Technik_elektroniki_medycznej_322[18].Z3_01

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ

Mirosława Stelengowska
Marcin Szypowski
Agnieszka Wieczorek

Instalowanie i uruchamianie aparatury medycznej

322[18].Z3.01

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
dr hab. n. med. Ewa Marzec
mgr in

Ŝ. Danuta Pawełczyk

Opracowanie redakcyjne:
mgr inŜ. Beata Organ

Konsultacja:
mgr inŜ. Gabriela Poloczek

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczn

ą programu jednostki modułowej 322[18].Z3.01,

„Instalowanie i uruchamianie aparatury medycznej”,

zawartego w modułowym programie

nauczania dla zawodu technik elektroniki medycznej.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Klasyfikacja aparatury medycznej i jej zastosowań

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Rodzaje i parametry źródeł zasilania aparatury medycznej

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Czujniki i detektory medyczne: budowa i zasada działania

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Specjalizowane wzmacniacze małych sygnałów stosowane w aparaturze

elektromedycznej

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

4.5. Elektromechaniczne elementy aparatury medycznej

4.5.1. Materiał nauczania

4.5.2. Pytania sprawdzające

4.5.3. Ćwiczenia

4.5.4. Sprawdzian postępów

4.6. Elementy konstrukcyjne i technologie mechaniczne stosowane przy

wytwarzaniu aparatury medycznej

4.6.1. Materiał nauczania

4.6.2. Pytania sprawdzające

4.6.3. Ćwiczenia

4.6.4. Sprawdzian postępów

4.7. Aparatura diagnostyczna, terapeutyczna i radioizotopowa: budowa, zasada

działania, zastosowanie w medycynie

4.7.1. Materiał nauczania

4.7.2. Pytania sprawdzające

4.7.3. Ćwiczenia

4.7.4. Sprawdzian postępów

4.8. Aparatura rehabilitacyjna; zastosowanie pól elektrycznych i magnetycznych,

jonoforeza, fizykoterapia

4.8.1. Materiał nauczania

4.8.2. Pytania sprawdzające

4.8.3. Ćwiczenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.8.4. Sprawdzian postępów

4.9. Aparatura laserowa: budowa i zasada działania, podział laserów według

róŜnych kryteriów, zasady bezpiecznej pracy

4.9.1. Materiał nauczania

4.9.2. Pytania sprawdzające

4.9.3. Ćwiczenia

4.9.4. Sprawdzian postępów

4.10. Komory hiperbaryczne i kriogeniczne

4.10.1. Materiał nauczania

4.10.2. Pytania sprawdzające

4.10.3. Ćwiczenia

4.10.4. Sprawdzian postępów

4.11. Urządzenia pomocnicze: sterylizatory i dezynfektory, stacje dezynfekcji

4.11.1. Materiał nauczania

4.11.2. Pytania sprawdzające

4.11.3. Ćwiczenia

4.11.4. Sprawdzian postępów

4.12. Podział aparatury na klasy zgodnie z przepisami o wyrobach medycznych

4.12.1. Materiał nauczania

4.12.2. Pytania sprawdzające

4.12.3. Ćwiczenia

4.12.4. Sprawdzian postępów

4.13. Testy eksploatacyjne uŜytkownika

4.13.1. Materiał nauczania

4.13.2. Pytania sprawdzające

4.13.3. Ćwiczenia

4.13.4. Sprawdzian postępów

4.14. Wymagania dotyczące dopuszczenia do eksploatacji aparatury medycznej

w Europie i w Polsce, zasady wpisu do rejestru wyrobów medycznych

4.14.1. Materiał nauczania

4.14.2. Pytania sprawdzające

4.14.3. Ćwiczenia

4.14.4. Sprawdzian postępów

4.15. Przepisy bhp i ochrony radiologicznej

4.15.1. Materiał nauczania

4.15.2. Pytania sprawdzające

4.15.3. Ćwiczenia

4.15.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy z zakresu „Instalowanie

i uruchamianie aparatury medycznej”.

W poradniku zamieszczono:

−−−−

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć juŜ ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,

−−−−

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

−−−−

materiał nauczania – podstawowe wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania
treści jednostki modułowej,

−−−−

zestaw pytań przydatny do sprawdzenia, czy juŜ opanowałeś treści zawarte w rozdziałach,

−−−−

ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,

−−−−

sprawdzian postępów,

−−−−

sprawdzian osiągnięć – przykładowy zestaw zadań i pytań. Pozytywny wynik
sprawdzianu potwierdzi, Ŝe dobrze pracowałeś podczas zajęć i Ŝe nabyłeś wiedzę
i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej,

−−−−

literaturę uzupełniającą.

Z rozdziałem Pytania sprawdzające moŜesz zapoznać się:

−−−−

przed przystąpieniem do rozdziału Materiał nauczania – poznając wymagania wynikające
z zawodu, a po przyswojeniu wskazanych treści, odpowiadając na te pytania sprawdzisz
stan swojej gotowości do wykonywania ćwiczeń,

−−−−

po opanowaniu rozdziału Materiał nauczania, by sprawdzić stan swojej wiedzy, która
będzie Ci potrzebna do wykonywania ćwiczeń.
Kolejny etap to wykonywanie ćwiczeń, których celem jest uzupełnienie i utrwalenie

wiadomości z zakresu instalowania i uruchamiania aparatury medycznej.
Wykonując  ćwiczenia  przedstawione  w  poradniku  lub  zaproponowane  przez  nauczyciela,
będziesz poznawał charakterystykę budowy aparatów diagnostycznych i terapeutycznych oraz
współpracy  wszystkich  elementów  tych  aparatów,  instalował  i  uruchamiał  wybrane  aparaty
medyczne  do  określonego  zastosowania,  określał  poszczególne  czynności  obsługi
uruchomionych aparatów medycznych, określał sprawność i wydajność aparatu na podstawie
jego  dokumentacji  i  charakterystyk,  regulował  i  ustawiał  parametry  w  określonej  aparaturze
diagnostycznej,  regulował  i  ustawiał  parametry  w  zakresie  bezpiecznej  pracy  określonych
urządzeń  elektromedycznych,

wykonywał podstawowe testy eksploatacyjne uŜytkownika

danej aparatury medycznej.

Po wykonaniu zaplanowanych ćwiczeń, sprawdź poziom swoich postępów wykonując

Sprawdzian postępów.

Odpowiedzi Nie wskazują luki w Twojej wiedzy, informują Cię równieŜ, jakich

zagadnień jeszcze dobrze nie poznałeś. Oznacza to takŜe powrót do treści, które nie są
dostatecznie opanowane.

Poznanie przez Ciebie wszystkich lub określonej części wiadomości będzie stanowiło

dla nauczyciela podstawę przeprowadzenia sprawdzianu poziomu przyswojonych wiadomości
i  ukształtowanych  umiejętności.  W  tym  celu  nauczyciel  moŜe  posłuŜyć  się  zadaniami
testowymi.

W poradniku jest zamieszczony sprawdzian osiągnięć, który zawiera przykład takiego

testu oraz instrukcję, w której omówiono tok postępowania podczas przeprowadzania
sprawdzianu i przykładową kartę odpowiedzi, w której, w przeznaczonych miejscach zakreśl
właściwe odpowiedzi spośród zaproponowanych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

322[18].Z3.01

Instalowanie i uruchamianie aparatury medycznej

322[18].Z3.02

Badanie i naprawa aparatury medycznej

322[18].Z3.03

Wykonanie dokumentacji aparatury medycznej

322[18].Z3

Obsługa i nadzorowanie aparatury medycznej

Schemat układu jednostek modułowych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

rozróŜniać elementy i podzespoły elektroniczne na podstawie oznaczeń i wyglądu,

−

montować i demontować elementy elektroniczne,

−

uruchamiać i testować proste układy cyfrowe i analogowe,

−

objaśniać budowę i działanie podstawowych układów cyfrowych i analogowych,

−

posługiwać się przyrządami pomiarowymi takimi jak multimetr, generator i oscyloskop,

−

korzystać z róŜnych źródeł informacji,

−

korzystać z jednostek układu SI,

−

stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej i ochrony
stanowiska pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

sklasyfikować typy i rodzaje aparatury medycznej ze względu na jej zastosowanie,
charakter pracy, właściwości i parametry,

−

zidentyfikować podstawowe elementy urządzeń elektromedycznych,

−

przedstawić główne rodzaje i typy aparatów elektromedycznych,

−

scharakteryzować budowę i zasadę działania aparatury diagnostycznej i terapeutycznej
stosowanej w medycynie,

−

określić

moŜliwości

stosowania

układów

elektronicznych

aparaturze

elektromedycznej,

−

wyjaśnić zasady działania i współdziałania czujników, detektorów i specjalizowanych
wzmacniaczy stosowanych w aparaturze medycznej,

−

zastosować elementy elektromechaniczne w aparaturze medycznej,

−

zastosować odpowiednie technologie mechaniczne do konstruowania aparatury
medycznej,

−

określić poszczególne czynności w obsłudze aparatów,

−

scharakteryzować sposób odbioru lub podania sygnału w aparacie,

−

uzasadnić celowość stosowania danego rodzaju aparatury,

−

zainstalować aparaturę medyczną,

−

skontrolować prawidłowość montaŜu podzespołów i zespołów elektronicznych
w aparaturze medycznej,

−

uruchomić aparaturę i sprzęt medyczny zgodnie z procedurami,

−

wykonać kalibrację wybranych urządzeń elektromedycznych,

−

ustawić parametry oraz wyregulować aparaturę medyczną,

−

zmienić parametry aparatury i urządzeń według potrzeb medycznych,

−

zmierzyć podstawowe parametry aparatury medycznej,

−

wykonać podstawowe testy eksploatacyjne (uŜytkownika),

−

zastosować zasady bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony radiologicznej podczas
pracy z aparaturą elektromedyczną.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Klasyfikacja aparatury medycznej i jej zastosowań

4.1.1. Materiał nauczania

Aparatura medyczna klasyfikowana jest w róŜnoraki sposób. JednakŜe zawsze

wyróŜniają  się  dwa  zasadnicze  ujęcia,  a  mianowicie:  podział  techniczny  z  punktu  widzenia
konstruktora  aparatury  i  podział  medyczny  tj.  w  zaleŜności  od  jej  uŜytkowania.  Aparaty
znajdujące  się  w  tej  samej  grupie  podziału  pierwszego  znajdują  się  z  reguły  w  róŜnych
grupach  podziału  drugiego.  Przeprowadzenie  podziału  aparatury  według  jednego  kryterium,
np. częstotliwości nie jest moŜliwe. PoniŜej zostaną przedstawione przykładowe klasyfikacje
aparatury medycznej, najczęściej spotykane w literaturze.
I Klasyfikacja
A.  Aparaty małej częstotliwości

−

odbierające potencjały bioelektryczne, np. elektrokardiograf,

−

dostarczające bodźce, np. rozrusznik serca,

−

doprowadzające energię, np. aparat do jonoforezy.

B. Aparaty wielkiej częstotliwości

−

telemetria i telestymulacja,

−

diatermie do przegrzewań i chirurgii.

C. Aparaty mechaniczno-elektroniczne

−

odbierające informację, np. pletysmograf,

−

doprowadzające energię, np. aparat do synfazowego masaŜu.

D. Aparaty akustyczno-elektroniczne

−

odbierające informację, np. miernik ciśnienia krwi,

−

doprowadzające bodźce, np. audiometr.

E. Ultradźwiękowe aparaty elektroniczne

−

odbierające informację, np. ultrasonograf,

−

doprowadzające energię, aparaty do terapii ultradźwiękowej.

F. Urządzenia termiczne, świetlne

−

odbierające informację, np. miernik tętna,

−

doprowadzające energię, np. lampy i urządzenia do naświetlań.

G. Urządzenia rentgenowskie

−

diagnostyczne,

−

terapeutyczne,

−

aparatura megawoltowa.

H. Urządzenia jądrowe

−

odbierające bodźce (sygnały), np. dawkomierze,

−

doprowadzające energię, np. bomba kobaltowa.

Urządzenia liczące i pomocnicze

−

opracowujące informację, np. analizator elektroencefalogramów,

−

rejestratory, np. rejestrator EKG

J. Aparatura laboratoryjna

−

opracowująca informację, np. pH–metr,

−

doprowadzające energię, np. myjnia ultradźwiękowa.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

II Klasyfikacja
Podział medyczny:

−

Układ krąŜenia.

−

Układ oddechowy.

−

Układ trawienny.

−

Układ moczowo-płciowy.

−

Układ nerwowy.

−

Słuch.

−

Wzrok.

−

Mowa.

−

Układ motoryczny.

−

Inne.
We współczesnym świecie trudno sobie wyobrazić współczesną medycynę, np.

kardiologię,  chirurgię  czy  neurologię  bez  elektronicznej  aparatury  pomiarowej.  Nie  ma
dziedziny  medycyny,  która  nie  korzystałaby  od  dawna  z  tej  aparatury  zarówno  w  badaniach
naukowych  jak  i  w  postępowaniu  rutynowym.  Podstawowa  aparatura  do  odbioru  sygnałów
biologicznych  tworzy  bogatą  grupę  aparatową,  która  zawiera  kilkadziesiąt  rodzajów
przyrządów.  Dla  zilustrowania  szerokiego  zakresu  tych  przyrządów  moŜna  przykładowo
wymienić:

−

elektrokardiografy (EKG) – przyrządy do rejestracji potencjałów czynnościowych serca,

−

elektroencefalografy (EEG) – przyrządy do rejestracji potencjałów czynnościowych
mózgu,

−

elektrogastrografy (EGG) – przyrządy do rejestracji prądów czynnościowych Ŝołądka,

−

elektroretinografy i elektronystagmografy – przyrządy do rejestracji potencjałów
czynnościowych i ruchów oka,

−

elektrodermografy – przyrządy do rejestracji oporności skóry,

−

kardiotachometry (KTCh) – przyrządy do pomiaru częstotliwości akcji serca,

−

fonokardiografy (FKG) – przyrządy do rejestracji tonów i szmerów serca,

−

balistokardiografy (BKG) – przyrządy do rejestracji ruchów ciała wynikających z akcji
serca,

−

pletysmografy – przyrządy do rejestracji zmiany objętości ciała,

−

pH–metry – przyrządy do pomiarów koncentracji jonów wodorowych w ośrodkach
biologicznych,

−

termografy – przyrządy do panoramicznej rejestracji powierzchniowych rozkładów
temperatury,

−

erytrohemometry – przyrządy do pomiaru liczby erytrocytów i zawartości hemoglobiny
we krwi, itp.
Aparatura do pomiarów biologicznych jest często łączona w systemy pomiarowe, do

pomiaru kilku sygnałów biologicznych, np. EKG, tętna, FKG, częstotliwości oddechu.

Najogólniej kaŜdy przyrząd pomiarowy stosowany do pomiarów biologicznych moŜna

przedstawić jak na rys. 1.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 1. Ogólny schemat blokowy aparatury do rejestracji sygnałów biologicznych

Bezpośrednia rejestracja sygnałów elektrycznych z obiektu biologicznego polega na

doprowadzeniu ich do odpowiednich czujników, wzmocnieniu, dalszemu przetwarzaniu
analogowemu/cyfrowemu i analizowaniu automatycznie za pomocą odpowiedniego programu
komputerowego. W przypadku, gdy z obiektu biologicznego uzyskiwane są sygnały inne niŜ
elektryczne, są one uprzednio zamienione na sygnał elektryczny za pomocą przetworników.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do ćwiczeń.

1.  Jak ogólnie moŜna podzielić aparaturę medyczną?
2.  Jak klasyfikowane są typy i rodzaje aparatury medycznej?
3.  Na czym polegają róŜnice pomiędzy klasyfikacjami I, II?
4.  Jakie są podstawowe elementy urządzeń elektromedycznych?
5.  Na  czym  polega  rejestracja  sygnałów  elektrycznych  i  nieelektrycznych  zbieranych

z obiektów biologicznych?

6. Czy potrafisz wymienić aparaty słuŜące do badania pracy serca?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Ze względu na przeznaczenie sklasyfikuj podane przykłady aparatury medycznej:

−

aparat do ultradźwiękowego badania zastawek sercowych,

−

elektrokardiograf.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować informacje zawarte w rozdziale 4.1 poradnika,
2) dopasować przeznaczenie urządzenia do odpowiednich grup przedstawionych

klasyfikacji,

3) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
4) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Obiekt

biologiczny

Przetwornik

Elektrody

Wzmacniacz

sygnału

biologicznego

Układ

prezentacji

danych

Układ

automatycznej

analizy danych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

podać klasyfikację aparatury medycznej ze względu na jej zastosowanie,
charakter pracy, właściwości i parametry?

2) przedstawić główne rodzaje i typy aparatów elektromedycznych?

scharakteryzować róŜnice między kategoriami I, II i III?

zidentyfikować podstawowe elementy urządzeń elektromedycznych?

narysować ogólny schemat blokowy aparatury do rejestracji sygnałów
biologicznych?

określić

funkcję

poszczególnych

elementów

ogólnego

schematu

blokowego aparatury do rejestracji sygnałów biologicznych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Rodzaje i parametry źródeł zasilania aparatury medycznej

4.2.1. Materiał nauczania

Zasilanie aparatury medycznej ma ogromne znaczenie z kilku powodów. Od zasilania

zaleŜy pewność działania aparatury (a przez to bezpieczeństwo pacjenta). Zasięg moŜliwości
uŜywania aparatury medycznej teŜ zaleŜy od parametrów źródła jej zasilania. Cały czas dąŜy
się do zmniejszenia poboru mocy urządzeń medycznych, przy niezmienionych, a nawet
lepszych parametrach wyrobu.

Ogólnie źródła zasilania moŜna podzielić na stałe i zmienne. Źródła stałe to wszelkiego

rodzaju baterie, akumulatory, ogniwa. Źródła zmienne, to przede wszystkim sieć
energetyczna jedno– i trój–fazowa.

Aparaturę powszechnie stosowaną w medycynie (testery np. poziomu cukru, proste

rejestratory EKG, pulsoksymetry przenośne, piloty zdalnego sterowania, aparaty słuchowe
itd.) zasila się powszechnie dostępnymi handlowymi bateriami i akumulatorkami.

Aparaturę specjalistyczną (np. diagnostyczne kardiostymulatory) zasila się specjalnymi

bateriami/akumulatorami, wykonywanymi na specjalne zamówienie, niedostępnymi
w powszechnej sprzedaŜy.

Wyroby takie jak wszczepiane kardiostymulatory wymagają 100% pewności zasilania

w  przewidywanym  okresie  pracy.  PoniewaŜ  są  to  wyroby  wszczepiane  pod  skórę,  wymiana
baterii  wymagałaby  przeprowadzenia  operacji.  Aby  tego  uniknąć,  skonstruowano
specjalistyczne  ogniwa  o  bardzo  małym  prądzie  samorozładowania,  a  sam  stymulator
zaprojektowano  tak,  aby  pobierał  do  pracy  jak  najmniej  mocy,  a  impuls  stymulujący  miał
odpowiednią energię (nie za małą, aby był w stanie pobudzić mięsień serca i nie za duŜą, bo
następowałoby szybsze, niepotrzebne rozładowanie baterii zasilającej).

Natomiast aparaty takie jak rentgen, czy tomograf, które do swojej pracy potrzebują

bardzo duŜych energii. Są one najczęściej zasilane z sieci trójfazowej. Wielkość poboru mocy
nie jest tu problemem. Jednak i w tego typu aparaturze dąŜy się do zmniejszenia poboru mocy
ze względu na koszty ponoszone na zakup tej energii.

W związku z powszechną tendencją i zaleceniami związanymi z ochroną środowiska,

dąŜenie

zmniejszenia

poboru

mocy

spotyka

się

kaŜdym

kroku

w codziennym Ŝyciu, nie tylko w aparaturze medycznej. Jest to nie tylko „moda”, ale wręcz
zalecenia ustawowe.

Ogniwa projektuje się z myślą o jak najmniejszych wymiarach, a zarazem o jak

największej  mocy.  Niektóre  wymagają  do  swego  działania  utrzymania  przez  jak  najdłuŜszy
okres  niezmiennego  napięcia  przy  minimalnym  poborze  mocy  (niejednokrotnie  mniejszym
niŜ  prąd  samorozładowania  zwykłego  handlowego  ogniwa),  inne  wymagają  poboru
stosunkowo duŜego prądu (najczęściej impulsowego).

W aparatach zasilanych z baterii/akumulatorów powszechnie stosowane są systemy

sygnalizacji niskiego stanu baterii. Są one (a przynajmniej powinny być) tak skonstruowane,
aby po pierwszym alarmie, moŜna było bezpiecznie zakończyć aktualne badanie/zabieg.

Aparaty medyczne zasilane akumulatorami są wyposaŜone w ładowarki akumulatorów.

Stosuje

się

dwa

rodzaje

ładowarek:

zewnętrzne

(akumulator

wyjmuje

się

z wyrobu i umieszcza w ładowarce) i wewnętrzne (ładowarkę podłącza się do odpowiedniego
złącza w urządzeniu, a sam akumulator nie jest wyjmowany).

Wyroby o szczególnym znaczeniu dla zdrowia i Ŝycia pacjentów powinny być

wyposaŜone  w  dwa  komplety  akumulatorów.  Jeden  znajduje  się  w  aparacie,  a  drugi
w  ładowarce,  gotowy  w  kaŜdej  chwili  do  wymiany,  gdy  tylko  ten  w  aparacie  zasygnalizuje
niski stan napięcia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ciągłość zasilania aparatury medycznej zasilanej z sieci energetycznej zapewnia się przez

automatyczne  systemy  zasilania  awaryjnego.  Obecne  systemy  zasilania  awaryjnego  są  tak
skonstruowane,  Ŝe  ich  włączenie  jest  praktycznie  niezauwaŜalne.  Stosuje  się  urządzenia
zasilania awaryjnego lokalnie (przy danym pojedynczym wyrobie medycznym) lub centralnie
(cała  sieć  energetyczna,  z  której  zasilane  są  wyroby  medyczne,  jest  podłączona  do  urządzeń
zasilania  awaryjnego).  Urządzenie  zasilania  awaryjnego  to  przetwornica  napięcia  zasilana
z  akumulatorów,  przekształcająca  napięcie  stałe  na  zmienne,  najczęściej  z  dodatkową
stabilizacją napięcia i częstotliwości na wyjściu.

Wartości napięć akumulatorów w wyrobach medycznych wahają się od 1,2 V

(pojedyncze ogniwa) do 12/24 V (pakiety akumulatorów; mogą występować w postaci
zabudowanej jako jedno ogniwo). Ich pojemność wynosi od pojedynczych mAh do
kilku/kilkunastu, a nawet kilkudziesięciu Ah.

Wartości napięć sieci energetycznej zasilającej wyroby medyczne jest typowa, tzn. 230 V

dla układów jednofazowych i 380 V dla układów trójfazowych.

Aby zwiększyć pewność i ciągłość zasilania, obecnie uŜywa się specjalizowanych ogniw,

które posiadają zabudowane wewnątrz kontrolery (specjalizowane układy scalone), a ich
ładowaniem i rozładowaniem steruje mikroprocesor. NaleŜy pogodzić się z tym, Ŝe ładowarki
ładujące stałym prądem, przez określony z góry czas odeszły juŜ do historii.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do ćwiczeń.

1.  Jakie wymagania stawiane są źródłom zasilania aparatury medycznej?
2.  W jaki sposób zapewnia się ciągłość zasilania aparatury medycznej?
3.  Czy aparaturę medyczną moŜna zasilać popularnymi (handlowymi) bateriami?
4.  Czy ma sens zmniejszanie poboru prądu przez aparaty medyczne zasilane z sieci

energetycznej?

5. Ile wynosi napięcie zasilania wyrobów medycznych zasilanych z sieci trójfazowej?
6. Czy ogniwa stosowane w medycynie posiadają zabudowane kontrolery?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Scharakteryzuj źródło zasilania przenośnego rejestratora EKG lub ciśnieniomierza

elektronicznego.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować informacje zawarte w rozdziale 4.2 poradnika,
2) zapoznać się z instrukcją obsługi przenośnego rejestratora EKG lub elektronicznego

ciśnieniomierza,

3) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
4) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

przenośny rejestrator EKG lub elektroniczny ciśnieniomierz,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Dokonaj wymiany źródła zasilania przenośnego rejestratora EKG lub ciśnieniomierza

elektronicznego.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować informacje zawarte w rozdziale 4.2 poradnika,
2) zapoznać się z instrukcją obsługi przenośnego rejestratora EKG lub elektronicznego

ciśnieniomierza,

3) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
4) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

przenośny rejestrator EKG lub elektroniczny ciśnieniomierz wraz z instrukcją obsługi,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wymienić zuŜyte źródło zasilania w elektronicznej aparaturze medycznej?

2) wymienić bezpiecznik zabezpieczający zasilanie aparatury medycznej?

3) ogólnie scharakteryzować źródła zasilania aparatury medycznej?

4) powiedzieć, dlaczego dąŜy się do zmniejszenia poboru prądu zasilania?

5) powiedzieć, dlaczego czasami stosuje się rezerwowe źródła zasilania?

6) do czego słuŜą awaryjne systemy zasilania?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Czujniki i detektory medyczne

4.3.1. Materiał nauczania

Czujnik – jest to układ fizyczny lub biologiczny, który swoją reakcję na bodziec fizyczny

lub biologiczny przekształca w mierzalny sygnał innej wielkości fizycznej.

W definicji ogólniejszej, czujnik jest to urządzenie dostarczające informację o wartości

mierzonej wielkości. W tym ujęciu tak zwany czujnik składa się z: czujnika, przetwornika
oraz często układu dalszej obróbki sygnału.

Najczęściej spotykanymi czujnikami są czujniki dostarczające informację w jednej

z wielkości elektrycznych takich jak: napięcie, natęŜenie prądu, opór elektryczny.

Detektor jest urządzeniem słuŜącym do detekcji dowolnych sygnałów, tzn. wykrywania

i przetwarzania tych sygnałów na łatwiejsze do obserwacji lub uŜycia. Terminem detekcji
określa się wykrywanie dowolnych sygnałów, np. elektrycznych, promieniowania, w tym np.
jonizującego, jak równieŜ wykrywanie zdarzeń, np. wykrywanie ruchu obiektów, cząstek
elementarnych itp.

Przepływ krwi, ciepłota ciała, oddech, tętno, dźwięki i cały szereg innych zjawisk

fizycznych występujących w organizmach Ŝywych jest źródłem sygnałów nieelektrycznych.
Do najwaŜniejszych wielkości fizycznych o charakterze nieelektrycznym, moŜna zaliczyć:
ciśnienie,

siłę,

przesunięcie,

szybkość,

przyspieszenie,

temperaturę,

przepływ,

promieniowanie  jonizujące.  Dla  rejestracji  tych  wielkości  na  drodze  elektrycznej  konieczna
jest  ich  zmiana  w  sygnał  elektryczny.  SłuŜą  do  tego  czujniki,  przetworniki  i  detektory
zmieniające sygnał mechaniczny, chemiczny, jądrowy, cieplny na sygnał elektryczny.
Pomiary ciśnienia i siły

Obecnie, najczęściej stosowanymi czujnikami są czujniki półprzewodnikowe.

