Микрофон является предметом первой необходимости для музыкантов, звукорежиссеров, журналистов, и многих других профессий, связанных с записью и усилением звука. Для профессионалов и просто опытных «звуковиков» вопрос о выборе микрофона не стоит, но что делать «чайникам»? Как выбрать микрофон? Какие они вообще бывают? На какие характеристики и особенности обратить внимание? Именно на эти вопросы постараемся ответить в данной статье.
Итак, микрофон – это устройство, преобразующее звуковой сигнал в электрический для его последующей обработки и передачи на другие устройства: усиления, записи, воспроизведения и т.д.
Чтобы сделать правильной выбор в пользу покупки того или иного микрофона, нужно четко понимать его назначение и задачи, которые ему стоит решать. От поставленных перед микрофоном задач зависят характеристики, по которым и определяется модель микрофона.
Типы микрофонов
Начнем с того, что существуют три основных типа микрофонов: динамические, конденсаторные и ленточные, которые имеют разные механизмы преобразования звуковых волн в электромагнитные колебания.
Динамические микрофоны
Это наиболее распространенный тип микрофонов, что связано с их универсальностью. Мембрана динамического микрофона улавливает звуковые волны, которые в, свою очередь, приводят в движение катушку, находящуюся в магнитном поле. В результате явления электромагнитной индукции, в катушке возникает переменный ток, который передается далее по кабелю. Электромагнитные колебания описывают звуковые волны, точно передавая фазу, частоту и амплитуду, поэтому сигнал называется аналоговым.
Достоинства:
- Прочные и надежные, не подвержены перепадам влажности и способны выдержать высокое звуковое давление.
- Могут использоваться для записи в шумных местах и различных внешних условиях.
- Имеют простую конструкцию.
- Не требуют фантомного питания.
- Доступны по цене.
Недостатки:
- Ограниченный частотный диапазон, частоты выше 12 кГц слабо воспринимаются и обрабатываются, что иногда может сыграть в вашу пользу, когда существует много высоких частот или посторонних шумов в принимаемом сигнале.
- Медленная реакция на перепады звукового давления.
Динамические микрофоны часто используют во время живых выступлений.
Наиболее популярные модели динамических микрофонов по версии POP-MUSIC:
- SHURE SM58
- SE ELECTRONICS V7
- SENNHEISER E845S
Конденсаторные микрофоны
Обычно конденсаторные микрофоны применяют для звукозаписи в студиях, что связано с полнотой и детальностью передаваемой ими звуковой картины. Металлическая мембрана, состоящая из пластинок (конденсатора), колеблется под воздействием звуковых потоков воздуха, преобразуя звуковую волну в электромагнитную. В основе данного физического явления лежит зависимость электроемкости конденсатора от расстояния между пластинами, а значит и частоты создаваемых электромагнитных колебаний. Для создания и поддержания электрического поля в конденсаторе необходим источник напряжения, так называемое фантомное питание. Почти во всех конденсаторных микрофонах имеется встроенный предусилитель, призванный усилить слабый сигнал, передаваемый мембраной.
Достоинства:
- Детальный и объемный звук
- Высокая чувствительность, особенно в области высоких частот.
- Частотная характеристика, охватываемая весь диапазон, воспринимаемый человеческим ухом.
- Быстрая реакция на изменение звукового давления.
Недостатки:
- Необходимость фантомного питания (от батарейки, микшера, усилителя и т.д.)
- Высокая чувствительность к акустическим характеристикам окружающего пространства (шумы, потоки воздуха, эхо).
- Дополнительное использование поп-фильтров и держателей-пауков.
Наиболее популярные модели конденсаторных микрофонов по версии POP-MUSIC:
- SE ELECTRONICS X1 S
- AUDIO-TECHNICA AT2020
- AKG PERCEPTION 120
- RODE NT1-A
Ленточные микрофоны
Ленточные микрофоны теряют свою популярность с возрастанием популярности конденсаторных микрофонов, хотя можно встретить немалое число их поклонников. В подобных микрофонах также используется явление электромагнитной индукции, но подвижный элемент-проводник представляет собой металлическую тонкую ленту, сложенную гармошкой, которая приходит в движение при колебаниях воздуха. Особенностью ленточных микрофонов можно назвать одинаковую чувствительность с обеих сторон капсулы, чем объясняется тип диаграммы направленности (восьмерка). Ленточные микрофоны часто используют для записи электрогитар, что связано со смягчением высоких тонов.
