✖


Jump to content

Биоинструментарий

    Add links

    Биоинструментация или биомедицинские приборы — это применение биомедицинской инженерии , которое фокусируется на разработке устройств и механики, используемых для измерения, оценки и лечения биологических систем. Цель биомедицинских приборов заключается в использовании нескольких датчиков для мониторинга физиологических характеристик человека или животного в целях диагностики и лечения заболеваний. [1] Такие приборы возникли из-за необходимости постоянного мониторинга жизненно важных показателей астронавтов во время « миссий НАСА Меркурий» , «Близнецы» и «Аполлон» . [2] [ сомнительно – обсудить ]

    Биоинструментация — это новая и перспективная область, концентрирующаяся на лечении заболеваний и объединяющая инженерный и медицинский миры. Большинство инноваций в этой области произошло за последние 15–20 лет, по состоянию на 2022 год. Биоинструментарий произвел революцию в области медицины и значительно облегчил лечение пациентов. Инструменты/сенсоры, производимые в области биоинструментации, могут преобразовывать сигналы, находящиеся внутри тела, в электрические сигналы, которые можно обрабатывать в той или иной форме на выходе. [3] Биоинструментация включает в себя множество подобластей, в том числе: биомедицинские возможности, создание сенсоров, генетическое тестирование и доставку лекарств. [4] Такие области техники, как электротехника, биомедицинская инженерия и информатика, являются науками, связанными с биоинструментированием. [3]

    С тех пор биоинструменты вошли в повседневную жизнь многих людей благодаря смартфонам с сенсорными возможностями, способным измерять частоту сердечных сокращений и насыщение кислородом , а также широкой доступности фитнес-приложений имеется более 40 000 приложений для отслеживания состояния здоровья : только на iTunes . [5] Наручные устройства для отслеживания фитнеса также приобрели популярность. [6] с набором встроенных датчиков, способных измерять биометрические данные пользователя и передавать их в приложение , которое регистрирует и отслеживает информацию для улучшения.

    Модель обобщенной инструментальной системы требует всего четырех частей: измеряемой величины, датчика, процессора сигналов и выходного дисплея. [7] Более сложные контрольно-измерительные устройства могут также выполнять функции хранения и передачи данных, калибровки или управления и обратной связи. Однако по своей сути инструментальные системы преобразуют энергию или информацию из физического свойства, которое иначе невозможно воспринимать, в выходной дисплей, который пользователи могут легко интерпретировать. [8]

    Общие примеры включают в себя:

    Измеряемую величину можно классифицировать как любое физическое свойство, величину или состояние, которое система может измерить. Существует множество типов измеряемых величин, включая биопотенциал, давление, расход, импеданс, температуру и химические концентрации. В электрических схемах измеряемой величиной может быть разность потенциалов на резисторе. В физике обычной измеряемой величиной может быть скорость . В области медицины измеряемые величины варьируются от биопотенциалов и температуры до давления и концентраций химических веществ. Вот почему инструментальные системы составляют такую ​​большую часть современного медицинского оборудования . Они позволяют врачам получать актуальную и точную информацию о различных процессах в организме.

    Но измеряемая величина бесполезна без правильного датчика, который распознает эту энергию и проецирует ее. Большинство упомянутых выше измерений являются физическими (силы, давление и т. д.), поэтому цель датчика — получить физический входной сигнал и создать электрический выходной сигнал. По своей концепции эти датчики не сильно отличаются от датчиков, которые мы используем для отслеживания погоды, атмосферного давления, pH и т. д. [9]

    Обычно сигналы, собираемые датчиком, слишком малы или запутаны шумом, чтобы их можно было понять. Обработка сигналов просто описывает всеобъемлющие инструменты и методы, используемые для усиления, фильтрации, усреднения или преобразования электрического сигнала во что-то значимое.

    Наконец, на дисплее вывода отображаются результаты процесса измерения. Дисплей должен быть разборчивым для человека-оператора. Выходные данные могут быть визуальными, звуковыми, числовыми или графическими. Они могут выполнять дискретные измерения или непрерывно контролировать измеряемую величину в течение определенного периода времени.

    Однако биомедицинские приборы не следует путать с медицинскими устройствами . Медицинские устройства – это устройства, используемые для диагностики, лечения или профилактики заболеваний и травм. [10] [11] Большую часть времени эти устройства влияют на структуру или функцию организма. Самый простой способ заметить разницу состоит в том, что биомедицинские инструменты измеряют, воспринимают и выдают данные, а медицинские устройства этого не делают.

    Примеры медицинских изделий:

    1. внутривенные трубки
    2. Катетеры
    3. Протезирование
    4. Кислородные маски
    5. Бинты

    История

    [ редактировать ]

    Биомедицинская инженерия и биоинструментация — новые термины, но лежащая в их основе практика существует на протяжении многих поколений. С самого начала человечества люди использовали то, что было им доступно, для лечения медицинских неудач, с которыми они сталкивались. Биомедицинская инженерия получила наибольшее развитие в девятнадцатом веке. В последние годы биомедицинская инженерия приобрела популярность и сосредоточилась на поиске решений проблем физиологии человека. С тех пор такие изобретения, как рентгеновские лучи и стетоскопы, продвинулись вперед и произвели революцию в области медицины. [12]

    Концепция биомедицинской инженерии была разработана после Второй мировой войны. Изобретение первого искусственного клапана сердца было успешно имплантировано в 1952 году, первая искусственная почка была создана в 1940-х годах, а аппарат искусственного кровообращения успешно использовался в операции на сердце у человека в 1953 году. [13] Эти достижения являются важными вехами в области медицины, поскольку они обеспечивают процедуры, меняющие жизнь. Разработка позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) стала значительным достижением в области биомедицины. ПЭТ-сканирование было изобретено Эдвардом Хоффманом и Майклом Фелпсом в 1974 году. [14] Аппарат обеспечивает эффективный визуализирующий тест для понимания метаболической активности в тканях и органах пациента. [15]

    Космический полет

    [ редактировать ]

    Биоинструментарий был впервые серьезно разработан НАСА во время первых космических миссий, чтобы лучше понять, как космические путешествия повлияли на людей. Эти ранние сенсорные матрицы биоинструментов , созданные НАСА, постоянно контролировали ЭКГ астронавтов , дыхание и температуру тела; а позже измерил кровяное давление . [16] Это позволило врачам следить за жизненными показателями астронавтов на предмет потенциальных проблем. Данные, полученные с помощью биоинструментов ЭКГ Аполлона-15, показали периоды сердечной аритмии, которые врачи и специалисты по планированию использовали для изменения ожидаемой рабочей нагрузки, диеты и лекарств в бортовых аптечках. [2]

    Инструменты разработки устройств

    [ редактировать ]

    Обобщенная структура разработки медицинских устройств следует из определения клинического состояния пациента, такого как диабет . [17] Тогда соответствующим физиологическим параметром, который необходимо измерить, в данном случае будет концентрация сахара в крови, но в других ситуациях это может быть кровяное давление, частота сердечных сокращений, количество лейкоцитов или другие сигналы и количества в организме. Далее необходимо определиться с методом, с помощью которого берется этот физиологический параметр. Для людей с диабетом первого типа это может быть система мониторинга глюкозы с датчиком, расположенным чуть ниже кожи в интерстициальной жидкости, который может измерять концентрацию глюкозы. Следующим параметром, который будет выбран для разработки биомедицинского приборного устройства, будет конструкция преобразователя , которая в данном примере будет изменять концентрацию глюкозы до измеримого значения, такого как напряжение, посредством реакции глюкозы и продуктов глюкозооксидазы с реакцией восстановления, вызывающей протекающий ток преобразуется в измеряемое изменение напряжения. Последним шагом в разработке устройства перед оцифровкой, обработкой и отображением сигнала является разработка фильтра и усилителя, которые очистят и увеличат размер физиологического сигнала, чтобы его можно было обнаружить и считывать на устройстве. [18] [19]

    Классы

    [ редактировать ]

