Aula 4 Flashcards
Quais são as duas possíveis definições de sensor?
- Dispositivo que converte um tipo de sinal (ex. a pressão hidrostática) num outro tipo de sinal (ex. um sinal elétrico).
- “Um dispositivo que oferece um output usável para uma medida/medição específica.”
Os sensores biomédicos servem de interface entre os tecidos biológicos e um sistema eletrónico, pelo que devem interferir com ambos. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Os sensores biomédicos detetam e medem sinais ou parâmetros ______________ em organismos vivos.
biológicos
Quais são algumas caraterísticas que se esperam encontrar num sensor biomédico?
- Confiável/fidedigno
- Aplicável/útil
- Estável
- Reprodutível
- Específico
- Tenha um tempo de resposta adequado à aplicação (idealmente curto)
- Sensível
- Portabilidade?
- Baixo custo?
- Não sensível a interferentes ambientais ou diferentes operadores
- Fácil de manusear/utilizar
Defina intervalo/gama de medição.
Limites mínimo e máximo de funcionamento, que definem o intervalo de valores no qual o sensor é esperado de apresentar resultados fiáveis.
Defina sensibilidade.
A sensibilidade tarduz a taxa de variação do output do sensor em função de uma determinada variação do sinal medido (input).
Um termómetro de IV sem contacto apresenta uma gama de medição na testa entre os _______ e os 42,0 ºC.
32,0
Num sensor altamente _____________, uma pequena variação no sinal medido (_________) traduz-se numa grande variação do output do sensor.
sensível; input
A __________ traduz a diferença entre o valor real e o valor medido. O valor real é, tipicamente, um valor de referência standard, que pode advir de um ___________ número de ___________, em que o valor médio passa a apresentar uma boa estimativa do valor real.
exatidão; grande; medições
A _____________ traduz a reprodutibilidade dos valores medidos em condições iguais.
precisão
Defina resolução.
A resolução define-se como a menor variação do sinal medido passível de ser medida com rigor.
A reprodutibilidade traduz a capacidade de obter valores semelhantes quando o sinal medido (input) / quando as medições são realizadas em condições iguais. Verdadeiro ou Falso?
Falso. As condições devem ser diferentes.
Se a medição dos níveis de glicose no sangue de uma pessoa medidos em dois laboratórios diferentes forem iguais/muito próximos, diz se que os métodos são ________________.
reprodutíveis
Defina offset.
O offset é o valor da medição (output) quando o sinal a ser medido (input) é zero.
Defina linearidade.
Se variações no sinal a ser medido (input) se traduzem em variações iguais no output da medição, então o sensor diz-se linear.
Um termómetro de IV sem contacto apresenta um tempo de resposta de ____ s.
3
O tempo que um sensor demora a atingir um estado estável de medição após variações no input é o ____________ _____ ___________.
tempo de resposta
Defina drift.
Corresponde às variações no output apresentado quando o sinal medido (input) se mantém constante.
O histeresse (diferença ____________) surge quando a relação entre o output apresentado e o sinal medido (input) varia consoante a ___________________ do valor do input (ex. a curva de medição quando o sinal do input aumenta é diferente da curva de medição quando o sinal do input diminui).
máxima; direcionalidade
Como é que podemos classificar os sensores biomédicos?
Em função da interação com o meio que estão a medir, da interação com o corpo, em função do tipo de sinal e do princípio de funcionamento.
Dê um exemplo de um sensor biomédico ativo.
O transdutor do ecógrafo começa por emitir ondas de ultrassons que vão interagir com as estruturas internas e gerar um sinal de ‘eco’ que criará imagens após transdução dos ultrassons em sinais elétricos.
Dê um exemplo de um sensor biomédico passivo.
O termómetro de mercúrio mede diretamente a temperatura, sem previamente precisar de enviar qualquer sinal para o sistema.