W submilimetrowej  skali  przyrządów  elektronicznych  taki  materiał  jak  krzem  wykazuje
wielką odporność na zmęczenie, co jest bardzo rzadko spotykane w skali makro. Dzięki temu
membrana  krzemowa  moŜe  być  zginana  praktycznie  nieskończenie  długo,  w  wyniku  czego
czujnik  taki  jest  bardzo  trwały.  Dwa  główne  rodzaje  takich  przyrządów  to  czujniki
pojemnościowe  i  piezorezystancyjne.  Czujniki  pojemnościowe  zamieniają  odkształcenia
mechaniczne  na  proporcjonalną  zmianę  pojemności  elektrycznej,  a  piezorezystancyjne  na
proporcjonalną  zmianę  rezystancji.  Istnieją  teŜ  rozwiązania  zintegrowanych  przetworników
ciśnienia  –  w  jednej  obudowie  mieści  się  czujnik  oraz  układy  zapewniające  jego  liniowość,
układy  kompensacji  temperaturowej,  wzmacniające  itp.  Na  wyjściu  takiego  zintegrowanego
czujnika  otrzymuje  się  sygnał  przygotowany  do  bezpośredniego  wyprowadzenia  na
przetwornik  analogowo-cyfrowy,  najczęściej  o  liniowej  zaleŜności  wielkości  wyjściowej  od
ciśnienia (siły).
Pomiary przesunięcia, przyspieszenia

Pomiary przesunięcia, przyspieszenia realizowane są za pomocą czujników

potencjometrycznych, indukcyjnych, pojemnościowych i piezoelektrycznych.
Pomiary drgań mechanicznych

Drgania mechaniczne, akustyczne rejestrowane są za pomocą mikrofonów,

przystosowanych do wykrywania drgań o niskich częstotliwościach, które nie mogą być
rejestrowane przy pomocy klasycznych mikrofonów. Stosuje się tzw. mikrofony kontaktowe,
z powierzchnią drgającą.
Pomiary przepływu cieczy przewodzących

Pomiary przepływu opierają się na prawie indukcyjności elektromagnetycznej. Gdy ciecz

przewodząca przepływa w polu magnetycznym indukuje się w niej siła elektromotoryczna,
której wartość zaleŜy od szybkości przepływu cieczy. Najnowsze czujniki do pomiaru
przepływu oparte są na zasadzie ultradźwięków i wykorzystują zjawisko Dopplera.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Pomiary temperatury

Pomiary temperatury na drodze elektronicznej przeprowadzane są przy pomocy

termoelementów,  termometrów  oporowych  lub  termistorów.  Jako  czujniki  temperatury
charakteryzuje  je  duŜa  wartość  współczynnika  temperaturowego  rezystancji  (określającego
zmiany  rezystancji  przy  wzroście  temperatury  o  1K) oraz mała bezwładność cieplna (bardzo
szybko  ich  temperatura  wyrównuje  się  z  temperaturą  badaną).  Termistory  wykazują  bardzo
małą  bezwładność  w  stosunku  do  termometrów  oporowych  (jak  1:60)  oraz  są  ok.  10  razy
bardziej  czułe,  natomiast  termometry  oporowe  posiadają  prawie  stały  współczynnik
temperaturowy w szerokim zakresie pomiarowym.
Pomiary kolorymetryczne

Pomiary kolorymetryczne przeprowadza się za pomocą czujników fotoelektrycznych.

Badany  ośrodek  biologiczny  znajduje  się  między  źródłem  światła,  a  fotoelementem  –
najczęściej opornikiem fotoelektrycznym, fototranzystorem lub fotodiodą. NatęŜenie i widmo
światła  przechodzącego  lub  odbitego  przez  badany  ośrodek  i  padającego  na  fotoelement
zaleŜy  od  przezroczystości  ośrodka.  Kluczowe  znaczenie  dla  dokładności  pomiaru  ma
dopasowanie charakterystyki widmowej światła i filtrów do badanego obiektu biologicznego.

Przykłady czujników najczęściej wykorzystywanych w aparaturze medycznej

Czujnik pojemnościowy

Zasadniczą częścią czujników wykorzystujących efekt pojemnościowy jest specjalnie

zbudowany  kondensator.  Górną  jego  okładkę  stanowi  giętka  membrana.  Dolną  okładką  jest
sztywna  kształtka  uformowana  w  wyniku  anizotropowego,  mokrego  trawienia  krzemu.  Cały
kondensator  składa  się  z  centralnej  części,  czułej  na  zmiany  ciśnienia  i  części  brzegowej
odgrywającej  rolę  pojemności  stałej.  Ugięcie górnej membrany  pod wpływem przyłoŜonego
ciśnienia  powoduje  zmianę  odległości  między  okładkami  kondensatora  i  w  wyniku  zmianę
jego pojemności. Najczęściej są stosowane do wykrywania poziomu cieczy w zbiornikach.
Czujnik piezoelektryczny

Czujniki piezorezystancyjne wykorzystują efekt zmiany rezystancji materiału pod

wpływem działającego ciśnienia. Cechują się one duŜą trwałością, szerokim zakresem ciśnień
i małymi rozmiarami. Główną ich zaletą jest moŜliwość wykonania z nich przetworników
pomiarowych o kaŜdej Ŝądanej postaci i kształcie. Są stosowane w miernikach ciśnienia krwi.
Czujnik indukcyjny

Czujnik indukcyjny zawiera najczęściej transformator mający podwójne, połączone

róŜnicowo  uzwojenie  tak,  Ŝe  indukowane  zakłócenia  znoszą  się.  Rdzeń  transformatora  jest
ruchomy  i  ustawiony  wstępnie  w  pozycji  symetrycznej  względem  uzwojeń  wtórnych.  W  tej
pozycji  rdzenia  róŜnica  napięć  na  uzwojeniach  wynosi  zero.  W  przypadku  przesunięcia
rdzenia  z  pozycji  symetrycznej  powstaje  róŜnica  napięć,  której  wartość  jest  miarą
przesunięcia rdzenia. Są najczęściej stosowane do detekcji ruchu.
Czujnik magnetyczny

Czujnik magnetyczny rozpoznaje połoŜenie tłoków w cylindrach pneumatycznych

i  hydraulicznych.  Mogą  one  zastępować  tradycyjne  stykowe  kontaktrony  lub  mechaniczne
wyłączniki  krańcowe.  Podczas  zbliŜaniu  się  tłoka  do  czujnika  zmienia  się  jego  sygnał
wyjściowy.  Są  takŜe  stosowane  w  urządzeniach  do  magnetoterapii  i  rezonansu
magnetycznego.
Czujnik fotoelektryczny

Jest to czujnik reagujący na zmianę intensywności docierającego do niego

promieniowania  elektromagnetycznego.  Uzyskuje  się  dzięki  temu  zmianę  energii  fotonów
światła,  promieniowania  podczerwonego  lub  laserowego  na  energię  elektryczną.
W zaleŜności  od  tego,  na  jakim  elemencie  oparta  jest  budowa  czujnika,  inna  wielkość
elektryczna jest zmieniana. Jeśli czujnik zbudowano w oparciu o:

−

fototranzystor – zmienia się napięcie,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

fotorezystor – zmienia się oporność,

−

fotodiodę – zmienia się prąd.

Czujniki fotoelektryczne stosuje się np. w czujnikach pulsoksymetrycznych słuŜących do
pomiaru nasycenia krwi tlenem.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do ćwiczeń.

1.  Jaka jest róŜnica pomiędzy czujnikiem, a detektorem medycznym?
2.  Jakie poznałeś czujniki najczęściej stosowane w badaniach biologicznych?
3.  Jakie poznałeś czujniki najczęściej wykorzystywane w aparaturze medycznej?
4.  Jaka jest budowa i zasada działania czujnika pojemnościowego?

5. Jaka jest budowa i zasada działania czujnika piezoelektrycznego?

6. Jaka jest budowa i zasada działania czujnika indukcyjnego?

7. Jaka jest budowa i zasada działania czujnika magnetycznego?

8. Jaka jest budowa i zasada działania czujnika fotoelektrycznego?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zapisz w zwartej formie podstawowe parametry metrologiczne trzech analizowanych

czujników, jakie powinny znaleźć się, Twoim zdaniem, w metrykach dołączonych do
gotowego czujnika.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować informacje zawarte w rozdziale 4.3 poradnika,
2) przeanalizować charakterystyki metrologiczne, ulotki reklamowe itp. czujników

dostarczanych do wyrobów medycznych,

3) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
4) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

charakterystyki metrologiczne, ulotki reklamowe czujników medycznych,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Scharakteryzuj budowę i zasadę działania czujników pomiarowych przenośnego

rejestratora EKG lub ciśnieniomierza elektronicznego.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować informacje zawarte w rozdziale 4.3 poradnika,
2) zapoznać się z instrukcją obsługi przenośnego rejestratora EKG lub elektronicznego

ciśnieniomierza,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
4) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

przenośny rejestrator EKG lub elektroniczny ciśnieniomierz,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) podać przykłady czujników najczęściej stosowanych w badaniach

biologicznych?

2) podać

budowę

zasadę

działania

czujników

najczęściej

wykorzystywanych w aparaturze medycznej?

3) wymienić rodzaje czujników wykorzystywanych do pomiaru ciśnienia i

siły?

4) wymienić rodzaje czujników wykorzystywanych do pomiaru temperatury?

5) scharakteryzować

róŜnicę

między

termometrem

oporowym,

termistorem?

6) podać, na czym polegają pomiary kolorymetryczne?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Specjalizowane wzmacniacze małych sygnałów stosowane

w aparaturze elektromedycznej

4.4.1. Materiał nauczania

Ze względu na niewielkie wartości wielkości elektrycznych uzyskiwanych z czujników

i detektorów pomiarowych, których nie moŜna bezpośrednio zobrazować w sposób łatwy do
odczytu, zachodzi konieczność ich wzmocnienia. Do tego celu słuŜą wzmacniacze i układy
wzmacniające.

KaŜdy układ wzmacniający określają cztery podstawowe parametry:

1)  wzmocnienie,
2)  rezystancja wejściowa,
3)  rezystancja wyjściowa,
4)  pasmo przenoszenia,
5)  współczynnik tłumienia sygnału wspólnego (tylko dla wzmacniaczy róŜnicowych).

ad 1) Wielkość wzmocnienia określamy stosunkiem amplitud sygnału wyjściowego do

sygnału wejściowego (rys. 2).

Rys. 2. Wzmacniacz

Wzmocnienie

Uwe

Uwy

Wzmocnienie moŜe teŜ być podawane w decybelach; 1dB = 20*lg(k)
np. wzmacniacz o wzmocnieniu k = 1000 ma wzmocnienie 60 dB

ad 2) Rezystancja wejściowa to rezystancja występująca na wejściu układu. Idealnym

rozwiązaniem jest rezystancja wejściowa nieskończenie wielka. Wtedy wzmacniacz nie
obciąŜałby w ogóle źródła sygnału. W praktyce wystarcza, Ŝe rezystancja ta jest o kilka
rzędów większa niŜ rezystancja wyjściowa źródła sygnału. Wtedy obciąŜenie źródła
jest na tyle małe, Ŝe nie zniekształca sygnału bioelektrycznego.

ad 3) Rezystancja wyjściowa, to rezystancja występująca na wyjściu wzmacniacza. Tu zaleŜy

nam na jak największej wydajności prądowej. Oznacza to, Ŝe idealny wzmacniacz
musiałby mieć oporność bliską zeru. W praktyce rezystancja ta musi być kilka rzędów
mniejsza niŜ oporność wejściowa następnego przyrządu podłączonego do jego wyjścia.

ad 4) Pasmo przenoszenia określa się jako pełny zakres częstotliwości wzmacnianych przez

dany  układ,  tzn.  wszystkie  przebiegi o częstotliwościach naleŜących do danego pasma
będą  wzmacniane,  a  wszystkie  inne  tłumione.  Na  ogół  zakres  pasma  określają  dwie
częstotliwości  –  częstotliwość  górna  i  dolna.  Często  jednak  zachodzi  potrzeba
stłumienia  jakiejś  częstotliwości  wewnątrz  takiego  pasma.  Wynika  to  najczęściej
z  potrzeby  tłumienia  częstotliwości  niepoŜądanych  np.  zakłóceń  sieciowych  (50  Hz).
Najczęściej stosuje się wtedy układy zwane filtrami. RozróŜniamy trzy rodzaje filtrów:

Wzmacniacz

odn

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

dolnoprzepustowe, górnoprzepustowe i środkowoprzepustowe (pasmowe). Miarą
działania filtru jest stopień tłumienia. Podajemy go w wartościach wzmocnienia,
najczęściej w decybelach (dB). Tłumienie sygnału przez filtr o 50% to tłumienie o 6dB.

ad 5) Aby wyjaśnić znaczenie współczynnika tłumienia sygnału wspólnego (CMRR), naleŜy

wprowadzić pojęcie wzmacniacza róŜnicowego, w odróŜnieniu od wzmacniacza, który
wzmacniał sygnał między wejściem czynnym, (U

), a odniesieniem (U

odn

) (rys. 2).

Wzmacniacz róŜnicowy wzmacnia róŜnicę sygnałów między wejściem dodatnim
(U

we1

) i ujemnym (U

we2

), a odniesieniem (U

odn

) (rys. 3).

Rys. 3. Wzmacniacz róŜnicowy

Z tego wynika, Ŝe jeŜeli na oba wejścia podamy ten sam sygnał, to na wyjściu

powinniśmy  otrzymać  zero.  Ta  właściwość  wzmacniacza  róŜnicowego  wykorzystywana  jest
do  tłumienia  zakłóceń,  gdyŜ  najczęściej  są  one  takie  same  na  obu  wejściach.  W  praktyce
nigdy  sygnał  wyjściowy  nie  jest  równy  zeru,  ani  zakłócenia  nie  są  takie  same  na  obu
wejściach.  Jednak  wzmacniacze  róŜnicowe  znacznie  zmniejszają  poziom  zakłóceń  i  dlatego
są  stosowane.  Miarą  jakości  wzmacniacza  róŜnicowego  jest  współczynnik  tłumienia sygnału
wspólnego  (synfazowego),  który  informuje,  w  jakim  stopniu  wzmacniacz  jest  w  stanie
wytłumić sygnał wspólny dostający się na oba jego wejścia. Współczynnik CMRR podawany
jest  na  ogół  w  dB.  Idealny  wzmacniacz  charakteryzuje  się  wpółczynnikeim  CMRR  równym
nieskończoność. W praktyce jest on rzędu 120 dB, czyli tłumi sygnał wspólny ok. 1000000 razy.
Wzmacniaczom  sygnałów  bioelektrycznych  ze  względu  na  zastosowanie  w  aparaturze
elektromedycznej stawiane są następujące wymagania:

−

bardzo duŜe wzmocnienie przy braku zniekształceń kształtu wzmacnianego sygnału,

−

wysoka oporność wejściowa,

−

wystarczająco wysokie napięcie wyjściowe,

−

moŜliwość regulacji wzmocnienia,

−

względnie mała szerokość pasma przenoszenia,

−

jak najniŜszy poziom szumów własnych.

Spełnienie tych wymagań uzasadnione jest z następujących powodów:

−

duŜe wzmocnienie wynika z tego, Ŝe sygnały bioelektryczne mają bardzo małe wielkości
(na poziomie µV),

−

aby uzyskać wiarygodną wartość pomiaru, nie moŜna podczas pomiaru obciąŜać źródła
sygnału,

−

uzyskane napięcie musi być moŜliwe do zobrazowania (typowa wielkość nadająca się do
zobrazowania, to ułamki woltów, wolty); czyli wzmocnienie musi być na poziomie od
kilku do kilkuset tysięcy razy,

−

te same sygnały bioelektryczne mierzone u róŜnych pacjentów mogą się znacznie róŜnić
poziomem; nawet ten sam pacjent w stanie normalnym i chorobowym moŜe posiadać
bardzo róŜniące się poziomy tej samej wielkości mierzonej,

−

sygnały bioelektryczne to głównie sygnały wolnozmienne,

Wzmacniacz

we1

we2

odn

Wzmacniacz

we1

we2

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

ze  względu  na  małe  wartości  sygnałów  bioelektrycznych,  są  one  bardzo  podatne  na
zakłócenia  pochodzące  od  szumów;  trudno  wzmacniać  interesujący  nas  sygnał,  gdy
szumy są na porównywalnym poziomie.
PowyŜej  omówiono  układy  wzmacniające.  NaleŜy  jeszcze  wspomnieć  o  układach

wejściowych,  które  moŜna  podzielić  na  dwie  zasadnicze  grupy.  Pierwszą  stanowią  układy,
które  bezpośrednio  wzmacniają  elektryczne  sygnały  biologiczne.  Drugą  grupę  stanowią
układy wzmacniające sygnały elektryczne otrzymywane na wyjściu przetworników sygnałów
biologicznych nieelektrycznych na sygnały elektryczne. Układy wzmacniające w obu grupach
to  wzmacniacze,  jednak  o  róŜnych  wymaganiach.  Układy  wzmacniające  bezpośrednio
sygnały  biologiczne  muszą  charakteryzować  się  duŜą  rezystancją  wejściową  rzędu  MΩ
i  duŜym  współczynnikiem  CMRR.  Natomiast  pasmo  przenoszenia  zaleŜy  od  właściwości
wzmacnianego  sygnału.  Układy  drugiej  grupy  nie  muszą  mieć  tak  wysokiej  oporności
wejściowej.  Wystarcza  oporność  wejściową  rzędu  kΩ.  Nie  ma  w  tym  przypadku  równieŜ
konieczności stosowania wzmocnienia róŜnicowego, ale układy te muszą zawierać dodatkowe
zasilanie  przetwornika.  Dotąd  podano  dwa  sposoby  eliminacji  zakłóceń.  Filtrowanie
i zastosowanie  wzmacniacza  róŜnicowego.  NaleŜy  wspomnieć  o  jeszcze  jednym,  często
stosowanym  sposobie  eliminacji  zakłóceń.  Polega  on  na  zbieraniu  zakłóceń  z  obiektu,
wzmacnianiu ich i podaniu z powrotem, na obiekt z przeciwnym znakiem.

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do ćwiczeń.

1.  Jakie parametry określają kaŜdy układ wzmacniający?
2.  Jaki wzmacniacz umoŜliwia tłumienie zakłóceń nakładających się na sygnał uŜyteczny?
3.  Co to jest współczynnik tłumienia sygnału wspólnego?
4.  Jakie wymagania stawia się wzmacniaczom sygnałów bioelektrycznych?
5.  Dlaczego waŜne jest, aby wzmacniacz miał małą rezystancję wyjściową?
6.  Dlaczego waŜne jest, aby wzmacniacz miał duŜą rezystancję wejściową?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określić wzmocnienie wzmacniacza na rysunku jak niŜej i podać je w decybelach.

Rysunek do ćwiczenia 1

Do obliczeń przyjąć R1=10 kΩ, R2=499 kΩ oraz załoŜyć, Ŝe wzmacniacz jest idealny

i A=∞)

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować informacje zawarte w rozdziale 4.4 poradnika,
2)  obliczyć wzmocnienie,
3)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
4)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) obliczyć wzmocnienie pojedynczego wzmacniacza?

2) dobrać odpowiedni wzmacniacz do określonych wymagań?

3) powiedzieć do czego słuŜą wzmacniacze i układy wzmacniające?

4) scharakteryzować wzmacniacze tranzystorowe?

5) opisać co to jest współczynnik tłumienia sygnału wspólnego?

6) uzasadnić dlaczego wzmacniacz powinien mieć duŜą rezystancję

wejściową?

7) uzasadnić dlaczego wzmacniacz powinien mieć małą rezystancję

wyjściową?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. Elektromechaniczne elementy aparatury medycznej

4.5.1. Materiał nauczania

Do elektromechanicznych elementów aparatury medycznej naleŜą:

−

złącza, przekaźniki, przełączniki i wyłączniki,

−

kable, przewody,

−

głośniki, mikrofony, przetworniki piezoelektryczne,

−

silniki i wentylatory,

−

czujniki, aplikatory itp.

Najczęściej stosowane elementy omówione są poniŜej.

Przekaźniki

Do przełączania obciąŜeń większych mocy (większych napięć lub prądów) sterowanych

z  układów  elektronicznych,  które  są  niskomocowe,  słuŜą  przekaźniki.  Obecnie  oprócz
przekaźników  realizujących  podstawową  funkcję  –  załączanie  po  podaniu  napięcia
sterującego i rozłączenie po zaniku tego napięcia – stosuje się przekaźniki realizujące proste
funkcje  takie  jak opóźnione włączenie, opóźnione wyłączenie, załączenie tylko na określony
czas,  załączenie/wyłączenie  po  podaniu  impulsu  zasilającego  na  cewkę  przekaźnika  i  inne.
Przekaźnik  mechaniczny  posiada  cewkę,  która  po  podaniu  napięcia  wytwarza  pole
elektromagnetyczne  i  przyciąga  metalowy  element,  który  przez  prostą  dźwignię  powoduje
przesunięcie  (i  tym  samym  zwarcie)  styków,  do  których  podłącza  się  obciąŜenie.  Jak
z  powyŜszego  uproszczonego  opisu  zasady  pracy  wynika,  czas  od  podania  impulsu  do
momentu  zwarcia  styków  jest  stosunkowo  długi;  od  pojedynczych  milisekund  dla
przekaźników  małej  mocy  do  kilkudziesięciu  milisekund  dla  przekaźników  duŜych  mocy.
Niebagatelną  sprawą  jest  teŜ  problem  drgania  styków,  co powoduje, Ŝe przełączane napięcie
pojawia  się  i  znika  kilka,  kilkadziesiąt  razy  na  obciąŜeniu.  Jest  to  powodem  generowania
zakłóceń,  szczególnie  na  obciąŜeniu  indukcyjnym  lub  pojemnościowym,  oraz  powoduje
sklejanie  styków.  Są  róŜne  metody  próby  eliminacji  tych  problemów.  Najpopularniejszym
sposobem jest dołączanie równolegle do styków odpowiednio dobranej pojemności.

Pojawienie się elektronicznych elementów, mogących przełączać duŜe moce

spowodowało  zainteresowanie  skonstruowaniem  przekaźników  elektronicznych.  Zwykłe
krzemowe  złącze  półprzewodnikowe  w  stanie  przewodzenia  ma  spadek  napięcia  0,65  V.
Gdyby miało przełączać prąd stały 10 A, to moc, którą to złącze musiałoby odprowadzić jest
rzędu  6,5  W.  Drugi  problem,  to  kilkuset  woltowe  przepięcia  pojawiające  się  w  momencie
przełączania obciąŜeń indukcyjnych, które mogą uszkodzić złącze półprzewodnikowe. Z tych
względów  pierwsze  przekaźniki  półprzewodnikowe  mogły  przełączać  małe  moce,  a  jedyny
zysk  z  ich  zastosowania  to  o  kilka  rzędów  krótszy  czas  przełączania.  Wprowadzenie
tranzystorów

polowych

spowodowało

moŜliwość

konstruowania

przekaźników

półprzewodnikowych na większe moce. Tranzystor polowy ma rezystancję przewodzenie
rzędu 0,01 Ω. Przy przewodzeniu prądu 10 A moc, którą musi odprowadzić złącze tranzystora
jest rzędu 0,1 W, co nie stanowi juŜ problemu.
Kable

W aparaturze medycznej (i kaŜdej innej) kable są niezbędne do przesyłania sygnału, czyli

energii  w  postaci  prądu  elektrycznego.  W  zaleŜności  od  wartości  maksymalnego  prądu
i maksymalnego  napięcia  dobiera się przekrój kabla. W celu eliminacji (lub zmniejszenia do
dopuszczalnego poziomu) generowanych przez przesyłane zmienne sygnały zakłóceń stosuje
się  kable  ekranowane.  Nie  moŜna  takŜe  zapomnieć  o  odporności  przesyłanego  sygnału  na
zakłócenia  zewnętrzne  (głównie  pola  magnetyczne  i  elektromagnetyczne).  Do  eliminacji
(ograniczenia)  wpływu  tych  zewnętrznych  pól  słuŜą  kable  ekranowane.  Kable  mogą  być

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

jednoŜyłowe i wieloŜyłowe. Innym sposobem eliminacji zakłóceń jest stosowanie kabli
w postaci tzw. skrętek. Są one powszechnie stosowane w sieciach teleinformatycznych. Do
przesyłania duŜej liczby sygnałów stosuje się przewody taśmowe.
Radiatory, wentylatory

W pracy urządzeń elektronicznych zawsze wydziela się jakaś moc. Dopóki jest to moc

maksymalnie rzędu ułamków wata, jest ona najczęściej rozpraszana w sposób naturalny, bez
uŜycia innych sposobów. Gdy jednak moc ta jest większa, powstaje problem jak ją rozproszyć
(odprowadzić  z  elementu,  na  którym  jest  wydzielana).  Nie  odprowadzenie  tej  mocy
skończyłoby  się  przegrzaniem  elementu  i  jego  fizycznym  uszkodzeniem.  Czasami wystarcza
umieszczenie  takiego  elementu  na  radiatorze  (kawałek  odpowiednio  ukształtowanego
metalu),  o  dobrej  przewodności  cieplnej.  Odpowiednie  ukształtowanie,  to  nadanie  takiego
kształtu, aby w określonej objętości element ten miał jak największą powierzchnię.

Gdy pomimo zastosowania radiatora, odprowadzanie mocy z elementu jest

niewystarczające,  stosuje  się  wentylatory.  Najpopularniejszym  przykładem  elementu,
z  którego  ciepło  jest  odprowadzane  przez  radiator  z  wentylatorem  jest  procesor  komputera.
Wentylatory stosuje się jednak nie tylko do odprowadzania ciepła. Są one takŜe stosowane do
spowodowania  równomiernego  rozprowadzenia  ciepła  (lub  chłodu)  tam,  gdzie  to  niezbędne.
Przykładem  takiego  zastosowania  są  np.  inkubatory,  gdzie  bardzo  waŜne  jest  równomierne
rozłoŜenie temperatury w całej objętości.
Silniki

W aparaturze medycznej stosuje się wszelkiego rodzaju silniki. Zarówno na prąd stały jak

i zmienny, silniki małej (np. pompy infuzyjne), średniej (np.. wózki elektryczne, bieŜnie
marszowe, aparaty do dializy) i duŜej (np. tomografy komputerowe) mocy. Silniki stosowane
w medycynie w zasadzie niczym nie róŜnią się od silników uŜywanych w innych
zastosowaniach, dlatego nie będą tu dalej omawiane.
Złącza

Złącza stosowane w aparaturze medycznej słuŜą do połączeń między elementami

składowymi  i  do  podłączania  sygnałów  od  takich  elementów  zewnętrznych,  jak  zasilacze,
czujniki,  aplikatory).  Stosowane  złącza  w  tej  dziedzinie  muszą  spełniać  szeroki  zakres
wymagań.  Jest  oczywiste,  Ŝe  innego  rodzaju  złącza  są  potrzebne  do  przesłania  sygnału  np.
EKG od pacjenta (rzędu mikrowoltów), a inne do zasilania aparatu rentgenowskiego. NaleŜy
zaznaczyć,  Ŝe  ze  względu  na  bardzo  małe  napięcia  i  prądy  sygnałów  biologicznych,  złącza
stosowane  do  przesyłania  tych  sygnałów  muszą  być  do  tego  dostosowane.  Najczęściej
w takich przypadkach stosuje się złącza o stykach złoconych.
Przełączniki, przyciski

Przełączniki i przyciski w aparaturze medycznej mają w zasadzie dwa podstawowe

wymagania  –  niezawodność  i  pewność  działania.  Podobnie  jak  przy  złączach,  przełączane
sygnały  mają  róŜne  energie  –  od  miliwatów  do  kilowatów.  Ze  względu  na  niezawodność,
w  aparaturze  medycznej  powszechnie  jeszcze  są  stosowane  przyciski  mechaniczne,  a  nie
membranowe  (klawiatury  foliowe).  Wynika  to  z  faktu,  Ŝe  niezawodność  przycisków
mechanicznych  (liczona  jako  ilość  pewnych  załączeń) jest nadal o kilka rzędów większa niŜ
membranowych.  Natomiast  niewątpliwą  zaletą  przycisków  membranowych  jest  ich
szczelność.  Klawiatury  foliowe  są  stosowane  głównie  tam,  gdzie  istnieje  niebezpieczeństwo
ich  zalania  (np.  płynami  ustrojowymi  w  czasie  zabiegu,  czy  operacji).  Spotyka  się  teŜ
rozwiązania  pośrednie  łączące  zalety  obu  rodzajów  przycisków.  Płyta  przednia  pokryta  jest
folią, zapewniającą odporność na zalania płyty, pod którą znajdują się przyciski mechaniczne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do ćwiczeń.