    Медицинские изделия делятся на три основных класса. [20] Первый класс представляет собой группу наименьшего риска и представляет собой медицинские изделия, вообще не поддерживающие жизнь. К ним относятся, например, бинты, инвалидные коляски и зубные щетки. Около тридцати процентов медицинских устройств подпадают под эту категорию. Далее следует второй класс, в котором около шестидесяти процентов всех медицинских устройств относятся к категории умеренного риска. К ним относятся катетеры , рентгеновские снимки и манжеты для измерения артериального давления. Наконец, в третий класс входят медицинские изделия с наибольшим риском, связанным с их использованием по назначению. Лишь около десяти процентов медицинских изделий подпадают под эту категорию, поскольку перед одобрением FDA необходимо предъявить особые параметры безопасности, которые гораздо более строгие, чем предыдущие классы. К устройствам третьего класса относятся кардиостимуляторы , кохлеарные имплантаты и сердечные клапаны. [21] В целом, FDA разработало эту систему классов медицинского оборудования, чтобы ускорить процесс одобрения. Когда медицинское устройство относится к более низкому классу и, следовательно, к более низкому риску, оно будет подвергаться менее строгой проверке и сможет проникнуть в медицинскую сферу и на рынок гораздо быстрее, чем устройства, которые имеют высокий риск и должны доказать безопасность для выгод от риска. [22]

    Классы биомедицинских инструментов включают:

    1. Воспринимаемое количество : давление, расход, температура.
    2. Трансдукция : сопротивление, индукция, емкость.

    Электробезопасность и классификация рисков

    [ редактировать ]

    Медицинские устройства также делятся на различные классы электробезопасности и риска. Эти классы включают в себя:

    1. Класс 1
    2. Класс 2
    3. Класс 3
    4. Рабочая часть типа Б
    5. Рабочая часть типа BF
    6. Рабочая часть типа CF
    7. Рабочая часть типа CF, устойчивая к дефибрилляции
    8. Европейское соответствие

    класса 1, класса 2 и класса 3 Классификация устройств определяется IEC и используется для определения способа защиты устройства от поражения электрическим током. Медицинские устройства класса 1 включают все устройства, в которых защита от поражения электрическим током достигается за счет изоляции проводов и защитного заземления. [23] Медицинские изделия класса 2 классифицируются по наличию не менее двух слоев изоляции проводов - одного основного слоя изоляции и дополнительного изоляционного слоя или одного слоя усиленной изоляции. [24] Например, кардиомониторы обычно относятся к устройствам класса 2 IEC. Медицинские устройства класса 3 полагаются на ограничение напряжения до уровня, не превышающего SELV. Этот класс устройств не требует никакой защиты от входного напряжения для пользователя. Однако важно отметить, что компоненты SELV должны быть изолированы двумя уровнями защиты от компонентов, работающих вблизи SELV. [25] Некоторыми примерами устройств класса 3 IEC являются кардиостимуляторы и AED.

    Поскольку обозначение класса устройства обозначает способ электрической защиты, обозначение типа устройства обозначает степень защиты от поражения электрическим током. Это количественно определяется максимально допустимым током утечки из устройства. Обозначения типов определены стандартом IEC 60601 . Прикладные детали типа B имеют максимальный ток утечки 100 мкА и не могут быть напрямую подключены к сердцу. К рабочим частям типа BF предъявляются одинаковые требования к максимальному току утечки, но они отличаются тем, что представляют собой изолированное или плавающее устройство с проводящим контактом с пользователем. [26] К ним может относиться такое устройство, как тонометр. К прикладным деталям типа CF предъявляются самые строгие требования и применяется для устройств, непосредственно контактирующих с сердцем. Максимальный ток утечки составляет 10 мкА. Примером рабочих частей типа CF являются аппараты для диализа. [27]

    Компоненты

    [ редактировать ]

    Ниже приведены основные фундаментальные части любого биомедицинского инструмента: [28]

    1. Измеряемая величина: физическая величина, которую будут измерять измерительные системы. Человеческое тело будет выступать в качестве источника измеряемой величины, которая будет генерировать биосигналы. Это будет включать поверхность тела или кровяное давление в сердце.
    2. Датчик/преобразователь: здесь преобразователь будет преобразовывать одну форму энергии в другую, обычно это электрическая энергия. Примером может служить пьезоэлектрический сигнал, который преобразует механические вибрации в электрический сигнал. Полезный выходной сигнал в зависимости от измеряемой величины будет выдаваться преобразователем. Источник будет использоваться для связи сигнала с человеком, а датчик будет использоваться для восприятия сигнала от источника.
    3. Формирователь сигнала: схемы формирования сигнала будут использоваться для преобразования выходного сигнала преобразователя в электрическую величину. Приборная система будет отправлять количество на дисплей или в систему записи. Процесс преобразования сигнала будет включать усиление, фильтрацию, преобразование аналога в цифровой и цифро-аналогового преобразования.
    4. Дисплей: визуальное представление измеряемого параметра или величины, например, диаграммный самописец и электронно-лучевой осциллограф (CRO). Сигналы тревоги также можно использовать для прослушивания звуковых сигналов, таких как сигналы, создаваемые доплеровским ультразвуковым сканером.
    5. Хранение и передача данных: Хранение данных предназначено для записи данных для дальнейшего использования и использования. Примером могут служить телеметрические системы, где передача данных происходит таким образом, что данные могут передаваться из одного места в другое по требованию через Интернет.

    Схемы/создание датчиков

    [ редактировать ]

    Сенсоры являются наиболее известным аспектом биоинструментария. Они включают термометры, сканирование мозга и электрокардиограммы. Датчики принимают сигналы от тела и усиливают их, чтобы инженеры и врачи могли их изучить. Сигналы от датчиков усиливаются с помощью схем, принимая источник напряжения и изменяя его с помощью компонентов схемы, таких как резисторы , конденсаторы и катушки индуктивности . [29] Затем они выдают определенное количество напряжения, которое используется для анализа, основанного на некоторой взаимосвязи между выходным напряжением и интересующей измеряемой величиной. Данные, собранные с помощью датчиков, часто отображаются в компьютерных программах. Эта область биоинструментария тесно связана с электротехникой. [4]

    Схемы, используемые для измерения биологических сигналов, таких как электрическая активность сердца и мозга, обычно включают операционные усилители в качестве средства усиления относительно незначительных сигналов для обработки сигналов и анализа данных. [30] Обычно используемый усилитель — это инструментальный усилитель . Инструментальные усилители, такие как усилитель на интегральной схеме (ИС) AD620, способны усиливать разницу между двумя разными входными напряжениями, сохраняя при этом небольшое напряжение смещения и высокий CMRR , что позволяет усиливать низкочастотные сигналы, подавляя при этом шум. [31]

    Эти схемы могут также включать фильтры для лучшего учета нежелательного шума, поскольку небольшой масштаб биологических сигналов требует широкого диапазона фильтрации для учета шума, создаваемого такими факторами, как смещение постоянного тока , помехи от других биологических сигналов или электрический шум от оборудования. используется.

