生物醫學遙測
正文
病員集中監護 在醫院內對重病員的脈搏、呼吸、心電圖、體溫、血壓等參量進行遙測,以便及時發現病情變化,採取急救措施。此時感測器緊貼在病員的皮膚上,微型編碼器、調製器和發射機安放在病員衣服口袋內。感測器探測出病員的生理參量變換成電信號,經編碼、調製,通過天線傳送到醫務值班室或醫療中心(圖1)。接收機接收到的信號經解調、解碼後,送到顯示器上顯示出病員生理參量的變化情況,供醫務人員實時監護、診斷和會診,同時送到記錄器進行記錄,供醫務人員研究分析之用。這種集中監護病員的方式也可推廣到醫院和醫院之間,利用電話線或無線電方式傳送病員生理參量,供醫生診斷和會診之用。
活動對象生理參量的遙測 在生物醫學研究工作中常用無線電遙測的方法對活動對象的生理參量進行遠距離測量。例如:觀測心臟病患者在運動時的心電圖,研究人們在體育活動和勞動過程中生理參量的變化,以及觀察珍貴動物在野外活動時的生理情況等。此時傳送端的感測器置於活動生物體的測量部位上,傳送端的其他裝置則置於不影響其活動的部位上。
保健管理 利用遙測技術來觀察在惡劣條件下(如高溫、高壓、噪聲、振動、衝擊、加速度等)工作人員的生理參量,以便加強勞動保護措施。例如,深水潛水員要在壓力很大的條件下工作,應不斷監視他的心電圖、脈搏、呼吸等生理參量,一旦出現異常,便能及時進行搶救。在這種情況下因含有雜質的水對電波衰減很大,可採用有線遙測。又如,航天員在宇宙飛船發射時加速升高的過程中,以及航天飛船再入大氣層時向下降落的過程中,身體都要承受一個向上的加速度,處於超重狀態。而當航天飛船進入軌道以後,身體要承受一個向下的加速度,處於失重狀態。如果航天員長期停留在宇宙空間,還會在心理上產生孤獨與寂寞等感覺。利用無線電遙測技術研究航天員在超重和失重等情況下的生理參量,也是航天遙測的一個重要方面,並為建立宇宙醫學奠定了基礎。
體內電子診斷 利用吞入人體內的微型內診器可測量體內生理參量,如體溫、pH值、氧氣分壓、有無出血等。微型內診器是一種無線電遙測裝置,它的傳送端做成藥丸的形狀,其表面層是感測器,內部裝有微型編碼器、調製器和發射機。感測器測得體內生理參量,並變換成電信號,經編碼、調製後由發射機發射到體外,由外部接收機接收,經放大、解調、解碼後送到顯示器顯示出來或送到記錄器記錄下來。
心律監護儀 這種儀器可以進行實時遙測,同時顯示6人心電圖,能對心律異常報警,存儲和重發 4~6秒內的心電圖形(如配備盒式數字磁帶機,可記錄和重發整個心電圖),並能對2人進行有線監護。這種儀器的工作距離為100米,心率顯示數碼為3位。整個儀器分為傳送端和接收端兩部分。傳送端有感測器、整形電路、調製器和發射機(圖2)。接收端有接收機、6路巡迴採樣器、10倍頻器、心律報警器、記錄重發器和顯示器(圖3)。感測器為一電極,置於病人體外靠近心臟的皮膚上,心臟跳動時產生1毫伏左右的心電信號,經人體肌肉傳送到皮膚表面,再由感測器輸出並放大到1伏左右。感測器輸出的電壓波形要經過整形電路整形,整形電路輸出為幅值恆定的脈衝,其寬度與心電信號寬度相一致。這種儀器有6部發射機,載波頻率各不相同,在110~130兆赫之間。整形電路輸出的脈衝對1千赫的方波副載波進行調製,再對載波調頻後傳送出去。發射機功率僅幾毫瓦,用9伏積層電池作電源,可隨身攜帶。接收機採用超外差式接收機,混頻後利用載頻不同變頻後中頻也不同的特點進行分頻。分頻取得的信號經放大和鑒頻後輸出受心電脈衝調製的1千赫方波副載波信號,經二次解調後輸出心電脈衝基帶信號,再通過頻寬為70赫和35赫的低通濾波器。6路巡迴採樣器使一個終端設備能處理6組參量。10倍頻器將心率提高10倍,以提高測量速度。如果出現心動過速、心動過緩、心律不齊、心室停頓和 QRS≥0.12秒等情況,由心律報警器進行報警。顯示器用來實時顯示心電圖,記錄儀則用來記錄心電圖,供醫生診斷參考。