Приборы для нейро-физиологических исследований

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Приборы для нейро-физиологических исследований: Электромиографы, Электроэнцефалографы, Электродермографы, Хронорефлексометры, Электрокулографы.

Электромиограф - это прибор, предназначенный для регистрации электрических потенциалов скелетных мышц, используется для исследования функций двигательного аппарата (мышц, нервов, спинного мозга) человека и животных.

Электроэнцефалограф - это прибор, предназначенный для исследования деятельности головного мозга регистрацией биоэлектрических потенциалов, возникающих в нервных клетках. Это прибор, предназначенный для непрерывной записи величин разности потенциалов между двумя точками мозга. Последние могут быть расположены как на поверхности мозга, так и в глубине его. Присоединение этих точек к измерительному прибору называется отведением. Отведение потенциалов производится с помощью специальных контактных устройств -- электродов, которые либо прикладываются к поверхности тканей, покрывающих мозг (кость, мышцы, кожа и пр.), либо контактируют непосредственно с поверхностью мозга, либо, наконец, вводятся в его глубинные отделы.

Электродермограф (Электродермометр) - прибор, предназначенный для измерения разности потенциалов между двумя точками кожного покрова тела. Отличают регистрирующие электродермометры (электродермографы).

Хронорефлексометр - прибор, предназначенный для измерения интервалов времени между моментом подачи раздражения на какой-либо анализатор и моментом появления ответной реакции на раздражение, применяемый при исследовании нервной системы.

Электроэнцефалография

Начало ЭЭГ-исследований, в том виде, как они проводятся сейчас, положили работы Правдич-Неминского, который изучил (в 1925 г.) и классифицировал у собаки различные типы электрических колебаний -- всего 7 типов спонтанных волн. Исследования Правдич-Неминского создали предпосылки для переноса метода регистрации биопотенциалов мозга на человека.

В то время электрофизиологам удавалось регистрировать электрические колебания у человека лишь случайно от мозга, открытого при операциях. Возможность отведения биотоков мозга через неповрежденный череп и его покровы значительно расширяла границы применения этого метода. Ее реализовал Ганс Бергер, немецкий психиатр, записывая биопотенциалы у человека при нервно-психических заболеваниях. Интересная деталь: испытуемым при первых записях Бергера был его сын. Он пользовался в качестве электродов иглами, вкалывая их под сухожильное растяжение мышц в области лба и затылка.

Этот способ вскоре был заменен простым прикладыванием пластинок из неполяризующихся материалов. Модификация отведения биотоков мозга оказалась совершенно безболезненной и быстро вошла в клиническую практику, получив название электроэнцефалографии, а регистрируемая при этом кривая -- электроэнцефалограммы. По форме кривой, т. е. по морфологии волнового процесса, электроэнцефалограмма состоит из двух типов волн: из волн, представляющих графическое изображение колебаний, наблюдаемых в отсутствие специальных воздействий, т. е. из спонтанных колебаний и из волн, возникающих под воздействием афферентных стимулов -- токов действия. Прослеживая сложную динамику биоэлектрических реакций мозга, делаются попытки проникнуть в законы специфически человеческой психической деятельности.

С технической точки зрения ЭЭГ представляет собой непрерывную запись величин разности потенциалов между двумя точками мозга. Последние могут быть расположены как на поверхности мозга, так и в глубине его.

Присоединение этих точек к измерительному прибору называется отведением. Отведение потенциалов производится с помощью специальных контактных устройств -- электродов, которые либо прикладываются к поверхности тканей, покрывающих мозг (кость, мышцы, кожа и пр.), либо контактируют непосредственно с поверхностью мозга, либо, наконец, вводятся в его глубинные отделы. При отведении через ткани необходимо всегда учитывать, во-первых, их сопротивление, которое уменьшает реальную амплитуду биопотенциалов, и, во-вторых, возможную собственную их электрическую активность (особенно мышечные потенциалы, а также кожно-гальванический рефлекс ), которая может суммироваться с электрической активностью мозга ( "биологическая активность").

Поскольку мозг является объемным проводником, то в любом случае регистрируется активность не только той точки, с которой непосредственно соприкасается электрод, но в какой-то мере и соседних. Активность этих более отдаленных точек, если она значительно выше активности в месте отведения, несмотря на некоторое ослабление промежуточным слоем тканей, может сказаться на результатах регистрации даже больше, чем активность контактного пункта. Об этом всегда следует помнить во избежании возможных ошибок при решении вопроса о локализации деятельного очага, так как в этом случае в ЭЭГ будет преимущественно показана активность более отдаленного участка, которая может даже целиком замаскировать потенциалы непосредственно прилегающего к электроду пункта.

