Tıp Elektroniği

Tıp Elektroniği

AMAÇLAR : Vücut fizyolojisini ve bedendeki elektrik sinyallerinin (biyolojik işaretlerin) kaynağını tanıyabilme

Tıp elektroniği uygulama alanlarını tanıyabilme, hastalıkları teşhis etmede kullanılan bilgi işleme tekniklerini kavrayabilme

ÖZEL AÇIKLAMALAR

Laboratuvar donanımı için yüksek meblağlara varan teçhizat sağlamak zor olsa da konunun önemi göz ardı edilemez Elektronik sistemlerin uygulama alanlarından biri olan tıp elektroniği (biyomedikal) kendi adında bilim dalına ayrılmıştır Özellikle sağlık harcamalarının artması bu konuda özel eğitimi zorunlu kılmıştır

İleri düzey elektronik uygulamaları, sinyal işleme teknikleri konusuna girmeden bilgi verilebilir

DEĞERLENDİRME TABLOSU

Konu ve öğretim tarzına göre yapılmış olan çalışmaların konu alanlarına göre yüzdelikleri aşağıdaki tabloda verilmiştir Dönem sonu sınav soruları hazırlanırken bu yüzdelikler dikkate alınacaktır

KONULAR Konu Alanlarının Ağırlıkları (%)

A Tıbbî Cihazların Gelişimi 10

B Biyoelektrik İşaretlerin Oluşumu 10

C EKG, EMG, ENG, EEG, İşaretlerinin Ölçülmesi 30

D Kan Basıncı Ölçümleri 20

E Ölçümlerde Kullanılan Elektrotlar 20

F Biyolojik İşaretler 15

KONULAR

A Tıbbî Cihazların Gelişimi

AMAÇ: Beden fizyolojisini anlayarak, tıp elektroniğinin bu güne kadar olan gelişimini tanıyabilme İnsanı bir sistem olarak düşünebilme ve giriş çıkış büyüklüklerini tanıyabilme

DAVRANIŞLAR

Tıp elektroniğinin başlangıcını öğrenerek özel bilim dalı olarak diğer alanlarla olan ilişkisini açıklar

Tıbbi cihazlardaki gelişimi anlatır

İnsan fizyolojisini açıklar

İnsan-enstrümantasyon sisteminin blok diyagramını çizerek, bu bloklardan

· Subje

· Uyarıcı

· Dönüştürücü

· İşaret işleme

· Görüntüleme ünitesi

· Veri işleme ve gönderme ünitesini açıklar

Dönüştürücü özelliklerinin ölçüm üzerine etkilerini açıklar

B Biyoelektrik İşaretlerin Oluşumu

AMAÇ: Biyoelektrik işaretler ile sinirsel iletim, beyin, kalp, çeşitli kas hareketleri vb vücut sistemleri ile ilgisini kurabilme ve yorumlamalarını yapabilme

DAVRANIŞLAR

Hücrelerdeki elektriksel aktivasyonu tanımlar

Membran potansiyeli oluşumunu açıklar

Aksiyon potansiyelinin yayılımını ve biyoelektrik potansiyellerin ölçümünü açıklar

Parçacık difüzyonunu karakterize eden Fick Kanunu ile elektriksel alanda yüklü parçacıkların sürüklenmesini ifade eden Ohm Kanunu ve Einstein Bağıntısı ve Uzay Yükü Nötürlüğü kavramını kullanarak membran uçlarında oluşan gerilimi hesaplar

C Elektrokardiyogram (EKG), Elektromiyogram (EMG), Elektronörogram (ENG), Elektroensefalogram (EEG), İşaretlerini Ölçülmesi

AMAÇ: Sinir sistemi, kas sistemi, kalp ve dolaşım sistemi ve beyin aktivitelerinden elde edilen işaretlerin ölçümünü ve yorumlamasını yapabilme