Достоинство: естественный звук, приятный для слуха.
Недостатки:
- Ограниченная АЧХ.
- Зависимость чувствительности от частоты (с повышением частоты чувствительность уменьшается)
Наиболее популярные модели ленточных микрофонов по версии POP-MUSIC:
- SE ELECTRONICS VR1
- SE ELECTRONICS VR2
Мастер-класс по изготовлению бумажного микрофона в домашних условиях для детей
Дети тоже хотят играть с микрофоном. Но доверять им его не стоит – могут сломать. Поэтому лучше изготовить имитацию изделия из бумаги.
Для этого нужно:
- сделать трубку из картона;
- из листа А4 скомкать шар и обмотать его цветной пленкой или бумагой;
- наклеить шар на конец трубки;
- к противоположному концу приклеить толстую нить, имитирующую провод.
Основные характеристики микрофонов
Определившись с типом микрофона, и тем самым существенно сузив круг предлагаемых моделей, остановимся на основных технических характеристиках, на которые следует опираться при выборе микрофона.
Основные характеристики:
- частотный диапазон и АЧХ
- чувствительность
- диаграмма направленности
- импеданс (сопротивление)
- максимальный уровень звукового давления
- эквивалентный уровень шума
- тип питания.
1. Частотный диапазон
– это диапазон звуков, которые микрофон способен воспринять и передать. Измеряется интервалом частот, выражается в герцах (Гц). Идеальное человеческое ухо воспринимает частоты в диапазоне 20 – 20000 Гц. Человеческий голос вписывается в гораздо более узкий диапазон (60-1300 Гц), диапазон музыкальных инструментов существенно шире, но индивидуален для каждого типа инструмента. Обычно новички выбирают микрофон с максимально широким частотным диапазоном, что правильно, ведь тогда микрофон становится универсальным. Если же отбросить универсальность и подбирать микрофон для определенного инструмента, то можно выбрать модель с частотным диапазоном, который максимально охватывает весь спектр звучания инструмента.
Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ)
и уровень искажений определяют чувствительность микрофона по всему рабочему частотному диапазону и нюансы звука, характерные для определенной модели микрофона. На АЧХ влияют особенности мембраны, вес и материал, из которого она изготовлена, особенности конструкции внутренних цепей и блоков микрофона.
В этом отношении микрофоны делятся на два типа: те, которые имеют одинаковый уровень по всему диапазону частот, и те, которые имеют пиковый уровень или, наоборот, провалы на определенных частотах. Вторые используют под определенные задачи, например, чтобы усилить определенный источник звука (разборчивость вокала или конкретного инструмента).
АЧХ представляет собой график, на котором можно увидеть на каких именно частотах и насколько децибел происходит отклонение амплитуды сигнала от оригинала. Иногда АЧХ может быть представлена не графиком, а числовыми значениями. Например, запись 80Hz — 20kHz (+/- 2dB) говорит о том, то в указанном диапазоне отклонение от линейности может составлять максимум 2 дБ, без указания определенных частот, на которых происходит это отклонение.
2
. Чувствительность
– это величина, равная отношению напряжения (в В) на выходе микрофона к звуковому давлению (в Па), действующему на его вход. Данный параметр показывает насколько тихий звук (выраженный в дБ или мВ/Па) микрофон способен уловить и преобразовать в сигнал электрический. Чем ближе указываемое значение в децибелах (дБ) к нулю, тем более чувствителен микрофон, который способен уловить даже очень тихий звуковой сигнал, для значений, указанных в мВ/Па (милливольт на паскаль) цифра, наоборот, должна быть максимальной. Как понять, необходим вам сверхчувствительный микрофон или можно обойтись меньшей суммой? Оцените предполагаемую обстановку, в которой микрофон будет работать: если в студии – чувствительность должна быть высокой, если будут посторонние шумы (концерт, улица, клуб), то чувствительность микрофона не сыграет в вашу пользу, уловив все ненужные шумы и помехи.
3.