Так как при оценке ЭЭГ учитываются формы колебаний, их амплитуда, частота и временные ( в частности, фазовые) соотношения, то регистрирующая аппаратура должна обеспечить максимально верное изображение исследуемых сигналов в виде удобочитаемой кривой с возможностью определения указанных параметров. Поскольку величина разности потенциалов, генерируемых мозгом, является очень малой и нижняя их граница, доступная измерению в настоящее время, определяется единицами микровольт, то, чтобы записать эти колебания, их необходимо усилить. Для этого используются электронные усилители, в частности усилители напряжений.

Амплитуда усиленных колебаний должна быть точно пропорциональна амплитуде исходных. Два других параметра - частота и фазовые соотношения - должны быть переданы без изменений. Лишь при этих условиях усиление сигнала, т.е. повышение уровня его мощности, не будет сопровождаться искажениями его формы. Эти требования на практике трудно выполнимы, так как в процессе усиления вследствие несовершенства приборов неизбежно возникают различные искажения. Допустимые границы искажений специально оговариваются в технических условиях при конструировании усилителей.

Для записи усиленных колебаний электрических потенциалов мозга используются разнообразные автоматические регистрирующие устройства. Эти устройства, называемые самописцами, или осциллографами, позволяют получить кривую изменений биопотенциалов как функцию времени.

Из большого числа существующих в технике типов осциллографов в электроэнцефалографии применяются лишь некоторые. В настоящее время имеются самопишущие приборы, специально разработанные для записи электроэнцефалограмм и объединяющие в одном комплексе усилители и осциллографы. Такие приборы называются электроэнцефалографами.

Для того чтобы усилители и регистрирующий прибор могли быть объединены в одну установку, необходимо выполнить условия согласования ряда параметров обеих частей: 1) выходное сопротивление усилителя и сопротивление вибратора должны быть одного порядка; 2) сигнал на выходе усилителя должен иметь такую мощность, которая обеспечивала бы работу вибратора и позволяла бы получать запись усиленных колебаний потенциалов мозга с требуемой амплитудой; при этом совокупность амплитудных характеристик усилителя и вибратора должна обеспечить линейность амплитудной характеристики электроэнцефалографа; 3) так как частотная характеристика электроэнцефалографа зависит от соотношения частотных характеристик усилителя и вибратора, то последние должны быть согласованы так, чтобы в результате был бы обеспечен требуемый диапазон линейного воспроизведения частот записываемого процесса.

Качество электроэнцефалографа определяется основными параметрами: частотной и амплитудной характеристиками, диапазоном измерений, чувствительностью, видом записи (индикации). Весьма существенное значение имеют удобство управления, надежность прибора и его габариты, стоимость прибора и его эксплуатации, вспомогательное оборудование.

Параметры электроэнцефалографа представляют собой совокупность взаимосвязанных параметров усилителя и самописца. В этом комплексе ведущее значение имеют характеристики самописца, которые зависят от конструкции основных элементов осциллографа. Выбором этих элементов определяется тип самописца.

В большинстве типов регистрирующих устройств, применяемых в электроэнцефалографии, можно различить следующие основные элементы (или их аналогии в некоторых специфических приборах): преобразователь энергии колебаний электрических потенциалов в механические (вибратор), инструмент записи (перо с чернилами, струя чернил, пишущий стержень и т.п.), носитель записи (бумажная или фотографическая лента и др.) и механизм развертки процесса во времени (лентопротяжка, электронная развертка). Наиболее важным и сложно устроенным элементом является вибратор. В электронно-лучевом осциллографе аналогом вибратора является катодная трубка, а инструментом записи -- электронный луч или вызываемое им световое пятно на экране. При магнитной записи колебания электрических потенциалов посредством специальной головки преобразуются в колебания магнитного поля, запечатлевающиеся на ферромагнитной ленте.

Виды записи можно классифицировать по разным показателям. Для электроэнцефалографии наиболее существенны два из них: с одной стороны, это удобство производства и чтения записи, с другой -- быстродействие способа записи.

По показателю удобочитаемости все виды записи можно разделить на:

а) методы непосредственно видимой записи:

Чернильно-перьевой метод. Инструментом регистрации является перо в виде трубочки, непрерывно снабжаемое чернилами. Носитель регистрации -- хорошего качества бумага в виде ленты, протягиваемой под пером.