DAVRANIŞLAR

Nöron, sinaps ve reobaz anlatır

Otonom ve somatik sinir sistemini yazar

Sinir sistemindeki ölçülebilir nicelikleri söyler

Sinirlerdeki aksiyon potansiyelini ve kaydetme yöntemlerini yazar

Monopolar ve bipolar bağlama uygulamasını anlatır

Merkezi sinir sisteminde elde edilecek işaretleri ve ENG (elektronörogram) ölçümlerini yapar

Kasların yapısını ve çalışmasını söyler

Kas kasılması ve hareketi ile ilgili motor hareketini ve üretilen gerilimleri yazar

Refleks ve kasılma regülasyonu söyler

Kas kasılmasıyla oluşan gerilimi açıklar

Kas sisteminden elde edilen EMG (elektromiyogram) işaretleri, bunun ölçüm tekniklerini ve inceleme yöntemlerini

· EMG işaretini zaman düzleminde uygular

· EMG işaretini frekans düzleminde uygular

· EMG işaretinin RMS değerini hesaplar

EMG ölçme düzeneğini (transvers düzlem ve sagital düzlem) anlatır

Kalp ve kan dolaşım sistemini tanır

Kalbin anatomik yapısını yazar ve elektriksel sistemini gösterir

Derivasyonları anlatır :

· Elektrokardiyogram düzlemleri

· Einthoven üçgeni

· Standart bipolar derivasyo

· Unipolar derivasyon

· Kuvvetlendirilmiş derivasyon

EKG eğrisini (sinyalini) yorumlar

EKG (elektrokardiyogram) ölçüm düzenini gösterir

EKG ölçümlerinde kullanılan değişik devre düzenlemelerini karşılaştırır

· Elektrot arıza detektörü

· EKG elektrot durum detektörü

· Taban hattı (base line) düzeltme devresi

· Pacemaker işaretinin silme devresi

EKG sinyallerinin değerlendirilmesinde kullanılan devre düzenlemelerini karşılaştırır

· Kardiyo-takometre

· Kardiyak monitör

· Fetal elektrokardiyografi

Medikal cihazların kullanımında karşılaşılan sorunları anlatır

EEG işaretleri için ölçüm noktalarını gösterir

EEG işaretlerinin kullanım alanlarını anlatır

EEG ölçüm düzeneğini bloklarla çizer

EEG işaretlerinin analiz usullerini açıklar

Merkezi sinir sistemi ile ilgili ölçümleri ve EEG (elektroensefalogram) işaretlerini açıklar SEP, AEP ve VEP potansiyeller hakkında yorum yapar

D Kan Basıncı Ölçümleri

AMAÇ: Kan akış dinamiğini tanıyarak, kan basıncı ölçümlerinde kullanılan yöntemleri öğrenmek ve EKG sinyallerini tanıyabilme

DAVRANIŞLAR

Kalp ve kan dolaşımı bileşenlerini, arter ve vendeki sistolik ve diyastolik basınçları tanıtır

Sistolik ve diyastolik basınçları karşılaştırır

Kan basıncı ölçümünde kullanılan direkt ve dolaylı ölçüm yöntemlerini yazar

Kan basıncı ölçüm tekniklerini gösterir

Dokunma tekniği

Asilometrik tekniği

Dinleme tekniği

Flush tekniği

Ultrasonik tekniği

Otomatik ölçüm tekniği

Basınç ölçümlerinde elde edilen sinyallere uygun DC basınç, AC basınç ve darbe uyarımlı kuvvetlendiricileri karşılaştırır

Sistolik, diyastolik ve ortalama arter basıncının ölçüm devrelerini uygular

Kalp (kardiak) katerizasyonunu anlatır

Kalp seslerini anlatır ve bunların kayıt tekniklerini (fonokardiyografi ve karotid basınç kardiyografisi) söyler

Kan akışkan dinamiği (hemodinamik) mekanizmalarını anlatır (laminer-doğrusal ve turbülans)

