Ôn

ĐHBK Tp HCM–Khoa ĐĐT–BMĐT MH: Điện tử y sinh – AY1516-S1 GVPT: Hồ Trung Mỹ Ôn tập KTGHK sau: (a)Trích máu, máu, chi chi giả; (b) Giải phẩu thẩm mỹ cho 1) Hãy ghi tên qu ốc gia đầu tiên thực hiện những việc sau: mũi, hở  hàm  hàm ếch; (c) Châm cứu, bấm huyệt; (d) Tr ị bệnh bằng thảo dượ c; c; (e) Hệ thống thoát nướ c thải. ng: 2) Các lý thuyết/chuyên đề sau do (nh ững) ai khở i xướ ng: a) Lý thuyết cân bằng của bộ tứ. ướ c khi ăn, săn sóc vết thươ ng,  b) Khử trùng tr ướ  ng, … c) Minh họa mô xẻ cơ  th  thể ngườ i qua tranh vẽ. d) Truyền đạt quan sát m ổ xẻ cơ  th  thể ngườ i qua văn bản (không có tranh minh h ọa) 3) Những vấn đề trong mô hình y học khi chuyển dờ i sang k ỹ thuật y sinh là gì? ơ đồ đượ c đơ n giản hóa c ủa hệ thống đo y sinh. Gi ải thích chức năng của các thành ph ần trong đó. 4) Hãy vẽ sơ đồ ng đo); invasive (xâm lấn hay xâm nh ậ p); indirect 5) Hãy giải thích các khái ni ệm sau: measurand ( đại lượ ng operational mode (ch ế độ hoạt động gián tiế p); sampling mode (chế độ lấy mẫu); generating mode (ch ế độ sinh); zero drift (sự trôi zero); các phép đo thờ i gian thực. ng và ý ngh ĩ a của nó? 6) K ể tên các ngu ồn vào c ủa thiết bị đo y sinh thườ ng 7) Phân loại các thiết bị đo y sinh theo các nhóm nào? (ch ỉ k ể tên nhóm) 8) Transducer (bộ biến năng) là gì? Sensor (c ảm biến) là gì? Actuator (bộ chấ p hành) là gì? 9) Mô tả nguyên tắc hoạt động của cảm biến đo biến dạng, cảm biến đo độ dờ i dùng điện cảm?  bản để làm cảm biến đo biến dạng. Loại nảo tốt hơ n? n? Hệ số biến dạng là gì? 10) K ể tên các loại vật liệu cơ  b 11) K ể tên các cảm biến đo nhiệt độ và nguyên t ắc đo của chúng. 12) Mô tả 4 loại cảm biến nhiệt chính. ng đượ c dùng trong đo nhiệt độ y sinh? 13) Tại sao đo nhiệt bức xạ thườ ng 14) So sánh h ệ thống điện sinh học và hệ thống điện nhân t ạo. 15) Hãy cho bi ết tên viết tắt và công dụng của ECG, EEG, ERM, EMG, ENG, EKG, và ERG? 16) Màng tế bào đượ c tạo thành từ gì? Nó dày kho ảng bao nhiêu? Các ion nào đóng vai trò chính trong vi ệc ườ ng thiết lậ p môi tr ườ  ng điện của tế bào dễ bị kích thích? 17) Làm thế nào các ion có th ể đượ c vận chuyển qua màng t ế bào?  tr ạng thái nghỉ đượ c xem nh ư “bị phân cực hóa”? Tr ạng thái nào liên quan đến sự 18) Tại sao màng t ế bào ở  tr  tăng điện thế màng tế bào trong điện thế tác động? Tr ạng thái nào liên quan đến sự giảm điện thế màng tế bào sau điện thế tác động? ng trình Nernst và GHK? 19) Điện thế cân bằng là gì? Phươ ng ơ tuy ơ t tươ ng  tuyệt đối” và “giai đoạn tr ơ  ng đối” của điện thế tác động? 20) Mô tả sự khác bi ệt giữa “giai đoạn tr ơ  21) Những điện thế tác động trong tim đượ c khở i đầu từ đâu? Những điện thế tác động của phần nào trong tim tạo nên đỉnh chính trong tín hi ệu ECG? 22) Cung phản xạ là gì? Liệt kê tên của các thành ph ần của cung phản xạ. ơ định ngh ĩ a 23) Các đạo trình chuẩn của ECG có đượ c từ phép chi ếu vector tim có biên độ M vào các vect ơ đị tam giác Einthoven. Hãy v ẽ tam giác này và tính các vector đạo trình I, II, và III. 24) Mô tả các điện cực dùng để ghi nhận các tín hi ệu điện sinh học từ não? Li ệt kê các sóng não và t ần số của chúng?