    Текущее использование

    [ редактировать ]

    Кардиостимуляторы

    [ редактировать ]

    Кардиостимулятор имплантируется, чтобы контролировать сердцебиение пациента и посылать электрические импульсы, чтобы регулировать его, когда оно слишком медленное. Электроды посылают электрические импульсы в камеры сердца, которые позволяют сердцу сокращаться и перекачивать кровь. [32] Кардиостимуляторы предназначены для тех, у кого повреждено сердце или сердце не работает должным образом. Нормальная электропроводность сердца позволяет импульсам, генерируемым узлом SA, стимулировать сердечную мышцу, которая затем сокращается. Именно упорядоченная стимуляция мышц обеспечивает эффективное сокращение сердца, перекачивающего кровь по всему телу. Если естественный кардиостимулятор выходит из строя, возникают аномальные сердцебиения, которые могут быть очень серьезными и даже привести к смерти. [33]

    Мониторинг сахара в крови

    [ редактировать ]

    Непрерывный монитор уровня сахара в крови используется почти всеми диабетиками 1-го типа и некоторыми диабетиками 2-го типа. Монитор наносится на кожу пациента и вводит тонкий металлический провод в кровоток. На конце этого провода содержатся ферменты для взятия небольшого образца крови, который использует НАД+ для окисления глюкозы в глюконолактон и НАД+ в НАДН. Этот НАДН затем расщепляется в крови на НАД+, ион Н+ и два плавающих электрона, которые создают небольшой сигнал, примерно 1 мВ, воспринимаемый проводом и отображаемый устройством, к которому подключен передатчик. [34] Одной из самых больших проблем при разработке этих мониторов уровня сахара в крови является фильтрация и усиление незначительного сигнала этих реакций, поскольку за один раз можно отобрать только небольшой объем крови. [35] Это означает, что вырабатывается лишь небольшое количество напряжения, а по всему телу распространяется гораздо больше электрических сигналов. Для фильтрации этого сигнала схема использует защитные диоды, которые представляют собой фильтры с использованием резисторов и конденсаторов для избавления системы от сильных сигналов с помощью стабилитронов . [34] После того, как большие сигналы фильтруются, для усиления сигнала используются различные операционные усилители, поэтому цифровые датчики температуры, аналоговые датчики температуры и датчики-компараторы могут использоваться для определения фактического уровня сахара в крови пациента. [34]

    Инфракрасные термометры

    [ редактировать ]

    Инфракрасные термометры используются для сбора данных о температуре пациентов аналогично обычному медицинскому термометру . Однако инфракрасные термометры специально разработаны для использования на расстоянии, что позволяет снимать бесконтактные показания. Температура пациента определяется путем улавливания инфракрасного излучения, которое постоянно излучается телом пациента. [36] Это можно сделать, направив устройство на несколько частей тела, наиболее надежно на конец правой брови или запястье человека. Это может привести к точным и надежным показаниям температуры пациента. [37] Это устройство работает путем сбора образца инфракрасного излучения через датчик, который преобразует его в электрические сигналы. Использование оптики и термобатареи позволяет плавно преобразовывать сигнал в показания температуры. Термобатарея поглощает и преобразует излучение в тепло, в результате чего получается полезное напряжение, пропорциональное температуре. Эти недавно собранные данные затем отображаются на экране. [38]

    Механические вентиляторы

    [ редактировать ]

    Аппарат искусственной вентиляции легких является формой жизнеобеспечения. Это помогает пациенту дышать или дышать во время операции или когда пациент не может дышать самостоятельно. Пациент подключается к аппарату искусственной вентиляции легких через полую трубку, называемую искусственными дыхательными путями, которая проходит через месяц и вниз по трахеи. [ нужна ссылка ] Они остаются на аппарате искусственной вентиляции легких до тех пор, пока не смогут дышать самостоятельно. Мы используем аппараты искусственной вентиляции легких, чтобы уменьшить работу дыхания до тех пор, пока состояние пациента не улучшится настолько, что оно больше не понадобится. Аппарат следит за тем, чтобы пациент получал достаточно кислорода и удалял углекислый газ из организма. Это необходимо пациентам, находящимся в хирургическом отделении или с критическими заболеваниями, препятствующими нормальному дыханию. Преимущества искусственной вентиляции легких заключаются в том, что пациенту не приходится усердно дышать, поэтому дыхательные мышцы пациента могут отдохнуть. Больной успевает прийти в себя и восстановить нормальное дыхание. Это помогает пациенту получать достаточно кислорода и очищать углекислый газ, а также сохраняет стабильность дыхательных путей, предотвращая травмы в результате аспирации. [39]

    Фитнес-трекеры

    [ редактировать ]

    На коммерческом рынке биоинструментов наблюдается значительный рост в области носимых устройств : рыночная стоимость наручных устройств для отслеживания активности выросла с 0,75 миллиарда долларов США в 2012 году до 5,8 миллиардов долларов США в 2018 году. [6] В конструкции смартфонов также были добавлены биоинструменты: теперь смартфоны способны измерять частоту сердечных сокращений, уровень кислорода в крови, количество предпринятых шагов и многое другое в зависимости от устройства.

    Биомедицинская оптика

    [ редактировать ]

    Биомедицинская оптика – это область проведения неинвазивных операций и процедур пациентам. Эта область расширяется, поскольку это проще и не требует вскрытия пациента. [4] Биомедицинская оптика стала возможной благодаря визуализации, такой как CAT (компьютерная аксиальная томография). [40] Одним из примеров биомедицинской оптики является хирургия глаза LASIK, представляющая собой лазерную микрохирургию, выполняемую на глазах. Это помогает исправить многочисленные проблемы с глазами и намного проще, чем другие операции. [40] Другие важные аспекты биомедицинской оптики включают микроскопию и спектроскопию. [41]

    Генетическое тестирование

    [ редактировать ]

    Биоинструментарий можно использовать для генетического тестирования. Делается это с помощью химии и медицинских инструментов. Профессионалы в этой области создали инструменты для анализа тканей, которые позволяют сравнивать ДНК разных людей. Другим примером генетического тестирования является гель-электрофорез. Гель-электрофорез использует образцы ДНК вместе с биосенсорами для сравнения последовательности ДНК людей. [40] Двумя другими важными инструментами, участвующими в достижениях генома, являются технология микрочипов и секвенирование ДНК. Микрочипы выявляют активированные и подавленные гены человека. При секвенировании ДНК используются лазеры с разной длиной волны для определения нуклеотидов, присутствующих в разных цепях ДНК. Биоинструментарий изменил мир генетического тестирования и помогает ученым понять ДНК и геном человека лучше, чем когда-либо прежде. [40]

    Доставка лекарств

    [ редактировать ]

    Машины для доставки лекарств и вспомогательные устройства были значительно улучшены благодаря биоинструментам. Насосы были созданы для доставки таких лекарств, как анестезия и инсулин. [42] Раньше пациентам приходилось чаще посещать врачей, но с этими насосами они могут лечить себя быстрее и дешевле. Вспомогательные устройства включают слуховые аппараты и кардиостимуляторы. В обоих случаях используются датчики и схемы для усиления сигналов и выявления проблем у пациента. [4]

    Сельское хозяйство

    [ редактировать ]

    Биоинструменты широко используются в сельском хозяйстве для мониторинга и отбора проб почвы, а также измерения роста растений. Биотехнология в сельском хозяйстве требует обработки сложных геномов растений, что осуществляется с использованием сложного оборудования. Такие устройства, как тензиометры, используются для измерения влажности почвы, что помогает поддерживать наиболее благоприятные условия для роста сельскохозяйственных культур. Присоединение к нему электрического преобразователя позволяет регулярно контролировать данные урожая с точки зрения влажности почвы и профиля воды. [40]

    Ботаника

    [ редактировать ]

    В области ботаники широко используются биоинструменты для оценки пищеварения растений. Монитор фотосинтеза PTM-48A используется для регистрации физиологических свойств растения, таких как обмен углекислого газа, влажность листьев, чистый фотосинтез и устьичная проводимость. [40] ПТМ-48А используется для анализа CO 2 обмена и транспирации листьев через автоматическую открытую четырехканальную систему. Возможности этого прибора включают измерение CO 2 -обмена листьев, концентрации CO 2 в воздухе, фотосинтетически активной радиации, дефицита паров воздуха и т. д. [43] В комплект поставки устройства входит СИСТЕМНАЯ КОНСОЛЬ PTM-48A, СЛИТОЧНАЯ КАМЕРА LC-4B (4 шт.), СЧЕТЧИК RTH-48, ПИТАНИЕ 12 В постоянного тока, ДЕРЖАТЕЛЬ ДЛЯ СЛИСТОЧНОЙ КАМЕРЫ (4 шт.), ДВОЙНОЙ ШЛАНГ ПВХ длиной 4 м ( 4 шт.), ШТАТИВ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ, КАБЕЛЬ СВЯЗИ RS232 ДЛЯ ПК, КОМПАКТ-ДИСК С УСТАНОВКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ и ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ, АБСОРБЕР CO 2 , ЗАПАСНОЙ ВОЗДУШНЫЙ ФИЛЬТР и РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ. [43]

