэлектрокардиограмму. Этот прибор позволяет определить внутриглазное давление в артериальных сосудах глаза, а затем на фоне внутриглазного давления записать кривую глазного пульса (путём регистрации колебаний роговицы с помощью механотрона).
К недостаткам относятся:
1) значительная масса, которая при контакте с глазным яблоком вызывает повышение внутриглазного давления;
2) компрессия глазного яблока вызывается вручную при помощи простейшего приспособления и при этом из-за неточной величины нагрузки, прикладываемой к яблоку, возникает ошибка в измерении.