Струйный метод. Запись производится посредством тончайшей струйки чернил, подаваемой под давлением через капиллярную трубочку, вибрирующую синхронно с сигналом. Носителем регистрации является движущаяся бумажная лента.

Копировальный метод. Подвижный металлический стержень при помощи посредника, которым является красящая копировальная бумага или лента, оставляет на движущейся бумаге непрерывный след в виде кривой исследуемого процесса.

Тепловой метод. Нагретый металлический стержень или тепловой луч в местах соприкосновения расплавляет специальный воскоподобный слой (например, стеарат свинца, магния), которым покрыта движущаяся бумажная лента черного или иного цвета. В результате обнажается поверхность бумаги в виде окрашенной линии записи.

б) Методы записи с последующим проявлением:

Фотографический метод. Регистрация производится посредством фокусированного светового луча, отражающегося, например, от зеркальца шлейфного или рамочного гальванометра и попадающего на светочувствительную пленку или бумагу.

Другим способом является фоторегистрация движений светового пятна с экрана электронно-лучевого осциллографа или его следа на экране со специальным люминесцентным покрытием. Возможна также регистрация процессов с использованием модуляции яркости луча света или электронного пучка.

Радиографический метод. Узкий пучок альфа-, бета-, или гамма- лучей радиоактивного вещества, следующий за изменениями измеряемой величины благодаря специальному отклоняющему устройству, направляется на бумагу или пленку из светочувствительного материала.

в) Методы записи с последующей инструментальной обработкой.

Электромагнитный метод. Измеряемые сигналы после усиления попадают в обмотку электромагнита, изменяя в соответствии с ходом регистрируемого процесса напряженность магнитного поля, создаваемого этим магнитом. Мимо зазора электромагнита движется лента с ферромагнитным покрытием. В результате воздействия переменного магнитного поля изменяется магнитное состояние ферромагнитного слоя, которое длительно сохраняется после записи. Пропуская ленту с фиксированным процессом через магнитную головку воспроизведения, можно переписать весь процесс в виде кривой на ленте осциллографа или подвергнуть другим видам обработки.

Трибоэлектрический метод. Электризующий металлический стержень, приходя в соприкосновение с твердым диэлектриком, создает на его поверхности электростатические заряды различной величины. Специальное считывающее устройство позволяет реализовать произведенную запись в виде конкретных данных. Кроме перечисленных видов записи, в технике используются и многие другие.

Поскольку важнейшим показателем работы электроэнцефалографической установки является ее быстродействие, то наиболее целесообразно классифицировать приборы по этому признаку. Практически используемые перспективные для электроэнцефалографии виды записи по данному признаку можно разбить на три группы (класса).

А. Способы инерционной записи, передающие без серьезных искажений процессы частотой в несколько десятков периодов в секунду. Сюда относятся чернильно-перьевая запись, копировальный метод, тепловой и некоторые другие.

Б. Способы малоинерционной записи, позволяющие записывать практически весь диапазон частот ЭЭГ, но несколько ограничивающие изучение особо быстрых процессов, частотой свыше 1000 гц. К этому классу относятся струйный метод и способы фоторегистрации с использованием зеркальных гальванометров, в том числе запись ультрафиолетовым лучом.

В. Способы практически безынерционной записи, позволяющие записывать весь диапазон частот ЭЭГ со значительным перекрытием. Этот класс представлен электронно-лучевыми осциллографами с фотозаписью.

Каждый электроэнцефалограф должен обеспечивать максимально возможную равномерность хода лентопротяжного механизма, должен быть снабжен отметкой времени или стандартными скоростями лентопротяжки, одним или несколькими отметчиками раздражения, коммутационным устройством, плавной и ступенчатой регулировкой усиления, калибровочным устройством, частотными фильтрами, устройствами для измерения сопротивления электродов, счетчиком запаса ленты -- носителя записи.

Компьютерная дермография

Компьютерная дермография - абсолютно безболезненный, бескровный инструментальный метод, позволяющий определить:

- очаги патологии в сегментарной системе координат организма;

- пораженные органы и ткань, соответствующие очагу патологии;

- “силу”, или выраженность процесса;

- фазу воспалительного процесса в очаге патологии - альтерация, активное воспаление, пролиферация;

- различные нарушения функций - тканевые гипо- и гипертрофии, дискинезии, дистонии, неконтролируемую клеточную пролиферацию и т. п.;

- состояние адаптационных механизмов организма;

- общую (интегральную) оценку состояния здоровья пациента.

Матричный анализатор электрокожного сопротивления (МАЭКС) качественно оценивает ряд функций - кислотность желудка в различных его отделах, минутный объем кровообращения, иммунный статус и т. п.