1. Czy potrafisz wymienić przykładowe elementy elektromechaniczne?
2. Czy potrafisz opisać jeden z wymienionych elementów elektromechanicznych; do czego

słuŜy, jakie spełnia funkcje?

3. Czy potrafisz rozpoznać przykładowy element elektromechaniczny w przykładowej

aparaturze medycznej?

4. Czy przekaźnik mechaniczny działa w sposób jednoznaczny, czy teŜ w momencie

załączenia następuje wielokrotne jego szybkie załączenie i wyłączenie?

5.  W jaki sposób próbuje się eliminować zakłócenia sygnałów przesyłanych kablami?
6.  Dlaczego nadal stosuje się przyciski mechaniczne zamiast nowszych membranowych?
7.  Jakiego rzędu sygnały są przesyłane złączami stosowanymi w aparaturze medycznej?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

W aparacie RTG wskazać przekaźnik i spróbować określić jego parametry na podstawie

znajdującego się na nim opisu lub dokumentacji technicznej.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować informacje zawarte w rozdziale 4.5 poradnika,
2)  zapoznać się z instrukcją obsługi lub dokumentacją techniczną aparatu RTG,
3)  wskazać przekaźnik i określić jego podstawowe parametry,
4)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

dostęp do aparatu RTG,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

W aparacie EKG wskazać złącza i spróbować określić ich parametry i przeznaczenie na

podstawie znajdującego się na nich (lub obok nich) opisu lub dokumentacji technicznej.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować informacje zawarte w rozdziale 4.5 poradnika,
2)  zapoznać się z instrukcją obsługi lub dokumentacją techniczną aparatu EKG,
3)  wskazać złącza i określić ich podstawowe parametry oraz do czego słuŜą,
4)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

dostęp do aparatu EKG,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wskazać elementy elektromechaniczne w aparaturze medycznej?

2) podać podstawowe parametry i przeznaczenie tych elementów?

3) opisać zasadę pracy przekaźnika?

4) powiedzieć jaka wielkość fizyczna jest najwaŜniejsza dla radiatora,

aby odpowiednio spełniał swoją rolę?

5) powiedzieć, dlaczego w aparaturze medycznej nadal stosuje się

przyciski mechaniczne zamiast klawiatur membranowych?

6) powiedzieć dlaczego w aparaturze medycznej stosuje się złącza złocone?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6. Elementy konstrukcyjne i technologie mechaniczne

stosowane przy wytwarzaniu aparatury medycznej

4.6.1. Materiał nauczania

Konstrukcje mechaniczne stosowane przy wytwarzaniu aparatury medycznej muszą być

projektowane  z  myślą  o  specyficznym  zastosowaniu.  Materiały  uŜywane  do  konstrukcji
muszą  być  biologicznie  obojętne  i  odporne  na  dezynfekcję,  a  takŜe  odporne  na  płyny
ustrojowe  i  szczelne.  Ze  względu  na  powszechne  stosowanie  elektronarzędzi,  obecność
róŜnego  rodzaju  promieniowania  elektromagnetycznego,  konstrukcje  mechaniczne  stanowią
takŜe  jeden  z  elementów  ochrony  przed  tego  rodzaju  zakłóceniami.  Jako  przykład  opisano
poniŜej  jak  skomplikowana  jest  budowa  lampy  operacyjnej,  powszechnie  uŜywanej
w szpitalach [12].

Rys. 4. Schemat podwójnej lampy operacyjnej mocowanej do sufitu gdzie: 1 – uchwyt mocowany do sufitu,

2 – przegub, 3, 4, 5, 6 – ramiona zawieszenia, 7 – lampa [23]

Zawiesie  lampy  składa  się  z  bardzo  wielu  elementów,  połączonych  między  sobą  tak,  Ŝe
tworzą one szczególny układ dźwigniowy zapewniający przestrzenne pozycjonowanie lampy.
Uzyskanie  dowolnego  połoŜenia  w  płaszczyźnie  poziomej  moŜliwe  jest  dzięki  obrotowi
wokół  dwu  osi  [19]:  1  –  wokół  osi  pionowej  uchwytu  mocującego  zawiesie  do  sufitu,
2  –  wokół  osi  ramion  pionowych,  oznaczonych  na  rysunku  4  jako  pozycja  5.  W  zawiesiu
dwulampowym  obrót  wokół  ramion  pionowych  5  moŜe  odbywać  się  niezaleŜnie  dla  kaŜdej
z lamp.

Utrzymanie lampy w niezmiennym połoŜeniu uzyskuje się dzięki spręŜynie, która,

w  zaleŜności  od  połoŜenia  lampy  na  odpowiedniej  wysokości,  musi  równowaŜyć  róŜne
składowe  momentu  przewieszenia  od  siły  wynikającej  z  cięŜaru  lampy.  Uzyskanie
wyrównowaŜenia  zmiennego  (w  zaleŜności  od  połoŜenia)  momentu  przewieszenia  uzyskuje
się przez zmianę napięcia spręŜyny.
NajwaŜniejsze  zagadnienia  w  technikach  medycznych  związane  są  z  projektowaniem,
wytwarzaniem i eksploatacją [12]:

−

narzędzi i oprzyrządowania chirurgicznego, w tym takŜe funkcjonalnych stołów
operacyjnych i zabiegowych,

−

sprzętu do bezpiecznego transportu chorych w szpitalach i poza nimi,

−

sprzętu do specjalistycznego transportu ludzi niepełnosprawnych,

−

napędów aparatury diagnostycznej, np. stosowanej w tomografii komputerowej,

−

napędów aparatów laboratoryjnych (mieszarek, wstrząsarek, specjalnych wirówek itp.),

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

urządzeń do przechowywania w niskich temperaturach tkanek, skóry i organów ludzkich
potrzebnych do badań i przeszczepów,

−

protez węzłów ruchowych, bądź protez zastępujących lub wspomagających pracę
organów niepełnosprawnych,

−

wyposaŜenia pracowni stomatologicznych (fotele o duŜej mobilności i efektywności
działania, kątnice prostnice itp.),

−

inkubatorów oraz namiotów tlenowych utrzymujących Ŝądane warunki stabilności
temperatury, wilgotności, składu powietrza, sterylności, itp.),

−

urządzeń wspomagających lub zastępujących działania niesprawnych organów
wewnętrznych człowieka (sztuczna nerka, płuco-serce itp.),

−

urządzeń do mycia, czyszczenia, regeneracji, odkaŜania i sterylizacji narzędzi,
strzykawek, igieł, itp.,

−

urządzeń do utylizacji zuŜytych materiałów, mini–urządzenia do kremacji,

−

specjalistycznego sprzętu do rehabilitacji pourazowej,

−

stanowisk pracy dla osób niepełnosprawnych.
Aparatura i sprzęt medyczny powinny zapewniać wymaganą precyzję działania,

a  szczególnie  uzyskanie  dokładnego  pozycjonowania  oraz  zaufanie  i  pewność  pacjenta
korzystającego  ze  sprzętu  i  obsługującego  ten  sprzęt  personelu.  Wszystkie  urządzenia
powinny  wykazywać  niezawodność  i  poprawność  działania  w  warunkach  "szpitalnej
eksploatacji" oraz brak szkodliwości urządzenia dla pacjenta.

Specyficzne warunki eksploatacyjne wymagają stosowania nietypowych i drogich

materiałów.  Węzły  tarcia  najczęściej  pracują  w  zmiennych  warunkach  termicznych,
w  środowisku  o  róŜnej  wilgotności. Czynniki te, w przypadku bardzo starannie wykonanych
czopów  i  panewek,  zmontowanych  z  niewielkimi  wartościami  luzu,  mogą  istotnie
oddziaływać na ich pracę. Dodatkowo, z uwagi na potrzebę odkaŜania elementów, a niekiedy
całych  układów  aparatury  medycznej,  poŜądana  jest  odporność  na  zanieczyszczenia
roboczych  powierzchni  cieczami  sterylizującymi  i  utratę  własności  przeciwciernych.  Węzły
tarcia

stosowane

aparaturze

diagnostycznej

sprzęcie

rehabilitacyjnym,

w  większości  przypadków  typowe  mechanizmy  precyzyjne,  powinny  odznaczać  się
niewielkimi  oporami  ruchu,  stabilną  pracą  (bez  drgań  i  niepoŜądanych  wahań  prędkości),
niewraŜliwością na warunki skąpego smarowania.

4.6.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do ćwiczeń.

1. Czym muszą się charakteryzować materiały uŜywane do konstruowania współczesnych

medycznych rozwiązań mechanicznych?

2. Czy potrafisz podać przykład konstrukcji mechanicznej wykorzystanej w aparaturze

medycznej?

3. Jakie cechy powinna posiadać konstrukcja mechaniczna aparatury i sprzętu medycznego?
4. Czy w konstrukcji mechanicznej aparatury medycznej stosuje się nietypowe i drogie

materiały?

5. Czy dopuszczalne są w aparaturze medycznej drgania i zmiany prędkości podczas ruchu

elementów mechanicznych?

6. Czy konstrukcje mechaniczne muszą być odporne na odkaŜanie?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zaprojektuj stanowisko pracy dla osoby niepełnosprawnej [12]:

−

dla osoby z protezą kończyny górnej,

−

osoby poruszającej się na wózku inwalidzkim.

Stanowisko powinno zawierać: biurko, komputer, miejsce na segregatory oraz pomoce
biurowe, kosz na śmieci.
W projekcie naleŜy uwzględnić szafki, szuflady oraz osobne stanowisko do parzenia i picia
herbaty bądź kawy.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) Rozpatrzyć konkretne układy (projektowane lub istniejące), w których zachodzi

interakcja człowieka z maszyną, z uwzględnieniem kolejnych etapów:
a) opis i analiza układu jako całości oraz jego podział na układy częściowe (funkcyjne),
b) optymalizacja warunków współdziałania (interakcji) pomiędzy maszyną lub układem

częściowym, a człowiekiem, który będzie z nimi współpracował. Wychodząc od
człowieka, bada się jego kontakt: z maszyną, ze stanowiskiem pracy, z materialnymi
warunkami środowiska, dąŜąc do stworzenia moŜliwie najdogodniejszych warunków
pracy. Punktem wyjścia, będzie więc nie maszyna, a człowiek z uwzględnieniem
jego moŜliwości i ograniczeń.

c) przygotowanie opisu czynności do wykonania w kaŜdym z układów częściowych,

z podkreśleniem wymaganych kwalifikacji i doświadczenia zawodowego oraz
ewentualnie specyficznych trudności przy wykonywaniu danych czynności.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela,

−

poniŜsze załączniki [12].

Rys. 1 do ćwiczenia 1.

Siła nacisku nogi zaleŜnie od pozycji ciała

Tabela do ćwiczenia 1.

Rozległość normalnej i maksymalnej

płaszczyzny pracy

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 2 do ćwiczenia 1
Normalne i maksymalne strefy pracy:
a) w kierunkupoziomym,
b) w kierunku pionowym: równoległym

prostopadłymdo osi wzroku. Wartości liczbowe
określające poszczególne wymiary podano
w tabeli 1.

Rys.3 do ćwiczenia 1

Ogólny

schemat

pionowego

przekroju

pulpitu

z  wyodrębnioną  płaszczyzną  dla  sytuowania  urządzeń
sygnalizujących  (płaszczyzna  A),  urządzeń  sterujących
(płaszczyzna  B)  oraz  płaszczyzną  oparcia  dla  łokci
bądź

przedramion

podczas

manipulowania

urządzeniami sterującymi (płaszczyzna C).

4.6.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) scharakteryzować elementy konstrukcyjne i technologie mechaniczne

stosowane przy wytwarzaniu aparatury medycznej?

2) opisać jeden z wymienionych elementów konstrukcyjnych; do czego słuŜy,

jakie spełnia funkcje?

3) rozpoznać przykładowy element konstrukcyjny w przykładowej aparaturze

medycznej?

4) scharakteryzować materiały uŜywane do konstrukcji wyrobów

medycznych?

5) powiedzieć, czy jednym z zadań konstrukcji mechanicznych jest ochrona

przed zakłóceniami elektromagnetycznymi i promieniowaniem
jonizującym?

6) powiedzieć, czy w konstrukcjach mechanicznych wyrobów medycznych

stosuje się typowe, czy nietypowe materiały?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7. Aparatura diagnostyczna, terapeutyczna i radioizotopowa:

budowa, zasada działania, zastosowanie w medycynie

4.7.1. Materiał nauczania

4.7.1.1. Aparatura diagnostyczna

Diagnostyka – to nauka o sposobach rozpoznawania chorób, pozwalająca na

wyodrębnienie charakterystycznych objawów, a takŜe szeroki panel badań pomocniczych, do
których

naleŜą:

badania

laboratoryjne,

histologiczne,

obrazowe,

czynnościowe

i endoskopowe.

Wśród badań diagnostycznych moŜna wyodrębnić cztery duŜe działy:

1. Badań laboratoryjnych, słuŜących ocenie tkanek i płynów ustrojowych tj. krew,

mocz, płyn mózgowo-rdzeniowy, płyny w jamie opłucnej, otrzewnej, fragmentów
tkanek pozyskanych w wyniku biopsji cienko- lub gruboigłowej, ale takŜe
w wyniku wycięcia zmienionej morfologicznie struktury podczas operacji.

2. Badań analizujących aktywność elektryczną narządów.
3. Badań

obrazowych

wykorzystujących

specyficzne

właściwości

fal:

ultradźwiękowych czy rentgenowskich w celu uwidocznienia struktury
poszczególnych narządów.

4. Badań czynnościowych przedstawiających funkcjonowanie poszczególnych

narządów i struktur.

5. Badań endoskopowych umoŜliwiających uzyskiwanie obrazów z wnętrza

organizmu przy uŜyciu technik endoskopowych.

1. Badania elektrograficzne:

Istnieje wiele urządzeń wykorzystujących aktywność elektryczną narządów do celów

diagnostycznych.

NaleŜą

nich:

elektrokardiografia,

elektroencefalografia

czy

elektromiografia.

Zasada działania tego typu urządzeń zostanie przedstawiona na przykładzie

elektrokardiografu:

Elektrokardiograf, to urządzenie rejestrujące aktywność elektryczną mięśnia

sercowego. Natomiast, elektrokardiogram jest graficzną prezentacją zmian potencjałów
w trakcie depolaryzacji i repolaryzacji kardiomiocytów.

Aby zrozumieć charakterystyczne zmiany potencjału krzywej EKG konieczna jest

znajomość  zmian  aktywności  elektrycznej  pojedynczego  kardiomiocytu.  Błona  komórkowa
pojedynczego  kardiomiocytu  posiada  ujemny,  stały  potencjał  spoczynkowy  równy
ok.  -85  mV.  RóŜnica  potencjałów  po  obu  stronach  błony  wynika  z  faktu  działania  pompy
jonowej  (Na

ATPazy), która wbrew gradientowi stęŜeń i potencjałom ładunków

elektrycznych wydala z komórki 3 jony sodu na kaŜde 2 jony potasu wprowadzone do
komórki. Ta róŜnica 3:2 przyczynia się do wytwarzania potencjału błonowego.

W wyniku działania impulsu elektrycznego płynącego od sąsiedniego pobudzonego

kardiomiocyta dochodzi do zmiany przepuszczalności błony dla jonów sodu, które dostając
się do wnętrza komórki, zmniejszają ujemny potencjał do wartości ok. -65 mV. Przekroczenie
tego potencjału progowego jest czynnikiem wyzwalającym otwarcie kanałów sodowych
i wapniowych. Dochodzi wówczas do gwałtownego napływu jonów sodu i wapnia do wnętrza
komórki, w wyniku czego powstaje potencjał czynnościowy. Repolaryzacja jest następstwem
inaktywacji

komórek

sodowych

wapniowych

inaktywacji

kanałów

sodowych

i wapniowych oraz otwarcia kanałów potasowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Elektrokardiograf zbudowany jest z:

1.  zespołu elektrod,
2.  wzmacniacza pomiarowego,
3.  układu umoŜliwiającego wizualizację rezultatów.

Elektrody do rejestracji EKG umieszczone są na zewnętrznej powierzchni prawego

i lewego przedramienia (powyŜej nadgarstka), na prawym i lewym podudziu (powyŜej kostki
zewnętrznej) oraz na przedniej i bocznej powierzchni klatki piersiowej pacjenta.

Rejestrator elektrokardiografu oraz kable i elektrody łączące dwa punkty pola

elektrycznego  na  powierzchni  ciała  pacjenta  stanowią  obwód  elektryczny  zwany
odprowadzeniem.  Standardowe  badanie  EKG  składa  się  z  zapisu  potencjałów  elektrycznych
z 12 odprowadzeń:
3  odprowadzeń  kończynowych  dwubiegunowych  tworzących  tzw.  trójkąt  Einthovena,
który  w  załoŜeniu  jest  trójkątem  równobocznym,  co  sprawia,  iŜ  linie  poprowadzone
prostopadle z kaŜdego ze środków trzech boków, reprezentujące zerowy potencjał, przetną się
w środku trójkąta. Pomiędzy elektrodami wykonuje się pomiar róŜnicy potencjałów (w mV):

odprowadzenie I – rejestrujące róŜnicę potencjałów pomiędzy elektrodami na
lewym i prawym przedramieniu,

odprowadzenie II – rejestrujące róŜnicę potencjałów pomiędzy elektrodami na
lewym podudziu i prawym przedramieniu,

odprowadzenie III –

rejestrujące róŜnicę potencjałów pomiędzy elektrodami na

lewym podudziu i lewym przedramieniu.

Rys. 5. Odprowadzenia kończynowe dwubiegunowe, tzw. trójkąt Einthovena [2, s. 78]

3 odprowadzeń kończynowych jednobiegunowych Goldbergera, z których odczytujemy
wzmocnione sygnały:

odprowadzenie aVR – rejestrujące potencjał między elektrodą na prawym
przedramieniu a elektrodą obojętną (ang. aVR – augmented

Vector Right arm

–

wzmocniony),

odprowadzenie aVL – rejestrujące potencjał między elektrodą na lewym
przedramieniu a elektrodą "obojętną " (ang. aVL – augmented Vector Left arm),

odprowadzenie aVF – rejestrujące potencjał między elektrodą na lewym podudziu
a elektrodą obojętną (ang. aVF – augumented Victor Left Foot).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 6. Odprowadzenia kończynowe jednobiegunowe Goldbergera [2, s. 78]

6 odprowadzeń przedsercowych jednobiegunowych rejestrujących potencjały z 6 punktów
umieszczonych na przedniej i bocznej powierzchni klatki piersiowej

Kluczową rolę w budowie i funkcjonowaniu elektrokardiografu pełni wzmacniacz

pomiarowy. Charakteryzuje się on duŜą impedancją wyjściową, co pozwala wyeliminować
współistniejące zakłócenia, które w przypadku elektrokardiogramu są większe od sygnału
pomiarowego. Jest to moŜliwe, poniewaŜ długość fali zakłóceń jest taka sama we wszystkich
odprowadzeniach, co powoduje, Ŝe w pomiarze róŜnicowym nie mają one większego wpływu
na wynik.

Wyniki pomiarów krzywej EKG mogą być prezentowane w formie wydruku na papierze

milimetrowym  (standardowy  elektrokardiogram),  na  ekranie  monitora,  lub  w  przypadku
metody  Holtera  rejestrowane  na  taśmie  magnetycznej  w  rejestratorze  noszonym  przez
badanego (później analizowanym w rejestratorze stacjonarnym).

RównieŜ inne narządy wytwarzają mikroprądy, które mogą być analizowane za pomocą

specjalistycznych urządzeń, takich jak: elektroencefalograf czy elektromiograf.

Tabela 1. [Rysunki zamieszczone w tabeli – na podstawie 5]

Rodzaj urządzenia

Formy

Zastosowanie

Przykładowy zapis

EKG

Elektrokardiografia -
metoda polegająca na
rejestrowaniu
i graficznej prezentacji
aktywności
elektrycznej serca

1. Elektrokardiogram
standardowy
2. Elektrokardiogram
wysiłkowy
3. Elektrokardiogram
rejestrowany metodą
Holtera

Diagnostyka
i róŜnicowanie
chorób mięśnia
sercowego tj.:
ostrych
zespołów
wieńcowych,
zmiany
strukturalne
w postaci
przerostu
przedsionków
bądź komór,
zaburzenia
rytmu

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

EEG

(ECoG)

Elektroencefalografia -
metoda polegająca na
rejestrowaniu
i graficznej prezentacji
impulsów tkanki
nerwowej mózgu.

1. Elektoroencefalo-
grafia
2.Elektrokortyko-
grafia

Diagnostyka
i monitorowanie
schorzeń
centralnego
systemu
nerwowego tj.:
padaczki, guzów
mózgu, zaburzeń
snu.

EMG

Elektromiografia -
metoda polegająca na
rejestrowaniu prądów
czynnościowych
przebiegających
w mięśniach oraz
oznaczaniu szybkości
przewodzenia
elektrycznego
w nerwach
obwodowych

Diagnostyka
i róŜnicowanie
chorób mięśni
i obwodowego
układu
nerwowego.

2. Badania obrazowe

Badania obrazowe to kolejny duŜy dział diagnostyki, który obejmuje aparaturę

wykorzystującą  specyficzne  właściwości  fal  akustycznych  w  celu  uwidocznienia  budowy
wewnętrznej róŜnych narządów.
Budowa  i  zasada  działania  urządzenia  wykorzystującego  fale  akustyczne  -  na
przykładzie aparatu rentgenowskiego.

Zdjęcia rentgenowskie są wykonywane przy uŜyciu aparatów rentgenowskich,

w skład których wchodzą następujące elementy:

1.  Lampa rentgenowska,
2.  Generator rentgenowski,
3.  Stolik rozdzielczy.

Lampa  rentgenowska  –  stanowi  sztuczne  źródło  promieniowania  rentgenowskiego.  Jest
zbudowana  z  bańki  próŜniowej,  w  której  zatopione  są  dwie  elektrody:  anoda  i  katoda.  Po
przyłoŜeniu wysokiego napięcia do elektrod dochodzi do przyspieszenia dodatnich jonów
(z anody) lub elektronów (z katody). Cząstki te bombardując elektrodę (odpowiednio: katodę
–  jonowa  lampa  rentgenowska  lub  anodę  –  elektronowa  lampa  rentgenowska)  emitują
promieniowanie

hamowania,

które

jest

strumieniem

kwantów

promieniowania

rentgenowskiego o widmie ciągłym.
Generator  rentgenowski  –  to  zespół  urządzeń  sterowanych  mikroprocesorowo
i  umoŜliwiających  operatorowi  nastawianie  wartości  wysokiego  napięcia  ekspozycji,  czasu
ekspozycji  i  wartości  prądu  zaopatrującego  lampę.  Dzięki  wysokiej  częstotliwości  napięcia
wyjściowego,  nowoczesne  generatory  rentgenowskie  zmniejszają  do  minimum  pulsacje
wysokiego  napięcia,  co  w  rezultacie  daje  najwyŜszą  moŜliwą  jakość  zdjęć.  Dodatkowo,
zmniejszenie  ilości  zuŜytej  energii,  zwiększa  jednocześnie  ochronę  lampy  rentgenowskiej
i wydłuŜa jej Ŝycie.
Stolik  rozdzielczy  –  to  zespół  urządzeń  umoŜliwiających  przeprowadzenie  badań.
Nowoczesne  stoliki  rozdzielcze  mają  wbudowany  mikrokomputer,  automatycznie  sterujący
aparatem  i  dobierający  odpowiednie  warunki  ekspozycji,  dostosowane  do  autonomicznej
budowy badanej części ciała.

Rolę detektora w klasycznej rentgenodiagnostyce pełni błona rentgenowska, zamknięta

w specjalnej kasecie. Polietylenowe podłoŜe, pokryte z obu stron emulsją fotograficzną
zostaje pokryte folią wzmacniającą, która zamienia znaczą część padających promieni

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

rentgenowskich  na  światło  widzialne,  uzyskując  tym  samym  efekt  naświetlenia  emulsji
fotograficznej.
Inne  techniki  obrazowania  zostały  umieszczone  w  poniŜszej  tabeli  stanowiącej  skrótowe
porównanie tych metod.

Tabela 2. Przegląd badań obrazowych [3]

Ultrasonografia

Rentgenodiagnostyka

konwencjonalna

Tomografia

komputerowa

Medycyna nuklearna

Tomografia

rezonansu

magnetycznego

Nośnikiem informacji
są ultradźwięki,
emitowane przez
przetwornik w głowicy
ultrasonograficznej
(wykorzystujące
odwrócony efekt
piezoelektryczny)

Nośnikiem informacji
jest promieniowanie
rentgenowskie,
emitowane przez lampę
rentgenowską
i przenikające ciało
badanego pacjenta

Nośnikiem informacji
jest promieniowanie γ,
emitowane przez
radioizotop, który został
podany badanemu

Nośnikiem
informacji jest
promieniowanie
radiowe, emitowane
przez pobudzone
atomy budujące
ciało pacjenta

Obraz powstaje na
postawie róŜnic w
impedancji tkanek
budujących dany
narząd (mierzonych na
podstawie róŜnej
intensywności
powracających fal)

Obraz powstaje na
postawie mierzonej
róŜnicy w gęstości
tkanek budujących
dany narząd.

Ocenia się
nagromadzenie
radiofarmaceutyku
w obrębie badanego
narządu.

Obraz powstaje
w wyniku róŜnic
w częstotliwości
emitowanych fal
radiowych przez
róŜne części
badanego narządu.

Cechy obrazu:
1.jednopłaszczyznowy
2. tomograficzny

Cechy obrazu
1. tomograficzny
2. trójwymiarowy

Cechy obrazu
1.jednopłaszczyznowy
2. trójwymiarowy
3. tomograficzny -
zgodny z wybraną przez
operatora płaszczyzną

Cechy obrazu:
1.trójwymiarowe
2. tomograficzne.

Badanie określa
parametry anatomiczne
i czynnościowe

Badanie określa
parametry anatomiczne

Badanie określa
parametry czynnościowe

Badanie określa
parametry
anatomiczne

Przykładowe
zastosowania:
echokardiografia,
diagnostyka chorób
jamy brzusznej, chorób
tarczycy, chorób
naczyń.

Przykładowe
zastosowania:
diagnostyka schorzeń
płuc, diagnostyka
złamań, chorób układu
kostnego;
mammografia;
koronarografia;
wentrykulografia

Przykładowe
zastosowania:
diagnostyka chorób
centralnego systemu
nerwowego,
diagnostyka chorób
płuc, diagnostyka
schorzeń jamy
brzusznej i miednicy;
diagnostyka
nowotworów pęcherza
moczowego, jajnika,
macicy, prostaty.

Przykładowe
zastosowania:
diagnostyka  czynnych
hormonalnie guzów
przewodu pokarmowego;
diagnostyka
nowotworów
pierwotnych
i przerzutowych kości,
diagnostyka chorób
przytarczyc, tarczycy
i nadnerczy:

Przykładowe
zastosowania:
Diagnostyka chorób
demielinizacyjnych
otępiennych,
diagnostyka
nowotworów
mózgu trudnych do
oceny w innych
badaniach, ocena
struktur okolicy
przysadki
mózgowej,
oczodołu, tylnego
dołu mózgu,
diagnostyka guzów
kanału kręgowego.

Pacjent nie jest
naraŜony na
promieniowanie
jonizujące

Pacjent jest naraŜony
na promieniowanie
jonizujące

Pacjent jest naraŜony na
promieniowanie
jonizujące

Pacjent nie jest
naraŜony na
promieniowanie
jonizujące

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. Badania czynnościowe

Medycyna nuklearna, podobnie jak rentgenodiagnostyka równieŜ dostarcza istotnych

informacji

trakcie

diagnostyki

chorób.

Dzięki

wykorzystaniu

izotopów

promieniotwórczych, emitujących promieniowanie gamma jest ona stosowana w wysoko
specjalistycznej diagnostyce obrazowej i badaniach czynnościowych.

