Senzori u stomatologiji

7/25/2019 Senzori u stomatologiji

1/22

UVOD

ivot savremenog ovjeka u potpunosti je postao ovisan o tehnologiji, koja je svojimrazvojem dosegla zavidan nivo i jo uvijek ima tendenciju razvoja. Senzori u pomenutomrazvoju svakako zauzimaju veoma vano mjesto, i pronali su primjenu u gotovo svim

aspektima ovjekova ivota, te se kao takvi koriste kako u automobilskoj industriji, graevinii mnogim tehnikim oblastima tako i u medicini, gdje se pomou njih prikuplja veoma velik

broj podataka koji olakavaju sam sistem lijeenja i pruanja njege pacijentima.vaj rad ija tema i jesu upravo senzori u medicini, s posebnim osvrtom na senzore ustomatologiji, nosi detaljan opis tehnikih karakteristika najese koritenih senzora umedicini.

!notvo je razliitih de"inicija senzora, ali u principu svaka se slae s tim da je senzorureaj koji mjeri "iziki kvantitet i konvertuje ga u signal kojeg moe oitavati posmatra iliinstrument.

# prvom dijelu seminarskog rada data je podjela senzora po njihovim odlikama, tenavedene one "izike veliine koje se najee mjere u medicini. $rugi dio sadri pojanjenjesamog procesa mjerenja, te naina dobijanja mjerene veliine u obliku signala koji se kasnije ioitava. %osljednji, trei dio je poseban osvtr na stomatologiju, koja koristi veliki broj senzorau gotovo svim ureajima sa kojima operira.

1. Fizike veliine od interesa za klinika merenja

1


2/22

visno o kriterijumu klasi"ikacije, senzori se mogu kasi"icirati na vie naina. &riterijina osnovu kojih se najee vri klasi"ikacija su' vrsta izlaznog signala, princpi rada, prirodaizlazne veliine, uslovi rada, priroda mjerene veliine, te naini upotrebe.

%o prirodi mjerene veliine senzore dijelimo na'

- mehanike- toplotne- kinematike- geometrijske- radijacijske- vremenske- elektrine- hemijske

- "izikalne

(izike veliine od interesa za klinika merenja'

- %ritisak tenosti- )rzina protoka tenosti- %ritisak gasa- )rzina protoka gasa- *apremina gasa i tenosti- &oliina materije u tenosti i gasu- +ntenzitet i vrsta zraenja- Stepen zagrijanosti

2


3/22

Slika 1. Blok ema za mjerenje elektrine veliine

Slika 2. Mjerni ureaj

3


4/22

Slika 3.Primjer mjernog ureaja

Slika 4. Blok dijagram instrumenata za mjerenje neelektrine veliine

4


5/22

2. Mjerenja u medicini primjenom senzora

!jerenja u medicini, od kojih su najea mjerenje pritiska, analize krvi i mnogastomatoloka mjerenja, podrazumijevaju koritenje niza instrumenata graenih na bazisenzora. %oglavlje . sadri neke od osnovnih pojanjenja konstrukcije i oblika takvih

senzora.

2.1.Mjerenje zasienosti krvi kisikom

-eorijske napomene'

%ulsna oksimetrija pulse o/imetr01 je neinvazivna metoda mjerenja oksigenacije ilipostotka hemoglobina koji je zasien kisikom saturation o" peripheral o/0gen 2 Sp1.Slino "otopletizmogra"u senzor se postavlja na vrh prsta ili na unu resicu. Senzor se sastojiod dva izvora svjetla valnih duljina 345nm i 654nm, koji se djelomino apsorbiraju uhemoglobinu u ovisnosti o zasienosti ili nezasienosti kisikom. 7aunajui apsorpciju nadvjema talasnim duinama mogue je odrediti zasienost hemoglobina kisikom. va metodaovisi o protoku krvi koji je nuan za njeno "unkcioniranje jer kada ga nema ili je oslabljenmogue je da oksimetar nee raditi. -ani su rasponu od 85 do 955: zasienosti kisikom aliispod 85: tanost je manja. bino imaju alarm kada zasienost padne ispod ;5: to je znakoksidivnog stresa ili hipoksije jer koncentracija bi uvijek trebala biti vea od ;4:.#reaj je

pogodan za mjerenje koncentracije kisika u krvi i broja otkucaja srca tokom anestezije,

tijekom oporavka nakon operacija. %ulsni oksimetri omoguavaju i mjerenje brzine otkucajasrca. %rimjenjuju se u bolnicama i vojsci kao indikator vitalnih "unkcija vojnika. Svaki odtalasa 345nm i 654nm1 dobiven u "otodiodi sadri $< vrijednost koja je proporcionalnaapsorpciji u tkivu i venskoj krvi ime se dobiva in"ormacija o zasienosti kisika u krvi i = roAhDmgdje je r5srednji polumjer, h debljina, a D!modul elastinosti stijenki arterije. -a injenicaomoguuje vjeran prikaz talasnih oblika krvnog tlaka pri mjerenju pletizmogra"skimmetodama. Dlastinost krvnih ila bitno poveava protonost krvoilnog sistema kada su u

pitanju impulsne promjene pritiska.

