Laborator 1 - BiopacPrinicpala form de manifestare a electrocutrii este fibrilaia ventricular. Aceasta const n

contracia haotic, cu o frecven foarte mare a ventriculilor ce are ca efect: ncetarea funciei

pompei cardiace, prbuirea debitului cardiac i a tensiunii arteriale.Curenii de scurgeri sunt cei mai importani factori ce pot pune n pericol viaa unui pacient. De

aceea msurarea acestui curent de scurgeri este cel mai important test de protecie electric a

aparturii medicale.

Curentul de scurgere reprezint curentul rezidual ce trece prin izolaie dup ce o tensiune nalt

(mai mare dect cea de funcionare aparatului) a fost aplicat pentru o perioad de timp.

ocul electric este generat de curgerea unui curent electric prin corpul uman i nu este nevoie

de o intensitate foarte mare, mai ales cu pacienii ce au un sistem imunitar slbit. Conform

NFPA 99, doar trei condiii ce apar simultan pot produce un oc electric pacienilor sau

operatorilor:

a. O parte din corp este n contact cu o suprafa conductoare;

b. O alt parte a aceluiai corp este n contact cu alt suprafa conductoare;

c. O surs de tensiune ce va genera un curent prin cele dou puncte de contact

Exist mai multe tipuri de curent de scurgeri:

fa de pmnt curentul ce circul de la sursa de tensiune prin izolaie ctre

conductorul de pmnt;

prin carcas curentul care circul ntre carcas sau alte prti, excluznd prile

aplicate pe pacient care nu sunt conectate la un conductor-pmnt.

Suprafa conductoare: podea

prin pacient curentul ce circul ntre elementele aplicabile pe pacient sau ntre

acestea i pmnt;

curent de scurgeri auxiliar prin pacient - curentul care strbate pacientul n timpul

utilizrii normale ( curentul ntre electrozi). Acest curent nu trebuie s produc efecte

fiziologice.;

Clasificarea aparatelor medicale

Clasa I. Aparate care au prevzut un conductor de mpmntare care leag partea metalic a

carcasei de mpmntare a prizei. De asemenea prezint fia este bipolar, detaabil precum

i izolaie de baz (izolaie ce ofer protecie de baz mpotriva electrocutrii).

Clasa II. Aparate care au prevzut o izolaie suplimentar a prilor aparatului aflate la tensiuni

periculoase. Fia este bipolar dar fr cordon detaabil.

Clasa III. Alimentarea aparatului se face de la o tensiune nepericuloas. Aparatele din aceast

clas de protecie se pot alimenta i flotant de la baterii(cele portabile). Tensiunea maxim de

alimentare la aparatele amplasate n organism este de 6V.

Componente hardware utilizate

1.Modulul de achiziie MP150A

2.Interfaa universala UIM100C&HLT100C- reprezint interfaa dintre sistemul MP150 i

dispozitivele externe;- este folosit in general ca interfa de intrare

a semnalelor pre-amplificate i/sau semnale digitale pentru unitatea de achiziie MP150.

Alte semnale (ex. cele provenite de la electrozi sau traductoare) se conecteaz la

module specifice descrise mai jos;

-16 canale analogice de intrare (conectori mini-phone jack de 3.5 mm);

-2 canale analogice de ieire ( conectori miniphone jack de 3.5 mm);

-16 canale digitale de intrare/ ieire;

-ofer o cale direct ntre canalele I/O analogice,digitale i dispozitivul MP atunci

cnd se achiziioneaz sau se transmit date ctre echipamente externe;

3. Amplificator traductor general (DA100C)

opereaz cu diferite traductoare: de presiune, de for, sensori de lumin,microfoane etc i aproape orice traductor sau senzor activ sau pasiv

4. Amplificatoare de Biopotenial

a) ECG100C

-nregistreaz activitatea electric a inimii;

-ieirea poate fi comutat ntre ECG normal i detecie vrf a undei R;b) EEG100C

-nregistreaz activitatea electric a creierului

c) EMG100C

-amplific activitatea electric a muchilor generali i scheletici;

5. Amplificatoare traductoare

a) PPG100C

nregistreaz pulsul i ofer informaii cu privire la presiunea sngelui, densitatea

acestuia.

