Orvosbiológiai méréstechnika

Orvosbiológiai méréstechnika

Tárgykód	VIMIM202
Általános infók
Szak	eümérnök MSc
Kredit	5
Tanszék	BME MIT
Követelmények
KisZH	3 db
Vizsga	írásbeli
Elérhetőségek
Tantárgyi adatlap
Tárgyhonlap

Tárgykövetelmény a 2013/14 őszi félévben

3 kZH: a 2 legjobb számít, nem pótolható. Vizsga: írásbeli.

• elvárt elektronikai tudás: egy áramkörben feszültségeket és áramokat számolni (ellenállás, feszültséggenerátor, áramgenerátor, kondenzátor, tekercs, műveleti erősítős kapcsolások). Bár mindent megtanítanak az alapoktól, de nagyon intenzív, ezért jobb előre készülni.

• matek elvárás: függvények ábrázolása, szögfüggvények (sin, cos, tg), logaritmus, exponenciális, hatványozás, gyökvonás, dB skála, lineáris egyenletrendszer megoldása kézzel, emeletes törtekkel számolás, komplex számok(!)

• fizikai / kémiai mértékegységek ismerete: mól, liter, perc, fok, radián, méter, cm^2, Volt, Amper, Ohm, Coulomb, Watt, Kelvin / Celsius, Hertz, pH értékek + átváltások / prefixumok használata (nano, mikro, milli, kilo, mega, giga).

Segédanyagok

Ha nem mérnökiről jössz

• Elektrotechnika I. - dr. Hodossy László (2012) Jobbágy ajánlásával.
• Elektronika összefoglaló: AD/DA átalakítók, dióda, műveleti erősítő, BODE-diagram rajzolása, komplex számok, hiszterézis komparátor, ferrit-bead szűrő, időállandó, tranzisztor, csomóponti potenciálok módszere, logaritmikus erősítő, összegző áramkör, integráló áramkör, deriválás, integrálás, fáziszárt hurok.
• Műveleti erősítő YouTube oktatóvideó
• Elektronika alapok - kezdőknek kiváló anyag

Hivatalos tananyag (a jó jegyhez nélkülözhetetlen)

• Méréstechnika tankönyv (ingyenes) Érdemes könyvből tanulni, mert nem túl hosszú, de érthető, és a tanár is ezt kéri számon. Jó módszer kinyomtatni, és előadásokon kiemelni benne a lényeget, kiegészíteni.
• Méréstechnika 1. Méréstechnika 2. Ha az előzőt nem sikerül letölteni, ezek is jók.
• Gyakorlópéldák megoldásokkal

Megoldóprogramok

Típusfeladatok megoldói, amik az összes szükséges képletet is mutatják az eredmény mellett.

• Lineáris erősítő kalkulátor (forráskód)
• Einthoven-háromszög megoldó (forráskód)
• Ultrahang kalkulátor (forráskód)

Jegyzetek

• 2016-os előadások - szép, de nem túl részletes

01. Lineáris erősítők: aszimetrikus erősítő, szimmetrikus erősítő
03. Erősítők (feladat). Visszacsatolás.
04. Kondenzátor impedanciája (frekvenciafüggő erősítés).
06. Műveleti erősítő. Alapkapcsolások (invertáló)
08. Erősítős kapcsolások gyakorlása.
09. Galvanikusan leválasztott erősítők (fotodióda). Impedancia számolgatása (vágási frekvencia, fázistolás).
12. Földhurok (rövidzárlat). Meghajtott jobbláb.
13. Erősítők védelme, hozzávezetések.