!jerenje krvnog pritiska omogueno je na dva naina'

9. invazivnom krvnom, direktnom1 metodom,. neinvazivnom beskrvnom, indirektnom1 metodom.

2.2.1. nvazivna metoda mjerenja krvnog pritiska

+nvazivna metoda je najtanija, s lako odredivim sistolikim i dijastolikim pritiskom ijednostavna u mjerenju, ali za pacijenta je bolnija jer se ostvaruje ubadanjem injekcijske igle

12


13/22

u arteriju, dok se neinvazivna metoda ostvaruje izvana, bez uboda i oteenja tkiva, ali je zatomanje tana i sloenija u mjerenju, a pogotovu u odreivanju sistolikog i dijastolikog

pritiska.

2.2.2. !einvazivne metode mjerenja krvnog pritiska

Cotovo sve neinvazivne metode mjerenja krvnog pritiska temelje se na maneti kojase obavija oko nadlaktice i ispunjava zrakom pod odreenim pritiskom koji je oko 95 do 5:vei od sistolikog pritiska. *atim se zrak iz manete postupno isputa i prate "enomeni kojise pri tome pojavljuju uz odreeni pritisak. !anete se mogu staviti i oko prsta. *aneinvazivno mjerenje krvnog pritiska mogu se spomenuti tri najvie upotrebljavane metode'

9. auskultativna metoda,. oscilometrijska metoda iE. arteriokinetska ultrazvuna1 metoda.

Slika 98. =uskultativna metoda mjerenja krvnog pritiska temeljenana &orotkovljevim umovima imaneti

=uskultativna metoda jedna je od najstarijih i najjednostavnijih metoda koja seupotrebljava uz praenje akustikih umova stetoskopom, po emu je i ime dobila. #zodreenu praksu koju ta metoda zahtijeva mogu se dobiti dovoljno tani rezultati. &od ovemetode maneta se stavlja na nadlakticu i napue se na vrijednost priblino 5: veu od

sistolikog pritiska pm. *atim se maneta pone sporo prazniti kroz zrani ventil malog otvora.%ad pritiska deava se po eksponencijalnom zakonu, tako da pritisak pada od maksimalnevrijednosti pmprema izrazu'

p> pm R e2tA

gdje vremenska konstanta odreena volumenom manete i otporom otvora na ventilu krozkoji izlazi zrak. %ritisak priblino opada s 5,E do 5,J k%aAs. &ad bude dosegnut pritisak umaneti jednak ili zatim manji od sistolikog pritiska ps, krv poinje prolaziti u poetku u vrlokratkim vremenskim intervalima kroz arteriju. -i kratkotrajni prolazi krvi popraeni su, zbogvrtloenja i vibracija krvi, umovima odnosno priguenim tonovima koje je prvi primijetio

&orotkov, pa se po njemu i zovu &orotkovljevi umovi. %ritisak u maneti pri kojem su sepojavili prvi &orotkovljevi umovi jest sistoliki pritisak. $aljim smanjenjem pritiska u

13


14/22

maneti &orotkovljevi umovi mijenjaju svoj sadraj, ali i intenzitet, tako da su u podrujusrednjeg pritiska najtii, da bi se opet primicanjem pritiska u maneti dijastolikom pritisku

ponovno poeli jaati. !alo nakon toga to su se ti tonovi ponovno utihnuli, pritisak umaneti odgovara dijastolikom tlaku. Pa slici 96. prikazan je intenzitet &orotkovljevihumova kao "unkcija pritiska u maneti.

Slika 96. +ntenzitet &orotkovljevih umova kao "unkcija pritiska u maneti.