    Системы визуализации

    [ редактировать ]

    Система визуализации — это система, которая создает изображения различных частей тела в зависимости от того, что необходимо проанализировать. система используется для диагностики состояний до того, как они станут слишком серьезными. Некоторые примеры систем визуализации включают рентгеновские лучи, компьютерную томографию (КТ), магнитно-резонансную томографию (МРТ) и ультразвук. Рентген – это неинвазивная процедура, которая анализирует кости и опухоли. Недостатком рентгена является воздействие радиации, которое может привести к другим заболеваниям. КТ представляет собой комбинацию различных рентгеновских лучей, которая обеспечивает детальное изображение органов и слоев тканей организма. Недостатком является незначительное повышение риска развития рака, поскольку эта неинвазивная процедура подвергает пациента воздействию радиации. [44]

    Биоинструменты, такие как система ChemiDoc Touch, представляют собой систему визуализации для электрофореза и вестерн-блоттинга, интегрированную с сенсорным экраном суперкомпьютера. В нем используются специальные лотки для хемилюминесценции и УФ-идентификации, что обеспечивает высокую чувствительность и качество изображения. [45]

    Артериальное давление

    [ редактировать ]

    Система измерения артериального давления (АД), в частности письменный монитор АД, работает посредством аппланационной тонометрии с полусферическим поршнем, установленным на лучевой артерии. Такие устройства, как амбулаторный прибор для измерения артериального давления, улучшили лечение гипертонии, но по-прежнему не получили широкого распространения и неудобны. Такие инновации, как HealthSTATS International в Сингапуре, создали наручное устройство для измерения АД (BPro), которое будет измерять АД с помощью артериальной тонометрии. [46]

    До появления манжет для измерения артериального давления на запястье артериальное давление приходилось измерять инвазивным путем, вводя катетер в артерию. Катетер соединен с мешком с жидкостью и с монитором, который с течением времени измеряет артериальное давление. Поскольку это очень инвазивная процедура, ее нужно было проводить в медицинском учреждении, а новая технология манжет для измерения артериального давления позволяет контролировать артериальное давление, не выходя из дома. Было показано, что по сравнению с письменными измерениями артериального давления инвазивный мониторинг артериального давления дает более точные показания, хотя он имеет такие недостатки, как риск заражения. [47]

    Космос

    [ редактировать ]

    Важность систем мониторинга здоровья космонавтов возрастает по мере увеличения продолжительности космических полетов. Благодаря существующей системе биоинструментации скафандра разработка систем биоинструментации следующего поколения позволила обеспечить улучшенный мониторинг здоровья во время выхода в открытый космос. Это было бы особенно полезно на самых физически сложных этапах космического полета. [1] Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) разработало телеметрические датчики для мониторинга физиологических изменений в моделях животных в космосе с помощью своих датчиков 2000! программа. Эти датчики измеряют физиологические параметры, включая температуру, биопотенциалы, давление, поток и ускорение, химические уровни, и передают эти сигналы от животных к приемнику через соединение. [48]

    Операция

    [ редактировать ]

    Биомедицинские инструменты использовались в медицинской хирургии с незапамятных времен и продолжают развиваться для улучшения ухода за пациентами. Непрерывная интеграция визуализации и вспомогательной робототехники позволила сделать операции более точными и менее инвазивными. Устройства систем визуализации, такие как камеры, ультразвук , рентгеновские снимки, МРТ , ПЭТ и компьютерная томография, используются для выявления нарушений в организме. Во время операции можно использовать ультразвук и камеры, прикрепленные к устройству, чтобы обеспечить обзор области лечения. [49]

    Вспомогательные устройства робототехники — это медицинские инструменты, которые позволяют врачам выполнять операцию с разрезом минимального размера. Использование вспомогательного устройства позволяет выполнять сложные операции за меньшее время. Робот точно имитирует движения врача внутри тела, что обеспечивает безопасность процедуры. Роботизированная вспомогательная технология обычно включает в себя камеру, механическую руку и какую-либо консоль, позволяющую управлять. [50] При использовании вспомогательных устройств для минимально инвазивных процедур многие обнаруживают, что еще одним результатом является сокращение времени восстановления. Хотя ассистивная робототехника используется в хирургии и у ее использования есть несколько преимуществ, есть некоторые важные соображения. Если во время операции возникнут серьезные осложнения, роботизированная система будет удалена и придется использовать предыдущие методы. Наряду с этим роботизированные вспомогательные технологии по-прежнему довольно дороги, поэтому постоянно проводятся новые исследования и улучшения. [51]

    Достижения в области анестезии также произошли благодаря инновациям в устройствах. Во время операции анестезиолог должен контролировать и оценивать частоту сердечных сокращений пациента, дыхание, боль, температуру тела, баланс жидкости, кровяное давление и многие другие жизненно важные показатели. По этой причине пост анестезиолога полон медицинских приборов. Одним из основных устройств является наркозный аппарат, который предназначен для введения парообразных анестезирующих препаратов, оксигенации и вентиляции легких. [52]

    ЭКГ

    [ редактировать ]

    Электрокардиограммы, или ЭКГ , — это медицинские инструменты, используемые для отслеживания электрической активности сердца. [53] Мозг посылает сигналы через нервы головного и/или спинного мозга, которые затем генерируются и распространяются в сердце через проводящую систему сердца (CCS). [54] Импульсы начинаются в узловой ткани, достигают синусового узла, затем быстро через миокард предсердий, одновременно сокращая предсердия, а затем, наконец, начинают замедляться, достигая атриовентрикулярного узла, где позволяют желудочкам наполниться. [54] Импульс снова набирает скорость, когда он входит в пучок, а затем разделяется на левое и правое в волокнах Пуркинье и, наконец, достигает рабочих кардиомиоцитов желудочков, которые деполяризуются, вызывая сокращение и перекачку крови в аорту и легочную артерию. [55] Вся эта электрическая активность может быть измерена и записана с помощью ЭКГ.

    Электрокардиограммы используют электроды и провода для считывания электрической активности сердца и отображения ее на мониторе. Чтобы контролировать эти электрические сигналы, мы можем поместить на кожу электроды, способные обнаруживать эти электрические колебания, при которых электрическая активность по направлению к электроду вызывает отклонение вверх, а электрическая активность вдали от электрода вызывает отклонение вниз, и мы можем проанализировать график, созданный этими электрическими сигналами. электрические импульсы и посмотреть, что происходит в сердце. [56] Это известно как электрокардиограмма или ЭКГ, и она измеряет электрическую активность сердца путем регистрации электрических импульсов и движений сердца.

    Базовый волновой рисунок состоит из зубца P, комплекса QRS и зубца T; где зубец P представляет деполяризацию предсердий, комплекс QRS представляет собой три волны деполяризации желудочков в разных областях желудочков (маскируя реполяризацию предсердий), а зубец T показывает реполяризацию желудочков. [57] Это визуальное представление важно понимать, поскольку даже небольшие отклонения могут привести к фатальным последствиям, если их не обнаружить и не начать лечение на достаточно ранней стадии.