Направленность
определяет чувствительность микрофона на определенных расстояниях вокруг него, образующих конкретный рисунок (диаграмму). Направленность микрофона определяется конструкцией капсулы и влияет на такие параметры микрофона, как подавление шума, эффект поворота микрофона относительно источника звука, определение оптимального расстояния до источника. Если вам кажется, что чувствительность микрофона одинакова по всему радиусу, то есть микрофон расположен как бы в центре звукового круга, то такие микрофоны называются ненаправленными
или
всенаправленными
. Применяются они нечасто, так как захватывают много посторонних шумов и чувствительны к обратной связи, обычно их используют для стереозаписи или записи звуков живой природы.
Обычно микрофоны имеют направленность, диаграммы которых образуют следующие рисунки:
- Кардиоида
- Суперкардиоида
- Гиперкардиоида
- Полукардиоида
- Восьмерка.
Кардиоида
— название данной диаграммы говорит о том, что ее форма напоминает форму сердца. При такой диаграмме микрофон записывает звук, поступающий во фронтальную часть капсулы с углом работы в 130 градусов, отсекая посторонние шумы. Поэтому микрофоны с кардиоидой обычно используют для записи вокала в студии. Важно помнить, что такие микрофоны нельзя располагать вблизи динамиков и слишком близко к источнику звука.
Суперкардиоида и гиперкардиоида
отличаются более узкой зоной охвата в задней части, угол работы также сужен и составляет 115 и 105 градусов, соответственно. Суперкадиода хорошо изолирует посторонние звуки во фронтальной части, но при этом улавливает их в задней части. У гиперкардиоиды же появляются боковые зоны с минимальным улавливанием звука. Микрофоны с гиперкардиоидой отлично улавливают два источника звука, направления на которые составляют некоторый угол. Микрофоны с суперкадиоидой подойдут для записи одного источника звука в шумной среде, при этом они устойчивы к обратной связи.
Полукардиоида
отсекает всё, что расположено сзади микрофона, воспринимая только фронт. При этом по бокам не должно присутствовать источников звука. Идеальная направленность для микрофонов, применяемых на лекциях и конференциях.
Восьмерка
— диаграмма, название которой говорит само за себя. Одинаковая чувствительность во фронтальной части и сзади, нулевая – по бокам. Подобные микрофоны чаще всего используются для стереофонической записи, а также дл одновременной записи двух вокалистов.
Некоторые модели микрофонов являются универсальными и их направленность можно переключать.
4. Импеданс
или сопротивление микрофона (обозначается буквой Z) влияет на качество передачи звука между микрофоном и предусилителем. Для безупречной работы, рекомендуется подобрать пару «микрофон -предусилитель» так, чтобы входное сопротивление усилителя превышало выходное сопротивление микрофона в 10 раз. Если предусилитель уже есть, подбирайте к нему микрофон, и наоборот, учитывая данную рекомендацию.
Профессиональные микрофоны всегда имеют низкое сопротивление на выходе (Lo-Z), не превышающее 600 Ом, чтобы была возможность передать сигнал без потери качества на расстояния до 100 метров.
5. Максимальный уровень звукового давления (dBSPL)
– значение (в дБ) максимальной силы звука, которую микрофон способен передать без потери качества. Это важный параметр для подзвучивания, например, ударных и духовых инструментов.
6. Эквивалентный уровень шума
или уровень собственного шума (dB/dBA). Конечно, чем ниже этот параметр, тем лучше. Обычно его значение не выше 30 dBA.
7. Тип питания
: фантомное (от усилителя или микшера), батарейки, аккумулятор и т.д.
Этапы сборки
Чтобы собрать прибор, потребуется выполнить следующие действия:
- отрезать концы корпуса маркера так, чтобы получилась полая трубка;
- припаять к капсюлю двухжильный провод;
- обмотать капсюль изолентой в 2-3 витка (это нужна для лучшей фиксации в корпусе) и ввести его в трубку так, чтобы провод вышел с другой стороны;
- припаять противоположный конец провода к штекеру 3,5 мм.
Особенности применения микрофонов
Очень приближенно применение микрофонов можно разделить на три сферы:
- звукоусиление (концерты, шоу, выступления на сцене),
- студийная запись,
- теле- и радиовещание
Каждая сфера имеет свою специфику и определенные требования к применяемым микрофонам.
