Dept. of Biomed. Eng. BME302: Medical Instrumentation Kyung Hee Univ.

1 최준민

생체계측 강의록Medical

instrucmentation#11

2010103821 생체의공학과 최준민제출일 2014.06.10( 화 )

Dept. of Biomed. Eng. BME302: Medical Instrumentation Kyung Hee Univ.

2 최준민

Bio Impedance 측정

Z

V

0)(cos)(

) (sin]sin[)(cos]cos[

sinsincoscos

coscos)(

IwtItI

ComponentGuadraturewtZIphaseinwtZI

wtZIwtZI

wtZIwtVtV

ZZZ j

주입값

측정한값

+

V

-

I

ZI=V

Phase Sensitive Demodulation -> 최대의 SNR Z 측정

t

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3 최준민

Bio Impedance 측정

)(tV

Xwtcos

IV

Xwtsin

Tdt

T 0

1

Tdt

T 0

1V

실수부In-phase

Component 찾기

허수부guadrature

Component 찾기

한주기 적분

V(t) 에 포함되어있는 coswt 를 뽑아내기 위한 방법

V(t) 에 포함되어있는 sinwt 를 뽑아내기 위한 방법

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4 최준민

Bio Impedance 측정

:)Im(2

1sin

2

1

:)Re(2

1cos

2

10cos

2

1

2cos1

cos1

2

1

sin)2sin(2

1sin)cos()(

cos)2cos(2

1cos)cos()(

0 0

2

1

zIZIV

ComponentPhaseInzIZIZI

dtwtT

dtT

ZIV

wtZIwtwtZItV

wtZIwtwtZItV

T T

I

ComponentGuadraturezIZIV

ComponentPhaseInzIZIZI

dtwtT

dtT

ZIV

wtZIwtwtZItV

wtZIwtwtZItV

T T

I

:)Im(2

1sin

2

1

:)Re(2

1cos

2

10cos

2

1

)2cos(1

cos1

2

1

sin)2sin(2

1sin)cos()(

cos)2cos(2

1cos)cos()(

0 0

2

1

Z

cosZ

sinZ

II

I

V

V

V

VZ

I

VV 122

tantan 22

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5 최준민

Design for Electrical Safety

U 1

O PAMP

+

-

O U T ADC 마이크로프로세서 Output

DC Power SupplyAV

AV

AV

AV

)220( VHGN

몸에 흐르는 전류는 =10μA 보다 작아야한다 .

H 와 사람이 직접 연결되면 Earth ground 로 빠지기 때문에

매우 위험하다 . -> not Safety

왜 Earth ground 를 사용하는가 ? 쓸 수 있는 전압의 기준점이 모든 점 에서 Earth ground-> 사람몸에 연결되어 있는 부분 , 환자의 몸 , 환자의 몸에 공급하는 전원은 모두Earth ground 에 연결되어있으면 NOT SAFETY 하다 !

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6 최준민

Design for Electrical Safety• 설계방법 1)

Amp

ADC 마이크로프로세서

Isolation, Floating Earth Ground

LED

DC Power Supply

마이크로프로세서

Output

마이콤

LED ON : 5VLED OFF : 0V

저항

빛에 의해 Off : 5VOn : 0V

V

Optocoupler : 광결합기: 기준전위점을 같은것을 쓰지않고서 신호 전달가능

ISOV

ISOV

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7 최준민

ISOV

ISOV

Design for Electrical Safety• 설계방법 2)

Amp

ADC 마이크로프로세서

Isolation, Floating Earth Ground

DC Power Supply

마이크로프로세서

Output

마이콤

정류기

)220( VH

GroundN

Isolation Transformer: Earth ground 된 전원을2 차코일로 넘기고 넘긴 것을 isolation 된 전원으로 변경

이때 Isolation Transformer 는 전선연결을 하지 않고 에너지전달을 빛이나 자장을 이용

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8 최준민

ISOV

ISOV

Design for Electrical Safety• 설계방법 3)

Amp

ADC 마이크로프로세서

Isolation, Floating Earth Ground

DC Power Supply

마이크로프로세서

Output

마이콤

DC-DCConverter

)220( VH

GroundN

Isolation Transformer 와유사한 원리로 이용 ( 내장 )하지만 단점으로 잡음이많으며 전력소모가 적은 경우에만 이용한다 .