*a ovo mjerenje je osim manete s manometrom potreban i stetoskop kako bi se mogliuti &orotkovljevi umovi. *bog svoje jednostavnosti i zadovoljavajue tanosti ova jemetoda vie upotrebljiva. *a upotrebu u intenzivnoj njezi, a i u sluaju upotrebe u line svrhe,mjerenje se moe automatizirati. !jesto stetoskopa upotrebljava se mikro"on s pojaalom s

posebnom amplitudno2"rekvencijskom karakteristikom za izdvajanje najkarakteristinijih"rekvencija &orotkovljeva uma i prilagodbi akustikim karakteristikama stetoskopa. %odaci osistolikom i dijastolikom pritisku prikazuju se na kraju mjerenja u digitalnom obliku. *atose pritisak u maneti pretvara u napon najee tenzometrijskim pretvornikom, a zatim udigitalni podatak analogno2digitalnim pretvornikom. $igitalni podatak o pritisku u maneti

pokazuje se kao sistoliki u trenutku pojave &orotkovljeva uma, odnosno nakon njegovanestajanja kao dijastoliki. # svakom sluaju potrebni su i elementi memorije da bi se teknakon nekoliko otkucaja srca utvrdilo da je nestao &orotkovljev um, pa da se onda kaodijastoliki pritisak pokae vrijednost koja je bila prije tih nekoliko otkucaja. %ri automatskom

mjerenju &orotkovljeva uma, vanjski umovi i akustike smetnje mogu utjecati na mjerenje iak ga sasvim onemoguiti padaju li u "rekvencijsko podruje &orotkovljeva uma. %risluanju uporabom stetoskopa opasnost je manja jer osoba koja mjeri moe razluiti smetnjuod &orotkovljeva uma.

Svaki trei ovjek ima problema s visokim pritiskom, koji bez lijeenja moe postativelika opasnost, dovodei do bolesti srca, modanog udara ili zatajenja bubrega. +pak, izumnovog ureaja za mjerenje krvnog pritiskaka, osim to moe spasiti mnogo ivota, mogao bi

promijeniti i nain na koji je krvni tlak bio praen tijekom vie od sto godina. # dananjevrijeme pacijenti mogu precizno izmjeriti pritisak testirajui ta se dogaa u velikim

14


15/22

arterijama u blizini srca, to se naziva sredinjim krvnim pritiskom. &rvni pritisak seuobiajeno mjeri preko pulsa nadlaktice, kako je gore navedeno, to je i najpraktinije, nonedavna istraivanja pokazuju da krvni pritisak u ruci nije precizan za procjenjivanje rizika od

bolesti kao sredinji krvni pritisak. !ogunost mjerenja krvnog pritiska u aorti, koja je bliesrcu i mozgu, veoma je vana, jer upravo tim organima visoki krvni pritisak moe uzrokovatiznatnu tetu.

$osad se krvni pritisak u aorti mogao mjeriti samo direktnim hirurkim postavljanjemkatetera ili senzora pritiska u aortu. Po, amerika agencija za lijekove ($=1 odobrila je noviaparat, Sph0gmocor, koji je omoguio da senzor veliine hemijske olovke mjeri pritisak

pritiskom na zapee. Pova studija objavljena u asopisu Bancet pokazuje da ako oitavanjaza lijevu i desnu ruku imaju izrazito drukije gornje vrijednosti, to moe biti znak bolestikrvnih ila.

2.". Me#anika ventilacija pacijenata

!ehanika ventilacija !Q1 je primjena mehanikog stroja radi djelimine potpore ilipotpune zamjene ventilacije pacijenta. &ako je de"inicija respiracije izmjena plinova upluima, a ventilacije izmjena plinske smjese u plua i iz plua jasno je da u terminologijitreba koristiti pojam ventilator. S obzirom na nain upuhivanja zraka u pacijenta, mehanikise ventilatori mogu podijeliti na ventilatore na negativni i na pozitivni pritisaak. Qentilatorina negativni pritisak su danas izbaeni iz upotrebe koriteni za vrijeme epidemije

poliomijelitisapedesetih godina prolog stoljea1. $anas su u upotrebi ventilatori na pozitivnipritisak koji koriste razliku pritisaka izmeu gornjih dinih puteva i alveola za potiskivanjezraka du dinih putova.

!ehanika ventilacija se moe primijeniti neinvazivno i invazivno. Peinvazivno seprimjenjuje preko maske koja je posebnim trakama dobro privrena na lice. #z nedostatkekoje ima, prednost joj je da pacijentu nije potrebno uvesti D- tubus. %od pojmom invazivnemehanike ventilacije podrazumijeva se nekoliko elemenata. -ransportni mehaniki

ventilatori za primjenu u vanbolnikim uvjetima trebaju biti manje mase, kompaktni,jednostavni za rukovanje, s neovisnim izvorom energije te da troe i manje kisika. %acijentimamoraju omoguiti stalnu dopremu plinova , stalne "rekvencije uz kontrolu pritiskaa u dinom

putu.

