Medicinska sensorer För att mäta: mekaniska kvantiteter (kraft, lägesförändring, tryck, flöde, volym temperatur Ultraljud undersökningar Mätning av biopotentialer (EKG, EEG) Kemiska givare för mätning av elektrolyter Optiska givare

Medicinska sensorer Mätstorheter Ex. på mätstorheter i människa - mekaniska – muskel, benmassa - termiska - metabolism, infektion - elektriska - muskel, nerv - kemiska - blodgaser, blodglukos, enzymer

Mätsystem Sampling (AD-C) Mätstorhet Sensor F Kodning Minne Monitor

Sensor (Givare) En sensor omvandlar en icke-elektrisk mätstorhet till elektrisk spänning, ström, motstånd, tidsintervall eller frekvens Ex: ljudtryck mot mikrofon

Sensorer för mekaniska storheter Kraft Tryck = kraft / ytenhet Lägesförändring

Töjningsgivare Tension, kompression, skjuvning Kraft proportionell mot töjning G = (dR/R) / (dL/L), R=resistans, L = längd α = (dR/R) / dT, T = temperatur Små längdförändringar (μm) Passar bäst att mäta kraft

Potentiometer Lägesförändring (displacement) Omvandlas till spänning Rörelsen proportionell mot spänningen V U ~ rörelsen R

Induktiv givare Förflyttning av järnkärnan = Δ L Förflyttningen omvandlas till spänning, obs. samma amplitud för positiva och negativa förändringar, men ett fashopp på 180 grader i mittgenomgången Kan mäta stora eller små förändringar, beroende på givarens slaglängd

Kapacitiv givare Kapacitansen beror av avståndet d mellan elektroderna C = ε A / d A= arean, ε = permittivitet Mäter små förändringar Passar bäst att mäta kraft / tryck. Ex: Mikrofon

Kapacitiv givare U = Q / C = Q d / ε A + DC - R V ~ AC ljud

Hall-effekten E = K I B / t K = materialkonstant I = ström, B = magnetfält, t = tjocklek Hall-spänningen beror av magnetfältet B Inhomogent magnetfält ger olika spänningar på olika platser Mäter lägesförändring

Tryckmätningar Tryckgivarsystem för - Blodtryck - Tryck i ögongloben - Intrakraniellt tryck - Respiratoriska mätningar

Piezoelektriska effekten Tryck givare Asymmetrisk kristall Deformation ger laddningsförskjutning

Temperaturgivare Termoresistiv termometer Metaller och halvledare ändrar sin elektriska resistans med temperaturen. Metaller: ökad temperatur ger ökad resistans Halvledare: båda varianterna finns för små temperaturförändringar R = R0 { 1 + α ( T - T0 ) }

Termoelement (termoelektriska givare) Två material A och B Om temperaturen är olika alstras en emk Vanliga mätområden -200 K till +1500 K Platina / Platina-Rhodium ger bäst noggrannhet (0,25 % fel)

Biopotentialer Ex: Elektroder placeras på båda armarna samt en fot Mäter potentialskillnad parvis (differentiellt) EKG:

Kemiska givare Elektrokemisk cell där en spänning uppstår mellan två elektroder indikatorelektrod och referenselektrod Spänningen är beroende av jonaktivitet i lösningen mängd gas i lösningen

Kemiska givare Fysiologiskt intressant: Na+ K+ Ca2+ pO2 pCO2 H+ blodglukos enzymer m.m!!!

Mätning av andra jonkoncentrationer Liknande princip Jonselektivt membran

Pulsoximetri Mätning av syremättnad, SaO2 Icke-invasiv 2 våglängder, 680 nm & 940 nm Olika extinktion för Hb och HbO2

Pulsoximetri Klinisk användning: lungsjukdomar operationer (anestesi, övervakning) neonatalvård övervakning i ambulans m.m.