Основные этапы, реализованные в МАЭКС:

- с ушных раковин пациента специальным прибором снимается электрокожное сопротивление с определенных зон по специально разработанным маршрутам; - вводится информация о пациенте: фамилия, имя, отчество, год рождения и т. д.;

- проводится анализ и формируется заключение.

В программе предусмотрена возможность формирования заключения на основе нескольких проведенных обследований, что увеличивает достоверность. Все ранее проведенные обследования пациентов хранятся в архиве. По каждому обследованию пациента хранятся: данные сканирования, анкетные данные, заключение.

Процесс обследования пациента:

- снимается электрическое сопротивление с поверхности ушных раковин пациента;

- заполняются анкетные данные пациента: фамилия, имя, отчество, пол, дата рождения, адрес, клиническая группа;

- используя средство автоматической генерации заключения, а также анализируя различные числовые величины и графики, построенные программой на основе значений электрического сопротивления обследованных зон ушных раковин пациента - подготавливается заключение;

- данные съема c ушных раковин пациента, анкетные данные и заключение сохраняются в базе данных.

- при необходимости съем данных с ушных раковин пациента производится несколько раз, с перерывом между сеансами в 8 и более минут. В этом случае заключение подготавливается после последнего сеанса на основе анализа всех съемов, сделанных пациенту.

- заключение сохраняется вместе с данными последнего съема и анкетными данными.

Анализ

С каждой ушной раковины пациента снимается электрическое сопротивление со 183 зон. Сканирование производится по определенным маршрутам, исходя из анатомических особенностей ушной раковины. В результате имеем 366 целочисленных значений.

Далее 183 значения правого уха преобразуются в 3 таблицы - по 7 строк и 38 столбцов каждая. Таким же образом получаются еще 3 таблицы от левого уха.

Столбцы имеют следующие названия : C*8, C*7 , …, C*2, C1, C2, …, C8, TH1, …TH12, L1, …L5, S1, …S6,K - соответствуют сегментам нервной системы.

Строки первой таблицы имеют названия: F1, F2, F3, F4, F5-1, F5-2, F5-3.

Строки второй таблицы имеют названия: F1', F2', F3', F4', F5-1', F5-2', F5-3'.

Строки третьей таблицы имеют названия: F1", F2", F3", F4", F5-1", F5-2", F5-3".

Каждому элементу вышеуказанных таблиц соответствуют одна или несколько зон ушной раковины. Это соответствие заранее задано, фиксировано и для каждого элемента таблиц оно свое. Значение элемента таблицы есть среднее от значений электрического сопротивления зон ушной раковины, соответствующих этому элементу.

Далее все 6 таблиц нормируются - их элементы делятся на среднее от исходных 366 значений.

Полученные таблицы являются основным объектом анализа - на их основе рассчитываются различные характеристики для гормонов, органов, отделов желудка. Обнаружение характерных признаков патологии производится на основе анализа этих таблиц. Графики, которые соответствуют строкам вышеуказанных таблиц - основное средство для визуального анализа съема.

Программа позволяет:

- для гормонов определять активность синтеза и секреции гормонов;

- для различных органов и для отделов желудка определить кровоснабжение органа, влияние блуждающего нерва, тонус гладкой мускулатуры органа;

- обнаруживать характерные признаки патологии, и вычислять ее выраженность;

- вычислять коэффициенты, которые играют важную роль в анализе съема: ADR/HOL - индекс напряжения адаптационных механизмов, ADR - индекс напряжения адренэргических адаптационных механизмов, HOL - индекс напряжения холинэргических адаптационных механизмов;

- на основе обнаруженных характерных признаков патологии вычисляется коэффициент QS - индекс здоровья и определяется группа диспансеризации.

В программе есть средства для отображения вычисленных значений, коэффициентов и списка характерных признаков патологии. По каждому характерному признаку патологии отображается его название, приоритет, вес (выраженность), частота встречаемости. Частота встречаемости означает, в скольких съемах, доступных для анализа, встретился данный признак патологии.

общие структурные и функциональные схемы

Электроэнцефалограф

Рисунок 1. Блок - схема аппаратуры регистрации вызванных потенциалов.

Регистрация вызванных потенциалов

Кроме этих обязательных элементов всякой электроэнцефалографической установки, в современный комплекс входят дополнительные элементы, роль которых весьма значительна. К ним относятся звукоизолирующая экранированная камера, оборудованное место для размещения объекта исследования, коммутационное устройство, анализирующая аппаратура, полиграфические приставки.

