Предисловие

Современное естествознание определяет человека как систему, наиболее сложную из всех известных, принципы функционирования которой пока еще недостаточно полно изучены. Все внутри этой системы точно и оптимально согласовано, что обеспечивает высочайшую устойчивость ее функционирования при самых разнообразных внешних воздействиях.

Различные заболевания человека в той или иной степени могут нарушать работу всей системы или ее отдельных подсистем, так называемых функциональных систем организма. Для своевременного распознавания этих нарушений, т. е. проведения диагностики заболеваний, и оценки эффективности лечебных воздействий используют различные технические средства, в том числе и средства измерения, которые позволяют получать измерительную информацию о функциональных показателях человека.

Отечественные и зарубежные фирмы и предприятия выпускают большое количество средств измерений медицинского назначения. Медицинские учреждения оснащаются все большим числом различных измерительных устройств (измерительных приборов и преобразователей) и измерительных установок, а крупные лечебные учреждения в настоящее время располагают информационно-измерительными системами, включающими в свой состав различные датчики, измерительные приборы, вычислительные и вспомогательные устройства. Эти системы по сложности не уступают информационно-измерительным системам, применяемым в промышленности.

Прогресс в развитии биотехнических медицинских приборов, аппаратов и систем определил необходимость увеличения выпуска инженерных кадров, способных эксплуатировать, ремонтировать и разрабатывать эту сложную технику. Вузы страны из года в год расширяют подготовку студентов по направлениям «Биомедицинская техника» и «Биомедицинская инженерия». В то же время выпуск литературы по медицинской технике центральными издательствами крайне ограничен, что затрудняет подготовку инженерных кадров в этой области.

Учебное пособие охватывает один из важных разделов медицинской техники — биомедицинскую измерительную технику. В нем описываются как средства измерения общего назначения, имеющие применение в медицине, так и специализированные средства измерительной техники, применяемые только в медицинской практике. При этом рассматриваются лишь наиболее часто применяемые средства измерения, так как охватить все их многообразие в рамках одного учебного пособия не представляется возможным. Так, в учебном пособии сознательно не рассматриваются биомедицинские физико-химические измерения и сведения о методиках выполнения измерений, т. е. материалы, как правило, изучаемые в других дисциплинах.

В связи с непрерывным совершенствованием конструкций средств измерительной техники, происходящим гораздо быстрее, чем эволюция принципов действия последних, принятая в учебном пособии методика изложения материала предусматривает изучение принципов действия средств измерительной техники и их наиболее распространенных схем. При этом предполагается, что конструкции этих средств измерения и правила их эксплуатации студенты должны изучать в процессе выполнения лабораторных работ и курсового проектирования.

В основу учебного пособия положены лекции, читаемые автором в Тверском государственном техническом университете. Учебное пособие охватывает разделы дисциплин «Медицинские приборы, аппараты, системы и комплексы» и «Измерительные преобразователи и электроды», связанные с измерительной техникой.

Отличительной особенностью пособия является то, что в нем первоначально описываются принципы действия и схемы средств электрических измерений, так как они являются базовыми для всех остальных видов измерения.

Материалы пособия изложены с учетом физико-математической подготовки студентов, а также предварительного изучения ими курсов электроники, микропроцессорной техники и теории автоматического управления.

В пособии в основном используются термины и определения, соответствующие новым рекомендациям по межгосударственной стандартизации (РМГ-29—99) в области метрологии и измерительной техники.

Биомедицинская измерительная техника не является обособленной отраслью измерительной техники, а представляет ее составную часть. С другой стороны, в этой области измерительной техники до настоящего времени используются термины, заимствованные из медицинской практики, которые часто отличаются от общепринятых в измерительной технике, поэтому в некоторых случаях в учебном пособии для сохранения общности изложения используется двойная терминология.

В результате изучения курса «Биомедицинская измерительная техника» студент должен обладать следующими профессиональными компетенциями:

знать

— основы метрологии;
— принципы действия и конструкции средств измерений общего назначения;
— принципы действия и конструкции средств измерений биомедицинского назначения;

уметь

— анализировать задачи контроля параметров функциональных систем организма человека;
— осуществлять выбор средств измерений для систем функциональной диагностики;

владеть

— методиками выполнения измерений биомедицинских параметров;
— методами поверки средств биомедицинских измерений;
— навыками разработки средств биомедицинских измерений с использованием микропроцессоров и компьютеров.

Автор считает своим приятным долгом выразить благодарность рецензентам за труд по рецензированию рукописи книги и сделанные при этом полезные замечания заведующему кафедрой «Автоматизация технологических процессов» Тверского государственного технического университета, д-ру техн, наук, проф. Г. А. Дмитриеву за постоянную поддержку данной работы, канд. техн, наук, доц. кафедры «Автоматизация технологических процессов» О. В. Анкудиновой и студентам факультета автоматизированных систем за помощь в подготовке рукописи книги к изданию.

Автор: Илясов Леонид