• 2015-ös előadások jegyzetei

09.10	Bevezető. Biopotenciálok eredete.
09.17	Biopotenciálok mérése: Elektródok (ionszelektív), polarizáció, kémiai érzékelők
09.24	Ionszenzitív FET. Vérgáz analízis. Elektronika alapjai (orvosoknak), egyszerűbb áramköri számolások. Szimmetrikus / aszimmetrikus erősítők. Mechanikai érzékelők, mérőátalakítók.
09.28	Gyakorlás az 1. kisZH-ra: Goldmann-egyenlet, elektród töltése, sejtmembrán dielektromos állandója (permittivitás), elektromos térerősség, elektrolitok potenciálkülönbségéből koncentrációkülönbség (Goldmann), vérgáz-analízis (pH-érték és feszültség összefüggése), elektronika (ellenállás, feszültség számolása, feszültségosztó, szimmetrikus erősítő szimmetrikus és közösjel feszültségerősítése, közösjel-elnyomás)
10.01	Nyúlásmérő bélyeg. Kapacitív mérőátalakítók. Induktív mérőátalakítók. Piezoelektromos átalakítók. Elektronika: invertáló alapkapcsolás, nem invertáló alapkapcsolás, követő erősítő, mérőerősítő, szuperpozíció elve, meghajtott jobb láb elektródelrendezés.
10.15	EKG, jelek frekvenciatartománybeli analízise (aluláteresztő, felüláteresztő szűrők, zajok, BODE-diagram). Műveleti erősítő.
10.22	Galvanikusan leválasztott erősítő (fotodióda). Gyakorlás: nyúlásmérő alkalmazása, feszültségosztó, műveleti erősítős kapcsolások. Biopotenciálokat fogadó erősítők: zajok kiszűrése, hozzávezetések. Vér-oxigén telítettség mérő (= pulzoximéter). EKG kapcsolási rajza (érdekesség).
10.23	Gykaorlás a 2. kisZH-ra. Erősítő fokozatok, szimmetrikus jelerősítés, közösjelerősítés, közösjel-elnyomás, nyúlásmérő (Gauge-faktor), frekvenciaspektrum szűrése (aluláteresztő, felüláteresztő áramkörök tervezése), műveleti erősítő, erősítős alapkapcsolások, galvanikusan leválasztott erősítő, nyúlásmérő megint, terhelt feszültségosztó, impedancia.
10.29	Pulzoximéter. Ultrahang. EKG-jel formája, tipikus idők. Einthoven-háromszög. Ultrahang: közeghatáron visszaverődés (reflexiós tényező). Ultrahang információjának feldolgozása. Biztonságtechnika (a villamosság élettani hatásai). Kapcsolat a páciens és a készülék között (biztonsági osztályok). GFI: ground fault interrupter. LIM: line isolation monitor (szigeteltség monitorozása).
11.05	Elektronikus orvosi készülékek ellenőrzése: bemeneti ellenállás, közösjelelnyomás mérése. Biológiai jeleg feldolgozása: adattömörítési algoritmusok, algoritmusok tesztelése (véletlenség tesztje).
11.12	EKG-jel kialakulása. Einthoven-elvezetések, számolás. Késői potenciál.
11.19	EKG-jel feldolgozása (->Számítógépes gyakorlatok!): QRS-detektálás, alapjelvándorlás korrekció, hálózati zaj szűrése, izomremegés szűrése, pacemakerjel szűrése, légzés hatása, HRV: Heart Rate Variability (szívfrekvencia variabilitás) vizsgálata Poincaré-diagramon, késői potenciál. QRS-detektorok objektív összehasonlítása: szenzitivitás, specificitás, pozitív prediktivitás. EKG-készülékek típusai. Vektorkardiográfia. Pacemaker (szívritmusszabályzó). Defibrillátorok. Kardioverter. Aortagyűrű (?). EEG: agyi elektromos jelek vizsgálata. Berg-transzformáció.
11.26	EEG (agy). EMG (izom - reflexek vizsgálata). Vérnyomásmérés (invazív, non-invazív). Véráramlás mérése. Impedanciamérés.
12.03	Vérnyomásmérés: Korotkov-hangok, metodikai hiba, tipikus vérnyomásgörbe. Bőrimpediancia mérése (~Biofizika). Hematokrit (Htc). EKG: elektródok elrendezése. Légzés vizsgálata: légzési térfogatok, hiperventilláció, Fleisch-cső, áramlási sebesség mérése (~Biomechanika). Légúti ellenállás mérése (spirométer, FEV1, FEV2), keveredés a tüdőben, teljes test pletizmográf, tüdő maradék térfogata. Őrzőkészülékek. Hallásvizsgálat. Vér összetevők mérése (vörösvértest, fehérvérsejt, vérlemezkék - Bürker-kamra). Mozgások vizsgálata (~Biomechanika).
12.17	Méréstech nagyZH (feladatok megoldása nem jó).

ZH, vizsga, záróvizsga

• Kidolgozott kisZH feladatok (2022) - 1., 2. és 3. kisZH-hoz típusfeladatok

2. kisZH-hoz:

• Kidolgozott feladatok - elenállások soros és párhuzamos kapcsolása, feszültségosztó, terhelt feszültségosztó, csomóponti potenciálok kiszámítása, nyúlásmérő, hőtágulás, műveleti erősítő, alapkapcsolások, kondenzátor, impedancia, erősítő fokozatok, szimmetrikus erősítő, dB-skála, blokkdiagram magyarázata
• Képletek, kidolgozott feladatok - Nyúlásmérő, lineáris erősítők, feszültségosztó, terhelt feszültségosztó
• Egy tanulságos példa - csomóponti potenciálok módszere

nagyZH-hoz:

• NagyZH kérdések (2015) (válaszok nélkül)
• NagyZH kidolgozás (2015) - válaszok nem a legmegbízhatóbb forrásból
• Kidolgozott ZH kérdések Savanyú Zsófiától. Nem teljes, és előfordulhat, hogy van benne hiba, de roppant hasznos. Ha valakinek javítási ötletei vannak, azt jelezze a hivatalos

levelezőlistán (eumernok@sch.bme.hu)

• Kidolgozott ZH kérdések 2018

Záróvizsgára:

• Kérdések (2018)
• Záróvizsgán szerepelt kérdések
• Kidolgozás + DOCX (szerkeszthető)
• Kidolgozás 2. + DOCX (szerkeszthető) - kiemelésekkel

Egészségügyi mérnök MSc
1. félév (tavasz)	Biofizika  •  Funkcionális anatómia  •  Matematika M1  •  Molekuláris biológia  •  Műszaki és biológiai rendszerek elmélete
2. félév (ősz)	Fizika M1  •  Folyamatszabályozás  •  Klinikai műszeres diagnosztika és terápia  •  Orvosbiológiai méréstechnika  •  Rendszerélettani alapismeretek
3. félév (tavasz)	Az orvostudományi kutatások etikai kérdései  •  Biomechanika  •  Minőségmenedzsment  •  Orvosbiológiai számítógépes gyakorlat
Szigorlat	Műszaki alapszigorlat  •  Orvosi alapszigorlat
Egyéb	Beszéd- és hallásdiagnosztika  •  Bioinformatika az egészségügyben  •  Biokompatibilis anyagok  •  Biotechnológia  •  Érzékelők az orvosbiológiában  •  Gyógyszerészi biotechnológia  •  Orvosi képfeldolgozás  •  Orvosi optikai műszerek