Во время выступления на сцене обычно используются сразу несколько микрофонов, поэтому микрофоны подбирают односторонне направленные, чтобы захватить только нужный звук, избежав посторонних шумов и обратной связи. Выбор направленности микрофонов – суперкардиоида и гиперкардиоида. Для каждого источника звука нужен свой микрофон, с индивидуально подобранными параметрами. Чаще всего используются динамические микрофоны в силу их универсальности, доступности и надежности. И хотя существует условное разделение микрофонов на вокальные и инструментальные, они зачастую оказываются универсальными. Однако, некоторые инструменты, например, басовые (контрабас, тромбон, бочка), требуют особой частотной характеристики и для них необходимы специализированные микрофоны.
Студийная звукозапись обычно осуществляется с конденсаторными микрофонами с их высокой чувствительностью, хотя для записи, например, ударных используют микрофоны динамические. Интересно, что взаимное расположение источника звука и микрофона (расстояние, угол) дают разнообразные эффекты, которые обнаруживаются только на практике.
Телевизионные студийные микрофоны — однонаправленные, компактные, с беспроводной гарнитурой. Для радиовещания – габаритные, расположенные на стойке, с переключаемой диаграммой направленности и частотным диапазоном, максимально подходящим для передачи речи.
Содержание
- 1 Устройство микрофона
- 2 Классификация микрофонов 2.1 Динамический микрофон 2.1.1 Катушечный микрофон
- 2.1.2 Ленточный микрофон
- 2.2.1 Электретный микрофон
- 3.1 Чувствительность
Микрофоны специального назначения
Существуют такие микрофоны, у которых имеется строго определенное предназначение и конкретные задачи, которые он призвать решать. Рассмотрим некоторые из них.
1. Микрофон граничного слоя
предназначен для звукоусиления в театре, подзвучивания рояля, с возможностью прикрепить микрофон к крышке инструмента. Особенность его в том, что капсула микрофона расположена над металлической поверхностью, что позволяет предотвратить попадание на диафрагму отраженных волн и, как следствие, фазовых искажений.
2. Стерео – микрофон
, особенность которого заключается в наличии сразу двух капсул, ориентированных в противоположных направлениях. Такой микрофон позволяет записывать объемный звук, когда один микрофон может заменить пару или даже тройку микрофонов.
3. Микрофон-пушка
предназначен для использования на открытом пространстве, поэтому нашел широкое применение в кинематографе и журналистике. Это конденсаторный микрофон с очень узкой направленностью, он воспринимает звук, идущий только с фронтальной стороны, остальные звуки заглушаются, благодаря фронтальному сдвигу.
Это далеко не все виды микрофонов специального назначения, а лишь основные. Дополнительные функции, такие как возможность переключать диаграмму направленности, изменять уровень выходного сигнала, встроенные фильтры для обрезания низких частот являются приятным бонусом, а иногда и необходимостью для профессиональной работы, но при этом увеличивают не только сложность конструкции микрофона, но и его стоимость.
Какие инструменты и материалы понадобятся для работы
Чтобы изготовить простой электретный монофонический микрофон для ПК без предусилителя, понадобятся следующие материалы:
- Электретный капсюль. Эту деталь можно вытащить из старого магнитофона с возможностью записи. Также ее можно купить отдельно. Она стоит всего 40-50 руб.
- Тонкий провод с двумя жилами. Нужен для присоединения микрофона к компьютеру.
- Аудиоштекер диаметром 3,5 мм. Необходим для присоединения прибора к аудиовходу ПК.
- Корпус. Подойдет полый цилиндр из пластмассы. Его можно сделать из старого толстого маркера.
- Маленький канцелярский зажим. Нужен для крепления прибора к петлице.
Из инструментов и расходных материалов потребуются:
- паяльник;
- канифоль и припой;
- изолента;
- шуруп с широкой шляпкой.
Выбор микрофона
Правильно подобранный микрофон – залог качественной звукозаписи. Предварительно изучив вышеописанные характеристики, приступаем к выбору модели микрофона.
Во-первых, ставим перед микрофоном задачи и определяемся с областью его применения: караоке (нужна четкость передачи звука), инструментальная или вокальная запись в студии (высокая чувствительность, определенный частотный диапазон), концертное выступление (надежность и устойчивость к внешним условиям). От поставленных задач зависит расстановка приоритетов в характеристиках.
Сценические микрофоны, например, должны отличаться небольшими размерами, эргономичностью и универсальностью. Репортерские – надежностью и способностью выдержать любые погодные условия, узкой направленностью. Студийные музыкальные микрофоны хоть и должны отличаться особой чувствительностью и устойчивостью, но их нужно тоже выбирать по назначению: вокальные или инструментальные.