W przeciwieństwie do rentgenodiagnostyki, gdzie lampa rentgenowska stanowi źródło

promieniowania, w diagnostyce radioizotopowej substancje promieniotwórcze wprowadzane
są do tkanek i narządów.

Radiofarmaceutyki

substancje

znakowane

radioizotopem

emitującym

promieniowanie  gamma,  który  dodatkowo  musi  posiadać  odpowiednio  krótki  czas
półtrwania,  Ŝeby  nie  spowodować  niepotrzebnego  napromieniowania  pacjenta.  Jednym  ze
zbliŜonych do idealnego radioizotopu jest technet (99mTc).

Badanie scyntygraficzne polega na podaniu pacjentowi doŜylnie lub doustnie niewielkiej

dawki  radiofarmaceutyku  tj.  technet  99mTc  czy  jod  131J.  Radioizotopy  uŜyty  do  badania
emituje  promieniowanie  γ.  Jest  ono  następnie  wyłapywane  przez  gammakamerę,  stanowiącą
podstawowe narzędzie medycyny nuklearnej. Jest ona zbudowana z: kolimatora; scyntylatora,
fotopowielacza,  systemu  elektronicznego  i  komputerowego.  To  właśnie  na  jej  przykładzie
zostanie wyjaśnione działanie aparatury radioizotopowej.

Rys. 7. Budowa gammakamery

[4, s. 35]

K. 1. Kolimator - jest rodzajem ołowianej osłony zawierającej równoległe do siebie otwory,

przez  które  promieniowanie  dociera  do  głowicy.  Rolą  kolimatora  jest  ograniczenie
promieniowania  rozproszonego.  W  zaleŜności  od  energii  promieniowania  moŜemy
wyróŜnić  kolimatory  nisko  i  wysokoenergetyczne,  a  ich  wybór  zaleŜy  od  warunków
badania i rodzaju radiofarmaceutyku podawanego choremu.

L. 2. Scyntylator jest kryształem jodku sodu z niewielką domieszką talu. W wyniku reakcji

fotoelektrycznej promieni gamma z atomami kryształu dochodzi do powstania błysku
świetlnego.

M. 3. Fotopowielacz zamienia powstały w scyntylatorze błysk świetlny na impuls

elektryczny.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

N. 4. System elektroniczny określa, gdzie nastąpiła scyntylacja i jaka była jej energia.
O. 5. System komputerowy rejestruje i przetwarza otrzymane sygnały w wyniku czego

powstaje obraz scyntygraficzny badanego narządu.
W zaleŜności od konstrukcji, gammakamery dzielą się na: jednogłowicowe

i wielogłowicowe. Tomografia emisyjna pojedynczego fotonu (SPECT od ang. Single Photon
Emission  Computed  Tomograph)  wykorzystując  ruch  głowicy,  zbiera  dane  obrazowe
w  kolejnych  połoŜeniach,  róŜniących  się  od  siebie  o  kilka  stopni,  aŜ  do  uzyskania  pełnego
obrotu  wokół  pacjenta,  uzyskując  tym  samym  kompletny  zestaw  informacji  dotyczących
metabolizmu badanej struktury.

Pochłonięta przez pacjenta dawka nie jest większa niŜ ta, którą otrzymujemy podczas

badań rentgenowskich. Poza tym, najczęściej stosowany w medycynie nuklearnej technet
rozpada się w niedługim czasie i jest wydalany z organizmu.

Innymi urządzeniami do diagnostyki obrazowej i czynnościowej z obszaru medycyny

nuklearnej są systemy tomografii emisji pozytronowej. Pozytonowa tomografia emisyjna PET
(od  ang.  Positron  emission  tomography)  wykorzystuje  fakt  podwyŜszonego  metabolizmu
niektórych  związków  chemicznych  w  obrębie  zmian  chorobowych.  PoniewaŜ  energia
w organizmie  uzyskiwana  jest  głównie  poprzez  spalanie  cukrów,  to  w  badaniach  tych
wykorzystuje się deoxyglukozę znakowaną izotopem F-18.

Znakowany radioaktywnym izotopem związek chemiczny rozpada się emitując pozyton.

W  wyniku  anihilacji  pozytonu  i  elektronu  dochodzi  do  emisji  dwóch  fotonów
promieniowania gamma, które poruszając się w przeciwne strony pod kątem 180° przenikają
przez otaczające tkanki i są rejestrowane przez detektory. Informacja o ilości fotonów gamma
zarejestrowanych  przez  detektory  jest  przesyłana  do  komputera,  który  buduje  przestrzenny
rozkład  radioaktywności  w  ciele  pacjenta.  PoniewaŜ  intensywność  sygnału  jest
proporcjonalna  do  ilości  zgromadzonego  radioizotopowego  znacznika,  miejsca  te  wskazują
lokalizacje zmian.

4. Badania endoskopowe

Tabela 3 Badania endoskopowe

Techniki

endoskopowe

Obrazowana

struktura

Budowa

Zastosowanie

Artroskopia

Staw

Artroskop to wziernik o niewielkiej
średnicy połączony z miniaturową
kamerą dającą kolorowy obraz. Dzięki
światłu, które doprowadzają włókna
szklane, struktury stawu są dobrze
widoczne. Obraz powiększony przez
układ soczewek jest przekazywany
przez kamerę na ekran monitora.
Zminiaturyzowane narzędzia
umoŜliwiają przecięcie i uchwycenie
tkanek wprowadzane są przez
niewielkie nacięcia umoŜliwiając tym
samym przeprowadzenie zabiegu.

1. Urazy stawów.
2. Niestabilności ruchów
w stawach.
3. Ciała obce w stawie
4. Złamania śródstawowe.
5. Reumatoidalne zapalenie
stawów
6. Zmiany zwyrodnieniowe.

Bronchoskopia

Drogi
oddechowe:
tchawica,
oskrzela

Bronchofiberoskop to wziernik,
wykonany z tworzywa sztucznego,
o postaci miekkiej rurki i średnicy
odpowiadającej rozmiarom średnich
oskrzeli. Dzięki wbudowanemu
układowi optycznemu, opartemu na
światłowodach bronchofiberoskop
umoŜliwia oglądanie wnętrza dróg
oddechowych, a dzięki miniaturowym
narzędziom moŜliwe jest pobieranie

1. Choroby układu
oddechowego.
2. Nawracające zapalenia
płuc lub dolnych dróg
oddechowych (w celu
wykluczenia procesu
nowotworowego).
3. Diagnostyka
przedłuŜającego się kaszel
o niejasnej przyczynie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

biopsji i zakładanie stentów.

4. Uszkodzenie lub uraz
tchawicy.
5. Aspiracja treści
Ŝołądkowej lub oparzenie
dolnych dróg oddechowych.
6. Diagnostyka zmian
radiologicznych w płucach
m.in. zmiana o charakterze.
cienia okrągłego

Laparoskopia

Wnętrze jamy
brzusznej

Zestaw do laparoskopii składa się
z: laparoskopu, trokarów tj. narzędzi
umoŜliwiających wprowadzenie
instrumentarium niezbędnego podczas
operacji, kamery i insuflatora.
Laparoskop składa się z teleskopu
posiadającego łańcuch soczewek
przenoszących obraz z jamy brzusznej.
Soczewki otoczone cylindrem włókien
szklanych światłowodu umoŜliwiają
oświetlenie pola operacyjnego.

1. Diagnostyka jamy
otrzewnej.
2. Zabieg cholecystektomii
laparoskopowej.
4. Appendektomia
laparoskopowa.
5. Operacje laparoskopowe
przepuklin.
6. Operacje laparoskopowe
niewielkich torbieli jajnika.

Gastroskopia

Przełyk,
Ŝołądek,
dwunastnica

Gastroskop to przyrząd wyposaŜony
w świałowodowy układ optyczny lub
w przypadku najnowocześniejszych
endoskopów w kamerę umoŜliwiającą
ocenę przełyku, Ŝołądka i dwunastnicy.

1. Diagnostyka
i monitorowanie chorób
przewodu pokarmowego tj.
choroba wrzodowa, choroba
refluksowa.
2.Diagnostyka
niedokrwistości z niedoboru
Ŝelaza.
3. Diagnostyka bólu
w klatce piersiowej
o niejasnej etiologii.
4. Diagnostyka i leczenie
krwawień z górnego
odcinka przewodu
pokarmowego.
5. Paliatywne leczenie raka
przełyku.

Kolonoskopia

Jelito grube

Kolonoskop to giętki, oparty o technikę
światłowodową endoskop, o kształcie
długiej, cienkiej rury. O kolonoskopii
moŜemy mówić tylko w przypadku
wziernikowania całego jelita grubego.

1. Diagnostyka chorób jelita
grubego.
2. Diagnostyka
niedokrwistości z niedoboru
Ŝelaza.
3. Podejrzenie choroby
Leśniowskiego–Crohna.
4. Badania przesiewowe
w celu wczesnego
wykrywania raka jelita
grubego.

Rektoskopia

Odbytnica

Rektoskop to metalowy, sztywny
wziernik, zaopatrzony
w światłowodowy układ optyczny .

1. Diagnostyka krwawień
z odbytu.
2. Diagnostyka zmian rytmu
wypróŜnień.
3. Diagnostyka guzów
odbytnicy.
4. Badania diagnostyczne
w amyloidozie i innych
chorobach spichrzeniowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Cystoskopia

Cewka
moczowa
Pęcherz
moczowy

Cystoskop to wziernik zaopatrzony
w światłowodowy układ optyczny, który
umoŜliwia ocenę śluzówki cewki
i pęcherza moczowego. Dzięki
dodatkowemu oprzyrządowaniu moŜna
za pomocą cystoskopu pobierać materiał
do badań.

1. Diagnostyka chorób
pęcherza moczowego.
2. Diagnostyka
nowotworów pęcherza
moczowego.
3. Diagnostyka wad
rozwojowych cewki
moczowej i pęcherza
moczowego.

Budowa endoskopu została schematycznie przedstawiona na poniŜszym rysunku:

Rys. 8. Budowa endoskopu [4, s.135]

4.7.1.2. Aparatura terapeutyczna

Aparatura terapeutyczna jest powszechnie stosowana w fizykoterapii, będącej działem

lecznictwa, w którym stosuje się występujące w przyrodzie naturalne bodźce fizykalne takie
jak:

−

prąd elektryczny,

−

ciepło i zimno,

−

światło,

−

ultradźwięki,

−

pola magnetyczne,

−

wodę w postaci natrysków i kąpieli.

Aparatura  terapeutyczna  to  głównie  aparaty  do  hydroterapii,  do  fizykoterapii,  do  krioterapii,
kinezyterapii  czy  tlenoterapii  szczegółowo  omówione  w  rozdziale  4.8  poradnika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do ćwiczeń.

4.  Co to jest diagnostyka medyczna?
5.  Jakie poznałeś metody diagnostyczne?
6.  Jakie poznałeś urządzenia do pomiaru mikroprądów wytwarzanych przez organizm?
7.  Jaka jest zasada działania tych urządzeń?
8.  Jakie poznałeś urządzenia do badania wnętrza organizmu?
9.  Czy potrafisz scharakteryzować te urządzenia?
10.  Jaka jest budowa i zasada działania aparatury radioizotopowej?
11.  Co to jest gamma kamera i jakie ma zalety?

4.7.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zaproponuj procedurę instalowania i uruchamiania, jaka powinna znaleźć się

w dokumentacji towarzyszącej, stacjonarnego systemu ultrasonograficznego mającego
pracować w gabinecie lekarskim uwzględniając hipotetyczne warunki lokalowe, wskazane
przez nauczyciela. System ultrasonograficzny moŜe pracować z następującymi typami głowic
ultradźwiękowych:

Zdjęcie

Typ

głowicy

Rodzaj

skaningu

Promień / kąt /

szerokość

Dostępne

częstotliwości

Zastosowanie

SD - 3,5 / 5

Sektor

90°

3,5 / 5 MHz

jama brzuszna
połoŜnictwo
ginekologia
pediatria
urologia

SVD - 5 / 7,5

Sektor

90°

5 / 7,5 MHz

ginekologia
połoŜnictwo
badania endovaginalne

Cx 3,5 - R40 Convex

R 40 / 75°

3,5 / 5 MHz

jama brzuszna
połoŜnictwo
ginekologia
pediatria
urologia

Cx 3,5 R - 50 Convex

R 50 / 70°

3,5 / 5/ 7,5 MHz

jama brzuszna
połoŜnictwo
ginekologia
pediatria
urologia

Do systemu moŜna podłączyć jednocześnie dwie głowice typu Sektor oraz jedną głowicę
typu Convex.

Sposób wykonania ćwiczenia:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zapoznać się z wiadomościami dotyczącymi ultrasonografii i instalowania aparatury

medycznej,

2)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3)  opracować pisemnie procedurę instalowania i uruchamiania systemu,
4)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5)  dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Określ sprawność i wydajność systemu ultrasonograficznego na podstawie jego

charakterystyki.

Jako

kryterium

przyjąć

naleŜy

zakres

wykonywanych

badań

z uwzględnieniem typu głowicy.

Przykładowa charakterystyka techniczna systemu ultrasonograficznego [9]:

−

współpraca z nową generacją 128 elementowych sond elektronicznych o wysokiej
rozdzielczości oraz trzema częstotliwościami pracy, system TFS (Triple Frequency
System),

−

współpraca z doskonałymi sondami sektorowymi,

−

moŜliwość jednoczesnego podłączenia czterech sond do aparatu,

−

256 poziomów skali szarości,

−

rozdzielczość obrazu: 800 X 600 punktów w systemie graficznym SVGA,

−

wysokie odświeŜanie obrazu zapewniające stabilny obraz bez uciąŜliwego migotania,

−

obrazowanie w trybach: B, B+B, M - mode, B+M – mode, BnM – mode, B+Z (Zoom
Free Hand),

−

zmienna podstawa czasu w trybach M - mode (4 prędkości),

−

głębokość penetracji: od 3 do 25 cm,

−

multifocus - dynamiczne 4 stopniowe ogniskowanie z moŜliwością dowolnego wyboru
stref,

−

płynna regulacja mocy,

−

4 stopniowa elektroniczna regulacja kontrastu obrazu,

−

5 stopniowe powiększenie obrazu (ZOOM): X 1,3; X 1,7; X 2,3; X 3; X 4 takŜe w trybie
B+B, B+Z (Zoom Free Hand),

−

odwracanie obrazu: prawo – lewo, góra – dół, obrót o 90 stopni, pozytyw – negatyw,

−

wybór głowic z klawiatury z automatycznym dopasowaniem dynamiki,

−

zobrazowanie wszystkich parametrów obrazu na ekranie monitora (podświetlenie na
ekranie podczas regulacji),

−

moŜliwość wprowadzenia opisu badania, opisu na obrazie, rysowania linii i dowolnych
figur na obrazie,

−

rozbudowane raporty z pomiarów: ginekologicznych, urologicznych, kardiologicznych,

−

export / import obrazków na (z) wymienne nośniki danych wraz z opisami, pomiarami
i raportami,

−

3 niezaleŜne źródła zamraŜania obrazu,

−

archiwizacja: dysk twardy, nośnik CD-R lub DVD-R (opcja), cyfrowy termoprinter,
drukarka laserowa, magnetowid (opcja),

−

wbudowany wydajny komputer klasy PC z systemem MS Windows,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

moŜliwość współpracy z siecią komputerową (opcja),

−

napęd CD-RW lub DVD-RW (opcja),

−

współpraca z cyfrowym monitorem kolorowym o przekątnej 15" (SVGA),

−

zasilanie 220/230 V, 50/60 Hz.

Pomiary podstawowe

−

pomiar odległości: 4 niezaleŜne pomiary na jednym obrazie,

−

obwód: metodą eliptyczną (2 niezaleŜne elipsy) lub obrysu,

−

pole powierzchni: metodą eliptyczną lub obrysu,

−

objętość: metodą eliptyczną lub trzyosiową w dwóch płaszczyznach.

Programy pomiarowe

−

połoŜnictwo (tabele biometryczne): CRL, BPD, FL, GS, AC (elipsą i obrysem), HC,
OFD,

HC,

HL,

CI,

HC/AC,

HL/FL,

FL/BPD,

FL/AC,

parametry obliczane automatycznie: masa płodu EFW (wg Sheparda), BPD - correct, HC,
CI, GA, EGA, EDC, HC/AC, HL/FL, FL/BPD, FL/AC wartości uśrednione: EGA, EDC,
LMP raport ginekologiczny,

−

ortopedia: pomiar kątów stawów biodrowych (metodą Graffa 2 kąty),

−

urologia: pomiar objętości urologicznych (pęcherza, prostaty) metodą trzyosiową
w dwóch płaszczyznach, raport z pomiarów,

−

endokrynologia: pomiar objętości tarczycy metodą trzyosiową w dwóch płaszczyznach,

−

kardiologia: parametry mierzone - HR, Dd, Ds, AOD, LA, IVS, LVET, V
wartości obliczane - LVEDV, LVESV, SV, EF, LVSF, mVCF, CO
raport z pomiarów,

WyposaŜenie dodatkowe

−

cyfrowy termoprinter,

−

drukarka laserowa,

Opcje

−

wyjście na drugi monitor lub magnetowid (system PAL),

−

spliter umoŜliwiający podłączenie dodatkowych monitorów SVGA,

−

współpraca z siecią komputerową.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zapoznać się z wiadomościami dotyczącymi ultrasonografii,
2)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
4)  dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) przedstawić budowę i zasadę działania wybranej aparatury

diagnostycznej?

2) wymienić podstawowe załoŜenia instalacji i uruchamiania

wybranej aparatury medycznej?

3) określić sprawność i wydajność aparatu na podstawie jego

charakterystyki technicznej?

4) powiedzieć co to jest diagnostyka?

5) wymienić cztery główne grupy metod diagnostycznych?

6) określić, jakie narządy moŜna badać przy pomocy elektromiografu?

7) określić, do czego słuŜy scyntygrafia?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.8. Aparatura rehabilitacyjna; zastosowanie pól elektrycznych

i magnetycznych, jonoforeza, fizykoterapia

4.8.1. Materiał nauczania

Rehabilitacja medyczna jest dziedziną medycyny zajmująca się przystosowaniem do

normalnego  Ŝycia  osób,  które  doznały  przemijającej  lub  trwałej  utraty  zdrowia.  Zadaniem
rehabilitacji  jest  przywrócenie  lub  kompensacja  utraconych  wskutek  choroby  lub  urazu
sprawności,  nie  tylko  narządu  ruchu,  lecz  równieŜ  innych  narządów,  i  przystosowaniem
poszkodowanych do normalnego bytowania w społeczeństwie.
Pole elektryczne

Ładunki elektryczne oddziałują ze sobą za pośrednictwem pola elektrycznego. KaŜdy

ładunek wytwarza wokół siebie określone pole elektryczne.

W aparaturze rehabilitacyjnej powszechnym stało się wykorzystywanie pól elektrycznych

wielkiej  częstotliwości.  Oddziaływanie  pola  elektrycznego  wielkiej  częstotliwości  na  tkanki
wykorzystuje  się  w  metodzie  kondensatorowej  diatermii.  Metoda  ta  polega  na  umieszczeniu
obiektu  podgrzewanego  między  okładkami  kondensatora,  którymi  są  elektrody  zabiegowe.
W wyniku  oddziaływania  pola  elektrycznego  wielkiej  częstotliwości  na  elektrolity  tkankowe
dochodzi  do  drgań  jonów  wokół  ich  połoŜenia.  Drgania  jonów  powodują  wytwarzanie
w elektrolicie ciepła. Ilość wytworzonego w ten sposób ciepła jest wprost proporcjonalna do
przewodności elektrolitu tkankowego i kwadratu natęŜenia pola elektrycznego.
Pole magnetyczne

Pole magnetyczne jest wytwarzane przez poruszające się w sposób uporządkowany

ładunki elektryczne i przez poruszające się naładowane ciała, a takŜe przez prądy przesunięcia
w dielektryku. Istnieje ono wokół dowolnego przewodnika z prądem, niezaleŜnie od materiału
przewodnika oraz rodzaju jego przewodnictwa.

Stosowane w lecznictwie pola magnetyczne podzielono na statyczne i dynamiczne.

Źródłem  statycznego  pola  magnetycznego  są  róŜnego  rodzaju  magnesy.  Polami
dynamicznymi  natomiast  nazywa  się  pola  magnetyczne  indukowane  przez  prąd  elektryczny
płynący  w  przewodniku.  Mogą  to  być  pola  stałe,  indukowane  przez  stały  prąd  elektryczny
oraz róŜnego rodzaju impulsowe pola zmienne.
Jonoforeza

Jonoforezą nazywa się zabieg elektroleczniczy polegający na wprowadzeniu do tkanek

leków  siłami  pola  elektrycznego.  Do  jonoforezy  mogą  zatem  być  uŜywane  tylko  leki
ulegające dysocjacji elektrolitycznej. Wprowadzamy je w postaci wodnego roztworu, Ŝelu lub
maści.  Związki  chemiczne  mające  tę  właściwość  nazywa  się  elektrolitami.  Dysocjacja
elektrolityczna  jest  to  zachodzący  w  roztworach  wodnych  proces  samorzutnego  rozpadu
cząstek elektrolitów, czyli soli, kwasów i zasad, na dodatnio lub ujemnie naładowane cząstki
lub atomy zwane jonami.

JeŜeli do roztworu elektrolitycznego wprowadzić dwie elektrody połączone z biegunami

źródła prądu stałego, to część jonów będzie podąŜać ku katodzie, a część ku anodzie,
w zaleŜności od posiadanego ładunku elektrycznego.
Fizykoterapia

Fizykoterapia jest jedną z metod fizjoterapii. Jest działem lecznictwa, w którym stosuje

się występujące w przyrodzie naturalne bodźce fizykalne takie jak:

−

prąd elektryczny,

−

ciepło i zimno,

−

światło,

−

ultradźwięki,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

pola magnetyczne,

−

wodę w postaci natrysków i kąpieli.
Sposób działania bodźca fizykalnego zaleŜy od jego rodzaju, jego siły (natęŜenie i czas

działania) oraz od reaktywności organizmu. Ciepło rozszerza naczynia krwionośne – zimno je
zwęŜa. Ultradźwięki zmniejszają napięcie mięśni – elektrogimnastyka zwiększa lub zmniejsza
w  zaleŜności  od  parametrów  prądu.  Prądy  impulsowe  o  odpowiednich  parametrach  działają
takŜe  przeciwbólowo.  Dobierając  rodzaj  bodźca  oraz  jego  natęŜenie osiąga  się  zamierzony
efekt  leczniczy.  Niektóre  zabiegi  fizykalne  oddziałują  bezpośrednio  na  funkcje  Ŝyciowe
komórki,  usprawniając  je  (biostymulacja).  W  ten  sposób  pobudzają  naturalne  moŜliwości
naszego organizmu do walki z chorobą.
W fizykoterapii powszechnie stosuje się:
Leczenie ciepłem

Zabiegi wykonuje się za pomocą np.:

−

łaźni suchej szafkowej – jest to szafka drewniana, w której znajduje się chory, natomiast
jego głowa pozostaje na zewnątrz. Powietrze ogrzewane jest grzejnikami elektrycznymi
do temperatury 60–80

−

łaźni suchej rzymskiej – jest to specjalnie przystosowane pomieszczenie, w którym
powietrze ogrzewa się do temperatury 40–60

C za pomocą piecyków lub grzałek

elektrycznych,

−

sauny  –  jest  to  specjalnie  przystosowane  pomieszczenie,  którego  ściany  są  dobrze
izolowane  drewnem,  a  ustawione  kaskadowo  drewniane  ławy  umoŜliwiają  korzystanie
z  zabiegu  na  róŜnej  wysokości.  Podstawowym  urządzeniem  sauny  jest  „ognisko”,  czyli
piec  ze  specjalnymi  grzałkami  elektrycznymi  ogrzewającymi  do  temperatury  około
200

C umieszczone w nim kamienie, które oddają ciepło otoczeniu. Kamienie polewa się

sporadycznie wodą, powodując zwiększenie wilgotności względnej powietrza do około
70 %.

Leczenie zimnem

Zabiegi wykonuje się za pomocą np.:

−

urządzenia do miejscowej terapii zimnem. Jako czynnika chłodzącego uŜywa się ciekłego
azotu, dwutlenku węgla lub nadmuchu zimnego powietrza. U wylotu dyszy temperatura
gazów waha się w granicach od -100 do -180

−

komory kriogenicznej (szczegółowo omówionej w rozdz. 4.10 poradnika).

Wodolecznictwo

Zabiegi wykonuje się za pomocą np.:

−

wanien kinezyterapeutycznych lub basenów,

−

łaźni parowych – jest to specjalnie przystosowane pomieszczenie, do którego
doprowadza się parę wodną przez rury znajdujące się pod ławkami.

−

katedry natryskowej – jest to urządzenie, w skład którego wchodzi mieszadło
umoŜliwiające szybką zmianę temperatury wody oraz regulator jej ciśnienia.

Światłolecznictwo

Zabiegi wykonuje się za pomocą np.:

−

promienników emitujących promieniowanie podczerwone – źródłem promieniowania
podczerwonego jest spirala z drutu oporowego, która włączona w obwód prądu powoduje
jej rozgrzanie do temperatury od 500 do 880

C. Promienie podczerwone nagrzewają

obudowę, która staje się wtórnym źródłem długofalowego promieniowania
podczerwonego.

−

promienników emitujących promieniowanie nadfioletowe – źródłem promieniowania jest
promiennik zwany palnikiem, działający na zasadzie zamkniętego łuku elektrycznego,
tzn. łuku nie pozostającego w kontakcie z atmosferą.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Biostymulację promieniowaniem laserowym

Zabiegi wykonuje się za pomocą np.:

−

laserów gazowych – ośrodkiem czynnym są atomy gazów, np. helu, neonu, molekuły, np.
CO

, jony gazów szlachetnych, np. argonu, kryptonu, ksenonu, oraz pary w gazie

szlachetnym.

−

laserów półprzewodnikowych – ośrodkiem czynnym jest złącze półprzewodnikowe
(dioda), najczęściej z arsenkiem galu.

−

laserów cieczowych – ośrodkiem czynnym w tych laserach są ciekłe związki organiczne
lub nieorganiczne o nieorganiczne o charakterze specyficznych kompleksów.

Elektrolecznictwo

Zabiegi wykonuje się za pomocą np.:

−

aparatów do galwanizacji – są to aparaty wykorzystujące prąd stały przyłoŜony pomiędzy
elektrody cynowe o róŜnych kształtach.

−

aparatów do jonoforezy,

−

aparatów wytwarzających prąd elektryczny małej częstotliwości – są to prądy złoŜone
z impulsów elektrycznych o róŜnym przebiegu i częstotliwości od 0,5 do 500 Hz,

−

aparatów wytwarzających prąd elektryczny średniej częstotliwości – są to prądy złoŜone
z impulsów elektrycznych o róŜnym przebiegu i częstotliwości od 1 do 10 kHz,

−

stymulatorów nerwów i mięśni.

Magnetoterapia

Zabiegi wykonuje się za pomocą np.:

−

aparatów do magnetoterapii,

Leczenie ultradźwiękami

Zabiegi wykonuje się za pomocą np.:

−

aparatów ultradźwiękowych terapeutycznych – są to aparaty, w których wykorzystywane
są układy drgające generujące drgania mechaniczne o częstotliwościach przekraczających
granicę słyszalności ucha ludzkiego np. 800, 1000, 2400 i 3000 kHz, zwane
przetwornikami ultradźwiękowymi.

4.8.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do ćwiczeń.

1.  Jak w rehabilitacji wykorzystuje się pole elektryczne?
2.  Jakie zastosowanie w magnetoterapii znalazły pola magnetyczne statyczne i dynamiczne?
3.  Co to jest jonoforeza?
4.  Od czego uzaleŜnione jest natęŜenie prądu w zabiegu jonoforezy?
5.  Jakie poznałeś bodźce fizykalne stosowane w fizykoterapii?
6.  Jakie zabiegi powszechnie stosuje się w fizykoterapii?

