Τεχνολογία της in-vivo διαγνωστικής - Διατάξεις απαγωγής βιοηλεκτρικών σημάτων

Abstract

To σύγγραμμα καλύπτει το αντικείμενο των in-vivo διαγνωστικών διατάξεων, συσκευών και συστημάτων, που χρησιμοποιούνται στην απαγωγή και επεξεργασία βιοηλεκτρικών σημάτων. Η μελέτη των διαφόρων τεχνολογικών συστημάτων περιλαμβάνει την παρουσίαση των βιολογικών αρχών στις οποίες στηρίζεται η παραγωγή του βιοηλεκτρικού σήματος, την παρουσίαση και ανάλυση των αρχών της φυσικής στις οποίες στηρίζεται η λειτουργία του συστήματος απαγωγής και, το σημαντικότερο, τη μελέτη των τεχνολογικών εφαρμογών των αρχών αυτών, οι οποίες δίνουν τελικά ένα τυπικό ολοκληρωμένο σύστημα καταγραφής του ηλεκτρικού βιοσήματος. Απευθύνεται σε προπτυχιακούς και μεταπτυχιακούς φοιτητές που ασχολούνται με το αντικείμενο της Βιοϊατρικής Τεχνολογίας, από τη σκοπιά της τεχνολογικής εξειδίκευσης, παρέχοντας όμως και όσες γνώσεις χρειάζονται από τη φυσιολογία των συστημάτων του ανθρώπινου οργανισμού που παράγουν τα βιοηλεκτρικά σήματα, για την κατανόηση των λειτουργικών τεχνικών απαιτήσεων των in-vivo διαγνωστικών διατάξεων. Τα κεφάλαια τα οποία καλύπτει το σύγγραμμα είναι τα φαινόμενα ιοντικών ρευμάτων στα κύτταρα, τα ηλεκτρόδια απαγωγής βιοσημάτων, ζητήματα βιοενισχυτών με έμφαση στις απαιτήσεις των ιατρικών ηλεκτρονικών και η ανάλυση των τυπικών διατάξεων και συστημάτων ηλεκτροκαρδιογραφίας, ηλεκτροεγκεφαλογραφίας, ηλεκτρομυογραφίας και ηλεκτροοφθαλμογραφίας. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται σε πρωτοποριακές μη επεμβατικές τεχνικές καταγραφής ηλεκτρικών βιοσημάτων, μέσω των οποίων είναι δυνατή η παραγωγή εικόνων της ηλεκτρικής λειτουργίας ιστών του σώματος. Αναλύεται το θεωρητικό φυσικομαθηματικό υπόβαθρο των τεχνικών και παρουσιάζονται εφαρμογές σε σύγχρονα συστήματα τομογραφικής απεικόνισης της ηλεκτρικής δραστηριότητας του εγκεφάλου.

The textbook covers the subject of in-vivo diagnostic devices, instruments, and systems used in the derivation and processing of bioelectric signals. The study of the various technological systems includes the presentation of the biological principles underlying the production of the bioelectric signal, the presentation and analysis of the physical principles underlying the operation of the detection system and, most importantly, the study of the technological applications of these principles, which ultimately result in a typical integrated system for recording electrical biosignals. It is aimed at undergraduate and postgraduate students studying Biomedical Technology, from the perspective of technological specialization, while also providing the necessary knowledge of the physiology of the human body systems that produce bioelectric signals, in order to understand the functional technical requirements of in-vivo diagnostic devices. The chapters covered in the textbook are ionic current phenomena in cells, biosignal electrodes, issues of bioamplifiers with an emphasis on the requirements of medical electronics, and the analysis of typical devices and systems for electrocardiography, electroencephalography, electromyography, and electrooculography. Particular emphasis is placed on innovative non-invasive techniques for recording electrical biosignals, through which it is possible to produce images of the electrical functioning of body tissues. The theoretical physical and mathematical background of the techniques is analyzed and applications in modern systems for tomographic imaging of brain electrical activity are presented.