b) SKT100C

-msoar temperatura de suprafa, intern sau a aerului

6. Traductoare si cabluri

TSD200-folosit pentru nregistrarea pletismografic a pulsului

Laborator 2- Electromiografia

1. Scopul lucrrii: lucrarea i propune ca obiective experimentale urmtoarele:

observarea i nregistrarea tonusului muscular asociat cu activitatea

electric a muchilor scheletici n repaus;

nregistrarea forei maxime de strngere pentru mna stng respectiv

dreapt i compararea difereneelor dintre femei i brbai;

observarea nregistrarea i corelarea activitii unitilor motorii cu

creterea puterii de contracie a muchilor scheletici;

nregistrarea forei produse de muchi atunci cnd se induce oboseala

(fatigue).

n corpul uman se regsesc trei tipuri de esuturi musculare:

muchi scheletici;

muchi cardiac;

muchi neted

Detecia, amplificarea i

nregistrarea schimbrilor n voltajul pielii produs de contracia muchilor scheletici de dedesubt

se numete electromiografie. nregistrarea astfel obinut se numeste electromiogram

(EMG).

EMG este un instrument foarte important pentru :

msurarea efortului muscular pentru pacienii care au suferite anumite accidente ;

evaluarea diferitelor metode de reabilitare ;

controlul protezelor pentru mini sau picioare ; EMG isometric.

diagnosticarea degradrilor si a leziunilor nervilor cauzate de compresia unor discuri din

coloana vertebral,

diagnosticarea bolilor neuromusculare;

Laborator 3- Electrocardiografia

1. Scopul lucrrii: lucrarea i propune ca obiective experimentale urmtoarele:

familiarizarea cu modul n care se realizeaz nregistrarea activitii

electrice a inimii precum i ntelegerea sursei acestei activiti ;

nsuirea principalelor metode de msur a activitii electrice a inimii;

corelarea evenimentelor electrice afiate ntr-o electrocardiogram cu

evenimentele mecanice din timpul unui ciclu cardiac;

observarea schimbrilor care apar n electrocradiogram asociate cu

respiraia, poziia corpuli, exerciiu, greutatea corpului i vrst;

nregistrarea electrocardiogramei prin 3 respectiv 6 derivaii atunci cnd

subiectul este ntins, aezat i realizeaz un ciclu respirator mai rar dect

cel normal;

Inima uman (Fig. 1) acioneaz ca o pomp biologic. Ea primete snge prin vene i

pompeaz snge n artere. Dup cum se poate observa din Fig.1 inima este format din patru

camere:

atriul drept i atriul stng (camere de primire a sngelui);

ventriculul drept i ventriculul stng (camere de expulzare a sngelui n corp).

Funcia de pomp este determinat de esutul dominant al inimii i anume de muchiul inimii

numit miocard (myo=muchi, cardia=inim). Contracia regulat, ritmic, alternant a

miocardului atrial urmat de cea a miocardului ventricular se numete ciclu cardiac.

Contracia muchiului inimii este generat de un impuls electric ce strbate ntreaga inim.

Muchiul inimii are capacitatea de a-i genera singur semnalul electric ce determin contracia,

astfel nu este nevoie de o surs exterioar pentru acest semnal cum ar fi o celul nervoas (ca

n cazul muchilor scheletici ). Dei inima este inervat de nervi motorii care ar putea influena

ritmul i fora contraciilor, acetia nu joac nici un rol n generarea btii inimii.

Masa se pune pe piciorul drept.

Derivaia I reprezint msurarea i redarea grafic a diferenelor de potenial generate de

activitatea cardiac ntre electrodul de suprafa negativ, plasat pe mna dreapt i electrodul

de suprafa pozitiv plasat pe mna stng. Electrodul referin (masa) este pe piciorul drept (le

fel ca i n celelalte dou derivaii).

Derivaia II electrodul negativ se plaseaz de aceast dat pe mna dreapt iar cel pozitiv pe

piciorul stng .

Derivaia III - electrodul negativ se plaseaz pe mna stng iar electrodul pozitiv pe piciorul

stng.