4.8.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zaprojektuj urządzenie do elektroterapii. Urządzenie powinno generować ciąg impulsów

o kształcie prostokątnym i regulowanych niezaleŜnie czasach: impulsu i przerwy. Parametry
ustawialne powinny mieć następujące parametry: czas impulsu 100

1 s, czas przerwy

1 ms

10 s, czas zabiegu 1 min

60 min, natęŜenie prądu 0 mA

30 mA. Przyjmuje się, Ŝe

rezystancja obciąŜenia wynosi 500

Ω

/ 2 W / 2 % (imituje pacjenta).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zapoznać się z wiadomościami rozdziału 4.8 Poradnika,
2)  przygotować generator funkcji, rezystancję obciąŜenia, oscyloskop, stoper,
3)  zapoznać się z przygotowaną aparaturą,
4)  zmontować badany układ,
5)  zadać  z  generatora  wymagane  ciągi  impulsów  o  kształcie  prostokątnym  i  wymaganych

parametrach,

6) sprawdzić poprawność przebiegu na ekranie oscyloskopu,
7) zaproponować kilka wersji zabiegu w granicach parametrów od najmniejszej do

największej,

8) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
9) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

generator funkcji,

−

opornik dekadowy,

−

oscyloskop,

−

stoper,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

4.8.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) scharakteryzować zastosowanie pól elektrycznych w aparaturze

rehabilitacyjnej?

2) opisać zasadę działania pola magnetycznego?

3) opisać budowę i zasadę działania urządzenia do magnetoterapii?

4) opisać proces jonoforezy?

5) podać przykłady urządzeń wykorzystywanych w fizykoterapii?

6) opisać zabiegi leczenia ciepłem?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9. Aparatura laserowa: budowa i zasada działania, podział

laserów według róŜnych kryteriów, zasady bezpiecznej pracy

4.9.1. Materiał nauczania

4.9.1.1. Budowa i zasada działania lasera

Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – wzmocnienie światła

poprzez wymuszoną emisję promieniowania) to kwantowy generator monochromatycznej,
spójnej i spolaryzowanej wiązki światła.
Podstawowymi cechami światła laserowego są:

−

minimalna rozbieŜność wiązki, gdyŜ światło laserowe jest spójne,

−

monochromatyczność,

−

równoległość,

−

duŜa energia promieniowania.
Obecnie istnieją lasery zdolne do emisji światła z zakresu widma od nadfioletu do

dalekiej podczerwieni. Mechanizm generowania światła przez lasery opiera się na zjawisku
wymuszonej emisji promieniowania w ośrodku po odwróceniu (inwersji) obsadzeń.
Zasadniczymi elementami lasera są: ośrodek czynny, rezonator optyczny, układ pompujący.
Ośrodek czynny

Oddziaływanie światła z materią moŜna wyjaśnić za pomocą trzech zjawisk: pochłaniania

fotonów  (absorpcja),  emisji  spontanicznej  oraz  emisji  wymuszonej  fotonu.  Foton
wyemitowany  w  wyniku  emisji  wymuszonej  jest  spójny  (ma  taką  samą  częstotliwość,
polaryzację)  z  fotonem  wywołującym  emisję.  Aby  laser  działał,  proces  emisji  wymuszonej
musi  przewaŜyć  nad  pochłanianiem.  Występuje  to,  gdy  w  ośrodku  jest  więcej  atomów
w  stanie  wzbudzonym  niŜ  w  stanie  podstawowym  (inwersja  obsadzeń  poziomów
energetycznych).  Akcja  laserowa  rozpoczyna  się  od  emisji  spontanicznej  lub  wprowadzenia
fotonu inicjującego z zewnątrz.
Układ pompujący

Zadaniem tego układu jest przeniesienie jak największej liczby elektronów w substancji

czynnej  do  stanu  wzbudzonego.  Układ  musi  być  wydajny  tak,  by  doszło  do  inwersji
obsadzeń.  Pompowanie  lasera  odbywa  się  poprzez  błysk  lampy  błyskowej  (flasha),  błysk
innego  lasera,  przepływ  prądu  w  gazie,  reakcję  chemiczną,  zderzenia  atomów,  wstrzelenie
wiązki elektronów do substancji.
Układ optyczny

JeŜeli ośrodek czynny traktujemy jako generator fali elektromagnetycznej, to układ

optyczny  pełni  rolę  sprzęŜenia  zwrotnego  dla  wybranych  częstotliwości,  dzięki  czemu  laser
generuje światło tylko o jednej częstotliwości. Układ optyczny składa się zazwyczaj z dwóch
zwierciadeł, z czego przynajmniej jedno jest częściowo przepuszczalne, dokładnie wykonane
i  odpowiednio  ustawione.  Zwierciadła  stanowią  rezonator  dla  wybranej  częstotliwości  fali
i  określonego  kierunku  ruchu;  tylko  te  fotony,  dla  których  układ  optyczny  jest  rezonatorem
wielokrotnie  przebiegają  przez  ośrodek  czynny  wywołując  emisję  kolejnych  fotonów
spójnych z nimi, pozostałe fotony zanikają w ośrodku czynnym lub układzie optycznym.

4.9.1.2. Podział laserów wg róŜnych kryteriów

Ze względu na rodzaj ośrodka czynnego:

−

gazowe,

−

cieczowe (laser barwnikowy),

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

krystaliczne (laser rubinowy),

−

szklane (laser neodymowy).

Ze względu na charakter pracy:

−

pracujące w sposób ciągły (CW – continuous work),

−

pracujące impulsowo (P – pulse).

Ze względu na zastosowanie w medycynie:

−

w terapii (właściwości destrukcyjne),

−

w diagnostyce i analityce (źródło oświetlające),

−

w pracy naukowo – badawczej (spójne własności promieniowania laserowego).

Najpopularniejsze zastosowanie promieniowanie laserowe znajduje jako źródło niszczące
zmienione chorobowo tkanki oraz jako skalpel chirurgiczny.
O zastosowaniu lasera jako skalpela chirurgicznego zadecydowały następujące cechy
promieniowania laserowego:

−

brak kontaktu z powierzchnią ciętą,

−

natychmiastowa koagulacja osocza i ścianek naczyniowych,

−

moŜliwość regulacji głębokości cięcia,

−

szybkie gojenie ran,

−

dobra odporność na zakaŜenia,

−

moŜliwość wybiórczego oddziaływania na poszczególne tkanki.

4.9.1.3. Zasady bezpiecznej pracy

Szybki rozwój techniki laserowej powoduje stały wzrost liczby osób, które w pracy

zawodowej  mogą  być  naraŜone  na  szkodliwe  dla  zdrowia  efekty  promieniowania.  Powstała
więc  potrzeba  dokładnego  sprecyzowania  warunków,  w  jakich  dozwolone  jest  przebywanie
ludzi  w  zasięgu  promieniowania  laserowego.  Z  dotychczasowych  danych  wynika,  Ŝe
najwraŜliwszym  narządem  jest  oko.  JeŜeli  więc  natęŜenie  promieniowania  nie  przekracza
poziomu  niebezpiecznego  dla  oka,  to  moŜna  pominąć  wpływ  tego  promieniowania  na  inne
narządy.  Dawki  te  zostały  określone w Rozporządzeniu Ministra Pracy i Polityki Społecznej
z  dnia  29  listopada  2002  roku.  Zasady  bezpieczeństwa  od  strony  uŜytkowania  oraz
konstrukcji  aparatury  laserowej  określone  są  przez  specjalne  normy  prawne.  Przedmiotem
normy  są  m.  in.  zagroŜenia  powodowane  przez  promieniowanie  laserowe,  podział  laserów
i urządzeń laserowych na klasy pod względem zagroŜeń oraz działania i środki zapewniające
bezpieczną pracę z laserami.

ZagroŜenia powodowane promieniowaniem laserowym dotyczą przede wszystkim oczu

i skóry. Dla laserów pracujących w obszarze widzialnym (400 – 700 nm) i podczerwonym
powyŜej 700 nm mogą one zmieniać swą postać od łagodnych rumieni, poprzez oparzenia, aŜ
do zwęglenia tkanki, natomiast na skutek absorpcji promieniowania ultrafioletowego przez
DNA mogą mieć działanie mutagenne i kancerogenne.

Przepisy definiują wiele parametrów dotyczących bezpieczeństwa pracy z urządzeniami

laserowymi,  które  odnoszą  się  do  samego  sprzętu,  jak  równieŜ  do  emitowanego
promieniowania.  Jednym  z  nich  jest  Maksymalna  Dopuszczalna  Ekspozycja  (MDE)  dla
poszczególnych  tkanek,  tj.  poziom  promieniowania  laserowego,  na  który  w  normalnych
warunkach mogą być eksponowane osoby bez doznawania skutków szkodliwych dla zdrowia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do ćwiczeń.

1.  Jakie są podstawowe cechy promieniowania laserowego?
2.  Jakie są zasadnicze elementy budowy lasera?
3.  Czy potrafisz dokonać podziału laserów wg róŜnych kryteriów?
4.  Czy znasz zasady bezpiecznej pracy z laserami?
5.  Za pomocą jakich zjawisk moŜna opisać oddziaływanie światła z materią?
6.  W jaki sposób odbywa się pompowanie lasera?
7.  Z ilu zwierciadeł składa się układ optyczny lasera?

4.9.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1
W  pewnej  przychodni  w  czasie  zabiegu  wiązka  lasera  o  długości  fali  ok.  200  nm  została
skierowana na kilka sekund na:
a)  oko,
b)  czoło,
Określ moŜliwe patologiczne efekty.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować informacje zawarte w rozdziale 4.9 poradnika,
2)  określić moŜliwe patologiczne efekty dla obu podpunktów a) i b),
3)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
4)  dokonać oceny poprawności ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

4.9.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) opisać budowę i zasadę pracy lasera?

2) opisać ośrodek czynny lasera?

3) powiedzieć z ilu zwierciadeł składa się układ optyczny lasera?

4) powiedzieć co to jest MDE?

5) dokonać podziału laserów wg róŜnych kryteriów?

6) określić potencjalne zagroŜenia podczas pracy z laserem?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.10. Komory hiperbaryczne i kriogeniczne

4.10.1.Materiał nauczania

4.10.1.1 Komory hiperbaryczne

Hiperbaryczna terapia tlenowa oznacza HiperBaryczną Oksygenację (HBO) i jest

skrótem uŜywanym w medycynie dla tej formy terapii. Samo słowo "hiperbaryczny"
pochodzi z greckiego i oznacza "nadciśnienie".

Fenomen nowoczesnej terapii hiperbarycznej polega na moŜliwości wykorzystania tlenu

rozpuszczonego w surowicy krwi w ilości pokrywającej bieŜące zapotrzebowanie
metaboliczne organizmu.

W komorze jednoosobowej pacjent oddycha tlenem wypełniającym całe otoczenie, bez

konieczności  nakładania  maski.  Jednak  ze  względu  na  panujące  w  tej  komorze  ciśnienie
(maksymalnie  3  bary)  nie  ma  moŜliwości  usuwania  w  niej  z  organizmu  człowieka  zatorów
gazowych  prowadzących  do  choroby  dekompresyjnej  (kesonowej).  Nie  ma  w  niej  takŜe
moŜliwości natychmiastowej interwencji obsługi.

Komory wieloosobowe pozwalają personelowi medycznemu przebywać w środku

komory i wykonywać bezpośrednio zabiegi medyczne. KaŜdy pacjent ma własne stanowisko
do  poboru  tlenu.  Ciśnienie  wewnątrz  komory  jest  ściśle  regulowane  przez  wykwalifikowany
personel  za  pomocą  panelu  kontrolnego  znajdującego  się  na  zewnątrz  komory.  Panele
kontrolne  są  wyposaŜone  w  systemy  zabezpieczeń  uniemoŜliwiając  zbyt  szybkie  i  zbyt  duŜe
zmiany ciśnienia w komorze.

Przed wejściem do komory (wieloosobowej) pacjenci zmieniają ubranie na bawełniany

uniform bez kieszeni, Ŝeby nawet przypadkowo nikt nie wniósł niczego niebezpiecznego, co
mogłoby  spowodować  wybuch.  Pacjenci  dostają  wodę  do  picia,  co  pomaga  im  wyrównać
ciśnienie  podczas  kompresji  (zwiększania  ciśnienia)  i  dekompresji  (zmniejszania  ciśnienia)
oraz specjalne maski. Do komory moŜna wnieść ksiąŜki, gazety (Ŝeby się nie nudzić, bo seans
trwa  średnio  1,5  godz.).  Z  tego  samego  powodu  w  komorze  z  głośników  nadawana  jest
muzyka.  Dla  bezpieczeństwa  stale  jest  z  nimi  pielęgniarka.  Na  zewnątrz  czuwa  inŜynier
obsługujący sprzęt i lekarz.

Terapia hiperbaryczna polega na dostarczeniu do organizmu bardzo duŜej ilości tlenu

w  warunkach  zwiększonego  ciśnienia.  W  czasie  tego  zabiegu  ilość  tlenu  w  organizmie
pacjenta  wzrasta  nawet  kilkunastokrotnie  w  porównaniu  z  oddychaniem  w  normalnej
atmosferze.  W  czasie  pobytu  w  komorze  hiperbarycznej  tlen  w  organizmie  pacjenta
przenoszony  jest  nie  tylko  przez  hemoglobinę,  ale  ulega  równieŜ  rozpuszczeniu  w  osoczu
krwi.

Główne wskazania lecznicze to:

−

choroba dekompresyjna,

−

zatory gazowe,

−

zatrucie tlenkiem węgla,

−

zgorzel gazowa,

−

martwicze zakaŜenie tkanek miękkich,

−

uraz mięśniowo-szkieletowy, uraz wielonarządowy – zespoły kompartmentalne,

−

oparzenia termiczne,

−

popromienne uszkodzenie tkanek miękkich,

−

przewlekłe zapalenie kości,

−

zespół stopy cukrzycowej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

NaleŜy wspomnieć, Ŝe mimo wielu wskazań są teŜ przeciwwskazania (np. problemy

z układem oddechowym), dlatego do komory moŜna wejść tylko i wyłącznie po skierowaniu
przez lekarza.

4.10.1.2 Komory kriogeniczne

Światowymi liderami w ilości uŜytkowanych kriokomór są Niemcy i Polska.

W Niemczech pracuje ich około 60, a w Polsce ponad 25. Obecnie na świecie produkuje się
trzy typy komór kriogenicznych.
1.  Kriokomora niemiecka firmy Zimmer.
2.  Kriokomora zasilana ciekłym azotem.
3.  Kriokomora Arctica z wykorzystaniem zjawiska zalegania chłodu.
Jedynie w Polsce istnieją wszystkie trzy rodzaje tych urządzeń.

ad 1) Kriokomora niemiecka firmy Zimmer

Kriokomora składa się trzech pomieszczeń: dwóch przedsionków i komory właściwej.

W  przedsionkach  panuje  odpowiednio  -10°C  i  -60°C  i  pacjenci  przebywają  w  nich  jedynie
przez  kilkanaście  sekund  zanim  wejdą  do  komory  właściwej  o  wymiarach  2  x  2  m.
Przedsionki  stanowią  rodzaj  zapory  przed  wylewaniem  się  bardzo  schłodzonego  powietrza,
jak  równieŜ  strefy  adaptacyjnej  dla  pacjentów.  Źródło  chłodu  stanowi  trójstopniowa
agregatowa  instalacja  chłodnicza,  w  której  freon  schładzany  jest  do  około  -130°C  tak,  Ŝe
powietrze zasilające wnętrze komory, przechodząc przez wymienniki ochładza się do -110°C,
zapewniając taką właśnie temperaturę w komorze zabiegowej. DuŜą zaletą tej komory jest to,
Ŝe  nie  wymaga  zaopatrywania  w  ciekłe  gazy,  wadami  –  duŜy  koszt  inwestycyjny,  mniejsza
dynamika  osiągania  niskiej  temperatury  w  trakcie  zabiegów  (ograniczona  przepustowość)
oraz  niedostępność  dla  ludzi  z  klaustrofobią.  Komora  wymaga  wydzielenia  osobnego
pomieszczenia  technicznego,  gdzie  umieszczone  są  trzy  duŜe  agregaty  chłodnicze  (25  kW),
wymienniki ciepła, osuszacze itp. Pomieszczenie to musi być wydzielone ze względu na hałas
i zajmuje więcej miejsca niŜ komora właściwa.
ad 2)  Kriokomora zasilana ciekłym azotem

Kriokomora tego typu składa się z dwóch pomieszczeń: przedsionka i komory

właściwej.  W  przedsionku  panuje  temperatura  -60°C  i  jest  to  strefa  adaptacyjna  dla
pacjentów.  Przedsionek  przede  wszystkim  stanowi  zaporę  mającą  zatrzymać  „wylewające”
się  z  komory,  przy  otwartych  drzwiach,  zimne  powietrze.  Pacjenci  powinni  wchodzić  do
przedsionka w sposób szybki i zdecydowany, aby ograniczyć straty zimna i migrację wilgoci.
RóŜnica  temperatur  podczas  adaptacji  wynosi  mniej  więcej  80°C.  W  komorze  właściwej,
w

zaleŜności od ustawionej temperatury terapeutycznej, wartość jej wynosi od -110°C do

-160°C.  Zabieg  w  komorze  właściwej  trwa  do  3  minut.  Czynnikiem  chłodzącym  jest  ciekły
azot.  KrąŜąc  w  wymiennikach  ciepła  azot  chłodzi  powietrze,  które  jest  osuszane
w adsorberze, a następnie kierowane do kriooczyszczalników.
ad 3)  Kriokomora Arctica z wykorzystaniem zjawiska zalegania chłodu

W konstrukcji wykorzystano zjawisko zalegania chłodu oraz bezpośredni wtrysk

ciekłego  powietrza  do  jej  wnętrza.  Czynnikiem  kriogenicznym  jest  syntetyczne  ciekłe
powietrze. Komora umiejscowiona jest 1,70 m poniŜej poziomu podłogi. Do niszy prowadzą
schody,  które  są  swoistą  strefą  adaptacyjną.  Zimne  powietrze  jako  cięŜsze  utrzymuje  się
w  niszy  bez  strat  podczas  wchodzenia  i  wychodzenia  z  niej.  Dzięki  temu  pacjenci  schodząc
po  schodach  stopniowo  „zanurzają”  się  w  strefę  zimna,  co  jest  bardziej  korzystne  niŜ
gwałtowne  zetknięcie  z  zimnem.  Temperatura  w  niszy  w  przedsionku  wynosi  -70°C.
Z  przedsionka  pacjent  przechodzi  do  komory  właściwej,  gdzie  dzięki  bezpośredniemu
wtryskowi  ciekłego  powietrza,  panuje  dowolna  temperatura  terapeutyczna  ustawiana  przez
obsługę.  Zakres  temperatur  terapeutycznych  wykorzystywanych  w  kriokomorze  Arctica

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wynosi  od  -110°C  do  -160°C.  Kriokomora  jest  oświetlona  i  przeszklona,  dzięki  czemu
obsługa  ma  moŜliwość  kontroli  stanu  pacjenta  podczas  zabiegu.  Ponadto  drzwi  oddzielające
komorę  właściwą  od  przedsionka  są  lekkie,  przezroczyste  i  uchylne,  więc  pacjent  ma
moŜliwość  (w  razie  chwilowej  niedyspozycji  lub  klaustrofobii)  samodzielnie  przerwać
zabieg.

Komory opisane wyŜej róŜnią się jedynie rozwiązaniami technicznymi, niemającymi

wpływu na efekty terapeutyczne. Optymalna ilość pacjentów to 2–4 osób. Budowa większych
komór  nie  ma  sensu  (choć  jest  to  moŜliwe).  Decydują  o  tym  trzy  główne  czynniki.
Przepustowość,  (dla  komory  4  osobowej  wynosi  ok.  60  osób  na  godzinę),  bezpieczeństwo
(łatwiej  nadzorować  4  pacjentów  niŜ  np.  10  pacjentów)  oraz  kinezyterapia  niezbędna  po
zabiegu, a trwającą ok. 30 minut, czyli dla komory 4 osobowej powinno to być 30 stanowisk
do ćwiczeń i rehabilitacji po zabiegu, co wymaga odpowiedniej powierzchni i wyposaŜenia.

Pacjent przed kaŜdym zabiegiem powinien być zbadany przez personel medyczny

i dopuszczony do zabiegu. Przygotowanie pacjenta do zabiegu polega na:

−

pomiarze ciśnienia tętniczego przed zabiegiem,

−

przeprowadzeniu

przez

fizykoterapeutę

treningu

instruktaŜowego

oddychania

w komorze, gdzie pacjent musi oddychać nosem wolno i płytko, sprawdzeniu czy pacjent
nie jest spocony (nie moŜe być spocony),

−

poinstruowaniu o konieczności przemieszczania się drobnymi kroczkami dookoła
komory kriogenicznej,

−

poinstruowaniu o nie wykonywaniu takich czynności jak klaskanie w dłonie, pocieranie
czy teŜ poklepywanie powierzchni ciała,

−

poinstruowaniu o stroju zabiegowym – pacjent powinien być ubrany w kostium
kąpielowy, skarpetki, drewniaki, rękawiczki i nauszniki, ubranie powinno być wykonane
z naturalnego tworzywa (wełna, bawełna).
Zabieg powinien być realizowany przez fizykoterapeutę, który powinien obserwować

pacjenta  w  trakcie  zabiegu.  Sygnałami  do  przerwania  zabiegu  są:  zblednięcie  (zabielenie
skóry),  zasinienie,  objawy  tzw.  skórki  pomarańczy  oraz  wystąpienie  bólu u pacjenta. NaleŜy
równieŜ poinstruować pacjenta o wezwaniu obsługi zabiegu w przypadku obserwacji u ciebie
w/w objawów.

Pacjent nie moŜe mieć na sobie Ŝadnych ozdób, biŜuterii, zegarków i innych metalowych

przedmiotów. Powinien być takŜe poinformowany o konieczności wytarcia się ręcznikiem dla
usunięcia potu ze skóry.

Przeciwwskazania zabiegu krioterapii to między innymi:

−

znaczna niedokrwistość,

−

miejscowe zaburzenia ukrwienia,

−

alergia na zimno,

−

brak czucia,

−

klaustrofobia,

−

wyniszczenie i wychłodzenie organizmu,

−

nietolerancja zimna,

−

niedoczynność tarczycy,

−

schorzenia mięśnia serca lub aparatu zastawkowego serca,

−

cięŜkie postacie dusznicy bolesnej wysiłkowej i spontanicznej,

−

przecieki Ŝylno-tętnicze w płucach,

−

róŜnego pochodzenia ostre schorzenia dróg oddechowych,

−

wiek powyŜej 65 lat,

−

przebyte zakrzepy Ŝylne i zatory tętnic obwodowych.

Zimno stosowane w celach leczniczych działa:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

przeciwbólowo,

−

hamująco na procesy zapalne,

−

doprowadza do zmian napięcia mięśni,

−

pomaga w osiąganiu coraz lepszych wyników w sporcie.

4.10.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do ćwiczeń.

1. Dlaczego do obsługi wieloosobowej komory hiperbarycznej potrzebne są co najmniej

trzy osoby i jakie?

2.  Dlaczego do komory hiperbarycznej wolno wchodzić tylko w ubraniu bawełnianym?
3.  Jaka temperatura panuje w przedsionku i w komorze właściwej komory kriogenicznej?
4.  W jaki sposób przygotowuje się pacjenta przed zabiegiem w komorze kriogenicznej?
5.  Jakie zasady zachowania pacjenta obowiązują w komorze kriogenicznej?
6.  Jaka komora jest najlepsza dla osób z klaustrofobią?
7.  Czy osoba spocona moŜe wejść do komory kriogenicznej?

4.10.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przeprowadzić przygotowanie pacjenta do zabiegu w komorze hiperbarycznej.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować informacje zawarte w rozdziale 4.10.1.1 poradnika,
2)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
3)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

fartuch bawełniany,

−

fartuch syntetyczny,

−

zapalniczka,

−

cukierek w folii,

−

cukierek w papierku,

−

ksiąŜka,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

4.10.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) przygotować pacjenta do zabiegu w komorze hiperbarycznej?

2) przygotować pacjenta do zabiegu w komorze kriogenicznej?

3) powiedzieć jak długo trwa seans leczniczy w komorze hiperbarycznej?

4) opisać zasadę działania komory hiperbarycznej?

5) powiedzieć jak długo trwa seans leczniczy w komorze kriogenicznej?

6) opisać kriokomorę z wykorzystaniem zjawiska zalegania chłodu?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.11. Urządzenia pomocnicze: sterylizatory i dezynfektory, stacje

dezynfekcji

4.11.1. Materiał nauczania

Sterylizacja to proces, w którym giną wszystkie mikroorganizmy: wirusy, grzyby
i bakterie, a takŜe spory (formy przetrwalnikowe bakterii, chronione przez twarde zewnętrzne
osłony).
Dezynfekcja to proces likwidacji większości mikroorganizmów, w tym takŜe wielu
szkodliwych wirusów i bakterii, jednak nie niszczy on form przetrwalnikowych bakterii, które
mogą być przyczyną zatruć pokarmowych.

4.11.1.1. Sterylizacja

Sterylizacja to jednostkowy proces technologiczny polegający na zniszczeniu wszystkich,

zarówno  wegetatywnych,  jak  i  przetrwalnikowych  form  mikroorganizmów.  Sterylizację
przeprowadza  się  głównie  metodami  fizycznymi.  Prawidłowo  wysterylizowany  materiał  jest
jałowy  –  nie  zawiera  Ŝadnych  Ŝywych  drobnoustrojów  (takŜe  wirusów)  oraz  ich  form
przetrwalnikowych  czy  toksyn.  Sterylizacji  moŜna  dokonać  mechanicznie,  fizycznie,  bądź
chemicznie. Proces ten bywa teŜ nazywany wyjaławianiem.

Ze względu na rodzaj czynnika sterylizującego rozróŜnia się następujące rodzaje
sterylizacji:
1. Parowa – odbywa się w temperaturze 121–134°C przez czas wystarczający do

zniszczenia wszelkich mikroorganizmów. Czynnikiem sterylizującym jest sucha para
wodna, a proces jest relatywnie tani, szybki i przyjazny dla środowiska.

2. Chemiczna – z uŜyciem gazów (np. tlenek etylenu, ozon) lub płynów (np. formaldehyd).

Proces jest dłuŜszy niŜ w wypadku sterylizacji parowej, ale zaletą tej metody jest
moŜliwość uzyskania jałowości w temperaturze znacznie niŜszej niŜ wymagana
w sterylizacji parowej.

Radiacyjna – z uŜyciem promieniowania rentgenowskiego lub promieniowania gamma.
Jest to sterylizacja niskotemperaturowa.

Plazmowa  –  odbywa  się  w  temperaturze  ok.  45°C  –  wpływ  rozszerzalności  termicznej
metalu  jest  zdecydowanie  mniejszy  niŜ  w  sterylizacji  parowej.  Cykl  trwa  ok.  50  minut
i  jest  porównywalny  ze  sterylizacją  parową.  Metoda  ta  jest  najbezpieczniejsza
z  wymienionych  zarówno  dla  personelu  obsługującego  sterylizatory,  pracowników
oddziału, pacjentów, jak i sprzętu medycznego.

Ze względu na metody, wyróŜnia się następujące rodzaje sterylizacji:
1.  WyŜarzanie lub spalanie.
2.  Sterylizacja suchym gorącym powietrzem.
3.  Sterylizacja nasyconą parą wodną pod ciśnieniem.
4.  Sterylizacja przez sączenie.
5.  Sterylizacja promieniowaniem:

−

promieniowaniem UV,

−

promieniowaniem jonizującym.

6. Sterylizacja gazami:

−

tlenkiem etylenu.

−

formaldehydem.

−

ozonem.

7. Sterylizacja roztworami środków chemicznych:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

aldehydu glutarowego.

−

kwasu nadoctowego.