Kan basıncı (kardiak çıkış) ile kan akışı ve hacmi arasındaki ilişkiyi açıklar

Kan akış hızında kullanılan; sürekli enjeksiyon indikatör seyreltme (fick yöntemi, ısıl seyreltme), darbeli enjeksiyon indikatör seyreltme tekniklerini yazar

Kan basıncı ölçümünde ultrasonik, manyetik ve Doppler (darbeli ve devamlı-kesiksiz) prensiplerine göre çalışan düzenekleri açıklar

Doppler prensibinin; kan debisi, kan akış miktarı ve kan basıncı ölçümüne adaptasyonunu gösterir

EKG işaretine göre kan akış miktarı ve kalp basıncı arasındaki ilişkiyi söyler

Pletismografi kavramlarını açıklar ve değişik pletismografi prensiplerini yazar

Empedans pletismografisi

Oda - göz pletismografisi

Fotoelektrik pletismografisi

E Ölçümlerde Kullanılan Elektrotlar

AMAÇ: Kateter, prob ve kaf gibi ölçüm elemanlarının biyolojik dürtülere olan elektriksel tepkisini anlatabilme

DAVRANIŞLAR

Elektroliz olayını anlayarak tıp elektroniğinde kullanılan elektrotları yazar

Polarize olan ve polarize olmayan elektrotları anlatır

Elektrotun devre modelini çizer

Yüzey elektrotları, dahili elektrotlar ve mikroelektrotları anlatır

Dönüştürücüleri; özellikle de ölçümlerde kullanılan düzeneklerin temeli olan Wheatstone köprüsünü anlatır

Aktif ve pasif dönüştürücüleri sıralar

Kapasitif dönüştürücüleri tanıtır, aralarındaki benzerlikleri ve farkları anlatır

Potansiyometre dönüştürücüler

Gerinim ölçer (strain gage) dönüştürücüler

Piezo-rezistif dönüştürücüler

Sıcaklık (thermo-rezistif ve termoelektrik) dönüştürücüler

Ultra-sonik dönüştürücüler

Elektro-manyetik dönüştürücüler

Piezoelektrik, indüktüf (tek bobinli ve çok bobinli) dönüştürücüler

Kapasitif dönüştürücüler

F Biyolojik İşaretler

AMAÇ: Medikal cihazların kullanılmasında karşılaşılan sorunları kavrayabilme Biyolojik işaretlerin sınıflandırmasını yapabilme Biyolojik işaretlerin analog ve dijital işleme yöntemlerini tanıyabilme

DAVRANIŞLAR

Biyolojik işaretlerde SNR açıklar

Gürültü azaltma yöntemlerini yazar

CMRR

Giriş ve çıkış empedans uyumlaştırma

Ekranlama

Topraklama

Elektrik ve manyetik alanları dengeleme

Biyolojik işaretlerin analog ve dijital sinyal işleme yöntemlerini söyler

Genel ölçme ve tanılama sisteminin blok şemasını çizer

Sinyal işleme sistemini blok olarak gösterir

Sinyal işleme sistemindeki; veri algılama, ön kuvvetlendirme, filtreleme, veri toplama ve işaret işleme bloklarının işlevlerini anlatır

Sayısal filtreleme teknikleri ve veri azaltma (kodlama) yöntemlerini söyler

Biyolojik işaretlerin analog işlenme usullerini söyler

Eviren ve evirmeyen işlemsel yükselteç

Gerilim izleyici

Fark kuvvetlendiricisi

İzolasyon ve enstrümantasyon kuvvetlendiriciler

Karşılaştırıcı

Kırpıcı, doğrultucu

Aktif tepe detektörü

Türev ve integral alıcı

Filtreler (LPF, HPF, BPF, BSP)

Biyolojik işaretlerin sınıflandırmasını yapar

Medikal cihazların kullanılmasında karşılaşılan sorunları açıklar

Frekans distorsiyonu

Doyma ve kesim distorsiyonu

Ani gerilim değişimleri nedeniyle bozulma

Elektromanyetik girişim

Topraklama