Не пренебрегайте такой характеристикой микрофона, как его внешний вид, дело не привлекательности устройства, а в комфорте его использования: как микрофон лежит в руке, не скользит ли, нет ли неприятных запахов, торчащих деталей и т.д.
Изучите, что входит в комплект покупаемого микрофона. Это могут быть гарнитура, крепление, ветрозащита и т.д. Да, на качество звука эти милые дополнения не влияют, зато что-то не придется докупать, что тоже приятно. Например, для репортеров обязательным аксессуаром являются ветрозащитный колпачок и удобное крепление.
Выбор микрофона — сложное и важное решение. Иногда опыт правильного подбора микрофонов приходит с годами, как и опыт использования различных методов звукозаписи и подзвучивания. Только практика сделает вас профессионалом, но начинать получать теоретические основы работы с микрофонами можно уже сегодня.
Для чего можно использовать
Микрофон применяют везде, где требуется передача звука.
Это может быть:
- запись голоса или его передача по радио;
- общение с помощью программ, предназначенных для видеоконференцсвязи;
- переговоры в голосовом чате онлайн-игр.
Прибор можно применять и для записи вокала, музыкальных инструментов. Но качество звука будет не на высоте. Для этого самодельный прибор мало подходит. Нужен как минимум конденсаторный.
Стандарты
В документе «Мультимедийные системы – Руководство по рекомендуемым характеристикам аналоговых интерфейсов для обеспечения функциональной совместимости» Комитета по стандартам Международной электротехнической комиссии (IEC 61938: 2018) указаны параметры для подачи фантомного питания микрофона. В документе определены три варианта: P12, P24 и P48. Кроме того, упоминаются два дополнительных варианта (P12L и SP48) для специализированных приложений. Большинство микрофонов теперь используют стандарт P48 (максимальная доступная мощность составляет 240 мВт). Хотя 12- и 48-вольтовые системы все еще используются, стандарт рекомендует 24-вольтовые источники питания для новых систем.
Рейтинг популярных моделей
Выделяются устройства портативные с динамиком и в комплекте с ресивером.
Портативные с динамиком
Модель Tuxun (MicGeek) Q9.
Имеет bluetooth 4.0 и есть поддержка работы на ios и android, есть слот usb и microusb. Присутствуют стереодинамики, поддерживает соединение по bluetooth на расстоянии до 10 м, работает до 9 часов.
Tuxun (MicGeek) Q9.
Magic Karaoke YS-86.
Марка используется в качестве динамика или воспроизводит песни. Существует разъем для карт памяти, aux-вход, usb, диодная подсветка, автономная работа до 6 часов.
Magic Karaoke YS-86
В комплекте с ресивером
Defender MIC-155.
Бюджетная марка с ресивером. Рабочее расстояние достигает 30 м.
Defender MIC-155.
Sennheiser XSW 1-825-B.
Безусловный лидер. Устройство с bluetooth. Включает 10 каналов в режиме uhf, выдает чистый звук, нет тресков и помех. Благодаря ресиверу можно добиться профессионального эффекта звучания.
Вокальная беспроводная радиосистема Sennheiser XSW 1-825-B
Куда встраивается?
Такие источники чаще всего встраиваются в приемные устройства. Ими могут быть микшерные пульты, микрофонные предусилители и другие подобные аппараты. Однако в некоторых случаях фантомное питание может быть не предусмотрено изготовителем, или же необходимо питание намного ниже, например, 24 или 12 В. Тогда нужно приобрести фантомное питание отдельно, при этом использование его должно быть сквозным. Другими словами, его нужно подключить к микрофону, а выход из блока – к приемному устройству.
Если питание приобреталось отдельно, то следует знать, что оно должно крепиться в любом удобном и доступном месте, поскольку устройство имеет кнопку, при помощи которой фантомное питание можно включить или выключить.
Покупка фантомного питания также необходима в том случае, если человека не устраивает качество того элемента, что уже встроен в оборудование. Возможно, что имеющееся питание издает гул, или появляются неприятные шумовые эффекты. Обычно такие проблемы имеют место в дешевом оборудовании.
