Медицинская энциклопедия

БИОТЕЛЕМЕТРИЯ

БИОТЕЛЕМЕТРИЯ (БТ; греч, bios жизнь + телеметрия) — дистанционное исследование функций и измерение показателей жизнедеятельности биологического объекта. Возникновение БТ связано с развитием электротехники и радиотехники η относится ко времени осуществления первой дистанционной передачи биопотенциалов сердца (см. Телеэлектрокардиография).

В СССР опыты передачи физиол, данных по радио впервые осуществлены Л.Л. Чернавкиным и А. М. Ющенко в 1932 г. В 40—50-е годы в связи с успехами радиотехники биотелеметрические методы врачебного контроля и физиол, исследований стали широко использоваться в авиационной, космической и других областях медицины. Большое влияние на развитие БТ в части совершенствования методов получения биол, информации, совершенствования датчиков, электронных измерительных устройств, методов кодирования, передачи, записи и автоматической обработки результатов измерения оказала космонавтика .

БТ позволяет получать количественную информацию непосредственно с изучаемого объекта и регистрировать динамику изменения физиологических процессов непрерывно в течение длительного времени в реальной окружающей обстановке, характерной для его производственной или иной деятельности, как в норме, так и в патологии. Это определяет возможность применения БТ для изучения реакций важнейших физиологических систем здорового организма на различные внешние воздействия при минимальном нарушении комфортности и подвижности, а также для диагностики и динамического контроля за состоянием больных.

Передача информации на большие расстояния позволяет осуществлять комплексную диагностику состояния организма по многим физиологическим и диагностическим показателям с применением ЭВМ, что в свою очередь дает возможность прогнозировать изменения состояний организма и проводить профилактические мероприятия по предотвращению заболеваний. БТ дает возможность врачу управлять характером трудового процесса или нагрузкой в процессе спортивной тренировки. При диагностике заболеваний внутренних органов человека, напр, при исследовании жел.-киш. тракта «радиопилюлей», БТ избавляет врача от применения хирургических вмешательств и сложного контактного зондирования.

В клинической медицине и физиологическом эксперименте БТ применяют для передачи диагностических сведений, напр, электрокардиосигнала по радио или телефону с периферии в консультативный диагностический центр, а также для исследования состояния «подвижных» пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями в условиях стационара или санатория в период выздоровления и восстановительного лечения.

БТ используется для измерения параметров физиол, систем организма с последующей обработкой на ЭВМ при формировании команд, управляющих средствами активного вмешательства — автоматизированными аппаратами искусственного кровообращения, дыхания, наркозными аппаратами и др.

БT находит применение в области передачи информации о функционировании систем и органов в аппаратуре дистанционного стимулирования или угнетения, напр, в случае стимуляции сердечных сокращений или стимуляции отделов головного мозга животных в процессе биоуправления и др.

В авиационной, космической и подводной медицине БТ применяется для изучения адаптационных возможностей человека к различным факторам космического полета или пребывания в водной среде под высоким давлением, а также при оперативном врачебном контроле за состоянием летчика, подводника или космонавта во время полета или подводного плавания.

Имеются возможности применения БТ в устройствах автоматического анализа физиол, показателей для получения объективной информации о состоянии человека с целью управления системами жизнеобеспечения.

В физиологии труда и спорта БТ применяется для изучения количественных особенностей функциональных сдвигов и переходных процессов в физиол, системах организма человека в процессе производственной деятельности и занятий спортом с целью нормирования нагрузок, выявления степени его тренированности или подготовленности, а также выявления ранней, доклинической патологии.

Упрощенная блок-схема биотелеметрической системы: 1 — датчики биологической информации; 2 — электронные преобразующие устройства; з — телеметрический передатчик; 4 — телеметрический приемник; 5 — устройства записи информации; 6 — измерительные устройства автоматической обработки; 7 — устройства автоматической обработки.

Упрощенная блок-схема биотелеметрической системы: 1 — датчики биологической информации; 2 — электронные преобразующие устройства; з — телеметрический передатчик; 4 — телеметрический приемник; 5 — устройства записи информации; 6 — измерительные устройства автоматической обработки; 7 — устройства автоматической обработки.

Упрощенная блок-схема биотелеметрической системы изображена на рисунке. Биотелеметрическая система состоит из двух частей. Первая, передающая часть устанавливается на объекте исследований или в непосредственной близости от него. Передающая часть может вводиться также внутрь объекта, напр, в случае применения эндорадиозонда — «радиопилюля». В состав передающей части входят датчики, преобразующие биол, информацию и передающие ее в соответствующих единицах измерения, напр, величину артериального и венозного давления — в мм рт. ст., тоны сердца — в акустических единицах, механические перемещения — в сантиметрах, электрокардиографические, электроэнцефалографические, миографические электрические сигналы — в микровольтах, милливольтах. С выхода датчиков электрический сигнал в виде амплитуды тока или напряжения, пропорциональных вышеприведенной биол, величине, поступает на вход преобразующего электронного устройства каналов с телеметрическим передатчиком линии связи.

В состав второй приемно-измерительной (стационарной) части входят телеметрический приемник линии связи, устройства записи информации но каналам, измерительные устройства и устройства автоматической обработки результатов измерения, включая ЭВМ. В зависимости от назначения биотелеметрической системы и предъявляемых к ней технических требований могут быть введены или исключены отдельные звенья системы. В простейших системах БТ при наличии кабельной линии связи с регистрирующей и измерительной аппаратурой телеметрический передатчик и приемник могут отсутствовать. В более сложных системах БТ информация с датчиков и преобразователей может последовательно проходить через несколько передатчиков и приемников (ретрансляция информации).

Передающая часть биотелеметрической системы может также включать в себя устройства первичной обработки информации с целью уменьшения ее избыточности и устройства для хранения данных в зависимости от условии эксплуатации и технических особенностей системы.

Передача информации от объекта исследований к измерительным устройствам осуществляется по различным высоко- или низкочастотным линиям связи. Широкое распространение получили низкочастотные линии: проводная кабельная связь, телефон, а также высокочастотные радиолинии с применением ультракоротких волн. Для передачи информации в водной среде находят применение гидроакустические, электромагнитные или оптические линии связи.

Для обеспечения возможности передачи информации о нескольких измеряемых величинах по однопроводной или радиолинии связи в биотелеметрических системах применяют частотное или временное разделение каналов.

Основными медико-техническими требованиями к передающей части БТ являются: надежное преобразование измеряемой величины в передаваемый сигнал и надежное выделение сигнала измеряемого параметра из множества других сигналов шума (сигнал/шум > 1/50), погрешность телеизмерения 1 — 10% , обеспечение минимальных габаритов, веса и энергопотребления. Стационарная приемная часть системы БТ имеет менее жесткие ограничения по весу, габаритам и энергопотреблению. См. также Телеметрия.

Библиография: Биологическая телеметрия, под ред. В. В. Парина, М., 1971, библиогр.; Справочник по телеметрии, под ред. Э. Л. Грюнберга, пер. с англ., М., 1971, библиогр.; Biomedical telemetry, ed. by G. A. Gaceres, N. Y.—L., 1 965.

В. М. Ахутин, А. Г. Пахомов.

+1
0
+1
0
+1
0
Back to top button