8. Sterylizacja plazmowa.

WyŜarzanie przedmiotu poddawanego wyjaławianiu w płomieniu palnika powoduje

spalenie komórek drobnoustrojów. Metoda ta jest stosowana tylko do drobnych przedmiotów
metalowych – na przykład do sterylizacji ez (pętli bakteriobójczych) stosowanych do
posiewów mikrobiologicznych.

Spalanie stosujemy wówczas, gdy chcemy zniszczyć skaŜony materiał – na przykład

odpady szpitalne.

Sterylizację suchym gorącym powietrzem prowadzi się w sterylizatorach

powietrznych, stosując temperatury 160–200°C utrzymywane w czasie od kilkunastu minut
do dwóch godzin. Materiał powinien być ułoŜony w sterylizatorze tak, by nie utrudniać
dostępu gorącego powietrza.

Sterylizacja parą wodną pod ciśnieniem. Nasycona para wodna powoduje gwałtowną

hydrolizę,  denaturację  i  koagulację  enzymów  i  struktur  komórkowych.  Wyjaławianie  jest
rezultatem  zarówno  wysokiej  temperatury,  jak  i  aktywności  cząsteczek  wody.  Zwykle
stosowane  temperatury  sięgają  108–134°C,  zaś czas wyjaławiania wynosi 15–30 minut. Aby
osiągnąć  taką  temperaturę  pary,  podnosi  się  ciśnienie o wartość od jednej atmosfery w górę.
Wzrost ciśnienia o jedną atmosferę powoduje podniesienie temperatury wrzenia wody o około
10 stopni.

Sączenie polega na fizycznym usuwanie drobnoustrojów z roztworu lub gazu przez

zatrzymanie ich na jałowym sączku membranowym o średnicy porów mniejszej niŜ 0,2
mikrometra. Sączki te to cienkie błony o grubości około 70–140 mikrometrów, mające kształt
krąŜków lub arkuszy.

Ten typ wyjaławiania, z racji zagroŜenia wtórnym skaŜeniem podczas dozowania,

stosujemy tylko wówczas, gdy roztworu nie moŜna wyjałowić termicznie – na przykład, gdy
jest to roztwór zawierający witaminy lub preparat biologiczny (enzymy, surowica).

Sterylizacja promieniowaniem UV polega na naświetlaniu materiału promieniowaniem

ultrafioletowym.  Promieniowanie  to  zmienia  strukturę  kwasów  nukleinowych,  dlatego
najsilniej  działa  na  formy  wegetatywne  drobnoustrojów.  UŜywa  się  fal  o  długości  210–328
nm emitowanych np. przez lampy rtęciowe. Promieniowanie ultrafioletowe jest szkodliwe dla
ludzi  –  moŜe  powodować  między  innymi  stany  zapalne  skóry  i  zapalenie  spojówek.
Promieniowanie  ultrafioletowe  nie  przenika  w  głąb  płynów  i  ciał  stałych,  jest  absorbowane
przez  szkło  i  tworzywa  sztuczne.  Dlatego  teŜ  wyjaławiamy  w  ten  sposób  na  ogół  tylko
powietrze lub powierzchnię przedmiotów. Jest to metoda pomocnicza.

Sterylizacja promieniowaniem jonizującym przebiega zarówno w sposób bezpośredni,

jak i pośredni, przez produkty radiolizy wody. Źródłem tego promieniowania mogą być na
przykład izotopy. Metodę tę stosujemy do wyjaławiania materiałów wraŜliwych na wysoką
temperaturę.

Sterylizację gazami stosujemy w szczególnych przypadkach, gdyŜ z reguły stosowane

gazy są agresywnymi reagentami i zachodzi ryzyko zajścia niekorzystnych zmian
chemicznych w materiale poddawanym wyjaławianiu lub sorpcji gazów.

Tlenek etylenu jest czynnikiem o działaniu alkilującym, bakterio- i wirusobójczym.

W  wyŜszych  stęŜeniach  niszczy  teŜ  przetrwalniki.  Jest  łatwopalny,  a  z  powietrzem  tworzy
mieszaninę  wybuchową.  Zaletą  tlenku  etylenu  jest  jego  przenikliwość  –  gaz  ten  przedostaje
się  przez  tworzywa  sztuczne,  którymi  owija  się  wyjaławiane  przedmioty.  Tlenkiem  etylenu
wyjaławiamy materiały i sprzęt medyczny z tworzyw sztucznych, które mogą odkształcać się
po wpływem temperatury, np. cewniki.

Formaldehyd jest czynnikiem alkilującym, aktywnym względem form wegetatywnych

i przetrwalników. Metodą tą nie moŜna sterylizować sprzętu dłuŜszego niŜ 1,5 m i średnicy

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

mniejszej niŜ 2 mm. Ma jednak ograniczone zastosowanie ze względu na toksyczność,
mutagenność i karcerogenność. W związku z tym naleŜy zachować odpowiednie środki
ostroŜności. W trosce o środowisko naturalne niektóre kraje wprowadziły przepisy dotyczące
utylizacji tlenku etylenu po procesie.

Sterylizacja ozonem wytwarzanym z tlenu pod wpływem wyładowań elektrycznych

przebiega w czasie 30–120 min. w temp. 25

C i wilgotności 75–95 %. Produktem końcowym

procesu  jest  tlen.  Ograniczenia  zastosowania  tej  metody  związane  są  z  uszkadzaniem
niektórych  materiałów  (lateks,  polipropylen),  koniecznością  przedłuŜenia  sterylizacji
materiałów  porowatych  i  degazacji  materiałów  z  poliestru  oraz  brakiem  trwałych  opakowań
sterylizowanych materiałów.

Sterylizacja roztworami środków chemicznych jest stosowana tylko w szczególnych

przypadkach,  gdy  wyjaławianie  innymi  metodami  jest  niemoŜliwe.  Wyjaławianie
prowadzimy  w  temperaturze  pokojowej  w  zbiornikach  pełnych  roztworu  środka
chemicznego.  Po  zakończeniu  sterylizacji  materiały  opłukuje  się  jałową  wodą,  suszy  na
jałowej serwecie i zabezpiecza przed wtórnym skaŜeniem.

Aldehyd glutarowy jest aktywny w stosunku do form wegetatywnych bakterii, wirusów,

przetrwalników, i grzybów. Nie powoduje korozji metali i nie uszkadza wyrobów gumowych.
Aldehyd glutarowy moŜe powodować podraŜnienie skóry, oczu i błon śluzowych. Przy
wyborze tego rodzaju sterylizacji naleŜy wziąć pod uwagę ograniczenia w penetracji czynnika
sterylizującego. Metodą tą nie moŜna sterylizować sprzętu dłuŜszego niŜ 1,5 m i średnicy
mniejszej niŜ 2 mm. Przyjmuje się, Ŝe po procesie sterylizacji sprzęt nie wymaga degazacji.

Kwas nadoctowy jest silnie utleniający, toksyczny i reaktywny. Wykazuje aktywność

w stosunku do form wegetatywnych i przetrwalników. W roztworach wodnych łatwo
rozkłada się do tlenu i kwasu octowego. Do wyjaławiania stosuje się roztwory 0,1–0,5%.

Sterylizacja plazmowa jest jedną z nowych metod sterylizacji niskotemperaturowej.

Plazma  jest  opisywana  jako  czwarty  stan  skupienia  materii.  Cząsteczki  gazu  w  próŜni,
wzbudzane  energią  w  polu  elektromagnetycznym,  przechodzą  w  stan  plazmy.  Cykl
sterylizacji  trwa  ok.  75  min  i  przebiega  w  temperaturze  ok.  40

C. Sprzęt sterylizowany nie

wymaga degazacji. Po procesie powstają H

O i O

– związki przyjazne dla środowiska.

Metodą tą nie moŜna sterylizować materiałów zawierających celulozę, porowatych, płynów,
a takŜe sprzętu o przewodach zamkniętych z jednej strony. Sprzęt przygotowany do
sterylizacji musi być idealnie suchy.

Dobór metody sterylizacji uzaleŜniony jest od rodzaju i właściwości sterylizowanych

materiałów oraz od sposobu ich opakowania.

Przed przystąpieniem do sterylizacji naleŜy upewnić się, czy dany sprzęt moŜe być

sterylizowany wybraną metodą. Producent sprzętu przeznaczonego do sterylizacji powinien
podać, jaka metoda sterylizacji jest zalecana dla konkretnego wyrobu.

Pomiary danych fizycznych w czasie sterylizacji parowej są bardzo istotne. Parametry

fizyczne

powinny

być

kontrolowane

monitorowane

sposób

ciągły.

Sterylizacja parowa jest metodą uniwersalną, pewną, szybką, nietoksyczną i ekonomiczną.
Para wodna w nadciśnieniu dobrze penetruje sterylizowany materiał. Powinna być stosowana
wszędzie tam, gdzie tylko to jest moŜliwe. W sterylizacji obowiązuje zasada, Ŝe dla sprzętu,
który moŜna wyjaławiać parą wodną pod ciśnieniem nie naleŜy stosować innej metody
sterylizacji.

Wszystkie zaprezentowane technologie mają zarówno zalety, wady, jak i ograniczenia.

Przy wyborze systemu sterylizacji naleŜy wybrać system, którego zalety w znaczący sposób
przewyŜszają wady i są odpowiednie dla sprzętu, który naleŜy wyjaławiać.
Kontrola procesu sterylizacji

Proces sterylizacji naleŜy kontrolować wskaźnikami fizycznymi, biologicznymi

i chemicznymi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wskaźniki fizyczne (termometry, manometry, karty kontrolne, kontrolki świetlne itp.)

określają stan techniczny urządzenia, a takŜe mierzą punktowo dany parametr.

Wskaźniki

biologiczne

informują

zabiciu

drobnoustrojów

–

spośród

wyselekcjonowanych  szczepów  bakterii  wysoce  opornych  na  dany  czynnik  sterylizujący.
Wynik  kontroli  biologicznej  moŜna  odczytać  po  okresie  inkubacji  bakterii,  tj.  po  7  dniach
w  przypadku  tradycyjnych  wskaźników  do  posiewu  lub  po  48  godz.,  po  uŜyciu  wskaźników
fiolkowych.

Indykatory chemiczne – zawierają substancje, które po osiągnięciu wymaganych

parametrów sterylizacji zmieniają barwę. Informację o przeprowadzonym procesie otrzymuje
się natychmiast po jego zakończeniu.
Wśród indykatorów chemicznych rozróŜniamy:

−

wskaźniki chemiczne – wkładane do wnętrza pakietu, które wykazują, Ŝe wewnątrz
ładunku zostały osiągnięte wszystkie parametry sterylizacji,

−

sprawdziany  sterylizacji  –  przeznaczone  głównie  do  uŜycia  zewnętrznego,  a  zmiana  ich
barwy  świadczy  o  tym,  Ŝe  pakiet  poddany  był  działaniu  czynnika  sterylizującego.
Sprawdziany  pozwalają  na  wizualne  odróŜnienie  sprzętu,  który  był  poddany  sterylizacji
od sprzętu niewyjałowionego.

Częstotliwość kontroli

Skuteczność sterylizacji powinna być kontrolowana:

−

okresowo – przy uŜyciu wskaźników biologicznych,

−

na bieŜąco – przy uŜyciu wskaźników chemicznych – uŜytkownik ma obowiązek kontroli
kaŜdego procesu.

RozróŜniamy dwa rodzaje kontroli okresowej (biologicznej):

−

zewnętrzną – wykonywaną przez stację sanitarno-epidemiologiczną – kaŜdy sterylizator
powinien być kontrolowany raz na kwartał,

−

wewnętrzną – prowadzoną przez uŜytkownika z częstotliwością co najmniej raz
w miesiącu, w miarę potrzeb i moŜliwości częściej.

Sposób przeprowadzania kontroli

Wskaźniki biologiczne i chemiczne naleŜy umieszczać wewnątrz pakietów lub

kontenerów, aby stwierdzić, czy czynnik sterylizujący dotarł do wnętrza i spenetrował
wyjaławiany materiał.

Okresową kontrolę biologiczną naleŜy przeprowadzać, umieszczając nie mniej niŜ dwa

wskaźniki biologiczne wewnątrz dwóch pakietów (wybranych spośród załadunku),
reprezentatywnych dla materiału przeznaczonego do wyjałowienia w danym cyklu. Pakiety ze
wskaźnikami naleŜy umieścić w dwóch róŜnych miejscach komory sterylizatora, najtrudniej
dostępnych dla czynnika sterylizującego.

KaŜdy proces naleŜy kontrolować wskaźnikami chemicznymi. Minimum dwa wskaźniki

chemiczne naleŜy umieścić (podobnie jak w przypadku wskaźników biologicznych)
w róŜnych miejscach w komorze sterylizatora, najtrudniej dostępnych dla czynnika
sterylizującego,

wkładając

wnętrza

dwóch

pakietów

reprezentatywnych

dla

sterylizowanego materiału.

W kaŜdej placówce naleŜy opracować system dokumentacji, która powinna uwzględniać:

−

rodzaj sterylizacji,

−

parametry procesu (temp., ciśnienie, czas, st. gazu),

−

nr sterylizatora, cyklu,

−

wyniki kontroli chemicznej (z uwzględnieniem rozmieszczenia wskaźników),

−

wyniki kontroli biologicznej,

−

datę,

−

osobę odpowiedzialną za proces,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

jeŜeli jest moŜliwość – przedstawienie wydruku parametrów w czasie cyklu pracy.
Dokumentacja ta moŜe być wykorzystana w przypadkach roszczeń pacjentów w celu

udowodnienia prawidłowego przebiegu procesu sterylizacji.

4.11.1.2. Dezynfekcja

Dezynfekcja (odkaŜanie) to niszczenie w środowisku zewnętrznym (a takŜe na

powierzchni ciała) wegetatywnych form drobnoustrojów, głównie drobnoustrojów
chorobotwórczych, w celu zapobieŜenia zakaŜeniu.

Do dezynfekcji stosuje się metody fizyczne (wysoka temperatura, róŜne rodzaje

promieniowania) i chemiczne.

Im dłuŜszy jest czas działania i stęŜenie środka dezynfekcyjnego, tym większa liczba

drobnoustrojów  zostanie  zniszczona.  Ze  względu  na  to,  iŜ  środki  chemiczne  zwykle  nie
działają  w  środowisku  suchym,  waŜny  jest  równieŜ  stopień  ich  wilgotności,  co  jest
szczególnie waŜne w dezynfekcji powietrza.
Dezynfekcja wstępna i właściwa

Wszystkie procesy praktyczne dezynfekcji, wykonywane wobec powierzchni

i środowiska są w swej istocie albo dezynfekcją wstępną – wykonywaną wobec powierzchni
skaŜonej i zanieczyszczonej zabrudzeniami natury biologicznej, chemicznej i fizycznej, albo
dezynfekcją właściwą – wykonywaną wobec powierzchni poddanej wcześniej oczyszczaniu
ze skutecznością tzw. czystości optycznej.

PoŜądaną standaryzację procesu mycia i dezynfekcji moŜna osiągnąć najlepiej przez

metodę przygotowania maszynowego, z jednoczesnym zaznaczeniem, Ŝe naleŜy
wykorzystywać wyłącznie zwalidowane metody mycia i dezynfekcji.
Rozwój technik maszynowych

Ostatnio obserwujemy intensywny rozwój technik maszynowych. Producenci tych

urządzeń (o pojemności od ~50 do 350 litrów) prześcigają się w rozwiązaniach technicznych,
które gwarantują:

−

skuteczne techniki mycia (rozkład dysz, wsadowe wózki specjalistyczne, pomiar
współczynników przepływu itd.),

−

kontrolę dozowania preparatów chemicznych, przepływu wody i ciśnienia strumieni
myjących oraz temperatury kąpieli roboczych,

−

kombinacje programowe w cyklu i ich elastyczność,

−

dodatkowe fazy mycia, np. mycie oksydacyjne.

4.11.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do ćwiczeń.

1. Czy potrafisz scharakteryzować róŜnicę między sterylizacją a dezynfekcją?
2. Czy potrafisz dokonać podziału sterylizacji na rodzaje ze względu na rodzaj czynnika

sterylizującego?

3.  Czy potrafisz opisać sterylizację parą wodną pod ciśnieniem?
4.  Jakie dane powinien zawierać system dokumentacji sterylizacji?
5.  Czy wyŜarzanie moŜna stosować do sterylizacji kabla EKG?
6.  Jakimi wskaźnikami naleŜy kontrolować proces sterylizacji?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.11.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Opisz, w jaki sposób naleŜy przeprowadzić sterylizację odpadów szpitalnych.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować informacje zawarte w rozdziale 4.11 podręcznika,
2)  opisać poszczególne etapy sterylizacji odpadów,
3)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
4)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Przeprowadź

sterylizację

hermetycznego

pojemnika

zawierającego

narzędzia

chirurgiczne. Dobierz odpowiednią metodę i opisz szczegółowo kolejne etapy sterylizacji.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)   przeanalizować informacje zawarte w rozdziale 4.11 podręcznika,
2)   opisać poszczególne etapy sterylizacji pojemnika z narzędziami,
3)   zaprezentować wykonane ćwiczenie,
4)   dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

4.11.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) dokonać

podziału

sterylizacji

względu

rodzaj

czynnika

sterylizującego?

2) dokonać podziału sterylizacji ze względu na metody?

3) dobrać

odpowiednią

metodę

sterylizacji

własności

obiektu

sterylizowanego?

4) opisać czym róŜni się sterylizacja od dezynfekcji?

5) opisać na czym polega sączenie?

6) opisać proces sterylizacji plazmowej i wymienić jego zalety?

7) opisać metody kontroli procesu sterylizacji?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.12. Podział aparatury na klasy zgodnie z przepisami

o wyrobach medycznych

4.12.1. Materiał nauczania [20]

Zasadniczym celem Dyrektywy Wspólnoty Europejskiej 93/42/EEC z 14 czerwca 1993 r.

(której fragmenty podano w dalszej części tego rozdziału) obowiązującej w Krajach
Członkowskich Unii Europejskiej jest utrzymanie lub podniesienie poziomu bezpieczeństwa
wyrobów medycznych.

Termin "wyrób medyczny" oznacza kaŜdy instrument, aparat, przyrząd, materiał lub inny

artykuł, czy to uŜywany sam czy teŜ łącznie, w tym z oprogramowaniem niezbędnym do jego
właściwego funkcjonowania, przeznaczony przez producenta do stosowania u ludzi w celu:

−

diagnozowania, zapobiegania, monitorowania, leczenia, łagodzenia objawów chorób,

−

diagnozowania, monitorowania, leczenia, łagodzenia i wyrównywania skutków urazów
oraz upośledzeń,

−

badania, zastępowania lub modyfikowania anatomii lub procesów fizjologicznych,

−

regulacji urodzeń,

który nie osiąga swego głównego przewidzianego działania w/lub na ludzkim organizmie
środkami farmakologicznymi, immunologicznymi lub metabolicznymi, ale skuteczność
działania którego moŜe być przez takie środki wspomagana.

Termin "wyposaŜenie" oznacza kaŜdy artykuł, który nie będąc wyrobem medycznym jest

przez producenta przeznaczony do określonego uŜytku łącznie z wyrobem medycznym w celu
umoŜliwienia stosowania wyrobu medycznego zgodnie z jego przeznaczeniem określonym
przez producenta wyrobu medycznego.

Termin "wyrób uŜywany w diagnostyce in vitro" oznacza kaŜdy wyrób, który jest

odczynnikiem;  pochodną  odczynnika,  zestawem,  przyrządem,  wyposaŜeniem  lub  systemem
czy  to uŜywanym oddzielnie, czy teŜ łącznie, przeznaczonym przez producenta do uŜytku in
vitro  dla  badania  próbek  pobranych  z  organizmu  ludzkiego,  w celu  uzyskania  informacji  na
temat stanu fizjologicznego, zdrowia lub choroby albo wrodzonych wad organizmu.

Termin "wyrób wykonany na zamówienie" oznacza wszelki wyrób wykonany specjalnie

wg pisemnej specyfikacji naleŜycie kwalifikowanego lekarza praktyka, który spełnia,
z zachowaniem jego odpowiedzialności, szczególne charakterystyki i przeznaczony jest do
wyłącznego uŜytku pojedynczego pacjenta.

Termin "wyrób przeznaczony do badań klinicznych" oznacza wszelki wyrób

przeznaczony do uŜytku przez naleŜycie kwalifikowanego lekarza w czasie prowadzenia
badań w odpowiednich warunkach kliniki medycznej.

Do celów badań klinicznych, kaŜda inna osoba, która z tytułu swych kwalifikacji

uprawniona

jest

prowadzenia

takich

badań

będzie

uwaŜana

toŜsamą

z wykwalifikowanym lekarzem.

Termin "producent" oznacza osobę fizyczną bądź prawną odpowiedzialną za projekt,

wykonanie, pakowanie i oznakowanie wyrobu przed jego

wejściem na rynek pod własną

nazwą, bez względu na to, czy wymienione czynności wykonuje on sam, czy teŜ osoba trzecia
w jego imieniu.

Termin "przewidziane zastosowanie" oznacza sposób uŜycia, dla którego wyrób jest

przeznaczony według danych dostarczanych przez producenta w ramach oznakowania,
w instrukcjach i/lub w materiałach promocyjnych.

Termin "wprowadzenie do obrotu" oznacza pierwsze przedstawienie do nabycia za

określoną zapłatą lub bezpłatnie wyrobu innego niŜ przeznaczony do badań klinicznych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

w celu dystrybucji i/lub uŜytku na rynku Wspólnoty bez względu na to czy wyrób jest nowy
czy teŜ poddany uprzednio remontowi odtworzeniowemu.

Termin "wprowadzenie do uŜytku" oznacza etap, na którym wyrób jest pierwszy raz

gotowy do uŜycia na rynku Wspólnoty w zamierzonym przeznaczeniu.
Kryteria klasyfikacji

1. Definicje do celów klasyfikacyjnych

1.1. Czas trwania kontaktu

−

do uŜywania chwilowego – krótszego niŜ 60 min,

−

do uŜywania krótkotrwałego – nie dłuŜszego niŜ 30 dni,

−

do uŜywania długotrwałego – do uŜywania dłuŜszego niŜ 30 dni.

1.2. Inwazyjne wyroby medyczne

−

inwazyjny wyrób medyczny – wyrób medyczny, który cały lub którego część
penetruje wnętrze organizmu przez otwory lub przez powierzchnię ciała,

−

chirurgicznie inwazyjny wyrób medyczny – wyrób inwazyjny, który z pomocą
operacji chirurgicznej lub w związku z nią penetruje wnętrze ciała przez jego
powierzchnię.

Wg Dyrektywy wyrób medyczny inny niŜ ten powołany w niniejszych podpunktach
i powodujący penetrację inną niŜ przez istniejące otwory ciała traktowany jest jak
chirurgiczny inwazyjny wyrób medyczny.
Implantowalny wyrób medyczny – kaŜdy wyrób przeznaczony do:

−

wprowadzania w całości do wnętrza ludzkiego ciała lub,

−

zastępowania powierzchni naskórka lub powierzchni oka,

drogą zabiegu chirurgicznego i przeznaczony do pozostawania na miejscu po
zakończeniu zabiegu.

1.3. Chirurgiczne narzędzia wielokrotnego uŜycia

Narzędzia przeznaczone do uŜycia chirurgicznego: cięcia, wiercenia, piłowania,
drapania, skrobania, zaciskania, odcinania, klamrowania lub do podobnych zabiegów
bez podłączenia do jakiegokolwiek aktywnego wyrobu medycznego i które po
przeprowadzeniu odpowiednich procedur mogą być uŜyte ponownie.

1.4. Aktywny wyrób medyczny

KaŜdy  wyrób  medyczny,  którego  funkcjonowanie  zaleŜy  od  źródła  energii
elektrycznej  lub  jakiegokolwiek  źródła  zasilania  innego  niŜ  źródło  energii
wytwarzanej  bezpośrednio  przez  ludzki  organizm  lub  grawitację  i  działający  w
wyniku przetwarzania tej energii.

1.5. Aktywny terapeutyczny wyrób medyczny

KaŜdy aktywny wyrób medyczny uŜywany sam lub w połączeniu z innym wyrobem
medycznym do wspomagania, modyfikowania, zastępowania albo przywracania
funkcji lub struktur biologicznych w celu leczenia lub łagodzenia objawów chorób,
urazów lub upośledzeń.

1.6. Aktywny wyrób medyczny do diagnostyki

KaŜdy aktywny wyrób medyczny uŜywany sam lub w połączeniu z innym wyrobem
medycznym do dostarczania informacji w celu wykrywania, diagnozowania,
monitorowania lub leczenia stanów fizjologicznych, stanów zdrowia, chorób lub
wrodzonych deformacji.

Reguły uzupełniające
2. Uzupełnienie reguł

2.1. Reguły klasyfikacji naleŜy stosować kierując się przewidzianym zastosowaniem

wyrobu medycznego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2.2. JeŜeli wyrób medyczny przeznaczony jest do uŜycia wraz z innym wyrobem

medycznym, reguły klasyfikacyjne powinny być stosowane oddzielnie do kaŜdego
wyrobu medycznego. WyposaŜenie klasyfikowane są według odnoszących się do
nich zasad, odrębnie od wyrobu medycznego, z którym są uŜywane.

2.3. Oprogramowanie sterujące wyrobem medycznym bądź wpływające na jego działanie

zalicza się automatycznie do tej samej klasy.

2.4. JeŜeli wyrób medyczny nie jest przeznaczony do uŜytku wyłącznie lub przede

wszystkim w określonych częściach ciała, musi być uznany i zakwalifikowany na
podstawie wyszczególnionego sposobu uŜycia związanego z największym
zagroŜeniem.

2.5. JeŜeli kilka reguł stosuje się do tego samego wyrobu medycznego, na podstawie jego

przewidzianego zastosowania podanego przez producenta, naleŜy przyjąć
najsurowsze reguły kwalifikujące do najwyŜszej klasy.

Klasyfikacja
1. Nieinwazyjne wyroby medyczne

1.1. Reguła 1

Wszystkie nieinwazyjne wyroby medyczne zalicza się do klasy I, o ile nie podlegają

jednej z poniŜszych reguł.

1.2. Reguła 2

Wszystkie  nieinwazyjne  wyroby  medyczne  przeznaczone  do  przetaczania  lub
przechowywania  krwi,  płynów  ustrojowych,  tkanek,  płynów,  gazów  w  moŜliwych
zastosowaniach  do  infuzji,  podawania  lub  wprowadzania  do  organizmu  zalicza  się  do
klasy IIa:

−

jeŜeli mogą być podłączone do aktywnego wyrobu medycznego klasy IIa lub
wyŜszej,

−

jeŜeli przeznaczone są do przechowywania albo przetaczania krwi lub innych
płynów ustrojowych, albo do przechowywania organów, części organów lub tkanek
ciała,

we wszystkich pozostałych przypadkach zalicza się je do klasy I.

1.3. Reguła 3

Wszystkie

nieinwazyjne

wyroby

medyczne

przeznaczone

do modyfikowania

biologicznego lub chemicznego składu krwi, innych płynów ustrojowych lub innych
płynów przeznaczonych do infuzji do organizmu zalicza się do klasy IIb, o ile ich
stosowanie nie polega na filtracji, wirowaniu lub wymianie gazu albo ciepła, w których to
przypadkach zalicza się je do klasy IIa.

1.4. Reguła 4

Wszystkie nieinwazyjne wyroby medyczne, które wchodzą w kontakt ze zranioną skórą:

−

zalicza się do klasy I, jeŜeli przeznaczone są do uŜycia jako bariera mechaniczna, do
ucisku lub absorpcji wysięków,

−

zalicza się do klasy IIb, jeŜeli przeznaczone są do uŜycia przede wszystkim przy
zranieniach z naruszeniem skóry właściwej, które goić się mogą przez
ziarninowanie,

−

zalicza się do klasy IIa we wszystkich pozostałych przypadkach, włączając w to
wyroby medyczne przeznaczone przede wszystkim do uŜycia w mikrośrodowisku
rany.