Hình 1 Hình 2  hình 1, gi ả sử R 1 = 10k Ω, R 2 = 1.2k Ω, R 2 = 1k Ω và R4 = 10k Ω. 25) Xét mạch cầu Wheatstone ở  hình a) Tìm biểu thức của Vout.  b) Tìm độ nhạy tươ ng ng đối của Vout theo R3 = ( Vout/Vout)/(R3/R3) Áp dụng công thức trên để tìm Vout thay đổi 1 lượ ng ng bao nhiêu khi R3 thay đổi từ 1k Ω thành 1.1k Ω? BME_AY1516-S2_OTKTGHK–trang BME_AY1516-S2_OTKTGHK–trang 1/4

26) Một nhiệt điện tr ở  RT đượ c đặt trong cầu Wheatstone trong hình 2, gi ả s ử V S = 10 V, R1 = 10 k , R2 = R3 = 1 k  và R T = R 0exp([1/T – 1/T0]) vớ i  = 4000 K. Điện tr ở của nhiệt tr ở là 10  ở  37oC. a) Tính điện áp Vo ở  39oC.  b) Tính độ nhạy S = Vo/T (đơ n vị V/oC) 27) Nồng độ của các ion khác nhau đượ c cho trong b ảng sau (đơ n vị là mmol/L = mM/L) Ion Nội bào Ngoại bào K+ 400 12  Na+ 55 450 Cl– 56 550 Ca++ 0.0001 10 a) Vớ i mỗi loại ion, hãy tính điện thế Nernst ở  nhiệt độ 27oC (khi đó RT/F = kT/q = 26 mV)  b) Áp dụng phươ ng trình GHK để tính điện thế màng Vm c ủa thần kinh. c) Điện thế màng của thần kinh sẽ thay đổi như thế nào nếu nồng độ ngoại bào của K+ đượ c tăng lên đến: 24 mM/L:; 48 mM/L; và 96 mM/L. 28)  Nồng độ của các ion khác nhau trong c ơ  xươ ng (skeletal muscle) đượ c cho trong b ảng sau (đơ n vị là mmol/L = mM/L) Ion Nội bào Ngoại bào K+ 150 4.5  Na+ 12 145 Cl– 4.2 116 Ca++ 0.1 1.5 a) Vớ i mỗi loại ion, hãy tính điện thế Nernst ở  nhiệt độ cơ  thể (37oC)  b) Giả sử tế bào cho thẩm thấu bằng nhau vớ i Na+ và K+ (P Na+ = PK+) và không cho th ẩm thấu vớ i Cl– và Ca++ (PCl–  = PCa++ = 0). Hãy tính điện thế nghỉ cùa tế bào. c) Giả sử bây giờ  tế bào cho thẩm thấu bằng nhau vớ i Na+, K+ và Cl– (P Na+ = PK+ = PCl– ) và không cho thẩm thấu vớ i Ca++ (PCa++ = 0). Hãy tính điện thế nghỉ cùa tế bào. 29) Một bệnh nhân đượ c nối vào mạch khuếch đại vi sai và đượ c cách ly v ớ i đất. Các điện áp nguồn 50Hz (VS = 110 V) đượ c ghép vào ng ườ i này qua tụ ký sinh 2nF. Điều này tạo ra điện áp cách chung V CM trên toàn cơ  thể bệnh nhân. Dùng m ạch tươ ng đươ ng ở  hình 3 để tính VCM đo từ cơ  thể xuống đất.

