Нужна электронная схема для медицинского прибора (миотонометра)

[Михаил Верхотуров]

Ребята, добрый день! Я студент, пишу работу по проектированию медицинского прибора - миотонометра (для измерения мышечного тонуса). На схеме он.

Работает так: устройство прикладывается подошвой к телу пациента, шток задвигается внутрь, пружина сжимается. Появляются показатели от тензопреобразователя и линейного энкодера (буду использовать инкрементальный магнитный энкодер). Далее прибор перемещается вдоль линии (особенности методики измерения), кодовое колесо крутится и появляются показатели с оптического датчика (оптопары).

На данном этапе понял, что НЕ могу спроектировать электрическую схему. Вроде блок-схему накидал, а куда дальше (какой ИУ, АЦП, МК использовать? как развести питание? как защитить от помех?) не знаю. На этапе подбора датчиков понял, что главные к ним требования - компактность, малое потребление тока, точность: оптопара TCST1103, инкрементальный магнитный энкодер RLS и тензопреобразователь Н100-1

Подскажите, какой МК выбрать? Может уже есть готовые решение типа STM32, PICов? и самое-то что: как всё это запитать, чтобы была автономность не менее суток и возможность подзарядки. Я учусь на медицинском, не профи в схемотехнике, но готов постигать и в сроках не ограничен. Натолкните на решение, пожалуйста!

 

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[IMXO]

54 минуты назад, Михаил Верхотуров сказал:

Я учусь на медицинском, не профи в схемотехнике,

судя по картинкам, в физике вы тоже не очень... а вообще прикольно наблюдать когда гуманитарии пытаются решать технические задачи...
первый вопрос по вашей картинко, как вы представляете работу тензодатчика , и как реально вы будите с него снимать показания.
второй вопрос каким образом планируется устранение проскальзывания кодового колеса.
третий вопрос с какой скоростью и разрядностью требуется получение данных с тензодатчика.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Falconist]

А зачем нужно оптическое колесо? Как Вы планируете компенсировать скольжение штока по коже? Не проще ли просто проводить измерения по точкам? И на кой ляд вообще нужен микроконтроллер? Показать циферки? Да, процесс исследования будет дольше, зато прибор - проще и надежнее.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Михаил Верхотуров]

34 минуты назад, IMXO сказал:

судя по картинкам, в физике вы тоже не очень... а вообще прикольно наблюдать когда гуманитарии пытаются решать технические задачи...
 

Ну поправьте, технари

35 минут назад, IMXO сказал:

первый вопрос по вашей картинко, как вы представляете работу тензодатчика , и как реально вы будите с него снимать показания.
второй вопрос каким образом планируется устранение проскальзывания кодового колеса.
третий вопрос с какой скоростью и разрядностью требуется получение данных с тензодатчика.

первый ответ: Представляю, что на тензодатчик действуют силы с двух сторон (пружина и кожа-мышца). Мембрана датчика деформируется - сигнал идёт. Ясно пока, что его надо будет много калибровать на практике. Но, есть какое-то другое решение?

второй ответ: а оно возможно при плотном прилегании колеса с зубчиками к коже?

третий ответ: надеялся здесь подскажут эти параметры

[Михаил Верхотуров]

42 минуты назад, Falconist сказал:

Как Вы планируете компенсировать скольжение штока по коже?

Мне эти скольжения и нужны. Или я Вас не правильно понял?

43 минуты назад, Falconist сказал:

Не проще ли просто проводить измерения по точкам? И на кой ляд вообще нужен микроконтроллер? Показать циферки?

Не проще, так еще и дольше. Проведение прибора по линии быстрее. МК нужен на такой ляд, что устройство планируется выдавать на дом пациентам (как ХОЛТЕР или СМАД) или в принципе в отрыве от диагностического кабинета. Поэтому должно быть всё автономно, под управлением МК и с возможностью записи в память

[Falconist]

15 минут назад, Михаил Верхотуров сказал:

не правильно понял?