Um sensor biomédico ativo requer a adição de ____________ ao sistema que está a ser medido como parte do processo de ___________.
energia; medição
Um sensor biomédico passivo não adiciona energia ao sistema que está a medir, sendo o sinal detetado _______________ do meio.
diretamente
Em termos da interação com o corpo, podemos ter 4 categorias: _____________ ou invasivos (requerem contacto direto com o ____________ do corpo); minimamente invasivos (requerem contacto, mas de forma _______________); de contacto (requerem contacto, mas ______________/não _____________) e não invasivos/sem contacto (medem através do exterior do corpo).
implantáveis; interior; minimalista; superficial; invasivo
Quais são as preocupações (3) que surgem para os sensores implantáveis e minimamente invasivos em particular?
- Possibilidade de rejeição biológica/biocompatibilidade;
- Interferência de fluidos corporais, enzimas, proteínas (…) sobre o funcionamento do sensor (interferem na medição ou induzem a sua descalibração?);
- Acesso limitado aos sensores uma vez implantados.
Faça as correspondências corretas sobre o tipo de sinal.
- Analógicos
- Digitais
A) Detetam sinais contínuos ao longo do tempo.
B) Fornecem dados discretos descontínuos no tempo.
1A)
2B)
Os sensores biomédicos físicos podem ser geométricos, _____________, térmicos, ________________, _____________ e óticos.
mecânicos; hidráulicos; elétricos
Os sensores biomédicos químicos podem ser gasosos, _____________, fototérmicos, ________________ e funcionarem com base noutros métodos físicos e químicos.
eletroquímicos; bioanalíticos
Os sensores biomédicos químicos identificam e/ou medem entidades químicas e permitem monitorizar atividades químicas. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Os sensores de deformação são sensores ________________ e são utilizados para medir a deformação de um material. Baseiam-se na utilização de um material ____________ que altera a sua ________________ elétrica quando deformado. Utilizados, por exemplo, para avaliar deformações de próteses ou em dispositivos de reabilitação motora para avaliar a __________ aplicada. Por exemplo, a tensiomiografia avalia o deslocamento radial muscular durante a contração induzida por ______________ ______________.
geométricos; condutor; resistência; estimulação elétrica
Os sensores de posição e deslocamento (LVDT - Linear Variable Differential Transformer) são sensores geométricos, são utilizados para medir ________________ e baseiam-se na medição do deslocamento linear através da variação de um _________ elétrico que é gerado em consequência do movimento de um núcleo magnético dentro de uma ____________. Um exemplo deste tipo de sensores é o registo da expansão da caixa torácica, onde se avalia o deslocamento radial durante a contração induzida por estímulos elétricos.
deslocamentos; sinal; bobine
Os sensores de velocidade são sensores _______________ e medem a ___________ no tempo do deslocamento, podendo funcionar por ______________ _______________ ou por efeito de Doppler.
mecânicos; derivada; indução magnética
Os sensores de força são sensores _____________ que medem a força através de um sensor de deslocamento e convertendo-o numa ___________. Utiliza uma ‘célula de carga’ onde um material de caraterísticas _______________ conhecidas se deforma e permite esta medida. Por exemplo, para estudar a ____________, pode avaliar-se a pressão aplicada nas palmilhas.
mecânicos; força; elásticas; marcha
Os sensores termopares são sensores ____________ e medem a _________________ corporal, incluindo dois metais diferentes unidos, capazes de gerar uma _____________ elétrica proporcional à diferença de temperatura entre a junção dos dois metais e um ponto de referência.
térmicos; temperatura; tensão
Os termómetros usados para avaliar a temperatura interna durante cirurgias são sensores ______________.
termopares
Os _______________ são sensores térmicos que medem a temperatura corporal e que incluem materiais semicondutores resistores, cuja ______________ varia de forma previsível e não ___________ com a temperatura. O termómetro comum é um exemplo deste tipo de sensores.