Unda P

corespunde depolarizrii atriale; depolarizarea celor dou atrii nu se face simultan i astfel debutul undei P aparine atriului drept, iar sfritul ei activitii electrice a atriului stng;

Complexul QRS

toate cele trei unde prezint deflecii abrupte ale liniei isoelectrice;

corespunde depolarizrii ventriculare;

Unda T

reprezint partea terminal, rapid a repolarizrii ventriculare (epicard endocard). n acest timp se

nscriu diferene mari de potenial ntre zonele repolarizate i cele nc depolarizate;

Unda U atribuit existenei unor diferene de potenial la sfritul sistolei electrice;

Interval PR (PQ)

reprezint durata activitii atriale i a conducerii atrio-ventriculare i este msurat de la nceputul

undei P pn la nceputul complexului QRS;

Intervalul QT

reprezint stadiul depolarizat ventricular i repolarizarea ventricular, msurat de la nceputul

complexului QRS pn la sfritul undei T;

Intervalul RR

reprezint durata unei revoluii cardiace;

Laborator 4- Masurarea presiunii sangelui

1. Scopul lucrrii: lucrarea i propune ca obiective experimentale urmtoarele:

familiarizarea cu modul n care se realizeaz nregistrarea presiunii

sngelui noninvasiv (sfigmomanometric) precum i nelegerea

conceptelor fiziologice ce stau la baza msurrii presiunii sngelui ;

msurarea, nregistrarea i compararea presiunii arteriale pentru mna

dreapt respectiv stng a aceluiai subiect n condiii identice;

msurarea, nregistrarea i compararea presiunii arteriale n condiii

experimentale diferite, ex. relaxat i dup exerciii fizice;

calcularea, nregistrarea i compararea presiunii pulsului i a presiunii

arteriale medii n diferite condiii experimentale, relaxat i dupa exerciii

fizice;

calcularea vitezei de transmitere a pulsului de snge prin msurarea

timpului dintre unda R a ECG-ului i primul zgomot Korotkoff i respectiv

a distanei dintre inim i manset.;

Prin intermediul circulaiei sngelui n corp se realizeaz un sistem de transport i comunicare

ntre celulele corpului i servete la meninerea unui mediu intern relativ stabil pentru o activitate

celular optim. Circulaia sngelui este generat de inim care pompeaz snge ntr-un circuit

nchis de vase sangvine ce se mparte n: circulaia pulmonar i circulaia sistemic

Sngele ptrunde n inim prin atriul stng (LA) prin patru vene pulmonare (ce aduc snge

oxigenat) i prin atriul drept (RA) prin dou vene: vena cav superioar respectiv inferioar

(aduc snge cu CO2). Atriile se contract, conform mecanismului descris n laboratorul 3, i

sngele este mpins n ventricule care la rndul lor se contract i pompeaz sngele astfel:

ventriculul drept pompeaz snge cu CO2 ctre plmni prin intermediul CPA (circulaie

pulmonar arterial), n timp ce ventriculul stng pompeaz snge oxigenat n corp prin CSA

(circulaie sistemic arterial).

Sngele circul prin vasele de snge doar ntr-o singur direcie (vene -> atrii -> ventricule ->

artere) datorit aciunii celor 4 valve din interiorul inimii care n mod normal mpiedic curgerea

sngelui n sens contrar n timpul unui ciclu cardiac (un ciclu cardiac reprezint durata dintre

dou bti i cuprinde: o perioad de relaxare numit diastol n timpul creia inima se umple

cu snge i o perioad de contracie numit sistol).

Datorit naturii ciclului cardiac, pomparea sngelui de ctre ventricule n artere nu este continu. De aceea att circulaia ct i presiunea sngelui n artere sunt pulsatile n sensul c acestea cresc n timpul sistolei ventriculare i scad n timpul diastole ventriculare.

Presiunea sistolic (PS) este fora cu care sngele apas pe pereii arterelor n timpul

contraciei ventriculare i este considerat ca fiind valoarea maxim pe care o atinge presiunea

sngelui n timpul sistolei ventriculare. Valoare normal pentru un adult aflat n repaus este de

120 mmHg.

Presiunea diastolic (PD) reprezint presiunea arterial cea mai sczut, nregistrat la

sfritul diastolei ventriculare, inainte ca ventriculul s se contracte i s creasc presiunea.

