Преобразователь для измерения давления спинномозговой жидкости

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ  РФ

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

Кафедра: « Приборостроение, метрология и  сертификация» 

      Допустить к защите

        «_____»________200__г.                                                                                       

      Руководитель__________ 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине:

«Измерительные  преобразователи и схемы их включения» 
 

Тема  курсовой работы:

«Преобразователь  для измерения давления спинномозговой жидкости» 

Проект  выполнил студент Стародубцева Ольга Леонидовна

шифр 070366 группа 41-ИД  УНИИ ИТ     

Специальность    200402

Курсовая  работа защищена с оценкой   ______________

Студент         __________________/ ФИО/

Руководитель __________________/ФИО/

Члены комиссии ________________/ФИО/

                 ________________/ФИО/ 
 
 

Орёл, 2010 г

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

 
 

ЗАДАНИЕ

 
 

5. Дата выдачи задания:.----------------------------------------------------           

             

Руководитель-----------------------------------------------------------------

                                                                               (подпись руководителя)

            

  Задание принял  к исполнению--------------------------------------

                                                                                (подпись студента) 
 
 
 
 

       

     Содержание

     Введение                                                                                                      5

1. Медико-биологическое обоснование                                                  6
2. Обзор датчиков давления                                                                     10

2.1 Упругие  элементы                                                                           10

2.2 Тензометрический  преобразователь                                            12

2,3 Емкостной  преобразователь                                                         14

2.4 Индуктивный  преобразователь                                                    15

2.5 Пьезоэлектрический  преобразователь                                         16

     3 Анализ преобразователей давления  спинномозговой жидкости       18

     4 Медико-технические требования                                                          19

     5 Расчет параметров и характеристик выбранного преобразователя  20

         5.1 Расчет параметров преобразователя                                            20

         5.2 Расчет погрешностей                                                                     24

     Заключение                                                                                               25

     Список  используемых источников                                                         26                        
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение

     Различные преобразователи неэлектрических  величин в электрические прочно заняли свое место во многих областях человеческого знания, и уж тем  более — в медицине. Трудно представить  современного врача, занимающегося  диагностикой различных заболеваний  и их лечением, не опирающегося на огромное число достижений таких наук как  радиоэлектроника, микроэлектроника, метрология, материаловедение. И хотя, преобразователи являются одной из самых медленно развивающихся областей медицинской электроники, да и всей электроники в целом, подавляющее большинство диагностических и терапевтических приборов и систем прямо или косвенно содержат множество самых разных преобразователей и электродов, без которых, подчас немыслима работа этой системы.

       В данной курсовой работе рассмотрены  преобразователи для измерения давления спинномозговой жидкости. Для измерения давления были созданы различные приборы, основанные на нескольких биофизических принципах. Каждая разновидность таких приборов, называемых манометрами, имеет свои недостатки и преимущества, связанные с методом измерения, способами обработки полученной информации. И до сих пор существует множество вопросов в области измерения давления: поиск новых способов измерения, ускорение измерений, повышение точности и повторяемости результатов. 
 
 
 
 

     1 Медико-биологическое обоснование

     Измерение давления спинномозговой жидкости является важной процедурой при диагностике  опухолей и отеков головного мозга, определением гипер- и гипотензионных синдромов. Также давление спинномозговой жидкости напрямую связано с внутричерепным давлением.

     Наш головной мозг окружен со всех сторон жидкостью, в которой он находится  во взвешенном состоянии. Такое положение  предохраняет ткань мозга от внешних  воздействий и травм. Жидкость, окружающая головной мозг, называется цереброспинальной  жидкостью или ликвором и находится в желудочках головного мозга (рис. 1). Внутричерепное давление создается давлением ликвора. Нормальный уровень внутричерепного давления во многом определяет здоровье и самочувствие человека.

     

     Рисунок 1 – Желудочки головного мозга.

1. Левое полушарие головного мозга.  2. Боковые желудочки.  3. Третий желудочек. 4. Водопровод среднего мозга.  5. Четвертый желудочек.  6. Мозжечок.  7. Вход в центральный канал спинного мозга.  8. Спинной мозг.

Повышение внутричерепного давления может  возникать при увеличении количества ликвора, при этом ликвор начинает оказывать  повышенное давление на головной мозг. Это бывает при увеличении притока  крови к головному мозгу (расширение артерий головного мозга) или  при набухании (отеке) ткани головного мозга, при перераспределении ликвора в результате вытеснения его из некоторых мест, например опухолью. Все это может быть следствием перенесенной черепно-мозговой травмы, менингита или энцефалита, врожденных особенностей строения головного и спинного мозга. Когда повышенное внутричерепное давление держится длительно, ткань головного мозга сдавливается и уменьшается в объеме, а пространство, заполненное жидкостью, увеличивается. Такое состояние называется гидроцефалией.

     Определение ликвородинамических нарушений  при различных органических страданиях головного мозга имеет существенное   значение в клинической практике. Между тем в оценке ликворной  гипо- и гипертензии при различного рода органических процессах данные разных авторов расходятся. Так, нижняя граница нормы давления ликвора  в положении лежа, по литературным данным, колеблется от 80 до 100  и даже 120  мм вод. ст.; верхний уровень  нормы ликворного давления   оценивается  в пределах от 120 до 200 мм.   Отсутствие единого мнения о границах нормы  ликворного давления затрудняет общий  подход к вопросам диагностики и  лечения гипер- и гипотензионных синдромов.

     Для сопоставления уровня ликворного давления с клиническими показателями у практически здоровых лиц и у больных с органическими и функциональными заболеваниями нервной системы, был применен метод анализа по перфокартам. Проведен анализ 1467 историй болезни за 1960— 1965 гг. Все обследуемые (мужчины в возрасте от 19 лет до 31 года) разделены на 2 группы. В 1-ю группу (588 лиц без органических заболеваний нервной системы) вошло 244 практически здоровых, 81 страдающий психопатией, 263 больных неврозами (неврастения, истерия, невротические состояния). Во 2-ю группу с органическими заболеваниями центральной нервной системы (всего 879 человек)  отнесены 161 больной шизофренией, 139 с последствиями органических заболеваний головного мозга (нейроинфекций, васкулитов, интоксикаций) и 579 с последствиями закрытой черепно-мозговой травмы. Обследуемые каждой группы по уровню ликворного давления   были   разделены на 3 подгруппы; с давлением 99 мм и ниже, 100—199 мм и 200 мм и выше. Ликворное давление измеряли манометрической   трубкой   через   1—2 мин. после люмбального прокола, после расслабления мышц больного во избежание получения неправильных результатов в связи с натуживанием и эмоциональным фактором. Пункцию производили   натощак   в   положений больного лежа. Результаты измерения ликворного давления у обследуемых обеих групп представлены в табл. 1. 

Таблица 1. Распределение обследуемых по уровню ликворного давления.