termístores; resistência; linear
Os sensores de IV são sensores térmicos que medem a radiação _______________ emitida pelo corpo, que é __________________ à temperatura superficial de um objeto.
infravermelha; proporcional
Os sensores elétricos permitem medir sinais ______________ do corpo humano (biopotenciais) ou converter sinais _______________ em sinais ______________. Requerem a utilização de _____________, que são condutores elétricos que contactam com as soluções ____________ presentes no organismo, sendo que a interação entre os eletrões presentes nos elétrodos e os iões do organismo podem __________ a performance dos sensores.
elétricos; biológicos; elétricos; elétrodos; iónicas; afetar
Os elétrodos superficiais podem ser usados para diagnósticos de curta e ________ duração e não comprometem a integridade da pele. Incluem elétrodos metálicos compostos por uma _________ ___________ (liga _______-prata, prata, ouro, platina) em contacto com a _________, com um pequeno filme de gel eletrolítico para estabelecer este contacto.
longa; placa metálica; níquel; pele
Os elétrodos de filme fino são usados em neonatologia e são transparentes aos raios-X, são facilmente colocáveis e mantidos no lugar com uma fita adesiva e são feitos de ___________ ou de um ______________ semelhante. Adicionam-se pequenas partículas de metal ao silicone aquando da sua produção e estabelecem contacto com a ___________ sem necessidade de ________, mas funcionam melhor com um pouco de _______________ (por isso, uma ou duas horas após a sua aplicação).
garfite; polímero; pele; gel; transpiração
Os elétrodos invasivos são, normalmente, maiores do que os de superfície. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Para os elétrodos invasivos, os fluidos corporais naturais servem de ______________. Podem ser elétrodos de ___________ (intra-tecidulares) ou intra-cavitários. Existem vários tipos, em particular, podendo ser levados até aos tecidos mediante cateteres que são retirados após colocação do elétrodo.
eletrólito; agulha
Os sensores óticos estão entre os mais ____________ e mais bem estabelecidos métodos de deteção de bioanalitos. Baseiam-se, normalmente, em fibras __________ ou guias de onda ___________. São compostos por: fonte de luz, componentes óticos e _____________.
antigos; óticas; planares; detetores
Os sensores óticos baseiam-se na interação da radiação com os tecidos e fluidos biológicos, o que pode ter base em fenómenos de absorção, reflexão, __________________, _________________ e interferometria.
transmitância; fluorescência
Os sensores óticos são invasivos. Verdadeiro ou Falso?
Falso
A oximetria, como no caso do oxímetro de pulso (sensor ___________), mede a saturação de oxigénio no sangue. O sensor emite luz em comprimentos de onda específicos, geralmente na faixa do ______________ e do ___________________. A luz atravessa o tecido (como o dedo ou o lóbulo da orelha) e é absorvida de forma _______________ pela hemoglobina oxigenada e pela hemoglobina desoxigenada. O sensor calcula a proporção entre a hemoglobina oxigenada e a não oxigenada com base na absorção da luz, fornecendo assim uma medida da saturação de oxigénio no sangue.
ótico; vermelho; infravermelho; diferente
Embora a gasometria arterial seja, geralmente, medida através de uma amostra de sangue em laboratório, há avanços em sensores não invasivos que tentam estimar parâmetros como o dióxido de carbono (CO₂) e oxigénio (O₂) no sangue usando ____________________. Esses sensores medem a absorção de diferentes ____________________ _______ __________ que correspondem aos gases dissolvidos no sangue. A tecnologia ainda está em desenvolvimento, mas a ideia é semelhante ao oxímetro, utilizando espectros ________________ para cada gás a fim de calcular suas concentrações.
espetrometria; comprimentos de onda; específicos
Os sensores de glicose óticos utilizam técnicas de fluorescência ou absorção de luz para medir a concentração de _____________.
Um sensor com um fluoróforo específico reage com a ______________, emitindo luz fluorescente, que pode ser medida pelo _________________.