    Электрокардиограммы используются для диагностики различных заболеваний сердца, таких как аритмия и гипертрофическая кардиомиопатия. Некоторые из распространенных проблем с сердцем, которые можно обнаружить с помощью ЭКГ, включают диагностику аритмий в сердце и удлиненных волновых интервалов, включая удлиненный интервал QT (который является фактором риска желудочковых аритмий), и оба этих состояния диагностируются исключительно с помощью ЭКГ. [58] Подъем и изменение волн также являются индикаторами основных проблем со здоровьем, включая ишемическую болезнь сердца и инфаркт миокарда. [58] Другие сердечно-сосудистые заболевания, включая миокардит, перикардит, фиброз миокарда, амилоидоз и другие, также могут быть представлены как изменения искривления. [58] Эти изменения как никогда важно заметить на ранних стадиях, поскольку сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной смертности во всем мире: около 17,9 миллионов смертей в год. [58] Использование ЭКГ может не только помочь диагностировать проблемы с сердцем, но и изменения кривых могут сигнализировать о электролитном дисбалансе, гипер- и гипотиреозе и различных расстройствах центральной нервной системы. [58]

    Существующая технология включает в себя традиционный аппарат ЭКГ, который в основном используется в клинических условиях, и портативные мониторы, которые можно носить в течение длительного времени, чтобы дольше контролировать сердце. [58] Традиционные ЭКГ гораздо более точны, поскольку состоят из 12 отведений, однако при этом приходится жертвовать комфортом и функциональностью пациента. [58] 12 отведений традиционной ЭКГ - это 3 биполярных отведения от конечностей, три униполярных отведения от конечностей и 6 униполярных грудных отведений, которые обеспечивают лучшую пространственную точность и чаще всего используются при амбулаторном лечении и для нагрузочного теста для мониторинга активности сердца. [58] Развитие технологии ЭКГ привело к появлению новых накладных датчиков, нагрудных ремней и т. д., позволяющих ограничить ограничения на использование различного количества электродов и присоединенных отведений. [58] Требования к ЭКГ включают соблюдение многих стандартов, включая рекомендации по безопасному использованию, размещению электродов, защите от поражения электрическим током и требования базовой безопасности. [59]

    Основная цель схемы электрокардиограммы — усилить сигнал, поступающий от сердца, который относительно невелик. [60] Электрокардиограммы считаются медицинским устройством класса II. [61]

    Исследовать

    [ редактировать ]

    Биоинструментарий в исследованиях имеет множество применений: от сбора стандартных данных до тестирования прототипов. Одним из уникальных примеров является использование биоинструментов для характеристики фенотипов костей различных моделей животных посредством измерения деформации и нагрузки на большеберцовую кость. Тензометры преобразуют деформацию в электрическое сопротивление, и в сочетании с аналитическим программным обеспечением их можно использовать для определения реакции кости на механическую нагрузку. У разных животных или пород могут быть разные физические реакции на механическую нагрузку, поэтому эксперименты с нагрузкой нормализуют напряжение, а не нагрузку. [62] Тензометры позволяют исследователям применять различные нагрузки к различным субъектам, чтобы вызвать одну и ту же нагрузку, которая напрямую коррелирует с образованием новой кости. Биоинструментация имеет гораздо больше применений в исследованиях: от разработки новых биоинструментов до внедрения новых технологий в новые медицинские устройства.

    Измерение в реальном времени

    [ редактировать ]

    Биоинструментарий был включен в новые диагностические инструменты, которые используются для различных пациентов. Существует серьезная проблема с внедрением систем измерения в реальном времени, которые были бы легкими, удобными и эффективными, поэтому усилилось стремление к разработке новых более гибких и компактных биоинструментов. Ярким примером является разработка напечатанных на 3D-принтере ионоселективных полевых транзисторов (ISFET) для измерения и мониторинга уровня ионов у пациентов. [63]

    Еще одним примером системы измерения в реальном времени является интеллектуальная биоэлектрическая соска, которая была разработана для мониторинга уровня электролитов у уязвимых новорожденных, находящихся на лечении в больнице. Соска функционирует за счет всасывания слюны через микрофлюидный канал, который направляет слюну в резервуар, заполненный сенсорными узлами внутри мягкой пластиковой соски. Небольшие схемы, интегрированные с ISFETS, обеспечивают активные измерения любого изменения напряжения в слюне, которое может быть напрямую связано с концентрацией ионов в слюне новорожденного и, благодаря известным корреляциям между концентрациями ионов в слюне и крови, с кровотоком. [64]

    Новые разработки в области биоприборов продолжают способствовать разработке систем измерения в реальном времени, которые могут обеспечить гибкость, компактность и эффективность для лучшего наблюдения за пациентами.

    Насыщение крови кислородом

    [ редактировать ]

    Еще одним важным медицинским устройством, использование которого заметно возросло во время пандемии, является оксиметр. [65] Оксиметр – это прибор, измеряющий насыщение крови кислородом в периферическом кровообращении. За прошедшие годы эти оксиметры претерпели значительные изменения, так что эти устройства были компактны до размеров небольшой коробки, которая может неинвазивно измерять уровень кислорода в крови человека и может использоваться самими пациентами у себя дома. [66] Оксиметр работает по принципу фотоплетизмографии . В частности, работа оксиметра основана на разнице в спектре поглощения света оксигемоглобина и дезоксигемоглобина. Оксигемоглобин поглощает больше инфракрасного света (длина волны 940 нм), а дезоксигемоглобин поглощает больше красного света (длина волны 660 нм). Этим огням разрешено последовательно освещать кончик пальца один за другим. [67] Фотодиод , присутствующий в оксиметре, обнаруживает свет, который может пройти через кровоток, и это помогает создать кривую поглощения для обоих источников света.

    Согласно закону Бера-Ламберта, который связывает поглощение света со свойствами материала, через который он проходит, эти результаты могут указывать на уровень насыщения крови кислородом. Сигналы, генерируемые в результате света, обнаруженного фотодиодом, затем фильтруются с помощью нескольких операционных усилителей для устранения неравномерностей в измерении, которые могли возникнуть из-за попадания света из окружающей среды на датчик. [68] Затем сигналы усиливаются и преобразуются в цифровые сигналы с помощью схемы АЦП (аналогово-цифровой преобразователь). Эти сигналы обрабатываются с помощью процессора MATLAB для отображения значения SpO 2 . [69]

    Имплантированные датчики давления

    [ редактировать ]

    Глаукома вызывает постепенное уменьшение поля зрения у тех, у кого она есть, и на нее приходится около восьми процентов слепоты во всем мире. [70] Обследование на глаукому обычно включает измерение внутриглазного давления (ВГД), которое можно провести в больнице; Однако для возобновления измерений требуется некоторое время, и ВГД пациента может меняться в течение дня, что привело к давно назревшим изменениям в способе измерения ВГД. [71] Предлагаемое в настоящее время решение — это датчики непрерывного давления , которые будут имплантированы в глаз для измерения ВГД в течение дня. Это позволит медицинским работникам раньше диагностировать глаукому и раньше начать профилактическое лечение, а также даст возможность контролировать эффективность лечения. Имплантат будет работать благодаря чувствительным к давлению конденсаторам , которые смогут обнаруживать изменения ВГД. Эти чувствительные к давлению конденсаторы изменят резонансную частоту ASIC . Резонансная частота ASIC зависит от емкости, поэтому IOP можно определить на основе резонансной частоты. Большинство устройств еще не поступило на рынок, но проходят испытания с многообещающими результатами на пациентах. [72]

    Дефибрилляторы

    [ редактировать ]

    Дефибриллятор . — это жизненно важное медицинское устройство, которое подает электрический заряд для коррекции аномального сердечного ритма, в частности фибрилляции желудочков и желудочковой тахикардии Эти аритмии могут привести к внезапной остановке сердца, при которой сердце теряет эффективный ритм сокращения. Существует два основных типа дефибрилляторов: автоматические внешние дефибрилляторы (AED) и имплантируемые кардиовертеры-дефибрилляторы (ICD). АВД, часто встречающиеся в общественных местах, представляют собой портативные и удобные в использовании устройства, предназначенные для быстрого использования посторонними лицами. Они предоставляют голосовые инструкции, помогающие пользователям пройти весь процесс. ИКД, с другой стороны, представляют собой хирургически имплантированные устройства, которые автоматически контролируют сердечный ритм и передают точно рассчитанные электрические сигналы для предотвращения дальнейшего повреждения сердца или смерти у людей с высоким риском опасных для жизни аритмий. [73]

    Обучение и сертификация

    [ редактировать ]

    Образование

    [ редактировать ]

    Для работы с биоинструментами требуется значительный объем знаний и подготовки. Биомедицинская инженерия является основной отраслью инженерии, в ее рамках существует отрасль под названием «Биомедицинское приборостроение», в которой можно найти обучение использованию оборудования, схемам и безопасности. Для работы в этой области требуется значительный объем знаний в инженерных принципах, а также биологии, в дополнение к этому обычно степень бакалавра (бакалавр наук, бакалавр наук, бакалавр технических наук или BSE) или магистра (MS, M. Sc., MSE или M.Eng.) или докторская степень (Ph.D. или MD-PhD). [74] [75] [76] ) требуется степень в области биомедицинской инженерии.

