Анотация

В книгата са разгледани основните методи и електронни устройства за диагностика при изследване на сърдечно-съдовата, нервната и дихателната система, както и най-важните положения от електробезопасността на диагностичната апаратура.

Книгата е предназначена за инженери и физици, работещи по проблеми на медицинската електроника, а също и за биолози и медици, които ползуват диагностична апаратура или разработват диагностични методи. Тя може да служи и на аспиранти и студенти — инженери, физици и медици, от горните курсове.

*

Предговор

Инженерите науки и техниката въобше придобиват голямо значение и намират все по-широко приложение в медицината за диагностика, лечение и научни изследвания.'Медицинската техника обхваща почти всички инженерни специалности от гледна точка на медицинското им приложение, но безспорно най-голямата й част е медицинската електроника. Този сравнително нов дял на електрониката вече обхваща голям брой самостоятелни инженерни области, които се разделя! както по медицински принцип (например електронна апаратура в кардиологията, неврологията, акушерството и гинекологията, онкологията и пр.), така и по технически принцип (например рентгенова техника, радиоизотопна техника, усилвателно-регистрираша техника, стимулациснна техника и пр.). Съществуват и нови научни области, в които медицината, елекгротехниката, електрониката и изчислителната техника се преплитат така тясно, че е невъзможно да се определи дали се касае за медицинска илн за инженерна област. Един характерен пример е електрокардиологията, където теорията на електрическото поле, разпространението му в нехомогенен и анизотропен обемен проводник в съчетание с анатомо-физиологичните свойства на сърцето и гръдната клетка позволяват създаването на системи за отвеждане на електрическия сигнал на сърцето от повърхността на тялото, а електронните усилватели, филтри, междинни преобразуватели и носители на информация позволяват неговото регистриране и подаване към изчислителни устройства за автоматична обработка и анализ.

Големият брой проблеми на медицинската електроника и тяхното разнообразие прави невъзможно обхващането им в една книга като тази. Поради това не се разглеждат големи нейни клонове, като рентгеновата техника, медицинската радиоизотопна техника, клиниколабораторшпа електронна апаратура и физиотерапевтичната апаратура, за които или има отделни книги, или пък те са достатъчно обособени и могат да бъдат обект на самостоятелно разглеждане в бъдеще.

В настоящата книга са включени методите и електронните устройства за диагностика, които намират най-широко приложение в съвременната медицина. Това са методите и устройствата за изследване на сърдечно-съдовата система и нервната система, разгледани в гл. I и II. Не всички въпроси в тези области са засегнати в еднаква степен, но това се дължи на желанието на авторите да се основават предимно на собствения си опит.

Електронната апаратура за изследване на дихателната система,която засега е сравнително по-малко разпространена, е разгледана накратко в гл. III.

Някои основни проблеми на електробезопасността, чието познаване е задължително за всеки, който използува, разработва или произвежда електромедицински апарати, са изложени в гл. IV.

Отделните части на книгата са написани, както следва: от Н. Стамболиев — гл. I (без т. 1.5, 1.6.3 и 1.10) и гл. IV; от И. Даскалов— гл. II, гл. III и т. 1.5, 1.6.3, 1.10 от гл. 1.

Авторите изразяват дълбоката си благодарност на рецензентите проф. д-р на мед. науки Ал. Гидиков и с т. н. с. к.т.н. инж. Ив. Доцински и на научния редактор ст.н.с. к.ф.м.н. инж. М. Димитрова за техните препоръки и бележки при оформянето на ръкописа, както и на всички, които им сътрудничеха в работата.