Pova era mehanike ventilacije plua bolesnika zapoela je idejom o potpunojautomatizaciji ventilatora. Bijenici u suradnji s inenjerim a P=S=2e ponukani topolokim

promjenama stanovnitva, njihovom sigurnou i sve manjim resursima u medicini,posvetili su se ostvarivanju mogunost i automatske ventilacije. Qano je napomenuti da sena poetku ventilacije prilikom de"iniranja spola i visine bolesnika moraju de"inirat i i

klinika stanja kao to su npr. &%), akutni respiratorni distres sindrom =7$S1,neurotrauma, hiperkapnija, te odvikavanje bolesnika od mehanike ventilacije. -akvim

1


16/22

odabirima stanja bolesnika ventilator moe primijeniti dobro znane parametre ventilacije zapojedina klinika stanja.

2.".1. $utomatizacija adaptacije minutnog volumena

!jerenjem volumena respiracije proksimalnim senzorom i Dt


17/22

". %enzori u stomatologiji

Stomatologija kao grana medicine, u savremenom svijetu postaje sve samostalnija kaozaseban pravac koji takoe ima veliku ulogu u zdravlju ovjeka. &ao takva doivjela je velikirazvoj, kako sa naunog tako i sa tehnolokog aspekta. Svakim danom pojavljuju se na tritunovi ureaji, unaprijeeni sa preciznijim i kvalitetnijim senzorima koji se koriste ustomatologiji kako za poboljanje zdravlja pacijenta, tako i za esteske krekcije. %oglavlje E.opisuje upravo te senzore, te sadri neke od primjera najnovijih senzora u stomatologiji.

".1. Digitalna dentalna radiogra&ija

Codine 96;4, njemaki "iziar Uilhelm


18/22

postiiW1' in"ormacije u digitalnoj rendgenskoj slici su dostupnije promatrau nego kadaje slika u analognom obliku. Pajznaajnije prednosti digitalne slike su interpretacija ipoboljavanje slike uz pomo raunala, kao i sasvim oite mogunosti spremanja iponovnog otvaranja slike.

".2.%enzori u digitalnoj dentalnoj radiogra&iji

Qeina senzora u digitalnoj dentalnoj radiogra"iji se temelji na

+ntenzitet "otona se mjeri elektronski pomou ljestvice od 43 sivih vrijednosti 52441. Pula na ovoj skali znai da je izmjeren maksimum zraenja, to odgovara crnoj bojiradioloke slike, dok 44 predstavlja potpuni izostanak zraenja bijela boja1. +zmjerenevrijednosti intenziteta "otona za svaki piksel se alju u raunalo gdje se pohranjuju kao niz

brojeva koji predstavljaju / i 0 koordinate i intenzitet "otona svakog piksela. # stvari,digitalna slika se moe zamisliti kao tablica sa stupcima i retcima.Stupce predstavljaju /koordinate piksela, a 0 koordinate predstavljaju retke. Qrijednosti u svakoj eliji odreujukoju e nijansu sive boje imati odgovarajui piksel. Peki sustavi koriste detaljnije skalevrijednosti do 3J,555 vrijednosti1, meutim, slika se ionako uvijek prikazuje na zaslonu kojikoristi samo do 43 sivih v rijednosti. -ablica se takoer moe koristiti za slikovnu obradu'

matematiki postupak se primjenjuje na brojani prikaz digitalne slike, to rezultira novimskupom vrijednosti piksela. 7ezultirajui skup brojeva se zatim koristi se za prikaz obraene

1#


19/22

slike na zaslonu monitora. =lgoritam izmeu ulazne i izlazne slike moe biti jednostavanili kompliciran. Gednostavan algoritam, primjerice, obre poredak sivih vrijednosti,torezultira negativom izvorne slike. Papredne algoritme se moe shvatiti kaotrodimenzionalnu rekonstrukciju rendgenske in"ormacije ili automatizirano prepoznavanjeznaajki slike. N9

".".'V( ) 'adioviziogra&ija

7QC je digitalni senzor koji lijeniku stomatologu omoguava napraviti intraoralniradiogra" sliku1 bez "ilma. Senzor zamjenjuje konvencionalni dentalni "ilm, a mogue jenapraviti periapiku, oklusalnu i sliku zagriza. Slike se prikazuju na monitoru, a svojomveliinom i jasnoom omoguuju tono postavljanje dijagnoze, to klasinim 7-C ureajemnijemogue.