    Лицензия/сертификация

    [ редактировать ]
    См. также: Профессиональный инженер

    Как и в случае с большинством профессий, существуют определенные требования для того, чтобы стать лицензированным профессиональным инженером (PE), однако в Соединенных Штатах лицензия не требуется для работы инженером в большинстве ситуаций из-за исключения, известного как промышленное освобождение. [77] Текущая модель требует, чтобы только практикующие инженеры, предлагающие услуги, влияющие на общественное благосостояние, безопасность, здоровье или собственность, получали лицензию, в то время как инженеры, работающие в частной отрасли без прямого предложения инженерных услуг населению или предприятиям, не должны лицензироваться.

    Биомедицинская инженерия регулируется в некоторых странах, например в Австралии, но регистрация обычно только рекомендуется, но не требуется. [78]

    Ограничения и будущее развитие

    [ редактировать ]

    Разработка биомедицинских приборов также имеет ограничения. Многие измеряемые величины в настоящее время недоступны без повреждения измеряемой величины. В результате большинство показателей приходится измерять косвенно. Не бывает двух одинаковых физиологических систем, но из-за этих ограничений вариации измерений необходимо сравнивать с «нормами», которые тоже могут различаться. Безопасность пациентов также является ключевым аспектом и ограничением биомедицинских инструментов. Определить необходимое количество энергии, необходимое для получения данных, избегая при этом повреждений биологической ткани (которые могут изменить результаты), может быть сложно, особенно потому, что не существует двух одинаковых людей. В результате надежность оборудования и сложность эксплуатации соответствуют высоким стандартам. [79]

    Даже несмотря на эти ограничения, области биомедицинской инженерии и медицины быстро растут, и биоинструментация будет продолжать развиваться. Поскольку основной целью этой области является сделать мир медицины более быстрым и эффективным, значительные улучшения в этих аспектах, а также в технологиях и в том, как ученые понимают человеческое тело, эта область будет продолжать расти. В число основных направлений будущего этой области входят устройства сканирования сотовой связи и роботы. [12]

    Устройства сканирования сотовой связи

    [ редактировать ]

    Компания Olympus представила два новых микроскопа: биологический конфокальный лазерный сканирующий микроскоп Fluoview FV1200 и многофотонный лазерный сканирующий микроскоп Fluoview FV1200MPE, предназначенные для проведения биологических исследований в университетах и ​​исследовательских институтах. Эти микроскопы записывают высококонтрастные 3D-изображения путем сканирования образца лазерным лучом и обнаружения флуоресценции. Они просты в использовании и обеспечивают большую жесткость, более высокую чувствительность и меньший уровень шума. В FV1200MPE используется ИК-лазер, который обеспечивает более высокую прозрачность тканей. Это было бы полезно, особенно при визуализации толстых клеток и тканей, что было бы затруднительно с помощью FV1200. [80]

    Роботы

    [ редактировать ]

    Технологии стали быстро становиться частью повседневной жизни людей в современном мире только после того, как промышленные роботы, такие как сборка и транспортировка, стали частью работы на производственных предприятиях. Ожидается , что это одни из персональных роботов , которые, как ожидается, станут популярными в будущем и будут работать совместно с людьми в работе и общественной жизни. Несколько примеров роботов-гуманоидов в работе включают развлекательного гуманоида QRIO, разработанного Sony Corporation. Изучение интеграции эмоций, поведения и личности в роботах по-человечески все еще изучается и изучается. [81]

    См. также

    [ редактировать ]