Valoarea normal pentru un adult aflat n repaus este de 80 mmHg.

Presiunea pulsului (PP) de snge este diferena matematic dintre presiunea sistolic i cea

diastolic. De exemplu, la nceputul unui exerciiu fizic volumul de snge pompat de ventriculi crete, iar PS crete mai repede dect PD, avnd ca efect creterea PP.

Presiunea P nu este nici una dintre cele dou presiuni, PS, PD , ci reprezint o medie, numit

presiunea arterial medie (MAP). MAP convertete o presiune pulsatil (sistolic/diastolic) ntr-o presiune continu ce determin o medie a debitului de snge de la nceputul circuitului

(ventricul stng) pn la sfrsitul circuitului (atriul drept).

n timpul unui ciclu cardiac, o btaie a inimii, diastola ventricular dureaz mai mult dect sistola

ventricular i astfel MAP nu este medie aritmetic dintre PS i PD ci mai degrab o aproximare

a mediei geometrice:

MAP = 1/3 PS + PD sau MAP = (PS + 2*PD) /3 ;

Msurarea presiunii arteriale prin intermediul metodei sfigmomanometrice cuprinde urmtoarele

etape:

prin plasarea unei manete gonflabil de care este ataat o pomp de aer, n jurul

minii i introducerea sub manet a unui microfon/stetoscop;

maneta se umfl cu aer prin acionarea pompei pn cnd se blocheaz curgerea

sngelui prin artera brahial. Blocarea circulaiei sngelui apare atunci cnd

presiunea din manet (PM) este mai mare dect presiunea sistolic, PM>PS. n

acest moment nu este nregistrat nici un zgomot de ctre microfon;

se elibereaz aerul din manet ncet, cu 2 3 mmHg pe secund, iar n momentul

n care PM = PS sngele ncepe s curg prin artera brahial. n acest moment se

aude primul zgomot Korotkoff. Presiunea la care se aude acest zogomot reprezint

presiunea sistolic,PS. Zgomotul este dat de cantitatea de snge care reuete s

treac prin artera brahial, provocnd vibraii n pereii arterei ce sunt nregistrate cu

ajutorul microfonului.

se mentine eliberarea aerului din manet cu 2 -3 mmHg pe secund, zgomotele

cresc n intensitate, apoi calitatea acestora scade. Cnd presiunea din manet

ajunge egal cu presiunea diastolic, sngele curge normal deoarece artera nu mai

este blocat. Zgomotele nregistrate de microfon devin nfundate i de intensitate

foarte mic i apoi dispar. Deoarece este mai uor de observat momentul cnd

zgomotele dispar dect atunci cnd ele devin nfundate, presiunea diastolic este

cea indicat de sfigmomanometru atunci cnd nu se mai aude nici un zgomot.

Laborator 5- ElectrocardiogramaScopul lucrrii: lucrarea i propune urmtoarele obiective experimentale:

familiarizarea principiile pletismografiei i a utilitii acesteia n analiza

calitativ a schimbrilor care apar n volumul de snge la nivel periferic;

observarea i nregistrarea schimbrilor care apar n volumul de snge la

nivel periferic i a pulsului n diferite condiii, att experimentale ct i

fiziologice;

determinarea aproximativ a vitezei undei pulsului de la inim la deget

(periferie);

ilustrarea activitii electrice asociate cu activitatea ritmului cardiac normal

i a relaiei cu circulaia sngelui prin corp.

Ciclul cardiac reprezint o secven ritmic de evenimente electrice, a crei nregistrare se

numete ECG (electrocardiogram), care iniiaz o secven ritmic de evenimente mecanice

numite sistol i diastol. Sistola reprezint contracia muchiului cardiac, iar diastola

reprezint relaxarea acestuia. Deoarece ventriculul stng este cel care pompeaz snge n

sistemul circulator arterial, producnd astfel un puls de presiune periferic, n continuare se va

descrie aciunile ventricului stng. (pentru mai multe detalii vezi Laborator 4)

n timpul ciclului cardiac activitatea electric a ventriculului, reprezentat de complexul QRS din

ECG, produce evenimentul mecanic de contracie a muchiului ventricular (sistol). Pentru

frecvene normale ale pulsului (btilor inimii), sistola ncepe cu vrful undei R i se termin la

sfritul undei T. Unda T, ce reprezint repolarizarea ventriculelor, apare n timp ce ventriculele

se afl n sistol. Diastola ventricular, perioada de relaxare a muchiului, ncepe la sfritul

sistolei i dureaz pan la urmtorul vrf al undei R. Deoarece ciclul cardiac conine o sistol

ventricular urmat imediat de o diastol ventricular, durata unei bti a inimii poate fi

msurat ca timpul dintre dou unde R succesive.