2. Inwazyjne wyroby medyczne

2.1. Reguła 5

Wszystkie wyroby medyczne stosowane przez otwory ciała, nie będące chirurgicznie
inwazyjnymi wyrobami medycznymi i nie przeznaczone do połączenia z aktywnym
wyrobem medycznym:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

zalicza się do klasy I, jeŜeli przeznaczone są do chwilowego uŜytku,

−

zalicza się do klasy IIa, jeŜeli przeznaczone są do krótkotrwałego uŜytku, o ile
nie są uŜywane w jamie ustnej nie dalej niŜ do gardła, w kanale ucha poniŜej
błony bębenkowej lub w jamie nosowej, w których to przypadkach zalicza się do
klasy I,

−

zalicza się do klasy IIb, jeŜeli przeznaczone są do długotrwałego uŜytku, o ile
nie są uŜywane w jamie ustnej nie dalej niŜ do gardła, w kanale ucha poniŜej
błony bębenkowej lub w jamie nosowej i o ile nie podlegają wchłonięciu przez
błonę śluzową, w których to przypadkach zalicza się do klasy IIa.

Wszystkie inwazyjne wyroby medyczne stosowane przez otwory ciała, przeznaczone
do przyłączania do aktywnego wyrobu medycznego klasy IIa lub wyŜszej, zalicza się
do klasy IIa, o ile nie są to chirurgicznie inwazyjne wyroby medyczne.

2.2. Reguła 6

Wszystkie chirurgicznie inwazyjne wyroby medyczne przeznaczone do chwilowego
uŜytku zalicza się do klasy IIa, o ile nie są one:

−

przeznaczone specjalnie do diagnozowania, monitorowania lub korygowania
wad serca albo centralnego układu krąŜenia drogą bezpośredniego kontaktu
z tymi częściami organizmu, w których to przypadkach znajdują się w klasie III,

−

chirurgicznymi narzędziami wielokrotnego uŜytku, w którym to przypadku
znajdują się w klasie I,

−

przeznaczone do dostarczania energii w formie promieniowania jonizującego,
w którym to przypadku zalicza się do klasy IIb,

−

przeznaczone do wywoływania efektów biologicznych albo do wchłonięcia
w całości lub w większej części, w których to przypadkach zalicza się do
klasy IIb,

−

przeznaczone do podawania środków leczniczych z pomocą układu dozującego,
który, uwzględniając sposób stosowania, stwarza potencjalne zagroŜenie,
w których to przypadkach zalicza się do klasy IIb.

2.3. Reguła 7

Wszystkie

chirurgicznie

inwazyjne

wyroby

medyczne

przeznaczone

krótkotrwałego uŜytku zalicza się do klasy IIa, o ile nie są one przeznaczone:

−

albo specjalnie do diagnozowania, monitorowania lub korygowania wad serca
albo centralnego układu krąŜenia drogą bezpośredniego kontaktu z tymi
częściami organizmu, w których to przypadkach zalicza się do klasy III,

−

albo specjalnie do uŜytku w bezpośrednim kontakcie z centralnym systemem
nerwowym, w którym to przypadku zalicza się do klasy III,

−

albo do dostarczania energii w formie promieniowania jonizującego, w którym
to przypadku zalicza się do klasy IIb,

−

albo do wywoływania efektów biologicznych, albo do wchłonięcia w całości lub
w większej części, w których to przypadkach zalicza się do klasy III,

−

albo do ulegania przemianom chemicznym w organizmie, z wyjątkiem wyrobów
medycznych umieszczanych w zębach lub słuŜących do podawania środków
leczniczych, w których to przypadkach zalicza się do klasy IIb.

2.4. Reguła 8

Wszystkie implantowalne wyroby medyczne i chirurgicznie inwazyjne wyroby
medyczne do długotrwałego uŜytku zalicza się do klasy IIb, o ile nie są
przeznaczone:

−

do umieszczenia w zębach, w którym to przypadku zalicza się do klasy IIa,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

do uŜytku w bezpośrednim kontakcie z sercem, centralnym układem krąŜenia
lub centralnym systemem nerwowym, w których to przypadkach zalicza się do
klasy III,

−

do wywoływania efektów biologicznych albo do wchłonięcia w całości lub
w większej części, w których to przypadkach zalicza się do klasy III,

−

3. Dodatkowe reguły stosujące się do aktywnych wyrobów medycznych

3.1. Reguła 9

Wszystkie  aktywne  terapeutyczne  wyroby  medyczne  przeznaczone  do  podawania
lub wymiany energii zalicza się do klasy IIa, o ile ich charakterystyki, uwzględniając
rodzaj,  gęstość  i  miejsce  stosowania  energii,  nie  są  takie,  Ŝe  sposób  podawania
energii  do  ludzkiego  organizmu  lub  jej  wymiany  z  nim  moŜe  stwarzać  potencjalne
niebezpieczeństwo, w którym to przypadku zalicza się do klasy IIb.
Wszystkie  aktywne  wyroby  medyczne  przeznaczone  do  sterowania  lub
monitorowania  funkcjonowania  aktywnych  terapeutycznych  wyrobów  medycznych
klasy  IIb  lub  przeznaczone  do  bezpośredniego  wpływu  na  funkcjonowanie  takich
wyrobów medycznych zalicza się do klasy IIb.

3.2. Reguła 10

Aktywne wyroby medyczne przeznaczone do diagnostyki zalicza się do klasy IIa:

−

jeŜeli są przeznaczone do dostarczania energii pochłanianej przez ludzki
organizm, o ile nie są wyrobami medycznymi uŜywanymi do oświetlania ciała
pacjenta w zakresie widma widzialnego,

−

jeŜeli są przeznaczone do obrazowania dystrybucji in vivo radioaktywnych
preparatów farmaceutycznych,

−

jeŜeli  są  przeznaczone  do  umoŜliwiania  bezpośredniego  diagnozowania  lub
monitorowania  Ŝyciowych  procesów  fizjologicznych,  o  ile  nie  są  przeznaczone
specjalnie  do  diagnozowania  lub  monitorowania  Ŝyciowych  parametrów
fizjologicznych,  których  zmiany  mają  taki  charakter,  Ŝe  mogą  powodować
bezpośrednie  zagroŜenie  dla  pacjenta,  jak  na  przykład  zmiany  czynności  serca,
oddychania, aktywności centralnego układu nerwowego, w którym to przypadku
zalicza się je do klasy IIb.

Aktywne  wyroby  medyczne  przeznaczone  do  emitowania  promieniowania
jonizującego  oraz  przeznaczone  do  diagnostyki  i  dla  terapeutycznej  radiologii
interwencyjnej,  w  tym  wyroby  medyczne,  które  sterują  takimi  wyrobami
medycznymi, monitorują takie wyroby medyczne lub bezpośrednio wpływają na ich
działanie znajdują się w Klasie IIb.

3.3. Reguła 11

Wszystkie aktywne wyroby medyczne przeznaczone do podawania i/lub usuwania
środków leczniczych, płynów ustrojowych lub innych substancji do lub z organizmu
zalicza się do klasy IIa, o ile nie odbywa się to w sposób:

−

potencjalnie niebezpieczny, przy uwzględnieniu rodzaju substancji, części ciała
i sposobu stosowania, w którym to przypadku zalicza się je do klasy IIb.

3.4. Reguła 12

Wszystkie inne wyroby medyczne zalicza się do klasy I.

4. Reguły specjalne

4.1. Reguła 13

Wszystkie wyroby medyczne zawierające jako integralny składnik substancję, która,
jeŜeli jest uŜywana oddzielnie, moŜe być uznana za środek leczniczy i która to

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

substancja zdolna jest do oddziaływania na organizm ludzki działając pomocniczo
względem takiego wyrobu medycznego, zalicza się do klasy III.

4.2. Reguła 14

Wszystkie  wyroby  medyczne  uŜywane  w  celach  antykoncepcji  lub  do  zapobiegania
rozprzestrzenianiu się chorób przenoszonych drogą płciową zalicza się do klasy IIb,
o  ile  nie  są  implantowalnymi  wyrobami  medycznymi  lub  inwazyjnymi  wyrobami
medycznymi  do  długotrwałego  uŜytku,  w  których  to  przypadkach  zalicza  się  do
klasy III.

4.3. Reguła 15

Wszystkie wyroby medyczne przeznaczone specjalnie do dezynfekcji, czyszczenia,
płukania czy teŜ, jeŜeli to wskazane, nawilŜania soczewek kontaktowych zalicza się
do klasy IIb.
Wszystkie wyroby medyczne przeznaczone specjalnie do dezynfekcji wyrobów
medycznych zalicza się do klasy IIa.

Reguła niniejsza nie stosuje się do wyrobów przeznaczonych do czyszczenia innych
wyrobów medycznych niŜ soczewki kontaktowe czyszczone na drodze
oddziaływania fizycznego.

4.4. Reguła 16

Nieaktywne

wyroby

medyczne

specjalnie

przeznaczone

rejestracji

diagnostycznych obrazów rentgenowskich zalicza się do klasy IIa.

4.5 Reguła 17

Wszystkie  wyroby  medyczne,  o  ile  nie  są  one  przeznaczone  wyłącznie  do
wchodzenia
w  kontakt  z  nieuszkodzoną  skórą,  produkowane  przez  utylizację  pozbawionych
zdolności do Ŝycia tkanek zwierzęcych lub ich pochodnych zalicza się do klasy III.

5. Reguła 18

Drogą odwołania innych reguł pojemniki na krew zalicza się do klasy IIb.

4.12.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do ćwiczeń.

1.  Co oznacza termin „wyrób medyczny”?
2.  Co oznacza termin „wyrób wykonany na zamówienie”?
3.  Co oznacza termin „wyposaŜenie wyrobu medycznego”?
4.  Co oznacza termin „aktywny wyrób medyczny”?
5.  Co oznacza termin „inwazyjny wyrób medyczny”?
6.  Co oznacza termin „wprowadzenie do uŜytku”?

4.12.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Sklasyfikuj wyrób medyczny Firmy XYZ jakim są wiertła stomatologiczne model A100.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować informacje zawarte w rozdziale 4.12.1 Poradnika,
2)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
3)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

Ćwiczenie 2

Sklasyfikuj wyrób medyczny Firmy ZYX jakim jest aparat do unieruchomień stosowany

w radioterapii.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować informacje zawarte w rozdziale 4.12.1 Poradnika,
2)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
3)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania.

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

4.12.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wymienić główne kryteria klasyfikacji wyrobów medycznych?

2) podać, czego dotyczą reguły uzupełniające?

3) opisać termin „wyrób medyczny”?

4) opisać termin „wyposaŜenie”?

5) opisać termin „wyrób wykonany na zamówienie”?

6) opisać termin „wyrób przeznaczony do badań klinicznych”?

7) opisać termin „producent”?

8) powiedzieć, czym róŜni się „wprowadzenie do obrotu” od wprowadzenia

do uŜytku”?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.13. Testy eksploatacyjne uŜytkownika

4.13.1. Materiał nauczania

Aparatura medyczna ze względu na swe waŜne dla Ŝycia i zdrowia funkcje, musi

posiadać  moŜliwość  testowania.  Co  pewien  czas,  wynikający  z  zaleceń  producenta,  wyrób
naleŜy  poddawać  okresowemu  przeglądowi  technicznemu.  Przegląd  taki  jest  wykonywany
przez  producenta  lub  przez  autoryzowanego  przedstawiciela  producenta.  Jest  on  z  reguły
wykonywany  zgodnie  z  programem  badań  niepełnych,  który  jest  umieszczony  w  normie
zakładowej producenta na dany wyrób.

Poza przeglądami technicznymi, z reguły wykonywanymi przez specjalizowany personel

producenta lub jego autoryzowanego przedstawiciela, wyroby medyczne są tak konstruowane,
aby uŜytkownik mógł sam testować aparaturę przed uŜyciem lub w razie podejrzenia
niesprawności. Producent ma tu pełną dowolność w wyborze metody testowania. Testery te są
przewidywane juŜ na etapie konstrukcji wyrobu medycznego i na stałe zabudowane w tym
wyrobie. Mogą to być testy ręczne, gdy uŜytkownik musi sam wykonywać poszczególne testy
i sam je oceniać, albo testy automatyczne, w których uŜytkownik tylko inicjuje test, a wyrób
sam przeprowadza testy i podaje gotowy wynik, najczęściej w postaci sprawny/niesprawny.

Procedury testowania przez uŜytkownika wyrobu przed jego uŜyciem (lub w innych

przewidzianych przez producenta sytuacjach) zawsze są opisane w podręczniku uŜytkowania
lub  instrukcji  obsługi.  Podręcznik  uŜytkowania  przewidziany  jest  dla  personelu  medycznego
i  opisuje,  w  jaki  sposób  obsługiwać  wyrób  pod  kątem  zastosowań  medycznych.  Instrukcja
obsługi  jest  przeznaczona  dla  personelu  technicznego  i  opisuje,  w  jaki  sposób  konserwować
wyrób,  jak  go  testować,  kiedy  dokonywać  przeglądów  technicznych  i  bardzo  często  zawiera
teŜ  informacje  jak  go  naprawiać  w  przypadku  wystąpienia  typowych  dla  danego  wyrobu
awarii.

ChociaŜ testy przewidziane przez producenta są tak zaprojektowane, aby nie było

moŜliwe  spowodowanie  wypadku,  zawsze  naleŜy  pamiętać,  aby  przed  przystąpieniem  do
testów  dokładnie  przeczytać  i  zrozumieć  instrukcję  obsługi,  a  ewentualną  ingerencję  do
wnętrza  aparatu  poprzedzić  obowiązkowo  odłączeniem  aparatu  od  zasilania  i  wykonaniem
wszystkich  zaleceń  producenta.  Normy  obowiązujące  producentów  aparatury  medycznej
nakazują  umieszczanie  odpowiednich  ostrzeŜeń,  które  personel  zarówno  techniczny  jak
i medyczny musi znać i rozumieć. PoniŜej pokazano kilka takich przykładowych ostrzeŜeń.

Uwaga, grozi obcięciem palców (spotykane głównie w aparaturze posiadającej ruchome
części.

Uwaga wysokie napięcie. Wbrew pozorom, moŜe występować takŜe w wyrobach zasilanych
bateryjnie, które posiadają przetwornice napięcia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Uwaga szkodliwe promieniowanie. Spotykane w aparaturze do prześwietlań i naświetlań.

OstrzeŜenie ogólne nakazujące zachować szczególną ostroŜność.
Naklejone na wyroby oznaczają takŜe obowiązek zapoznania się z podręcznikiem
uŜytkowania przed włączeniem i uŜyciem danego wyrobu

Są to tylko przykładowe, bardzo ogólnie omówione oznaczenia. Np. sam znak

szkodliwego promieniowania posiada kilkadziesiąt odmian.

4.13.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do ćwiczeń.

1. Na czy polega róŜnica między testowaniem wyrobu medycznego, a jego przeglądem

technicznym?

2. Skąd wiadomo jak testować wyrób oraz czy, i jak często, przeprowadzać przeglądy

techniczne?

3.  Jakie jest przeznaczenie Podręcznika UŜytkowania i Instrukcji Obsługi?
4.  Kto i na jakiej podstawie moŜe konserwować wyrób medyczny?
5.  Czy wiesz, co oznacza znak poniŜej?

6. Czy przed ingerencją do wnętrza aparatu naleŜy odłączyć zasilanie zewnętrzne?

4.13.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przeprowadzić test eksploatacyjny rejestratora EKG (lub innego dostępnego urządzenia

medycznego).

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) na podstawie podręcznika uŜytkowania lub instrukcji obsługi rejestratora EKG (lub

innego dostępnego urządzenia medycznego) określić jakie testy eksploatacyjne
przewidział producent,

2)  przeprowadzić wybrane testy i omówić ich wyniki,
3)  określić jak często naleŜy przeprowadzać przegląd techniczny urządzenia,
4)  o ile to moŜliwe, sprawdzić, kiedy był przeprowadzony ostatni przegląd.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.13.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) na podstawie podręcznika uŜytkowania i instrukcji obsługi określić jakie

testy eksploatacyjne przewidział producent danego urządzenia i jak je
wykonać dla tego urządzenia?

2) podać róŜnice między podręcznikiem uŜytkowania, a instrukcją obsługi?

3) powiedzieć kto moŜe dokonać przeglądu technicznego?

4) powiedzieć jaki jest cel wykonywania testów wyrobów medycznych?

5) powiedzieć, kto określa sposób przeprowadzenia testów wyrobu

medycznego?

6) opisać znak ostrzegawczy „Uwaga wysokie napięcie”?

7) powiedzieć jaki znak ostrzegawczy nakazuje obowiązkowe zapoznanie się

z podręcznikiem uŜytkowania przed uŜyciem danego wyrobu?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.14. Wymagania dotyczące dopuszczenia do eksploatacji

aparatury medycznej w Europie i w Polsce, zasady wpisu do
rejestru wyrobów medycznych

4.14.1. Materiał nauczania

Ustawa z 20 kwietnia 2004 roku o wyrobach medycznych rozróŜnia dwa pojęcia

wprowadzenia wyrobu medycznego:

−

wprowadzenie do obrotu,

−

wprowadzenie do uŜywania.
Przez wprowadzenie do obrotu naleŜy rozumieć przekazanie, nieodpłatnie albo za opłatą,

po raz pierwszy wyrobu medycznego nowego lub odtworzonego, innego niŜ wyrób medyczny
przeznaczony do badań klinicznych, przez wytwórcę, dostawcę lub autoryzowanego
przedstawiciela, w celu uŜywania lub dystrybucji, zgodnie z przewidzianym zastosowaniem.

Przez wprowadzenie do uŜywania naleŜy rozumieć pierwsze udostępnienie

uŜytkownikowi wyrobu medycznego w celu uŜycia zgodnie z przewidzianym zastosowaniem.

Podmiotami uprawionymi do wprowadzenia do obrotu i do uŜywania wyrobów

medycznych są wytwórca, jego autoryzowany przedstawiciel, importer, dystrybutor i podmiot
odpowiedzialny za wprowadzenie do obrotu wyrobu medycznego.

Do obrotu i do uŜywania, co do zasady, mogą być wprowadzane wyroby medyczne

spełniające następujące wymagania określone w ustawie, tj.:

−

spełniają tzw. wymagania zasadnicze, określone w rozporządzeniu Ministra Zdrowia,

−

wystawiono dla nich deklarację zgodności,

−

oznakowano je znakiem zgodności CE.
Deklaracja zgodności jest procedurą, w której wytwórca posiadający certyfikowany

system zapewnienia jakości zapewnia i deklaruje, Ŝe wyroby, dla których deklaracja została
wystawiona, spełniają wymagania ustawy o wyrobach medycznych.

Deklaracja zgodności zawiera:

−

nazwę i adres wytwórcy,

−

nazwę i adres autoryzowanego przedstawiciela, jeŜeli dotyczy,

−

dane identyfikujące wyrób,

−

oświadczenie o zgodności wyrobu z odpowiednimi wymaganiami rozporządzenia,

−

powołanie zastosowanych norm zharmonizowanych lub specyfikacji,

−

numer identyfikacyjny jednostki notyfikowanej, jeŜeli brała udział w ocenie zgodności,

−

imię, nazwisko, stanowisko i podpis osoby upowaŜnionej przez wytwórcę do
wystawiania deklaracji,

−

miejsce i datę wydania.
Wyroby medyczne podlegają obowiązkowi wpisu do Rejestru wyrobów medycznych

i podmiotów odpowiedzialnych za ich wprowadzenie do obrotu i do uŜywania.

Rejestr prowadzony jest przez Prezesa Urzędu Rejestracji Produktów Leczniczych,

Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych w formie elektronicznych nośników
informacji i zabezpiecza się go przed dostępem osób nieupowaŜnionych.

Zasady wpisu do Rejestru reguluje Rozdział 7 ustawy o wyrobach medycznych (art. 51 – 60).
Podstawę wpisu do rejestru stanowi zgłoszenie wytwórcy, które zostało określone

w drodze rozporządzenia Ministra Zdrowia w sprawie wzorów formularzy zgłoszeniowych do
Rejestru oraz sposobu przekazywani danych objętych formularzami zgłoszeniowymi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zasady wpisu do rejestru wyrobów medycznych
1. Prezes Urzędu prowadzi Rejestr wyrobów medycznych i podmiotów odpowiedzialnych

za ich wprowadzenie do obrotu i do uŜywania.

2. Dane zawarte w rejestrze zapisuje się na informatycznych nośnikach danych

w rozumieniu przepisów ustawy o informatyzacji działalności podmiotów realizujących
zadania publiczne i zabezpiecza się je przed dostępem osób nieupowaŜnionych.

3. Rejestr składa się z dwóch części:

części  I  –  zawierającej  nazwę  i  adres  podmiotu  uprawnionego  do  wprowadzania  do
obrotu  i  do  uŜywania  wyrobów  medycznych,  numer  identyfikacyjny  zgłoszenia
i numer identyfikacyjny nadany w Rejestrze podmiotowi na terytorium Rzeczypospolitej
Polskiej,  składający  się  z  symboli  PL/CA01/  kolejny  numer  wpisu  podmiotu
uprawnionego do Rejestru,
części II – zawierającej:

−

nazwę  handlową,  pod  którą  wyrób  medyczny  jest  wprowadzony  do  obrotu  lub  do
uŜywania  na  terytorium  Rzeczypospolitej  Polskiej,  inne  nazwy  handlowe,  pod
którymi  wyrób  medyczny  jest  sprzedawany  na  terytorium  państw  członkowskich
Unii  Europejskiej  lub  państw  członkowskich  Europejskiego  Porozumienia
o  Wolnym  Handlu  (EFTA)  –  stron  umowy o Europejskim Obszarze Gospodarczym
oraz numer identyfikacyjny nadany w Rejestrze wyrobowi medycznemu,

−

nazwę techniczno –medyczną wyrobu medycznego,

−

klasę, rodzaj lub typ wyrobu medycznego,

−

przeznaczenie wyrobu medycznego,

−

numer

identyfikacyjny

jednostki

notyfikowanej,

jeŜeli

brała

udział

w przeprowadzeniu oceny zgodności wyrobu medycznego.

4. Wytwórca, autoryzowany przedstawiciel, importer, podmiot odpowiedzialny za

wprowadzenie  do  obrotu  wyrobu  medycznego,  podmiot  zestawiający  wyroby  medyczne
lub  podmiot  dokonujący  sterylizacji,  mający  siedzibę  na  terytorium  Rzeczypospolitej
Polskiej, dokonuje zgłoszenia do Rejestru wyrobu medycznego do róŜnego przeznaczenia
lub aktywnego wyrobu medycznego do implantacji przed pierwszym wprowadzeniem go
do obrotu lub do uŜywania.

5. Wytwórca, autoryzowany przedstawiciel lub importer mający siedzibę na terytorium

Rzeczypospolitej Polskiej, dokonuje zgłoszenia do Rejestru wyrobu medycznego do
diagnostyki in vitro przed pierwszym wprowadzeniem go do obrotu lub do uŜywania.

6. Wytwórca wykonujący wyroby medyczne na zamówienie, mający siedzibę na terytorium

Rzeczypospolitej Polskiej, zgłasza do Rejestru wyłącznie dane określone w części I oraz
informacje o rodzaju wykonywanych wyrobów medycznych.

7. W przypadku wyrobu medycznego do diagnostyki in vitro, zgłoszenie do Rejestru

zawiera:

−

nazwę i adres podmiotu uprawnionego do wprowadzania do obrotu i do uŜywania
wyrobów medycznych,

−

opis wyrobu.

8. W przypadku wyrobu medycznego do diagnostyki in vitro takiego, jak odczynniki,

produkty z odczynnikiem, materiały kontrolne i kalibratory zgłoszenie do Rejestru
zawiera dane, o których mowa w pkt. 7 oraz odpowiedni kod wspólnej charakterystyki
technologicznej lub nazwę analitu.

9. W przypadku wyrobu medycznego do diagnostyki in vitro oraz wyrobu medycznego do

diagnostyki in vitro do samodzielnego stosowania, zgłoszenie do Rejestru zawiera:
a) dane, o których mowa w pkt. 7,
b) parametry analityczne i parametry diagnostyczne:

−

czułość analityczna,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

czułość diagnostyczna,

−

specyficzność analityczna,

−

specyficzność diagnostyczna,

−

dokładność,

−

powtarzalność,

−

odtwarzalność

włączając

uwzględnienie

znanych

zakłóceń

granic

wykrywalności metody.

c) wyniki oceny działania wyrobu medycznego,
d) numer jednostki notyfikowanej jeŜeli brała udział w ocenie zgodności i kopię

certyfikatu wydanego przez tę jednostkę,

e) wzór etykiety i instrukcje uŜywania, z którymi wyrób medyczny będzie

wprowadzany do obrotu na terytorium Rzeczypospolitej Polskiej oraz wzór etykiety
i instrukcje uŜywania przedstawione jednostce notyfikowanej.

10. W przypadku wyrobu medycznego, innego niŜ wyrób medyczny do diagnostyki in vitro

i innego niŜ wyrób medyczny wykonywany na zamówienie, zgłoszenie do Rejestru
zawiera:
a) nazwę i adres podmiotu uprawnionego do wprowadzania do obrotu i do uŜywania

wyrobów medycznych,

b) opis i zastosowanie wyrobu medycznego,
c) numer jednostki notyfikowanej jeŜeli brała udział w ocenie zgodności i kopię

certyfikatu wydanego przez tę jednostkę,

d) wzór etykiety i instrukcje uŜywania, z którymi wyrób medyczny wprowadzany

będzie do obrotu i uŜywania na terytorium Rzeczypospolitej Polskiej oraz wzór
etykiety i instrukcje uŜywania przedstawione jednostce notyfikowanej.

11. Podmioty, o których mowa wyŜej, obowiązane są zgłosić Prezesowi Urzędu wszelkie

zmiany danych objętych wpisem do Rejestru oraz fakt zaprzestania wprowadzania
wyrobu medycznego do obrotu lub do uŜywania.

12. Minister właściwy do spraw zdrowia określa, w drodze rozporządzenia, wzory

formularzy  zgłoszeniowych  do  Rejestru  oraz  sposób  przekazywania  danych  objętych
formularzami  zgłoszeniowymi  oraz  przepisy  Unii  Europejskiej  w  sprawie  wyrobów
medycznych.

13. Za zgłoszenie do Rejestru oraz za zmianę danych zawartych w Rejestrze pobiera się

opłaty.

14. Minister właściwy do spraw zdrowia określa, w drodze rozporządzenia, wysokość opłaty

za  zgłoszenie  do  Rejestru  oraz  za  zmianę  danych  zawartych w Rejestrze, uwzględniając
rodzaj  wyrobu  medycznego  objętego  zgłoszeniem  oraz  wysokość  odpłatności  w  innych
państwach  członkowskich  Unii  Europejskiej  o  zbliŜonym  dochodzie  narodowym  brutto
na  jednego  mieszkańca,  a  takŜe  nakład  pracy  związany  z  wykonaniem  danej  czynności
i poziom kosztów ponoszonych przez Prezesa Urzędu.

15. Rejestr jest udostępniany na wniosek zainteresowanego podmiotu, z zachowaniem

przepisów o ochronie danych osobowych oraz tajemnicy przedsiębiorstwa.

Zgłoszenie naleŜy składać w wersji drukowanej w trzech jednobrzmiących egzemplarzach

oraz w wersji elektronicznej, osobiście w siedzibie Urzędu Rejestracji Produktów
Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych lub listem poleconym.

Do zgłoszenia naleŜy dołączyć:

−

kopię dowodu wpłaty opłat rejestrowych,

−

dokument

potwierdzający

wyznaczenie

przez

wytwórcę

autoryzowanego

przedstawiciela albo podmiotu odpowiedzialnego za wprowadzenie wyrobu

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

medycznego do obrotu albo dokument potwierdzający uprawnienie importera do
dokonania zgłoszenia,

−

kopię deklaracji zgodności oraz kopię certyfikatu wydanego przez jednostkę
notyfikowaną, jeŜeli brała ona udział w ocenie zgodności wyrobu medycznego,

−

wzór etykiet i instrukcji uŜywania w wersji przedstawionej jednostce notyfikowanej
i w języku polskim, jeŜeli dotyczy.