Неправильно. Метод миотонометрии измеряет "твердость" мышц, зависящую от их тонуса. А шток при проведении по коже будет испытывать боковые нагрузки, искажающие измерение его перпендикулярного проникновения через кожу. Я, всё-таки, электрофизиологи, поэтому "знаю, о чём пою".

[Andrey644]

Там вся фишка в том, что направляющая подошва и шток должны прижиматься к поверхности тела с различными (нормированными) усилиями (каждый со своей пружиной). И при достижении определенного положения подошвы должно фиксироваться положение подпружиненого штока.А место приложения определяется шаблоном. Как то так. Применяется в стоматологических делах. Или же у вас иная цель применения?

[Михаил Верхотуров]

9 минут назад, Falconist сказал:

Неправильно. Метод миотонометрии измеряет "твердость" мышц, зависящую от их тонуса. А шток при проведении по коже будет испытывать боковые нагрузки, искажающие измерение его перпендикулярного проникновения через кожу

Так, угу. А если подобрать материалы с низким коэффициентом трения и применить посадку с минимальным зазором между штоком и подошвой-направляющей?

6 минут назад, Andrey644 сказал:

Или же у вас иная цель применения?

В делах спортивных.

 

9 минут назад, Andrey644 сказал:

И при достижении определенного положения подошвы должно фиксироваться положение подпружиненого штока

Да, встречал такие конструкции. Но в чем смысл такого демпфирующего механизма? Чем хуже одна пружина? Заранее спасибо за ответ

[Andrey644]

Цель одна. Обеспечить равные (примерно) условия измерения. Это как трещотка у микрометра (стабилизатор измерительного усилия), для исключения субьективного влияния на измерительное усилие. Говорят, что после начинающих хирургов операционный стол имеет износ как у разделочной доски. Правда? Или брешут?

[Falconist]

Брешут. "Начинающие хирурги" только "держат крючки" (ассистируют). А когда их старшие коллеги допускают до самостоятельной работы, то они уже далеко не "начинающие".

[IMXO]

1 час назад, Михаил Верхотуров сказал:

на тензодатчик действуют силы с двух сторон (пружина и кожа-мышца). Мембрана датчика деформируется - сигнал идёт. Ясно пока, что его надо будет много калибровать на практике. Но, есть какое-то другое решение?

я не о принципах работы спрашивал, а о том, как вы с подвижного датчика собираетесь снимать показания, по вашей картинко провода датчика придется пропускать через пружину или формировать канал в обойме, ни то не другое не способствуют долгой жизни проводам, масса датчика также в динамике будет искажать показания, хотя все что требовалось , вспомнить физику за 7 класс и что на пружину действует не только сила сжатия , но и равная ей сила реакции опоры , из чего следует, что тензодатчику  абсолютно фиолетово как на него будет воздействовать сила напрямую или через пружину. но это позволит упростить съем данных и надежно закрепить оный.

1 час назад, Михаил Верхотуров сказал:

а оно возможно при плотном прилегании колеса с зубчиками к коже?

оно не возможно, оно будет. даже если вы используете накатку на колесе.

[Михаил Верхотуров]

2 часа назад, IMXO сказал:

////////////////////

Ход датчика в канале 15-20 мм. Постараюсь найти техническое решение, которое уберёт деформацию проводов. Масса датчика ~ 10 г - неужели будет сильное искажение? С физикой спасибо что разъяснили
Насчет колеса - изготовлю и опробую. Если будет проскальзывать, схвачусь за голову и скажу что пользователь @IMXO меня предупреждал

Так мы вернемся к теме? Как мне реализовать электрическую часть прибора

Изменено 10 мая, 2021 пользователем Falconist
Оверквотинг

[Falconist]

2 часа назад, IMXO сказал:

тензодатчику  абсолютно фиолетово как на него будет воздействовать сила напрямую или через пружину

Поэтому вношу рацпредложение: подпружинивать не сам датчик, а торец обоймы, в которой он размещен неподвижно.