    Ссылки

    [ редактировать ]
    1. ^ Ожахин И., Ожахин Д.У., Мубарак М.Т. (январь 2022 г.). «Глава первая. Введение в биомедицинские приборы». В Озахин ДУ, Озахин I (ред.). Современные практические проблемы здравоохранения в биомедицинском приборостроении . Академическая пресса. стр. 1–2. ISBN  978-0-323-85413-9 .
    2. ^ Jump up to: а б Лучковский С. SP-368 Биомедицинские результаты Аполлона . Космический центр Линдона Б. Джонсона: НАСА. стр. Глава 3.
    3. ^ Jump up to: а б «Биоинструментация» . Беркли Биоинженерия . Калифорнийский университет . Проверено 28 марта 2018 г.
    4. ^ Jump up to: а б с д «Что такое биоинструментация?» . мудрыйГИК . Корпорация «Гипотеза» . Проверено 30 марта 2018 г.
    5. ^ Салливан А.Н., Лахман М.Е. (январь 2017 г.). «Изменение поведения с помощью фитнес-технологий у взрослых, ведущих малоподвижный образ жизни: обзор доказательств повышения физической активности» . Границы общественного здравоохранения . 4 : 289. дои : 10.3389/fpubh.2016.00289 . ПМЦ   5225122 . ПМИД   28123997 .
    6. ^ Jump up to: а б «Мировой рынок носимых технологий 2012-2018 | Статистика» . Статистика . Проверено 2 апреля 2018 г.
    7. ^ Вебстер Дж. Г., Нимункар А. Дж. (2020). Вебстер Дж.Г., Нимункар А.Дж. (ред.). Медицинское приборостроение: применение и конструкция (Пятое изд.). Хобокен, Нью-Джерси. ISBN  978-1-119-45733-6 . OCLC   1131895650 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
    8. ^ WO2017192915A1 , BATES, Джеймс Стюарт, «Системы и методы измерения состояния пациента медицинскими приборами», выпущено 9 ноября 2017 г.  
    9. ^ Теджа Р (02 апреля 2021 г.). «Что такое датчик? Различные типы датчиков, применение» . Центр электроники . Проверено 29 ноября 2022 г.
    10. ^ «Медицинские изделия» . www.who.int . Проверено 2 декабря 2022 г.
    11. ^ Аронсон Дж.К., Хенеган С., Фернер Р.Э. (февраль 2020 г.). «Медицинские изделия: определение, классификация и нормативные последствия». Безопасность лекарств . 43 (2): 83–93. дои : 10.1007/s40264-019-00878-3 . ПМИД   31845212 . S2CID   209371804 .
    12. ^ Jump up to: а б «История биомедицинской инженерии» . Биомедицинский . bmecentral.com. Архивировано из оригинала 25 марта 2018 года . Проверено 31 марта 2018 г.
    13. ^ «Навигация по трассе | История» . Проверено 29 ноября 2022 г.
    14. ^ «Позитронно-эмиссионная томография – Клиника Мэйо» . www.mayoclinic.org . Проверено 29 ноября 2022 г.
    15. ^ «Глава 5. От времен к временам, 2004–2005» , Pulitzer's Gold , Columbia University Press, стр. 86–100, 31 декабря 2015 г., doi : 10.7312/harr17028-007 , ISBN  9780231540568 , получено 29 ноября 2022 г.
    16. ^ Чоудхури А. «Биоинструментальная система, использованная во время миссий на Меркурии» . Архив данных НАСА по наукам о жизни . Проверено 1 апреля 2018 г.
    17. ^ Томкинс, Мария; Лоулесс, Сара; Мартин-Грейс, Джули; Шерлок, Марк; Томпсон, Крис Дж (28 сентября 2022 г.). «Диагностика и лечение центрального несахарного диабета у взрослых» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 107 (10): 2701–2715. doi : 10.1210/clinem/dgac381 . ISSN   0021-972X . ПМЦ   9516129 . ПМИД   35771962 .
    18. ^ Уэбб, АГ (2018). Принципы биомедицинского приборостроения . Издательство Кембриджского университета. ISBN  9781107113138 .
    19. ^ Ю Э, Ли С.И. (2010). «Биосенсоры глюкозы: обзор использования в клинической практике» . Датчики . 10 (5): 4558–76. Бибкод : 2010Senso..10.4558Y . дои : 10.3390/s100504558 . ПМЦ   3292132 . ПМИД   22399892 .
    20. ^ Аронсон, Джеффри К.; Хенеган, Карл; Фернер, Робин Э. (2020). «Медицинские изделия: определение, классификация и нормативные последствия» . Безопасность лекарств . 43 (2): 83–93. дои : 10.1007/s40264-019-00878-3 . ISSN   0114-5916 .
    21. ^ Гелинс AC, Комитет Медицинского института (США) по технологическим инновациям в медицине (1989). Технологические инновации: сравнение разработки лекарств, устройств и процедур в медицине . дои : 10.17226/9924 . ISBN  978-0-309-57747-2 . ПМИД   25057714 .
    22. ^ «Классифицируйте свое медицинское устройство» . Управление по контролю за продуктами и лекарствами США . 14 августа 2023 г. Проверено 21 ноября 2023 г.
    23. ^ Дэвис, Хью (2 августа 2019 г.). «Классы и типы медицинского электрооборудования» . www.ebme.co.uk. ​Проверено 19 декабря 2023 г.
    24. ^ «Каковы различия между классами защиты источников питания IEC? - ASME» . www.asme.org . Проверено 19 декабря 2023 г.
    25. ^ Роуз, Брюс (4 августа 2020 г.). «Каковы различия между классами защиты источников питания IEC?» . Проверено 18 декабря 2023 г.
    26. ^ «Тип B, BF или CF. Классификация медицинских изделий» . 601help.com . Проверено 19 декабря 2023 г.
    27. ^ Уэбб, Эндрю (2018). Принципы биомедицинского приборостроения . Кембридж: Издательство Кембриджского университета.
    28. ^ Пол С., Сайкиа А., Маджи В., Панди В.К. (2022). «Обзор биомедицинской аппаратуры» . Пол С., Сайкиа А., Маджи В., Пандей В.К. (ред.). Введение в биомедицинские приборы и их применение . Лондон: Академическая пресса. стр. 1–44. ISBN  978-0-12-821971-3 .
    29. ^ Данн, Джессилин; Рунге, Райан; Снайдер, Майкл (2018). «Носимые устройства и медицинская революция» . Персонализированная медицина . 15 (5): 429–448. дои : 10.2217/pme-2018-0044 . ISSN   1741-0541 .
    30. ^ «Биологические усилители и типы биологических усилителей | Electrical4U» . Электрика4U . Проверено 1 декабря 2022 г.
    31. ^ Ашрит Л (21 июня 2019 г.). «Инструментальный усилитель – принцип работы, применение, преимущества» . electricfundablog.com . Проверено 1 декабря 2022 г.
    32. ^ ОЛТ, АЛИСИЯ (2006). «CMS объявляет о сокращении заработной платы врачам на 4,6% в 2007 году» . Новости семейной практики . 36 (9): 1–52. дои : 10.1016/s0300-7073(06)73084-5 . ISSN   0300-7073 .
    33. ^ «История кардиостимуляторов» . AZoSensors.com . 01.06.2012 . Проверено 19 декабря 2022 г.
    34. ^ Jump up to: а б с Ю, Ын-Хён; Ли, Су-Юн (4 мая 2010 г.). «Биосенсоры глюкозы: обзор использования в клинической практике» . Датчики . 10 (5): 4558–4576. Бибкод : 2010Senso..10.4558Y . дои : 10.3390/s100504558 . ПМЦ   3292132 . ПМИД   22399892 .
    35. ^ «Глюкометр: Продукция и эталонные образцы» . Техасские инструменты . 14 сентября 2020 г. Проверено 17 ноября 2023 г.
    36. ^ Тэм, Дорис; Дэвис, Конор; Хоппер, Сэнди М (2022). «Инфракрасные термометры и младенцы: устройство может быть горячим, ребенку может и не быть» . Журнал педиатрии и здоровья детей . 58 (4): 624–629. дои : 10.1111/jpc.15787 . ISSN   1034-4810 .
    37. ^ Чжао, Юаньчжэ; Бергманн, Йерун Х.М. (26 августа 2023 г.). «Бесконтактные инфракрасные термометры и тепловые сканеры для мониторинга температуры тела человека: систематический обзор» . Датчики . 23 (17): 7439. Бибкод : 2023Senso..23.7439Z . дои : 10.3390/s23177439 . ISSN   1424-8220 . ПМЦ   10490756 . ПМИД   37687902 .
    38. ^ «Как работают инфракрасные термометры?» . www.instrumentchoice.com.au . Проверено 19 декабря 2023 г.
    39. ^ «Обзор механической вентиляции легких – медицина интенсивной терапии» . Руководства Merck Профессиональная версия . Проверено 19 декабря 2022 г.
    40. ^ Jump up to: а б с д и ж Кумар П. «Что такое биоинструментация – обычное применение» . Биотехнологические статьи . biotecharticles.com . Проверено 31 марта 2018 г.
    41. ^ «Биомедицинская оптика (Биомед)» . Оптическое общество . Проверено 31 марта 2018 г.
    42. ^ Кан, Авивит; Акиров, Амит; Раз, Итамар (2018). здравоохранения и управление диабетом» . Журнал диабета . 10 (1): 10–17. Цифровые « технологии 0407.12606 .ИССН 1753-0393  ​ .
    43. ^ Jump up to: а б «Монитор фотосинтеза ПТМ-48А — группа «Фитосенсор»» . www.phyto-сенсор.com . Проверено 06 декабря 2022 г.
    44. ^ «Объяснение изображения» . НПС MedicineWise . 22 декабря 2016 г. Проверено 06 декабря 2022 г.
    45. ^ Манделис А (2015). «Фокус на биоинструментацию и биотехнологии» . Физика сегодня . 68 (1): 50–52. Бибкод : 2015ФТ....68а..50М . дои : 10.1063/pt.3.2662 . S2CID   129682479 .
    46. ^ Наир Д., Тан С.Ю., Ган Х.В., Лим С.Ф., Тан Дж., Чжу М. и др. (март 2008 г.). «Использование амбулаторного тонометрического захвата радиальных артериальных волн для измерения амбулаторного артериального давления: валидация нового устройства, прикрепляемого к запястью, у взрослых» . Журнал человеческой гипертонии . 22 (3): 220–222. дои : 10.1038/sj.jhh.1002306 . ПМИД   17992251 . S2CID   26836078 .