A __________________ da luz fluorescente emitida é proporcional à concentração de _______________ no ____________, o que permite monitorizar os níveis de glicose.
Este tipo de sensor pode usar fibras óticas e sistemas adesivos para fixação na pele.
glicose; glicose; fotómetro; intensidade; glicose; sangue
Qual é a maior limitação dos sensores de IV?
É só medirem a temperatura superficial.
Os sensores eletroquímicos permitem detetar e/ou quantificar substâncias ______________ e ___________, através da conversão de sinais químicos em sinais ______________. Dependem da interação da molécula/elemento em estudo com uma _____________/molécula alvo imobilizada no _________.
biológicas; gases; elétricos; enzima; sensor
Os elétrodos de Clark para medição de oxigénio arterial são sensores _______________ e funcionam com base na ____________ do oxigénio.
eletroquímicos; redução
Quais são as enzimas usadas nos sensores eletroquímicos de glicose?
A glicose oxidase (GOx) e a glicose desidrogenase (GDH) reagem especificamente com a glicose, iniciando uma reação química que gera um sinal elétrico.
Os sensores de sódio e potássio e os sensores de pH são exemplos de sensores _______________.
eletroquímicos
Os sensores fotométricos são sensores _____________ que permitem detetar e/ou quantificar substâncias biológicas a partir da sua interação com a _____________. Podem depender da adsorção ou ligação _________________ das substâncias a ser analisadas a _______________, nanopartículas ou moléculas ________________ (o que requer técnicas de funcionalização específicas).
químicos; radiação; covalente; superfícies; específicas
Os sensores de espetrofotometria, os de colorimetria (ex. testes de gravidez ou de COVID) e os de fluorescência são sensores eletroquímicos. Verdadeiro ou Falso?
Falso. São sensores fotométricos.
Dê um exemplo de um sensor fotométrico qualitativo.
Os testes de gravidez e os testes de COVID são sensores colorimétricos (fotométricos) qualitativos.
O teste de Combur pode ser considerado um sensor colorimétrico ___________________ ou qualitativo.
semi-quantitativo
Não existem sensores colorimétricos quantitativos. Verdadeiro ou Falso?
Falso. Existem e são usados para a quantificação de ureia, creatinina e pH a partir de amostras de suor.
Os sensores colorimétricos para a monitorização da glucose usam nanopartículas de _________ ____ ________ imobilizadas em folhas de óxido de __________. Assim, na presença de glucose oxidase, a glucose é convertida em H2O2, o que por sua vez leva à _____________ da superfície, fazendo a solução mudar de cor.
óxido de cobre; grafeno; oxidação
Os sensores bioanalíticos são sensores _____________ que permitem detetar e/ou quantificar substâncias biológicas através da deteção de sinais mensuráveis que traduzem a _____________ das substâncias em análise com elementos biológicos de reconhecimento (como ____________, anticorpos, ácidos nucleicos, etc). São casos específicos de exemplos previamente falados que, neste caso, dependem mesmo da adsorção ou ligação covalente das substâncias a ser analisadas a superfícies, nanopartículas ou moléculas específicas (o que requer técnicas de funcionalização específicas).
químicos; interação; enzimas
Os biossensores enzimáticos são sensores químicos que se baseiam em reações de enzimas que reagem com substratos alvo. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Os ________________ (baseados em DNA) baseiam-se em reações para identificação de sequências de DNA e/ou RNA por meio de hibridação (ligação complementar).
genossensores
Explique o funcionamento dos biossensores baseados em células inteiras.
Baseiam-se na conversão de respostas de células a estímulos em sinais mensuráveis.
Os sensores de glicose mais comuns são ____________ ___________.
minimamente invasivos
Como é que se faz a deteção da hemoglobina glicada?
Através de biossensores imunológicos.
Qual é o princípio de funcionamentos dos biossensores imunológicos?
Baseiam-se em reações de grande afinidade entre antigénios e anticorpos.
