medical instrumentation 학습노트 3
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Dept. of Biomed. Eng. BME302: Medical Instrumentation Kyung Hee Univ.
1 이규락
MEDICAL INSTRUMENTATION학습노트 3
생체의공학과2010103805
이규락
Dept. of Biomed. Eng. BME302: Medical Instrumentation Kyung Hee Univ.
2 이규락
Dynamic Characteristic
□Dynamic characteristic
x(t)
y(t)H
Differential eq Algebraic eq
Responsein time domain
Responsein s - domain
LaplaceTransform
Inverse Laplace
Transform
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3 이규락
Dynamic Characteristic
L
t
1
)
L L
t
1
𝑒−𝛼𝑡𝑢 (𝑡 )
t
L
𝛿 (𝑡 )
L
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4 이규락
Dynamic Characteristic
L
𝐻 (𝑆 )= 𝑌 (𝑠)𝑋 (𝑠)=
𝑏𝑚𝑆𝑚+⋯+𝑏1+𝑏0𝑎𝑛𝑆
𝑛+⋯+𝑎1+𝑎0
Transfer function
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5 이규락
Dynamic Characteristic○ 0 차 기기에서의 Dynamic Characteristic
E=x(t)
(1−𝑘 )𝑅𝑘𝑅
k
t
10 x(t)y(t)=kx(t)
0≤𝑘≤1
x(t)=10 예)
t
x(t)=10 y(t)=10k
10
-10
10*k10*k
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6 이규락
Dynamic Characteristic
○ 1 차 기기에서의 Dynamic Characteristic
𝑎1𝑑𝑦𝑑𝑡 +𝑎0 𝑦=𝑏0𝑥
예 )
t
1 X(t)1 차는 출력이 바로 입력을 따라가지 못한다 .
0 차기기는 주파수에 상관없이 k 배였는데 , 1 차기기는 주파수에 따라 전달함수가 어떻게 변화는 지를 보여아 한다 .
Step Response : Transient( 과도현상 )Frequency Response : Steady state(transient 는 사라졌다고 봄 )
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7 이규락
Distortion Measurement( 무왜곡측정 )
Hx(t)= y(t)=
x(t)
++
□ 진폭 특성에 의한 왜곡 (Magnitude Distortion)
차등 증폭이라 모양이 달라진다 .( 왜곡 )
y(t)=
y(t)
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8 이규락
Distortion Measurement( 무왜곡측정 )□ 위상 특성에 의한 왜곡 (Phase Distortion)
+ +𝑡𝐷
2 𝑡𝐷
x(t)= y(t)=
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9 이규락
Distortion Measurement( 무왜곡측정 )□Distortionless Measurand
K
|H| H =
기울기 =
Magnitude distortion 이 일어나지 않으려면 lHl 가 Plat 해야 한다 . Phase distortion 이 일어나지 않으려면 H 가 범위 내에서 linear phase 여야 한다 .
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10 이규락
Biopotential( 생체전위 )
Up to 1m
수십 m
센서를 통해 외부자극을 받아 신경을 통해 전기자극이 전달되어 뇌로 이동
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11 이규락
Biopotential( 생체전위 )
Intracellularfluid
𝐾 +¿ ¿
𝐾 +¿ ¿
𝑁𝑎+¿ ¿
𝑁𝑎+¿ ¿𝐶𝑙−
𝐶𝑙−
𝐾 +¿ ¿
𝑁𝑎+¿ ¿ Pump
Extracellularfluid
ATP
Cellular Respi-ration
( 세포호흡 )
Glucose Krebs cycleIn mitochondria
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12 이규락
Biopotential( 생체전위 )
-
+Amp
기준전극
𝑉 𝑜Cell neuron
𝑉 𝑜
-60mV Resting Membrane Potential(RMP)
t
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13 이규락
Biopotential( 생체전위 )
Insulating membrane
Na+Cl-
Na+
Cl-
Neutral(10%)
Neutral(1%)
V
Na+ Na+
Cl- Cl-
Membrane is permeable to both Na+ & Cl-
V
Neutral(10%)Neutral(1%)
Permeable membrane( 투과성 막 )
Volatge is 0V
이온의 이동이 없다 -> 전류 0-> 전압0 -charge 와 +charge 가 모두 이동하므로
net charge 가 발생하지 않는다 .
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14 이규락
Biopotential( 생체전위 )
Na+Cl-
Na+
Cl-
V
Diffusion Coulomb Force
Neutral(10%)Neutral(1%)
Semi Permeable membrane(to Na+)( 반투과성 막 )
쿨롱 force
1) Diffusion( 확산 ) 에 의해 +charge 가 넘어가 E 가 생성됨 .2) E 에 의해 +charge 가 다시 –로 넘어오려는 힘과 Diffusion 의 힘이 서로 반대로 작용함 . -> Diffusion 이 더 크면 +charge 가 더 넘어가서 E 가 더 강해짐 .3) 쿨롱 force 와 diffusion force 가 같아질 때 양단의 전압 차가 생김 .(
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