Апаратне забезпечення мпк Деякі елементи обчислювальної техніки

Аналогово-цифровий перетворювач. В апаратурі для знімання медико-біологічної інформації здійснюється перетворення фізичних характеристик стану пацієнта в аналогові електричні сигнали. Під аналоговим сигналом розуміють неперервний електричний сигнал, один з параметрів якого (наприклад, напруга) відповідає інтенсивності біофізичних характеристик (наприклад, температурі тіла, органу, тканини).

В той самий час комп’ютер може обробляти інформацію, представлену лише в числовій формі. Вся інша інформація для обробки на комп’ютері повинна бути перетворена в числову форму. Тому аналогові сигнали, отримані апаратурою для зняття медико-біологічної інформації, для вводу в комп’ютер мають бути перетворені в цифрову форму.

Одним із стандартних пристроїв перетворення безперервного сигналу в послідовність окремих цифрових сигналів для вводу інформації в комп’ютер чи мікропроцесорний пристрій слугує аналогово-цифровий перетворювач (АЦП). Під цифровою формою тут розуміється представлення сигналу в двійковій системі числення, де наявність електричного сигналу відповідає цифрі 1, а його відсутність – цифрі 0. На вхід АЦП подається аналоговий сигнал, на виході отримуємо цифровий (див. рис. 87).

Рис. 61. Принцип дії аналогово-цифрового перетворювача

Найбільш важливими характеристиками АЦП є розрядність та швидкодія. З розрядністю пов’язана точність перетворення сигналу. З швидкодією пов’язана можливість передачі сигналів, що швидко змінюються. Відомо, що будь-який сигнал може бути представлений набором певної кількості гармонік (синусоїдальних сигналів). І чим швидше змінюється сигнал, там більше гармонік необхідно для адекватного представлення сигналу. Представлення сигналу у вигляді набору синусоїд називається спектром сигналу. Прийнято говорити про максимальну частоту спектральної ділянки, що займає сигнал. Для задовільної передачі сигналу АЦП повинен працювати з частотою, що в два рази перевищує максимальну частоту спектру сигналу.

Під апаратним забезпеченням розуміють способи реалізації технічної частини системи, що включає засоби отримання медико-біологічної інформації, засоби здійснення лікувальних впливів і засоби обчислювальної техніки. В найзагальнішому вигляді блок-схема апаратної частини такої системи представлена на рис. 88.

Рис. 62. Загальна структура медичної приборно – комп’ютерної системи.

В якості обчислювального засобу в МПКС використовують як спеціалізовані мікропроцесорні пристрої, так і універсальні ЕОМ. В обох випадках принципи побудови апаратного забезпечення аналогічні. Включення комп’ютерів в склад апаратної частини дозволяє використовувати стандартні програмні продукти та стандартні засоби збереження інформації, такі як лазерні диски, накопичувачі на жорстких магнітних дисках, гнучкі диски та інше.

Для вводу в комп’ютер аналогових сигналів від медичної апаратури їх необхідно не лише перетворювати в цифрову форму, але і привести у відповідність із деякими інтерфейсами. Для цього необхідний пристрій зв’язку . Таким чином, у найпростішому випадку апаратна частина системи включає медичний діагностичний пристрій, пристрій зв’язку і комп’ютер (див. рисунок 89).

Рис. 63. Загальна схема вводу медико-біологічної інформації