4.14.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do ćwiczeń.

1. Czy potrafisz powiedzieć, jakie wymagania muszą spełniać wyroby medyczne

wprowadzane do obrotu i uŜywania?

2. Czy potrafisz scharakteryzować wymagania zasadnicze, jakie muszą spełniać wyroby

medyczne wprowadzane do obrotu i uŜywania?

3.  Czy potrafisz wymienić podstawowe dane, jakie powinna zawierać deklaracja zgodności?
4.  Czy potrafisz ogólnie przedstawić zasady wpisu do rejestru wyrobów medycznych?
5.  Czy wiesz, dlaczego niektóre wyroby posiadają znak CE z numerem, a inne bez?
6.  Czy producent moŜe sam nadać sobie znak CE?

4.14.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie załącznika nr 1 do rozporządzenia Ministra Zdrowia, przygotuj formularz

zgłoszenia do rejestru wyrobów medycznych dla dowolnego poznanego przez ciebie wyrobu
medycznego fikcyjnego wytwórcy.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować informacje zawarte w rozdziale 4.14.1 poradnika,
2) przeanalizować informacje zawarte w rozdziale 4.12.1 poradnika, dotyczące podziału

aparatury na klasy zgodnie z przepisami o wyrobach medycznych,

3)  pobrać ze strony Ministerstwa Zdrowia odpowiedni formularz i wypełnić go,
4)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

komputer z dostępem do internetu,

−

przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.14.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

przygotować formularz zgłoszenia do rejestru wyrobów medycznych?

przeanalizować procedurę wprowadzenia wyrobu medycznego do
obrotu i do uŜywania?

opisać, co rozumiemy przez wprowadzenie do obrotu?

opisać, co rozumiemy przez wprowadzenie do uŜywania?

powiedzieć, jakie wymagania ustawowe muszą spełniać wyroby
medyczne, aby mogły być wprowadzone do obrotu bądź uŜywania?

powiedzieć, co musi zawierać deklaracja zgodności?

powiedzieć, kto prowadzi Rejestr wyrobów medycznych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.15. Przepisy bhp i ochrony radiologicznej

4.15.1. Materiał nauczania

Ochrona radiologiczna jest to zespół przedsięwzięć organizacyjnych oraz rozwiązań

technicznych, mający na celu zminimalizowanie zagroŜeń związanych z oddziaływaniem
promieniowania jonizującego (w dalszej części zwane promieniowaniem) na organizm
człowieka.

Pomimo świadomości, Ŝe promieniowanie powoduje zagroŜenie dla zdrowia ludzi,

znalazło  ono  liczne  zastosowania  w  medycynie.  Wprowadzenie  sterylizacji  sprzętu
medycznego  duŜymi  dawkami  promieniowania,  było  istotnym  krokiem  w  walce
z  zakaŜeniami  (patrz  rozdz.  4.11),  radiologia  i  metody  izotopowe  mają  pierwszorzędne
znaczenie  w  diagnostyce  (patrz  rozdz.  4.7),  a  radioterapia  jest  powszechnie  stosowana
w leczeniu chorób nowotworowych.

W ochronie radiologicznej obowiązuje zasada ALARA (As Low As Reasonably

Achievable)  –  tak  mało  jak  to  jest  rozsądnie  osiągalne.  Ścisłe  stosowanie  tej  zasady
w  odniesieniu  do  wszystkich  elementów  zastosowania  promieniowania  w  medycynie  –  od
projektu  aparatury  poprzez  metody  diagnostyczne  i  terapeutyczne aŜ do codziennej praktyki,
jest niewątpliwie najbardziej skutecznym narzędziem systemu ochrony radiologicznej.

W diagnostyce głównym czynnikiem, decydującym jak dalece moŜna zmniejszyć

naraŜenie, jest jakość obrazu. Zbyt mała dawka spowoduje, Ŝe nie uda się uzyskać obrazu
odpowiedniej jakości. Tym samym badanie staje się nieprzydatne, a w konsekwencji
nieuzasadnione.

W radioterapii zadaniem promieniowania jest zniszczenie pewnych komórek bez

uszkodzenia innych. Optymalizacja polega na napromieniowaniu zaplanowaną dawką
określonego obszaru przy utrzymaniu dawek pochłoniętych przez inne tkanki na moŜliwie
najniŜszym poziomie.

Ochrona przed negatywnymi skutkami promieniowania jest bardzo waŜna i wymaga

ścisłego przestrzegania wszelkich zaleceń. Jest to o tyle istotne, Ŝe organizm ludzki nie
odczuwa tego, Ŝe jest poddany działaniu promieniowania, a dopiero jego skutki. I to nawet
w przypadku bardzo duŜych dawek powodujących śmierć w ciągu kilku godzin.

Pierwszym skutkiem, który zostaje zaobserwowany po nadmiernym napromieniowaniu

jest  oparzenie  popromienne.  Później  obserwuje  się  przewlekłe  stany  chorobowe  skóry,  ale
najtrudniejsze  zadania  zostały  postawione  przed  ochrona  radiologiczna,  gdy  okazało  się,  Ŝe
promieniowanie  moŜe  powodować  choroby  nowotworowe  oraz  wywoływać  skutki
genetyczne.

Następstwa oddziaływania promieniowania na ludzki organizm podzielono na dwie

grupy, które nazwano skutkami deterministycznymi i stochastycznymi.

Skutki deterministyczne są następstwem śmierci pewnej liczby komórek poddanych

działaniu  promieniowania.  Klinicznymi  objawami  tych  skutków  są  oparzenia  popromienne,
uszkodzenia  narządów  i  choroba  popromienna.  Cechą  charakterystyczna  skutków
deterministycznych  jest  to,  Ŝe  występują  one  wyłącznie  po  napromieniowaniu  duŜą  dawką.
Przy  niewielkich  dawkach,  organizm  moŜe  zastąpić  zniszczone  komórki,  bez  zauwaŜalnego
wpływu na zdrowie.

Skutki stochastyczne to choroby nowotworowe i zmiany genetyczne. Są one wynikiem

modyfikacji (a nie jak wcześniej zniszczenia) komórek i ich funkcji. Zakłada ona, Ŝe kaŜda,
nawet najmniejsza dawka promieniowania zwiększa ryzyko choroby nowotworowej,
proporcjonalnie do pochłoniętej dawki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Z ogromnie obszernej tematyki związanej z ochroną radiologiczną, w dalszej części

zostaną omówione jedynie tematy związane z ochroną personelu obsługującego aparaturę
wykorzystującą promieniowanie jonizujące oraz kwestie optymalizacji naraŜenia pacjenta.

Specyfika medycznych zastosowań promieniowania wynika z faktu celowego

napromieniowania pacjentów, nieraz dość duŜymi dawkami. W stosunku do pacjentów nie
stosuje się limitu dawek indywidualnych, a obowiązek racjonalnego podejścia do ilości
badań, czy działań terapeutycznych naleŜy do lekarza prowadzącego.

NaleŜy pamiętać, Ŝe pojęcie naraŜenia medycznego dotyczy nie tylko personelu

medycznego, ale teŜ osób opiekujących się pacjentami, jak i ich odwiedzających.

Stosując ochronę przed promieniowaniem naleŜy pamiętać o tym, Ŝe:

−

natęŜenie promieniowania jest odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości,

−

promieniowanie α – wystarczy odsunąć się na 10 cm od źródła
promieniowania,

−

promieniowanie β – konieczne osłony z materiałów lekkich (szkło organiczne,
tworzywa sztuczne, glin),

−

promieniowanie γ – konieczne osłony z materiałów cięŜkich (ołów, uran
zuboŜony, grube warstwy betonu, wody),

−

wielkość otrzymanej dawki zaleŜy od czasu ekspozycji,

−

osłony ustawione na drodze promieniowania pochłaniają całkowicie lub
częściowo energię promieniowania (stałe, ruchome, osobiste).

Podstawowymi zasadami ochrony radiologicznej pacjenta jest to, Ŝe:

−

kaŜde badanie radiologiczne musi być uzasadnione,

−

podana dawka musi być odpowiednia; zbyt mała dawka moŜe spowodować, Ŝe badanie
okaŜe się niediagnostyczne, zbyt duŜa spowoduje niepotrzebne napromieniowanie,

−

jeśli jest to moŜliwe, naleŜy wpływać na rozkład radiofarmaceutyku w organizmie
(podając np. nadchloran lub płyn Lugola blokujące wychwyt radioizotopów jodu
i nadtechnecjanu przez tarczycę),

−

wybierając odpowiedni radioizotop naleŜy zastosować taki, którego energia
promieniowania jest niŜsza,

−

efektywny czas półtrwania moŜna znacznie skrócić stosując nawodnienie.
W zagadnieniach ochrony radiologicznej w medycynie nie moŜna takŜe zapominać

o ruchomym i trudnym do kontroli źródle, jakim jest pacjent, któremu podano znacznik
promieniotwórczy.

Zasadniczym celem aparatury ochrony przed promieniowaniem jest wskazywanie stopnia

zagroŜenia  organizmu  przez  to  promieniowanie..  Dla  zilustrowania  rodzaju  zagadnień
związanych  z  omawianą  aparaturą  moŜna  przykładowo  wymienić  takie  przyrządy  jak
mierniki  tła  naturalnego,  lokalizatory  zagubionych  źródeł  promieniowania,  mierniki  mocy
dawki,  mierniki  aktywności  promieniotwórczej  całego  ciała,  wyspecjalizowane  monitory
skaŜeń,  np.  monitory  aktywności  próbek  biologicznych,  monitory  skaŜenia  dłoni,  obuwia
i  odzieŜy,  monitory  skaŜeń  terenu,  powietrza,  wody  itd.  Oczywiście  liczba  wymienionych
przykładowo  przyrządów  jest  jeszcze  zwielokrotniona  rodzajami  ich  rozwiązań
konstrukcyjnych.

Klasyfikacja tych przyrządów moŜe być przeprowadzona na wiele sposobów ze względu na:

−

rodzaj mierzonego promieniowania (przyrządy do pomiarów promieniowania α,β,γ itp.),

−

rozwiązanie konstrukcyjne (stacjonarne, przenośne, osobiste –noszone itp.),

−

dokładność pomiaru (mierniki, monitory, wskaźniki, sygnalizatory),

−

rodzaj pomiarów (do pomiarów skaŜenia powietrza, wody, dawki ekspozycyjnej,
lokalizator zagubionych źródeł).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Aparatura do pomiarów zagroŜenia zewnętrznego
Komorowe mierniki mocy dawki ekspozycyjnej.

Najprostszą i zarazem najdokładniejszą metodą bezpośredniego wyznaczania dawki

pochłoniętej przez człowieka jest pomiar ładunku elektrycznego w powietrzu w polu objętym
mierzonym promieniowaniem. Typowy zakres prądów jonizacyjnych mierzonych dla celów
ochrony przed promieniowaniem rozciąga się od 10

-9

do 10

-15

A. Górny zakres stosowany jest

w urządzeniach pracujących w pobliŜu duŜych obiektów (reaktory, akceleratory) oraz
w sytuacjach awaryjnych. Dolny zakres jest stosowany w aparaturze stosowanej do ochrony
osobistej personelu pracującego ze źródłami promieniowania w warunkach nieawaryjnych.
Licznikowe mierniki mocy dawki

Dla uniknięcia trudności ze wzmacnianiem małych prądów wynikających z dryftu

temperaturowego  i  czasowego,  w  pomiarach  mocy  dawek  ekspozycyjnych  ze  źródeł
o znanym składzie energetycznym, stosuje się tzw. radiometry, czyli przyrządy z detektorem
dającym  od  razu  silny  sygnał  impulsowy  (np.  z licznikami GM – Geigera–Müllera). Licznik
taki  naleŜy  przeskalować  dla  określonego  źródła  i  tylko  dla  niego  wskazania  licznika  są
prawidłowe.  Aby  móc  zastosować  ten  przyrząd  do  pomiaru  mocy  dawki  promieniowania
z  innego  źródła,  naleŜy  wymienić  odłączalną  sondę  scyntylacyjną  lub  licznikową,  w  którą
liczniki te są wyposaŜone.
Dawkomierze termoluminescencyjne

Ze względu na kumulujące się działanie promieniowania na ludzki organizm, poŜądana

jest  rejestracja  dawek  zaabsorbowanych  przez  organizm  ludzki  przez  dłuŜszy  okres  czasu.
Taką  moŜliwość  dają  detektory  termoluminescencyjne  i  fotoluminescencyjne.  Wykorzystują
one  zdolność  magazynowania  części  energii  pochłoniętego  przez  nie  promieniowania.
Magazynowanie

energii

polega

przenoszeniu

elektronów

kryształkach

luminescencyjnych  z  pasm  podstawowych  do  wyŜszych  tzw.  pułapkowych.  Elektrony  te
moŜna  łatwo  przenieść  z  powrotem  do  pasm  podstawowych  przez  dostarczenie  ciepła.
Powracające  elektrony  emitują  promieniowanie  świetlne,  najczęściej  o  barwie  zielonej,
którego energia jest proporcjonalna do dawki pochłoniętej przez kryształ. W detektorach tych
informacja o pochłoniętej dawce jest nieodwracalnie niszczona podczas odczytu.

NajwaŜniejszymi cechami dozymetrów termoluminescencyjnych są wspomniane juŜ

niszczenie  informacji  podczas  odczytu  i  szeroki  zakres  pomiarowy  (od  czterech  do  sześciu
rzędów  wielkości)  z  dokładnością  kilku  procent  przy  liniowości  nieprzekraczającej
pojedynczych procent.
Dawkomierze fotoluminescencyjne

Mechanizm

działania

dawkomierzy

fotoluminescencyjnych

jest

podobny

jak

termoluminescencyjnych,  lecz  pułapki  są  znacznie  głębsze.  Naświetlenie  materiału  (szkło
glinofosforowe),  poddanego  uprzednio  działaniu  promieniowania,  źródłem  światła
ultarfioletowego powoduje przesunięcie elektronów w pasmach pułapkowych i luminescencję
szkła  podczas  ruchu  powrotnego  tych  elektronów  do  pasm  pułapkowych.  Ten  mechanizm
pozwala  na  wielokrotny  odczyt  dawki  bez  niszczenia  zawartej  w  nich  informacji.  Dolny
zakres  pomiarowy  dawkomierzy  fotoluminescencyjnych  wynoszący  około  100  miliradów,
jest ograniczony tłem wnoszonym przez sam materiał oraz tłem wnoszonym przez urządzenia
odczytu.  Przy  stymulacji  dawkomierza  impulsowym  źródłem  światła,  czas  zaniku
luminescencji,  będącej  wynikiem  pochłonięcia  promieniowania  jonizacyjnego,  jest  znacznie
dłuŜszy  (około  3  µs)  od  luminescencji  stanowiącej  tło  dawkomierza  (około  0,3  µs).
Wykorzystanie

tego

zjawiska

umoŜliwia

zwiększenie

czułości

dawkomierzy

fotoluminescencyjnych do około 1 milirada.
Sygnalizatory przekroczenia dawek i mocy dawek

Praca ze źródłami promieniowania wymaga ciągłej kontroli. Wcześniej omówione

mierniki wymagałyby od uŜytkownika ciągłej kontroli wskazań. Dla uniknięcia tej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

niewygody,  stosuje  się  sygnalizatory  promieniowania,  czyli  urządzenia  sygnalizujące
przekroczenie  dopuszczalnego  w  danych  warunkach  poziomu  promieniowania.  Od  tego
rodzaju  urządzeń  nie  wymaga  się  duŜej  dokładności.  Istotna  jest  niezawodność  i  prostota
obsługi. Sygnalizatory mogą obsługiwać całe grupy ludzi, jak i być osobiste (wtedy dochodzi
wymóg małego poboru mocy).

Wadą tych urządzeń jest to, Ŝe wielkość wchłoniętej dawki znana jest dopiero po

naraŜeniu, podczas kontroli urządzenia. śadne z tych urządzeń nie sygnalizują przekroczenia
dopuszczalnej dawki w momencie wystąpienia zagroŜenia. Najlepszym sposobem ochrony
indywidualnej jest stosowanie dokładnego dozymetru łącznie z sygnalizatorem przekroczenia
dawki dopuszczalnej, którego dokładność moŜe być w tym połączeniu duŜo mniejsza.
Aparatura do pomiarów zagroŜenia wewnętrznego

Problemem w tym wypadku jest dokładne określenie tzw. geometrii pomiaru, tj., jaka

część  cząstek  wypromieniowanych  ze  źródła  jest kierowana do detektora, jaka część jest nie
ulega  pochłonięciu  w  samym  źródle,  jaka  część  cząstek  opuszczających  źródło  jest
pochłonięta  przez  okienko  detektora  i  ośrodek  znajdujący  się  między  źródłem,  a  detektorem
i  wreszcie,  jaka  część  cząstek  osiągających  obszar  czynny  detektora  jest  przez  detektor
zarejestrowana.  NaleŜy  teŜ  pamiętać,  Ŝe  w  tym  przypadku  mamy  do  czynienia  najczęściej
z małymi dawkami. Z tych względów tego rodzaju aparatura jest oparta prawie wyłącznie na
technice impulsowej.
Mierniki promieniowania całego ciała

Licznik aktywności ciała to najczęściej specjalna niskotłowa komora, której ściany

wykonane są z niskoaktywnej stali, wyposaŜona w dobry system wentylacji (dla zmniejszenia
wpływu naturalnego radonu). W komorze znajduje się łóŜko nad i pod którym umieszczone
są ruchome (celem zsumowania dawek z całego ciała) głowice scyntylacyjne. Sygnały ze
wszystkich liczników podawane są na wielokanałowy analizator amplitudy.
Monitory promieniotwórczego skaŜenia ciała

Są podstawowymi przyrządami do pomiarów zagroŜenia wewnętrznego pracowników

opuszczających pomieszczenia, w których znajdują się otwarte źródła promieniowania.
Muszą one w sposób niezawodny i krótki sprawdzić poziom skaŜenia odzieŜy, obuwia, dłoni
itp. Krótki czas wynika z konieczności skontrolowania grupy kilku, kilkudziesięciu
pracowników opuszczających pomieszczenie po zakończonej pracy.
Mierniki niskoaktywnych próbek

Jednym z elementów ochrony przed promieniowaniem jest pomiar skaŜenia środowiska

człowieka. Kontroli podlegają między innymi gleba, woda, Ŝywność. Nie jest to zastosowanie
w medycynie i nie będzie w tym podręczniku omawiane.
Mierniki skaŜeń powietrza gazami radioaktywnymi.

Występują głównie w sąsiedztwie reaktorów, w zakładach stosujących farby radowe lub

trytowe. Z powodów jak wyŜej nie będzie szczegółowiej omawiane.

4.15.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do ćwiczeń.

1. Na czym polega zasada ALARA?
2. Jaka jest róŜnica między skutkami deterministycznymi i stochastycznymi oddziaływania

promieniowania jonizującego?

3.  Kogo dotyczy pojęcie naraŜenia medycznego?
4.  Co rozumiemy przez ochronę radiologiczną?
5.  Na czym polega zasada optymalizacji napromieniowania?
6.  Jakie są pierwsze objawy nadmiernego napromieniowania?
7.  Ochrona przed którym promieniowaniem (α, β czy γ) jest najłatwiejsza?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.15.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przy uŜyciu licznika promieniowania jonizującego dostępnego w przychodni

radiologicznej sprawdź i ocen poziom i niebezpieczeństwo promieniowania jonizującego
w pomieszczeniu dla personelu obsługującego, poczekalni, przy prześwietlanym pacjencie.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  udać się do zaprzyjaźnionej ze szkołą przychodni rentgenowskiej,
2)  zapoznać się z zasadami BHP obowiązującymi personel tej przychodni !!,
3)  uzyskać  informację  o  uznanych  za  dopuszczalne  w  przychodni  poziomach

promieniowania,

4) zmierzyć poziom promieniowania w poczekalni dla pacjentów w momencie

wykonywania zdjęcia,

5) zmierzyć poziom promieniowania w pomieszczeniu dla personelu w momencie

wykonywania zdjęcia,

6) zmierzyć poziom promieniowania w pobliŜu pacjenta w momencie wykonywania

zdjęcia,

7)  UWAGA! punkt 5 naleŜy wykonać ściśle wg wskazań personelu przychodni !,
8)  zapisać zebrane wyniki,
9)  po powrocie do szkoły omówić zebrane wyniki.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

poradnik dla ucznia,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura wskazana przez nauczyciela.

4.15.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić i omówić trzy najwaŜniejsze rzeczy, o których naleŜy

pamiętać stosując ochronę przed promieniowaniem jonizującym?

2) wymienić i omówić aparaturę stosowaną do pomiarów zagroŜenia

promieniowaniem jonizującym?

3) powiedzieć, co to jest ochrona radiologiczna?

4) opisać zasadę ALARA?

5) powiedzieć jaki jest pierwszy widoczny skutek nadmiernego

napromieniowania?

6) opisać skutki deterministyczne?

7) opisać skutki stochastyczne?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1.  Przeczytaj uwaŜnie instrukcję.
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.  Test zawiera 20 zadań o róŜnym stopniu trudności. Zadania zawierają cztery odpowiedzi,

z których tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi – zaznacz prawidłową

odpowiedź znakiem X (w przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć
kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową).

6. Test składa się z dwóch części o róŜnym stopniu trudności: I część – poziom

podstawowy, II część – poziom ponadpodstawowy.

7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
8. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóŜ jego

rozwiązanie na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny. Trudności mogą
przysporzyć Ci zadania: 6, 9, 15, 16, gdyŜ są one na poziomie trudniejszym niŜ pozostałe.
Przeznacz na ich rozwiązanie więcej czasu.

9. Na rozwiązanie testu masz 90 min.

Powodzenia

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Rozrusznik serca to aparat:

a)  małej częstotliwości.
b)  duŜej częstotliwości.
c)  mechaniczno-elektroniczny.
d)  licząco-pomocniczy.

2. Elektroretinograf to przyrząd do rejestracji:

a)  prądów czynnościowych serca.
b)  potencjałów czynnościowych i ruchów oka.
c)  oporności skóry.
d)  zmian objętości ciała.

3. Zapasowy akumulator do wyrobu medycznego powinien:

a)  znajdować się w dziale technicznym.
b)  znajdować się u ordynatora.
c)  być bezpiecznie zamknięty „pod kluczem”.
d)  być niezwłocznie naładowany po rozładowaniu.

4. W komorze kriogenicznej utrzymuje się:

a)  niskie ciśnienie.
b)  wysokie ciśnienie.
c)  wysoką temperaturę.
d)  niską temperaturę.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. Współczynnik tłumienia sygnału wspólnego wzmacniacza charakteryzuje:

a)  wzmocnienie.
b)  rezystancję wejściową.
c)  rezystancję wyjściową.
d)  stopień tłumienia zakłóceń.

6. Przekaźniki mechaniczne:

a)  są bardzo szybkie.
b)  mogą przełączać tylko obciąŜenia rezystancyjne.
c)  wielokrotnie załączają i wyłączają obciąŜenie po podaniu napięcia na cewkę.
d)  sterowane są napięciowo (prąd cewki jest na poziomie

A) .

7. Radiatory, aby dobrze odprowadzać ciepło powinny mieć:

a)  jak największą powierzchnię.
b)  jak największą wagę.
c)  jak największy cięŜar.
d)  jak najmniejszą powierzchnię.

8. Materiały mechaniczne uŜywane do wytwarzania wyrobów medycznych umieszczanych

pod skóra pacjenta powinny charakteryzować się:
a)  biokompatybilnością.
b)  zasilaniem z baterii paluszkowych AA.
c)  duŜym cięŜarem.
d)  duŜą objętością.

9. Mikroprądy wytwarzane przez organizm umoŜliwiają pracę:

a)  ultrasonografu.
b)  echokardiografu.
c)  tomografu.
d)  elektroencefalografu.

10. Artroskopia umoŜliwia ocenę:

a)  wnętrza jamy brzusznej.
b)  wnętrza stawu.
c)  dróg oddechowych.
d)  wnętrza pęcherza moczowego.

11. Indukcja magnetyczna zaleŜy od:

a)  grubości izolacji przewodnika.
b)  koloru izolacji przewodnika.
c)  przekroju przewodnika.
d)  natęŜenia prądu w przewodniku.

12. Elektrolecznictwo wykonuje się za pomocą:

a)  lasera.
b)  promienników podczerwieni.
c)  urządzeń do terapii zimnem.
d)  aparatów do jonoforezy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13. Elementem budowy lasera nie jest:

a)  ośrodek czynny.
b)  środek anestetyczny.
c)  rezonator optyczny.
d)  układ pompujący.

14. W komorze hiperbarycznej utrzymuje się:

a)  podwyŜszone ciśnienie tlenu.
b)  obniŜone ciśnienie tlenu.
c)  podwyŜszoną temperaturę.
d)  obniŜoną temperaturę.

15. W komorze hiperbarycznej nie moŜna leczyć:

a)  zatorów gazowych,
b)  choroby dekompresyjnej,
c)  zatrucia tlenkiem węgla,
d)  problemów z układem oddechowym.

16. Przy załoŜeniu, Ŝe jedna osoba przebywa w komorze 3 minuty, wymiana pacjentów trwa

1 minutę, a komora jest 2-osobowa, wydajność komory na godzinę wynosi:
a)  20 osób.
b)  30 osób.
c)  40 osób.
d)  60 osób.

17. Wskazaniami do leczniczego stosowania zimna są:

a)  reumatoidalne zapalenie stawów.
b)  znaczna niedokrwistość.
c)  niedoczynność tarczycy.
d)  zakrzepy Ŝylne.

18. Dezynfekcja to proces, w którym nie giną:

a)  wirusy.
b)  grzyby.
c)  bakterie.
d)  spory.

19. Sterylizację wyŜarzaniem moŜna stosować do:

a)  przedmiotów metalowych.
b)  elektrod z tworzywa.
c)  odzieŜy ochronnej.
d)  opatrunków.

20. Dane fizyczne w czasie sterylizacji:

a)  mogą być.
b)  nie powinny być.
c)  powinny być.
d)  nie mogą być zapisywane.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ……………………………………………………..

Instalowanie i uruchamianie aparatury medycznej

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1. Biocybernetyka i inŜynieria biomedyczna 2000, tom 9 Fizyka medyczna, G. Pawlicki,

T. Pałko, N. Golnik, B. Gwiazdowska, L. Królicki

2. Dąbrowska B., Dąbrowski A. Podręcznik elektrokardiografii

Wydawnictwo: PZWL;

Warszawa, 2005

3. Pruszyński B., Diagnostyka obrazowa. Podstawy teoretyczne i metodyka badań,

Wyd. PZWL, Warszawa 2000

4. Szabatin R., Laboratorium techniki medycyny nuklearnej - Budowa i zasada działania

gammakamery. Warszawa 1997

5. Traczyk W., Trzebiński A. Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej

i klinicznej, Wyd. PZWL, Warszawa 2001

6.  Elektronika medyczna cz. II, praca zbiorowa pod kier. J. Kellera
7.  Podstawy elektroniki Medycznej, R. Millner, R. Richwien
8.  Świat Nauki nr 9/2004
9.  śyjmy dłuŜej, marzec 1998

10.  Design News Polska 2006
11.  www.hiperbaria.pl
12.  www.fizjo.pl
13.  www.teson.com.pl
14.  www.itam.zabrze.pl
15.  www.termedia.pl
16.  www.kkp.p.lodz.pl
17.  www.resmedica.pl
18.  www.zdrowie.med.pl
19.  www.scanmed.pl
20.  www.imp.pg.gda.pl
21.  www.mz.gov.pl
22.  www.technologialaserowa.republika.pl
23.  www.famed–Ŝywiec.com
24.  Dyrektywa Wspólnoty Europejskiej 93/42/EEC z 14 czerwca 1993 r.