[Огонёк]

10.05.2021 в 11:54, Михаил Верхотуров сказал:

Ребята, добрый день! Я студент, пишу работу по проектированию медицинского прибора - миотонометра (для измерения мышечного тонуса).

10.05.2021 в 11:54, Михаил Верхотуров сказал:

Я учусь на медицинском, не профи в схемотехнике,

При таких вводных от вас вряд ли будут требовать самостоятельного изготовления прибора. От медиков такого не должны требовать. Ваша задача - описать в техническом задании медицинскую часть изделия, параметры его взаимодействия с пациентом. А уже реализацией в металле пусть занимаются профессионалы в электронике - каждому своя работа. И каждой работе своя оплата.

[Vlad90]

"Метод миотонометрии измеряет "твердость" мышц, зависящую от их тонуса."

Так зачем тогда все эти пляски с бубном? Измеряйте твердость так, как ее всегда и везде измеряют. Только не по размеру отпечатка, а по глубине проникновения вашего штока. С одной стороны "давит" мышца, с другой - пружина. Сила пружины - постоянна (почти). И тогда никакой тензодатчик не нужен, а просто измерить смещение штока на разных участках. На "мягком" он сдвинется на одну величину, на "твердом" естественно на меньшую величину. Вот эту разность измерить - как два пальца...

[IMXO]

13 часов назад, Vlad90 сказал:

Сила пружины - постоянна (почти).

еще одна жертва среднего образования,  7 класс , физика , закон Гука.

[Vlad90]

7 часов назад, IMXO сказал:

еще одна жертва среднего образования,  7 класс 

еще одна жертва среднего образования,  3 класс, русский язык, значение слова "почти".

ПОЧТИ́ (НАРЕЧИЕ) -  без малого, очень близко к чему-либо.

В данном конкретном случае перемещения минимальны (доли миллиметра при общей длине пружины 5-10 см) и изменением силы пружины можно либо пренебречь, либо ее элементарно учесть используя именно закон Гука.

Изменено 12 мая, 2021 пользователем Vlad90

[IMXO]

мог бы не напрягаться и так понятно , что и с русским языком у тебя тоже не очень. Слово "почти" и слово "постоянна" относятся к "коэффициенту жесткости пружины" и к силе пружины не имеют никакого отношения, потомушта последняя прямо пропорциональна сжатию пружины и не может быть постоянна при изменении геометрических размеров пружины.

ЗЫ и да наречия учат в 4ом классе

[IMXO]

6 часов назад, Vlad90 сказал:

В данном конкретном случае перемещения минимальны (доли миллиметра при общей длине пружины 5-10 см) и изменением силы пружины можно либо пренебречь,

прежде чем писать  бред, стоит ознакомится с принципом работы аналогичных устройств. того же "Миотон-3с"

Цитата

1. Принцип работы.
Щуп миотонометра состоит из двух подвижных подпружиненных
элементов (1 и 2). Сила пружины элемента 1 в состоянии полного сжатия 300гр. (ход – 5мм), элемента 2 – 1300гр. (ход – 3мм).
В тот момент, когда пружина элемента 2 сжата до нагрузки 1300гр.,
происходит определение степени погружения элемента 1 в исследуемую область с шагом измерения, равным 0,025мм. Это значение (в
диапазоне от 0 до 200 единиц) отображается на дисплее (3) устройства и сохраняется во внутренней памяти (автономная работа), или заносится и сохраняется в базе данных компьютерной программы (при
соединении с компьютером).
 

и прочитать пару патентов на этот счет, чтобы иметь хотя бы минимальное представление о сути вопроса, 

[IMXO]

10.05.2021 в 17:06, Михаил Верхотуров сказал:

Так мы вернемся к теме? Как мне реализовать электрическую часть прибора

ну так что бы Фсе в одном флаконе PIC24FJ64GC006 или PIC24FJ128GC010