Сам блок обычно питается от батарей либо аккумуляторов, и в нем должен присутствовать встроенный НЧ-фильтр, который и отвечает за отсутствие низкочастотного гула. В обычных конденсаторных микрофонах питание используется и для поляризации.
Как сделать усилитель
Простейший нерегулируемый предусилитель можно изготовить на базе 2 конденсаторов и 1 транзистора ВС547.
Для сборки схемы методом навесного монтажа нужно:
- минусовой выход электретного капсюля напрямую подсоединить к эмиттеру транзистора, а минусовой – к коллектору через 2 резистора на 1 кОм каждый, соединенных последовательно;
- параллельно плюсовому и минусовому выходам капсюля припаять керамический конденсатор (емкость не важна);
- параллельно второму резистору и эмиттеру транзистора припаять электролитический конденсатор на 47 мФ (минус должен приходиться на эмиттер);
- к коллектору и эмиттеру транзистора припаивают провода, ведущие к выходному штекеру.
Если не удалось найти ВС547 – не проблема. Его может заменить транзистор отечественного производства КТ3102, который проще найти.
Куда встраивается?
Такие источники чаще всего встраиваются в приемные устройства. Ими могут быть микшерные пульты, микрофонные предусилители и другие подобные аппараты. Однако в некоторых случаях фантомное питание может быть не предусмотрено изготовителем, или же необходимо питание намного ниже, например, 24 или 12 В. Тогда нужно приобрести фантомное питание отдельно, при этом использование его должно быть сквозным. Другими словами, его нужно подключить к микрофону, а выход из блока – к приемному устройству.
Если питание приобреталось отдельно, то следует знать, что оно должно крепиться в любом удобном и доступном месте, поскольку устройство имеет кнопку, при помощи которой фантомное питание можно включить или выключить.
Покупка фантомного питания также необходима в том случае, если человека не устраивает качество того элемента, что уже встроен в оборудование. Возможно, что имеющееся питание издает гул, или появляются неприятные шумовые эффекты. Обычно такие проблемы имеют место в дешевом оборудовании.
Сам блок обычно питается от батарей либо аккумуляторов, и в нем должен присутствовать встроенный НЧ-фильтр, который и отвечает за отсутствие низкочастотного гула. В обычных конденсаторных микрофонах питание используется и для поляризации.
Как сделать звукоизоляцию
Если микрофон планируют использовать для записи голоса, не помешает звукоизоляция. Ее делают из специальных поролоновых пластин, которые можно купить в строительном магазине, и фанеры.
Для этого:
- из фанеры изготавливают прямоугольный короб без 1 стенки;
- изнутри его обклеивают поролоновыми пластинами.
Во время записи микрофон помещают внутрь короба. Там же размещается человек. В результате 80-90% посторонних звуков не попадают на звуковую дорожку.
Если нет желания делать короб, пластинами из поролона можно обклеить один из углов комнаты. Звукоизоляция при этом будет несколько хуже.
Когда фантомное питание не требуется
Если для конденсаторных микрофонов наличие фантомного питания обязательно, для ленточных микрофонов оно противопоказано. Подача тока на подобные устройства неминуемо приводит к их поломке.
Схема работы ленточных микрофонов была придумана задолго до появления фантомного питания в музыкальной индустрии — первые ленточные микрофоны появились в 1920-х годах. Для записи сигнала ленточные микрофоны используют тонкую металлическую ленту, колеблющуюся вместе с поступающими звуковыми волнами.
Устройствам подобного типа не нужно дополнительное электричество для работы. Под воздействием тока с напряжением 48 В ленты рвутся, а микрофон перестаёт работать. Современные «ленточники» менее чувствительны к этой проблеме, но правило остаётся тем же — на ленточные микрофоны нельзя подавать фантомное питание.
Кратковременная подача энергии также может стать причиной поломки, если в микрофонный вход подключен несбалансированный источник питания. Сбалансированные источники звука не боятся поступающего электричества.
Классификация медицинских симуляторов
Александр Суворов говорил: «Теория без практики мертва». Это высказывание точно описывает главное предназначение симуляционного обучения. Современные технологии позволяют добиться высокой степени реалистичности имитируемого объекта для отработки навыков в максимально приближенных к реальности условиях, так как фантомы-тренажеры способны передать тактильное восприятие, реальную подвижность и возможность исследования органов с патологическими изменениями, как и при работе с реальным пациентом.
