Ден Томел - Поиск неисправностей в электронике

Одной из основных причин, почему больницы стали нанимать технических специалистов для обслуживания своего оборудования, стала необходимость обеспечения безопасности пациентов. Объединенная комиссия по аккредитации госпиталей (JCAH) — руководящий орган, который устанавливает стандарты электрической безопасности и инспектирует госпитали для подтверждения того, что оборудование прошло проверку и ведется учет всех выполненных действий. Без этого подтверждения больницы не могут считаться организациями обеспечения медицинского страхования в рамках государственных программ. Хотя обеспечение программы безопасности все еще является важной функцией инженерного департамента больниц, роль технического специалиста в области здравоохранения распространилась на многие другие области, что обеспечило значительную экономию в сфере больничной индустрии.

Значительная часть оборудования, которое используется сегодня в больницах, служит диагностическим средством для докторов, медсестер и других работников здравоохранения. Развитие этого типа оборудования в значительной степени стало следствием космической программы 1960 годов. Наблюдение физиологических параметров астронавтов стало необходимым, поскольку тело человека впервые подвергалось воздействию неизвестной среды и сил. Например, в определенный период ученые считали, что человек не может выжить в условиях движения, выше скорости звука. Но потом появились сверхбыстрые машины, и ученые занялись изучением воздействия таких условий на человеческое тело.

Были разработаны методы и оборудование для измерения частоты сердечных сокращений, кровяного давления, параметров дыхания, температуры тела, электрической активности мозга и т. д. Часто эта информация передавалась в виде радиосигналов, для того, чтобы обеспечить человеку полную свободу движений. Все эти инструменты нашли применение на рынке услуг здравоохранения, и в 1970 годах стали возникать фирмы — поставщики биомедицинского оборудования.

Другие существующие технологии — рентгеновская и ультразвуковая визуализация (разработанная в результате исследований эхолокатора) были улучшены и стали применяться в медицине. Были созданы различные типы преобразователей для формирования электрических сигналов, пропорциональных таким показателям, как содержание в крови кислорода, двуокиси углерода, окиси углерода, различных токсинов и т. д. Были разработаны очень точные инструменты для измерения малых единиц напряжения, тока или сопротивления (проводимости) для формирования количественных оценок этих переменных величин.

Для того чтобы любой из этих приборов служил по своему назначению, медицинский персонал должен уметь протестировать его. Это поможет убедиться в точности результатов и провести настройки для коррекции расхождения между выходным сигналом, который должен быть, и выходным сигналом, который реально выдает прибор. Этот процесс обычно называется калибровкой. Для диагностического оборудования калибровка выполняется путем подачи на вход известной величины и настройки прибора для обеспечения соответствующего выходного сигнала. Формы входных и выходных воздействий могут быть очень разными для различных типов диагностических инструментов, более специфические детали будут обсуждаться при рассмотрении конкретного оборудования.

Во-первых, необходимо проверить работу сердца. В ситуациях оказания первой помощи необходимо найти пульс, прощупав изменение давлений в основных кровеносных сосудах. Наличие пульса говорит о том, что пострадавший жив, но не дает достаточной информации о текущем состоянии сердца пациента.

Сердце — мышечный орган, часть очень сложной структуры, известной как кровеносная система. У него есть локальная система управления, которая синхронизирует все аспекты сердечных сокращений и инициирует движение мышцы. Это очень похоже на работу пресса на производственных предприятиях, который снабжен программируемым логическим контроллером для синхронизации подачи исходного материала, выполнения операции и передачи готового изделия на следующий этап. Так же, как производительность пресса руководится крупной системой управления, частота сердечных сокращений ускоряется и замедляется нервной системой.

Мышечный орган делится на две половины, левую и правую, каждая их которых состоит из двух камер: верхней (предсердие) и нижней (желудочек). Задача предсердия — принимать из вен возвращающуюся из тела и легких кровь и подавать ее в желудочки — основные камеры насоса. Желудочки заставляют кровь идти в артерии для подачи в разные органы и легкие. Каждый удар сердца начинается в локальном нервном центре, который расположен в правом предсердии и называется синусно-предсердный узел. Синусно-предсердный узел изменяет ионный баланс вокруг, который можно измерить по изменению электрического напряжения. Этот маленький импульс заставляет соседние мышечные клетки сокращаться или деполяризовываться. Происходит цепная реакция, которая в результате дает волну сжатия мышцы, распространяющуюся вокруг и вниз по мышце предсердия. Это движение заставляет кровь идти через клапан в желудочки. Волна сжатия прекращается на уровне ткани, которая разделяет предсердие от желудочков. Импульс от синусно-предсердного узла передается также в атриовентрикулярный узел, который создает временную задержку, чтобы позволить предсердию завершить сжатие. После этой короткой задержки атриовентрикулярный узел выдаст импульс, передающийся но нервным волокнам в пучок Гиса, расположенный в нижней части внутренней стенки желудочков. Это создает волну мышечного сжатия изнутри наружу и снизу вверх в нижних камерах, которое выдавливает кровь в артерии.