کتاب «ابزار دقیق مهندسی پزشکی: طراحی و کاربرد» (Medical Instrumentation: Application and Design, 5th ed, 2020) به قلم جان جی. وبستر و آمیت ج. نیمانکار، یکی از منابع جامع و تخصصی در زمینه طراحی، اصول عملکرد و کاربرد تجهیزات پزشکی است. هدف اصلی کتاب، ارائه دیدگاهی عملی و علمی به مهندسان پزشکی، دانشجویان رشته‌های مهندسی پزشکی و کارشناسان تجهیزات بیمارستانی است تا با طراحی، ساخت و کاربرد ابزارهای پزشکی آشنا شوند.
این اثر به بررسی جزئیات فنی، حسگرها، تقویت‌کننده‌ها، پردازش سیگنال و ابزارهای اندازه‌گیری فیزیولوژیکی می‌پردازد و همزمان با ارائه مبانی تئوریک، کاربردهای عملی در تجهیزات پزشکی را نیز پوشش می‌دهد.
خلاصه محتوای کتاب
فصل اول: مفاهیم اساسی تجهیزات پزشکی
این فصل به مبانی تجهیزات پزشکی و سیستم‌های اندازه‌گیری می‌پردازد. مفاهیمی مانند حسگرها، حالت‌های عملکردی، محدودیت‌های اندازه‌گیری، روش‌های جبران‌سازی و ضوابط طراحی مطرح شده‌اند. روند پیشرفت تجهیزات پزشکی تجاری و مسائل مرتبط با تنظیم دستگاه‌ها نیز بررسی میشود.
فصل دوم: حسگرهای اساسی و اصول کاریشان
انواع حسگرها و اصول عملکرد آن‌ها معرفی می‌شوند:
حسگرهای مقاومتی، القایی، خازنی و پیزوالکتریک
اندازه‌گیری دما با ترموکوپل، ترمیستور و فیبر نوری
اندازه‌گیری‌های نوری و تشعشعی
حسگرهای تابشی و فوتوولتائیک
فصل سوم: تقویت‌کننده‌ها و پردازش سیگنال
مباحث مربوط به تقویت‌کننده‌ها و مدارهای الکترونیکی:
تقویت‌کننده‌های عملیاتی و تفاضلی
مقایسه‌گرها، یکسوکننده‌ها، فیلترهای فعال
مدولاتورها، تایمرها و کاربرد میکروکامپیوترها در تجهیزات پزشکی
تحلیل بهره، پاسخ فرکانسی و جبران‌سازی
فصل چهارم: منشأ پتانسیل‌های زیستی
فعالیت‌های الکتریکی سلول‌ها و سیستم عصبی، پتانسیل‌های میدانی و سیگنال‌های بیولوژیکی مورد بررسی قرار می‌گیرند:
الکترونروگرام، الکترومایوگرام، الکتروکاردیوگرام
آناتومی و عملکرد قلب، رفتار الکتریکی سلول‌های قلبی
پتانسیل‌های سطح بدن و تغییرات در ایسکمی
فصل پنجم: الکترودهای پتانسیل زیستی
تعاریف، انواع و کاربرد الکترودها:
واسط الکترود و الکترولیت، پلاریزاسیون
الکترودهای قابل و غیرقابل پلاریزه
آرایه‌های الکترودی، الکترودهای تحریک بافت
نکات عملی استفاده از الکترودها
فصل ششم: تقویت‌کننده پتانسیل زیستی
ویژگی‌ها و کاربردهای تقویت‌کننده‌ها برای ثبت سیگنال‌های زیستی:
الکتروکاردیوگراف و بلوک‌های عملکردی آن
حفاظت در مقابل ولتاژ گذرا و کاهش تداخل
پردازش سیگنال‌های پتانسیل زیستی و اندازه‌گیری از راه دور
فصل هفتم: فشار خون و صداهای قلب
فصل پایانی به اندازه‌گیری فشار خون و صداهای قلب می‌پردازد:
روش‌های مستقیم و غیرمستقیم
تحلیل هارمونیکی، پاسخ سیستم و پهنای باند لازم
سیستم‌های اندازه‌گیری فشار سیاهرگی و فونوکاردیوگرافی
کاتترگذاری و تأثیر پارامترهای سیستم بر دقت اندازه‌گیری
🧾 جمع‌بندی
کتاب «ابزار دقیق مهندسی پزشکی» منبعی کامل و کاربردی برای دانشجویان و متخصصان مهندسی پزشکی است که به طراحی و تحلیل تجهیزات پزشکی، حسگرها، پردازش سیگنال و سیستم‌های اندازه‌گیری فیزیولوژیکی می‌پردازد. این اثر به دلیل ترکیب تئوری و کاربرد عملی، به ویژه در زمینه آموزش مهندسی پزشکی و توسعه تجهیزات بیمارستانی، بسیار ارزشمند است و می‌تواند به عنوان مرجع اصلی برای درک عمیق ابزارهای پزشکی و تکنیک‌های ثبت سیگنال‌های زیستی مورد استفاده قرار گیرد.