Contracia ventriculelor mpinge un volum de snge (puls de snge) n artere. Ventriculul stng

pompeaz snge n aort i prin intermediul ramficaiilor aortei sngele ajunge n tot corpul.

Fiecare volum de snge se izbete de cel pompat anterior i astfel se faciliteaz curgerea

sngelui. Aorta i celelalte vase de snge au pereii elastici, ce permit acestora s se dilate

pentru a primi volumul de snge i apoi se restrng pentru a ajuta la mpingerea sngelui n

tot sistemul circulator ct timp ventriculul se afl n diastol. Presiunea arterial din timpul

ciclului cardiac este principala for ce ajut la curgerea sngelui.

Acinuea de pompare a ventriculelor iniiaz de asemenea o und de presiune ce e transmis

prin intermediul pereilor arteriali. Presiunea crete n timpul sistolei i scade n timpul diastolei.

Rigiditatea pereilor vaselor ajut la transmiterea undei de presiune; cu ct pereii sunt mai rigizi

cu att mai rapid este transmisia undei de presiune, dar este nevoie si de un efort mai mare al

inimii pentru a mica acelai volum de snge din cauza elasticitii reduse a pereilor arteriali.

Not: viteza de curgere a sngelui este mai mic dect transmiterea undei de presiune. Aorta

are vitez cea mai mare de curgere a sngelui de aproximativ 40-50cm/s, n timp ce viteza

undei de presiune este mult mai mare. Viteza de transmitere a undei de presiune de la inim la

periferie este determinat de muli factori intercorelai, incluznd abilitatea inimii de a se

contracta puternic, presiunea sngelui, elsticitatea relativ a arterelor, diametrul vaselor de

snge etc. Unii dintre aceti factori sunt dependeni de poziia corpului, de activitatea sistemului

nervos simpatic, emoii, boli etc. De exemplu, s-a demonstrat c viteza de transmitere a undei

de presiune este corelat cu acitivtatea sistemului nervos simpatic i preisunea sistolic a

sngelui.

Cnd unda de presiune este transmis spre periferie (ex. la vrful degetelor), exist un puls

generat de o cretere a volumului de snge. esuturile i organele i schimb volumul cnd

vasele de snge se dilat sau contract ,deci cnd pulsurile de snge trec prin vasele de snge

n timpul unui ciclu cardiac. Astfel atunci cnd presiunea sngelui crete, pereii vasului de

snge sunt mai ntini i viteza undei puls crete, deci dac timpul de transmitere a pulsului

crete rezult c presiunea sngelui scade. Schimbrile care apar n volumul de snge al

organelor pot fi generate de sistemul nervos autonom ce acioneaz asupra sistemului

cardiovascular, de factori de mediu (cum ar fi temperatura), acitvitatea metabolic a unui organ,

si o varietate de alte variabile. De exemplu, regularea temperaturii implic controlul curgerii

sngelui la nivelul pielii. Cnd temperatura trebuie conservat, circulaia sngelui la nivelul pieliieste minimizat, n schimb atunci cnd este generat cldur n exces, ciruclaia sngelui la

nivelul pielii crete cu scopul de a disipa cldura.

Studiul schimbrilor ce apar n volumul de snge, dintr-un organ sau organism, se numete

pletismografie. Atfel de schimbri pot fi detectate mecanic sau fotoelectric, i semnalul poate fi

transformat ntr-un curent electric, ce poate fi amplificat i nregistrat n timp. Detecia i

nregistrarea semnalului se realizeaz cu un dispozitiv numit pletismograf i nregistrarea

schimbrilor de volum n timp se numete pletismogram.