В 2012 году Российское общество симуляционного обучения в медицине (РОСОМЕД) разработало классификацию симуляционного оборудования по уровням реалистичности (табл. 1). Этот параметр был взят как основополагающий принцип классификации, так как он влияет на цели и результаты учебной работы .
Таблица 1. Классификация симуляционного оборудования по РОСОМЕД
| Уровень реалистичности | Что воспроизводится | Примеры | Что отрабатывается | Учебная задача |
| Визуальный | Внешний вид человека, его органов, демонстрация техники выполнения манипуляций | Классические и интерактивные учебники | Понимание последовательности действий без практической отработки | Визуализация предстоящего упражнения |
| Тактильный | Имитация физиологического или патологического состояния органов и тканей, пассивные реакции | Фантомы-тренажеры практических навыков, тканеимитирующие фантомы, манекены для СЛР и интубации | Мануальные навыки, моторика при низком уровне реалистичности и формальной оценки качества выполнения | Доведение до автоматизма моторики отдельных манипуляций |
| Реактивный | Простейшие активные реакции без физиологической имитации (включение индикаторов в ответ на правильное действие) | Манекены для СЛР и интубации, комплексы «тренажер + инструменты + муляж» | То же, что и в предыдущем, однако без необходимости постоянного контроля инструктора | То же, что и в предыдущем, однако без необходимости постоянного контроля инструктора |
| Автоматизированный | Автоматизированные сложные реакции манекена на разнообразные внешние воздействия | Манекены и хирургические фантомы-тренажеры со сложными, но стандартными типами ответов на действия обучаемых | Когнитивные и сенсомоторные умения | Полноценный сбор информации и выводы в виде постановки диагноза и адекватных манипуляций |
| Аппаратный | Обстановка медицинского подразделения с использованием достоверной имитации медтехники | Симуляторы автоматизированного класса или биоматериалы в условиях имитации стационара | Сенсомоторика и когнитивность в конкретных условиях. Навыки работы в команде. Перемещения в операционной | Уверенная способность действовать в реалистичной среде. Отработка эксплуатации приборов |
| Интегрированный | Интеграция различных симуляторов (к примеру, хирургического и анестезиологического) в рамках единого комплекса | Комплексные интегрированные системы («ЭйдосМедицина») | Сенсо- и психомоторные навыки в условиях командной работы и работы в сложных условиях | Выработка сложных поведенческих реакций при ситуативной работе в команде |
Практикующий врач при постановке диагноза опирается не только на свой собственный опыт, но и на результаты медицинской диагностики. В современной медицине скорость развития новых методов визуализации зависит от наличия недорогих, настраиваемых и легко воспроизводимых стандартов биологических тканей, воспроизводящих среду визуализации . К таким объектам относятся тканеимитирующие фантомы, они обеспечивают стандарт для оценки, характеристики или калибровки диагностической системы (рис. 2). Фантом подбирается таким образом, чтобы имитировать свойства и характеристики ткани в определенном спектральном диапазоне длин волн, характерном для того или иного медицинского оборудования (рис. 3) . Дальнейший рассказ этой статьи будет посвящен именно тканеимитирующим фантомам.
Рисунок 2. Фантом мозга в качестве стандарта для калибровки УЗИ-сканера и магнитно-резонансного томографа (МРТ). Рисунок адаптирован.
Рисунок 3. Электромагнитный спектр для медицинского оборудования
, рисунок адаптирован
Разного рода ткани и их патологии имеют большое количество разнообразных свойств, например: магнитные, акустические, рентгеновские, тепловые и др. Соответственно, под определенное свойство и нужно настраивать медицинскую технику, усиливая или ослабляя способности фантома (пропускать, поглощать и отражать излучение в том или ином диапазоне длин волн) различными добавками для лучшего качества изображения.
Нюансы изготовления держателя
Простейший держатель – петличка. Его можно сделать из маленького канцелярского зажима, который прикручивают к корпусу шурупом с широкой шляпкой в нужном месте.
Второй вариант держателя – стойка. Для ее изготовления подойдет не только старая настольная лампа. Аксессуар можно изготовить из ДСП и алюминиевой трубки.
Для этого:
- из ДСП вырезают прямоугольник;
- в нем проделывают отверстие, равное диаметру трубки;
- трубку обматывают изолентой и вставляют в отверстие;
- на конце трубки крепят хомутик.