    47. ^ Гупта Б. «Инвазивный мониторинг артериального давления» (PDF) . Всемирная федерация обществ анестезиологов . Проверено 5 декабря 2022 г.
    48. ^ Хайнс Дж.В., Сомпс СиДжей, Маду М.Дж., Джеттер Д.К., Сингх А. (октябрь 1996 г.). «Телеметрические датчики для космических наук о жизни» . Материалы 18-й ежегодной международной конференции Общества инженеров IEEE в медицине и биологии . Том. 1. С. 30–31 т.1. doi : 10.1109/IEMBS.1996.656831 . hdl : 2060/20020038538 . ISBN  0-7803-3811-1 . S2CID   63670625 .
    49. ^ «Роботизированные вмешательства под визуальным контролем» . Национальный институт биомедицинской визуализации и биоинженерии . Проверено 13 декабря 2022 г.
    50. ^ Центр устройств и радиологического здоровья (21 июня 2022 г.). «Компьютерные хирургические системы» . FDA . Проверено 13 декабря 2022 г.
    51. ^ «Роботизированная хирургия: роботизированная хирургия, преимущества, недостатки» . Кливлендская клиника . Проверено 13 декабря 2022 г.
    52. ^ Хилл Н.Э., Хорн Д.Б. (2022). «Анестезиологическая машина» . СтатПерлс . Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing. ПМИД   34283426 .
    53. ^ Американская кардиологическая ассоциация. (2015, 31 июля). Электрокардиограмма (ЭКГ или ЭКГ). www.heart.org. https://www.heart.org/en/health-topics/heart-attack/diagnosing-a-heart-attack/electrocardiogram-ecg-or-ekg
    54. ^ Jump up to: а б Парк, Д.С.; Фишман, Г.И. Развитие и функция проводящей системы сердца в здоровом состоянии и при заболеваниях. Журнал сердечно-сосудистого развития и заболеваний, 2017, 4 (2), 7. https://doi.org/10.3390/jcdd4020007 .
    55. ^ Мохан, Р.; Букенс, Би Джей; Кристоффельс В.М. Линии проводящей системы сердца. Журнал сердечно-сосудистого развития и заболеваний, 2017, 4 (2), 5. https://doi.org/10.3390/jcdd4020005 .
    56. ^ Эшли, Э.А.; Нибауэр, Дж. Победа над ЭКГ. Nih.gov. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK2214/ .
    57. ^ Авторы Википедии. (2023, 15 ноября). Электрокардиография. В Википедии, Свободной энциклопедии. Получено в 18:42, 18 декабря 2023 г., с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Electrocardiography&oldid=1185210593 .
    58. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Страчина, Т.; Ронжина, М.; Редина Р.; Новакова М. Золотой стандарт или устаревший метод? Обзор приложений ЭКГ в клиническом и экспериментальном контексте. Границы физиологии 2022, 13. https://doi.org/10.3389/fphys.2022.867033 .
    59. ^ Требования к основным характеристикам и базовой безопасности электрокардиографов. Новости-Medical.net. https://www.news-medical.net/whitepaper/20170314/Requirements-for-the-Essential-Performance-and-Basic-Safety-of-Electrocardiographs.aspx .
    60. ^ Кесто, Н. (2013). ECE 480 – ГРУППА РАЗРАБОТЧИКОВ 3 Проектирование схем электрокардиографии. https://www.egr.msu.edu/classes/ece480/capstone/spring13/group03/documents/ElectrocardiographyCircuitDesign.pdf
    61. ^ Здоровье, C. для Д. и Р. (2021). Электрокардиографические электроды — Руководство по специальным мерам контроля класса II для работников промышленности и управления по контролю за продуктами и лекарствами. FDA. https://www.fda.gov/medical-devices/guidance-documents-medical-devices-and-radiation-emitting-products/electrocardiograph-electrodes-class-ii-special-controls-guidance-industry-and-food- and-drug#:~:text=Электрокардиограф%20Электроды%20%2D%20Класс%20II%20Специальный
    62. ^ Хуанг Л., Корхонен Р.К., Турунен М.Ю., Финниля М.А. (07.03.2019). «Экспериментальное механическое измерение деформации тканей» . ПерДж . 7 : е6545. дои : 10.7717/peerj.6545 . ПМК   6409087 . ПМИД   30867989 .
    63. ^ Бао С., Каур М., Ким В.С. (15 апреля 2019 г.). «На пути к высокоселективному датчику искусственной слюны с использованием печатных гибридных полевых транзисторов». Датчики и исполнительные механизмы B: Химические вещества . 285 : 186–192. дои : 10.1016/j.snb.2019.01.062 . ISSN   0925-4005 . S2CID   104312959 .
    64. ^ Лим Х.Р., Ли С.М., Пак С., Чой С., Ким Х., Ким Дж. и др. (август 2022 г.). «Умная биоэлектронная соска для непрерывного мониторинга электролитов слюны в режиме реального времени» . Биосенсоры и биоэлектроника . 210 : 114329. дои : 10.1016/j.bios.2022.114329 . ПМИД   35508093 . S2CID   248526723 .
    65. ^ Вилкерсон, Р. Джентри; Аннус, Юсеф; Фари, Эли; Херст, Джонатан; Смедли, Анджела Д. (сентябрь 2023 г.). «Домашний пульсоксиметрический мониторинг во время пандемии COVID-19: оценка вовлеченности пациентов и соблюдения требований» . Политика и технологии здравоохранения . 12 (3): 100776. doi : 10.1016/j.hlpt.2023.100776 . ПМЦ   10291857 .
    66. ^ Ассоциация Американских легких. «Пульсоксиметрия» . www.lung.org . Проверено 8 декабря 2023 г.
    67. ^ «Как работают пульсоксиметры, объясняется просто» . www.howequipmentworks.com . Проверено 8 декабря 2023 г.
    68. ^ Стубан, Норберт; Ниваяма, Масацугу (01 октября 2012 г.). «Оптимальная полоса пропускания фильтра для пульсоксиметрии» . Обзор научных инструментов . 83 (10): 104708–104708–5. Бибкод : 2012RScI...83j4708S . дои : 10.1063/1.4759491 . ISSN   0034-6748 .
    69. ^ Б — Анупама; К, Равишанкар (31 декабря 2018 г.). «Механизм работы и назначение пульсоксиметра» . Международный журнал исследований в области спорта, физических упражнений и здоровья . 2 (2): 111–113. дои : 10.31254/sportmed.2203 . ISSN   2581-4923 .
    70. ^ Кинг, А.; Асуара-Бланко, А.; Туулонен, А. (11 июня 2013 г.). «Глаукома» . БМЖ . 346 (11 июня): f3518. дои : 10.1136/bmj.f3518 . ISSN   1756-1833 . S2CID   220163505 .
    71. ^ Окафор, Кингсли К.; Брандт, Джеймс Д. (2015). «Измерение внутриглазного давления» . Современное мнение в офтальмологии . 26 (2): 103–109. дои : 10.1097/ICU.0000000000000129 . ISSN   1040-8738 . S2CID   9760687 .
    72. ^ Мансури, К; Вайнреб, Р. (28 марта 2012 г.). «Непрерывный 24-часовой мониторинг внутриглазного давления при глаукоме – время смены парадигмы» . Швейцарский медицинский еженедельник . 142 (1314): w13545. дои : 10.4414/smw.2012.13545 . ISSN   1424-7860 .
    73. ^ «Что такое дефибрилляторы?» . Национальный институт сердца, легких и крови . Министерство здравоохранения и социальных служб США. 6 июня 2023 г. Проверено 12 декабря 2023 г.
    74. ^ «Программа докторантуры» . Биомедицинская инженерия Джонса Хопкинса . Проверено 13 декабря 2022 г.
    75. ^ «Доктор философии+доктор медицинских наук» . Дартмут Инжиниринг . Проверено 13 декабря 2022 г.
    76. ^ «Программа подготовки врачей-инженеров» . Школа биомедицинской инженерии Уэлдона – Университет Пердью . Проверено 13 декабря 2022 г.
    77. ^ Лэмпкин Б. (06.10.2017). «Что такое «промышленное освобождение»?» . Совет профессиональных инженеров Флориды . Проверено 13 декабря 2022 г.
    78. ^ «Национальный инженерный реестр | Инженеры Австралии» . www.engineersaustralia.org.au . Проверено 13 декабря 2022 г.
    79. ^ Крамер Д.Б., Тан Ю.Т., Сато С., Кессельхайм А.С. (2014). «Обеспечение эффективности и безопасности медицинского оборудования: межнациональное сравнение подходов к регулированию» . Журнал закона о пищевых продуктах и ​​лекарствах . 69 (1): 1–23, т.е. ПМК   4091615 . ПМИД   24772683 .
    80. ^ Манделис А (01 января 2015 г.). «Фокус на биоинструментацию и биотехнологии» . Физика сегодня . 68 (1): 50–52. Бибкод : 2015ФТ....68а..50М . дои : 10.1063/PT.3.2662 . ISSN   0031-9228 . S2CID   129682479 .
    81. ^ Ито К., Мива Х., Нукария Ю., Зекка М., Таканобу Х., Роччелла С. и др. (октябрь 2006 г.). «Разработка системы биоинструментации при взаимодействии человека и робота» . 2006 Международная конференция IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам . стр. 2620–2625. дои : 10.1109/IROS.2006.281941 . ISBN  1-4244-0258-1 . S2CID   1113713 .
    Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bioinstrumentation&oldid=1200692530"
    Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
    Arc.Ask3.Ru
    Номер скриншота №: 6b6b7d90a3855ab69bf5368a25915ace__1706569200
    URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/6b/ce/6b6b7d90a3855ab69bf5368a25915ace.html
    Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
    Bioinstrumentation - Wikipedia
    Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)