Hình 3 BME_AY1516-S2_OTKTGHK–trang 2/4

30) Xét nhiệt điện tr ở có điện tr ở 25 ở  nhiệt độ cơ  thể 37oC. Hằng số vật liệu  =.3500 K. Nhi ệt điện tr ở  này đượ c đặt ở  vị trí R T trong cầu Wheatstone trong hình 5. (Bi ết R T = R T0exp((1/T–1/T0), T: nhiệt độ Kelvin) a) Tính R T ở  các nhiệt độ 35oC và 39oC.  b) Tính VAB ở  các nhiệt độ 35oC và 39oC. 31) Một c ảm biến đo biến dạng (strain gage) có h ệ s ố bi ến d ạng G = (R/R)/(L/L) = 5, đượ c dùng để đo t ỉ số của sự thay đổi tươ ng đối của R theo sự thay đổi tươ ng đối của chiều dài L. Chiều dài nghỉ L = 1.2m và điện tr ở  nghỉ là 3 k  và đượ c đặt như trong hình 6. a) Tính VAB khi “strain gage” ở  tr ạng thái chưa có bi ến dạng.  b) Tìm độ nhạy tươ ng đối của VAB theo L = ( VAB/VAB)/(L/L). Áp dụng vào tính V AB khi “strain gage” có biến dạng và chiều dài tăng thêm 0.04m.

Hình 5

Hình 6

Hình 7

Hình 8

32) Trong mạch khuếch đại áp suất DC ở  hình 7, bộ bi ến năng (transducer) áp su ất là cảm bi ến đo bi ến d ạng dùng cầu Wheatstone. Hãy tìm điện áp ra c ủa mạch khuếch đại nếu ngõ ra từ cầu đo là V1 = 1.5V và V2 = 1.7V khi dùng thang đo: a) 30 mmHg; b) 120 mmHg; c) 300 mmHg. 33) Xét mạch khuếch đại trong hình 8 vớ i các điện tr ở R1 = 1 k , R2 = R3 = 10 k , R4 = 1 M, R5 = 100 k , and R6 = 1 k . Giả sử các opamp lý t ưở ng. a) Tìm độ lợ i áp AV = Vout/Vin.  b) Tổng tr ở vào Zin và tổng tr ở ra Zout của mạch khuếch đại này.

Hình 9 BME_AY1516-S2_OTKTGHK–trang 3/4

34) Xét mạch khuếch đại EMG tiêu biểu ở  hình 9. Giả sử các opamp lý t ưở ng. a) Tìm hàm truyền H(j) = Vout(j)/Vin(j)  b) Tìm độ lợ i cực đại, tần số cắt dướ i và tần số cắt trên của đáp ứng bộ lọc vớ i R1=R1’ = 10 k , Rf = Rf’ = 1M, R = 1M, R’ = 10 k , R L = 100 k , và C = C’ = 100 nF. V ẽ giản đồ Bode cho đáp ứng biên độ theo tần số. 35) Ngườ i ta muốn thiết k ế mạch khuếch đại điện thế sinh học dùng để khuếch đại các tín hiệu thần kinh có  biên độ trong dải từ 10 V đến 10 mV và t ần số nằm trong dải từ 0.1 Hz đến 10 kHz. Hãy tìm các giá tr ị linh kiện vớ i mạch K Đ đượ c đề xuất trong hình 10 vớ i độ lợ i mong muốn là 200:

Hình 10 Hình 11 36) Xét mạch IA dùng 2 opamp trong hình 11: a) Khi không có R G, tìm biểu thức của VOUT theo VREF, VIN1, và VIN2. Nếu VREF = 2.5V, R1 = R4 = 4 k  và R2 = R3 = 1 k  thì VOUT = ?  b) Khi có R G và VREF = 0, tìm biểu thức của VOUT theo VIN1, và VIN2.

Hình 13 Hình 14 37) Cho tr ướ c mạch đo nhiệt độ dùng diode ở  hình 13. a) Tìm biểu thức của nhiệt độ T (độ K) đo đượ c.  b) Đôi khi ngườ i ta lại dùng BJT NPN (thí dụ có s ố hiệu 2N2222) thay cho diode, khi đó m ắc BJT vào mạch như th ế nào? Nếu BJT có VBE = 0.7 V ở  27 oC và gi ảm 2 mV khi tăng 1 oC, hãy tính V OUT khi nhiệt độ là 37 oC. 38) Cho tr ướ c mạch ở  hình 14. Giả sử opamp lý tưở ng đượ c c ấ p nguồn 12V, VREF = –2V, và R1 = 2R2 = 2k , và R 3 = 2R 4= 4 k . a) Hãy tìm các điểm LTP và UTP c ủa mạch này và vẽ đặc tuyến truyền đạt.  b) Hãy vẽ điện áp ngõ ra theo Vi.

BME_AY1516-S2_OTKTGHK–trang 4/4