София, 16. 05. 1977.
И. Стамболиев, И. Даскалов

**

СЪДЪРЖАНИЕ


Предговор... ............. 3


Глава I
Методи и апаратура за изследване на сърдечно-съдовата система

1.1. Кратки сведения за анатомия и физиология на сърцето и сърдечно-съдовата система .. 6
1.2. Биоелектрична активност на сърцето............................. 8
1.3. Електрокардиография. Векторелектрокардиография.................15
1.3.1. Електрокардиография........................................15
1.3.2. Векторелектрокардиография..................................27
1.4. Устройства за изследване на електрокардиосигнала..................36
1.4.1. Електроди за отвеждане на електрокардиосигнала................37
1.4.2. Усилватели на бионапрежения ..................................54
1.4.3. Устройства за записване и наблюдение на електрокардиосигнала и други биологични данни (регистриращи устройства) ..87
1.4.4. Електрокардиографи.................................... . . . 102
1.4.5. Векторелектрокардиографи...................................143
1.5. Методи и средства за автоматична обработка на биоелектричните сигнали на сърцето ...147
1.6. Фонокардиография.................................................176
1.6.1. Основи на фонокардиографията. Физични характеристики на звуковете на сърцето.. 176
1.6.2. Фонокардиографски апарати....................................186
1.6.3. Методи и средства за автоматичен анализ на фонокардиографски сигнали.. ..191
1.7. Методи и средства за измерване на кръвното налягане..............199
1.7.1. Методи и средства за директно измерване на кръвното налягане 200
1.7.2. Методи и средства за индиректно измерване на кръвното налягане 207
1.8. Методи и средства за измерване на кръвния поток..................211
1.8.1. Електромагнитни флоуметри..................................211
1.8.2. Ултразвукови флоуметри.......................................223
1.8.3. Изотермални флоуметри .........................232
1.9. Електроплетизмография ...........................................235
1.10. Изследване на обеми и дебит в кръвоносната система. Метод на индикаторното разреждане... ..246
1.10.1. Математическо и физическо моделиране на дилуционните криви 250
1.10.2. Практически методи за изчисление на площта под кривата на концентрацията. .. 255
1.10.3. Определяне на сърдечни обеми................................260
1.10.4. Апаратура за приложение на метода на индикаторното разреждане. .....262
1.10.5. Изчислителни устройства за определяне на сърдечните обеми
1.11. Ултразвукова ехокардиография ...................................275


Глава II
Методи и електронна апаратура за иеврофизиологимни изследвания

2.1. Общи сведения за нервната система и нейната електрична активност 287
2.2. Клетката като генератор на биоелектрично напрежение................288
2.3. Нервни клетки и техните взаимодействия.............................294
2.4. Нервно-мускулни взаимодействия ....................................297
2.5. Рецептори..........................................................299
2.6. Централна нервна система и нейната електрическа активност .... 301
2.7. Електроенцефалография..............................................303
2.7.1. Метод ........................................................303
2.7.2. Електроди.....................................................316
2.7.3. Електроенцефалографи..........................................318
2.7.4. ЕЕГ-усилватели ...............................................321
2.8. Метод на евокираните потенциали....................................328
2.8.1. Микроелектроди и микроелектродни усилватели...................329
2.8.2. ЕЕГ евокирани потенциали .....................................335
2.9. Стимулационна техника..............................................338
2.9.1. Електростимулатори ...........................................340
2.9.2. Връзка между електростимулатор и обект........................349
2.9.3. Връзка между електростимулатор и усилвател....................353
2.10. Електродиагностика................................................357
2.10.1. I—T-криви при правоъгълни импулси ...........................360
2.10.2. I—T-криви при линейно нарастващи стимули.....................361
2.11. Електромиография .................................................364
2.12. Автоматичен анализ на неврофизиологични сигнали...................373
2.12.1. Обработка на спонтанна ЕЕГ...................................373
2.12.2. Анализ на евокирани сигнали..................................402
2.12.3. Анализ на ЕМГ и на акционни биопотенциали....................408
2.13. Програмиране и управление на физиологични и психофизиологични изследвания.. 409


Глава III
Апаратура за изследване на дихателната система

3.1. Основни сведения за дихателната система и параметри на дишането 420
3.2. Основни устройства за измерване на дихателни обеми и поток. . . 422
3.3. Устройства за следене и регистриране на дихателната дейност (пневмографи) ..425


Глава IV
Някои въпроси от електробезопасност при експлоатация на медицинска апаратура

4.1. Реакция на живия организъм при преминаване на електрически ток през него. .431
4.2. Защита от случаен допир до намиращи се на висок потенциал части от апаратите .. 434
4.3. Защита от утечни токове ... 439

От инж. Стамболиев са написани:
Глава I (без т. 1.5, т. 1.6.3 и 1.10) и глава IV.
От инж. Даскалов са написани:
Глава II, глава III и т. 1.5, т. 1.6.3. и т. 1.10 от глава I.