Sastoji se od malene kamere koja se naziva senzor, a koja je konstruirana da /2zrakomstvori sliku u pacijentovim ustima, Dlektronike naprave koja se spaja s raunalom, programakojim se slika moe obraivati prema potrebi, kompleta razliitih draa kojima se senzor

postavlja u pacijentova usta, sukladno razliitim radiolokim tehnikama, generator je snage odnajmanje 85 &v konvencionalni ili visoko"rekventni1, vremenomjer sprava za podeavanjevremena zraenja1 sposobna

je odrediti kratke doze /2zraka od 5.5 sekunde1 koje nimalo nisu tetne za pacijenta.

%rednosti'2 visoka rezolucija slike vie od 5 parova linija po milimetru1 koja je jedini zadovoljavajui

parametar u postavljanju tane dijagnoze

2 slika nadmauje veliinu radne povrine monitora, a doktor je moe pomicati prema potrebii na taj nain iskoristiti prednosti visoke rezolucije

1+zvod iz lanka H (ilmless imaging, -he uses o" digital radiograph0 in dental practice, %aul (. Qan der Stelt, $.$.S., %h.$.,

Gournal o" =merican $ental =ssociation, 554.

1$


20/22

2 raunalo prilagoava sive tonove, tako da ih ljudsko oko moe razlikovati.

2 so"isticirani "iltar za obradu slike otrina1, mogue je obraivati pojedine dijelove slike,podeavati kontraste. #kljueni su programi Dndo, %aro, $entine to Dnamel Gunction1.

2 ukljuen je alat za mjerenje duine kanala, vrha kostijuXizmjerene su vrijednosti veomatane i jedino ih se moe tano izmjeriti na digitalnoj slici.

2 mogunost istovremenog prikazivanja vie slika na monitoru omoguuje paralelneusporedbe i, npr., olakava korak po korak u endodontikom tretmanu lijeenje kanala zuba1

".*. +ristal, - senzor

Slika . &ristal2V senzor

&ristal2V Das0 senzor osmiljen je da bude integrisan sa rendgenom, zadravajuimogunost da bude mobilan i da ga mogu koristiti vie stomatologa. *ahvaljujui nosaima,

lekar moe sa lakoom da se kree i na jednostavan i brz nain upotrebljava aparat.

".. Visteo senzor

%ojednostavljujui stomatoloku radiogra"iju koliko je to mogue, ovaj senzor,olakava da se premosti ogranienje pozicioniranja aparata i nudi nenadmaan kvalitetdijagnoze. Qisteo senzori su zapravo opremljeni najsavremenijom

pozicija u ordinaciji. &valitet slike i lakoa u razliitim uslovima rada lekara omoguuju boljikvalitet leenja.Qisteo je dakle prvi intraoralni senzor koji kombinuje slobodu kretanja,

precizne dijagnoze i kvalitet nege.

2%


21/22

/$+0U$+

+z svega navedenog jasno se vidi koliko razvoj tehnologije moe doprinijeti i razvojuovjekova ivota. &onkretno, koliko primjena senzora unapreuje procese mjerenja, koji suod velikog znaaja za zdravlje ovjeka.

-endencija rasta broja korisnika upravo ovih instrumenata pokazuje kako e serazvojima senzora i unapreivanjima njihovih karakteristika u budunosti posveivati jo ivea panja, posebno s aspekta nanotehnologija, gdje se nastoji dosegnuti i do najsitnijihdijelova ovjekovog tijela s ciljem prouavanja i osiguravanja zadovoljavajueg zdravstvenog

stanja istog, jer je tano izmjerena veliina osnova za uspostavljanje tane dijagnozepacijenta.

21


22/22

034'$3U'$

9. $r. !laden %opovi' Senzori i tenosti, *avod za udbenike i nastavna sredstva,Sarajevo,55E.

. $ejan ). %opovi'Kliniko ininjerstvo, Dlektrotehniki "akultet, univerzitet u )eogradu,59E.

+nternet'Uikipedia

Povine'

9. Qeernji list lanak N)iosenzori za 9. stoljeeO1

. Gournal o" =merican $ental =ssociation +zvod iz lanka H (ilmless imaging, -he uses o"digital radiograph0 in dental practice, %aul (. Qan der Stelt, $.$.S., %h.$., Gournal o"=merican $ental =ssociation, 554.1

22

Documents

Senzori u stomatologiji