DÖNÜŞTÜRÜCELER / ALGILAYICILAR / SENSÖRLER Endüstride kullanılan bir çok çeşit algılayıcılar (basınç, akış, sıcaklık) biyomedikal alanlarında kullanılmaya başlamıştır. Aşağıda tipik bir kan basıncı algılayıcısının özellikleri verilmiştir. SpecificationValue Pressure range–30 to +300 mmHg Overpressure without damage–400 to mmHg Maximum unbalance±75 mmHg Linearity and hysteresis± 2% of reading or ± 1 mmHg Risk current at 120 V 10  A Defibrillator withstand 360 J into 50 

DÖNÜŞTÜRÜCÜ ÖZELLİKLERİNİN ÖLÇÜM ÜZERİNE ETKİLERİ 1.Örnek Yüklenmesi: Dönüştürücü objeye bilgi gönderir. Dönüştürücü kendinden aldığı işarete işaret katmamalıdır. (Dönüştürücü ısındığında kendi ısısını katmamalı. Kimyasal etki, elektrotlardan metal zehirlenmesi olmamalı… 2.Çıkış Empedansı: Dönüştürücü çıkış epmedansı ile sistemin giriş empedansı uygun olmalı. Maksimum güç aktarımı için? 3.Sönüm: Fizyolojik olayı aslına bağlı olarak izlemeli. a. Kritik altı sönüm b. Kritik sönüm (Arzulanan dönüştürücü, ne hızlı ne de yavaş cevap verir. Giriş çıkışa anahtarlama hızı…) c. Kritik üstü sönüm 4. Frekans cevabı: Frekans cevabı fizyolojik işaretlerin sönüm miktarına bağlıdır. Bant geniliğine uygun kalmalı. Kaslarda oluşan üst eşik 10 kHz gibi… 5. Doğrusallık: Dönüştürücü çıkışının girişi nasıl izlediği…Girişteki x işareti k ile çarpılırsa çıkışta k ile çarpılmalı, işaretin özellği değişmemeli. 6. Dönüştürücü Gürültüsü: Fizyolojik gürültü, termal gürültü, elektromanyetik gürültü.

MeasurementRangeFrequency, HzMethod Blood flow1 to 300 mL/s0 to 20Electromagnetic or ultrasonic Blood pressure0 to 400 mmHg0 to 50Cuff or strain gage Cardiac output4 to 25 L/min0 to 20Fick, dye dilution Electrocardiography0.5 to 4 mV0.05 to 150Skin electrodes Electroencephalography 5 to 300  V 0.5 to 150Scalp electrodes Electromyography0.1 to 5 mV0 to 10000Needle electrodes Electroretinography 0 to 900  V 0 to 50Contact lens electrodes pH3 to 13 pH units0 to 1pH electrode pCO 2 40 to 100 mmHg0 to 2pCO 2 electrode pO2pO2 30 to 100 mmHg0 to 2pO 2 electrode Pneumotachography0 to 600 L/min0 to 40Pneumotachometer Respiratory rate 2 to 50 breaths/min 0.1 to 10Impedance Temperature32 to 40 °C0 to 0.1Thermistor Table 1.4 Common medical measurands.

Figure 1.6 A hysteresis loop. The output curve obtained when increasing the measurand is different from the output obtained when decreasing the measurand. HİSTERESİS

Figure 1.7 (a) A low-sensitivity sensor has low gain. (b) A high sensitivity sensor has high gain. (a)(b) DUYARLILIK

(a)(b) Figure 1.8 (a) Analog signals can have any amplitude value. (b) Digital signals have a limited number of amplitude values. ANALOG VE DİGİTAL SİNYALLER

BİYOENSTRÜMANTASYON-SİSTEM KARAKTERİSTİĞİ Figure 1.9 (a) An input signal which exceeds the dynamic range. (b) The resulting amplified signal is saturated at  1 V. (a) (b)

(a) (b) Figure 1.10 (a) An input signal without dc offset. (b) An input signal with dc offset.

Figure 1.11 Frequency response of the electrocardiograph.

(a)(b) Figure 1.12 (a) A linear system fits the equation y = mx + b. Note that all variables are italic. (b) A nonlinear system does not fit a straight line.

(a)(b) Figure 1.13 (a) Continuous signals have values at every instant of time. (b) Discrete- time signals are sampled periodically and do not provide values between these sampling times.

(a)(b) Figure 1.14 (a) Signals without noise are uncorrupted. (b) Interference superimposed on signals causes error. Frequency filters can be used to reduce noise and interference. HATA KAYNAKLARI

(a) Figure 1.15 (a) Original waveform. (b) An interfering input may shift the baseline. (c) A modifying input may change the gain. (b)(c)

(a)(b) Figure 1.16 Data points with (a) low precision and (b) high precision. HASSASİYET (Precision)

Figure 1.17 Data points with (a) low accuracy and (b) high accuracy. (a)(b) DOĞRULUK (Accuracy)

(a)(b) Figure 1.18 (a) The one-point calibration may miss nonlinearity. (b) The two-point calibration may also miss nonlinearity. KALİBRASYON (Calibration)

17 Biyolojik işaretler, insan vücudundaki, sinir sistemi, beyin, kalp ve kas gibi çeşitli organların faaliyetleri sırasında oluşurlar. Biyolojik işaretlerin temelini, hücrelerdeki elektrokimyasal olayların sonucunda oluşan aksiyon potansiyeli oluşturur. Bu akımlardan, elektrotlar yardımıyla algılanıp işaret işleme işlemlerinden geçirildikten sonra çeşitli hastalıklara tanı konmasında (teşhisinde) yararlanılmaktadır. Biyolojik işaretler, vücut içindeki karmaşık biyolojik yapıdan dışarıya kolay anlaşılabilir bilgi taşımazlar. Bunun için, elektrotlar yardımıyla algılanan bu işaretlerin işlenip yorumlanmaları gerekir. Biyolojik İşaretlerin Oluşumu 3

FDA Device Regulations Class I – General Controls – Required to perform registration, labeling, and good manufacturing practices and to report adverse effects Class II – Performance Standards – Required to prove “substantial equivalence” via the 510(k) process Class III – Pre-market Approval (PMA) – Requires extensive testing and expert scrutiny – PMA is necessary for devices used in supporting or sustaining human life