Электроды служат для контакта с объектом, от которого непосредственно или через промежуточные ткани осуществляется отведение потенциалов. Они должны иметь минимальное сопротивление, не окисляться (что особенно важно для вживляемых электродов), а при регистрации очень медленных потенциалов, частотой менее 0.5/сек., и не поляризоваться. Размеры электродов и их устройство определяются объектом регистрации и задачами исследования.

Электроды представляют собой одно из важнейших звеньев, осуществляющих контакт между испытуемым и регистрирующей аппаратурой, поэтому хорошая техника наложения электродов совершенно необходима для хорошего качества записи. Так как значительная часть времени, проводимого испытуемым в лаборатории, тратится на наложение электродов, желательно применять методы, позволяющие быстро осуществлять эту процедуру, но вместе с тем необходимо, чтобы методы наложения были надежными. Основное требование - обеспечить плотный контакт с низким сопротивлением (5 кОм или меньше) между двумя неполяризующимися электродами. Кроме регистрирующих электродов, требуется электрод для заземления испытуемого. Существует несколько видов электродов: металлические диски, игольчатые электроды, вводимые подкожно, подушечки из абсорбирующего вещества, например войлока. Метод наложения зависит от типа электродов. Электродная паста вводится через это отверстие шприцем с тупой иглой после того, как электрод приклеен к коже с помощью квадратного кусочка марли, пропитанного коллодием. Коллодий может удерживать электрод в течение нескольких часов, причем можно, не сдвигая его, дополнительно вводить электродную пасту.

Выбор места расположения регистрирующих электродов на голове произволен, хотя некоторые исследователи накладывают их в соответствии с международной системой 10--20, принятой в электроэнцефалографии.

Когда число накладываемых электродов невелико, их местоположение зависит от модальности стимула. Применяют два способа отведения: биполярный, когда оба электрода являются активными и последовательно связаны друг с другом, и монополярный, когда один из двух электродов - активный, а другой - индифферентный. С теоретической точки зрения предпочтительнее монополярный способ, но он связан, с определенными трудностями. Индифферентные электроды лучше всего помещать на мочке уха (на одной или на обеих), на сосцевидном отростке, спинке носа, подбородке и скуле.

В связи с необходимостью длительного контакта обычно используют дискообразные электроэнцефалографические электроды из серебра, покрытые слоем, хлорированного серебра, которые фиксируют на скальпе коллодием.

Соединительные провода должны осуществлять исключительно передаточную роль и не должны вносить каких-либо помех, что обеспечивается их надежной изоляцией, малым сопротивлением и хорошей экранировкой от электромагнитных и электростатических полей.

Коммутационное устройство служит для переключения электродов на разные каналы и входы усилителей. В современных многоканальных электроэнцефалографах коммутаторы входят в комплекс приборов, образующих такого рода установку, и либо монтируются на корпусе электроэнцефалографа, либо выносятся в виде специальной приставки. К коммутационному устройству относятся панель с гнездами для подключения электродов и многополюсные переключатели для коммутации. Главное требование здесь - это хорошие контакты и надежная изоляция всех линий.

Усилители обеспечивают усиление входного сигнала до нужной величины в заданном диапазоне частот и с достаточно низким уровнем шума. Для длиннолатентных ВП параметры усилителей аналогичны электроэнцефалографическим. Для коротколатентных, более высокочастотных и низкоамплитудных ВП, требуется гораздо больший коэффициент усиления и широкая полоса пропускания частот.

Чувствительность - это характеристика всего тракта усиления, включая собственно усилитель и регистратор сигнала. В современных усилителях ВП эта величина достигает 1 мкВ/мм и меньше, что связано с малыми величинами сигнала ВП. Чувствительность усилителя ограничена его собственными шумами. Существенной особенностью этого показателя является то, в какой полосе частот обеспечивается эта величина.

Полоса частот регулируется как снизу, так и сверху. Снизу полоса частот регулируется изменением постоянной времени усилителя. В стандартных ЭЭГ-усилителях используется постоянная времени со значениями 1; 0,3; 0,1 и 0,05с, что соответствует пропусканию низкочастотных сигналов: 0,16; 0,5; 1,5 и 2 Гц. В усилителях для регистрации ВП могут использоваться и меньшие постоянные времени, кривая калибровочного сигнала для которых носит более дифференцированный вид, что соответствует ограничению полосы частот снизу до 5, 10, 20 и даже 100 Гц.

Сверху полоса частот регулируется достаточно широко при выделении как длиннолатентных, так и коротколатентных сигналов ВП. Обычно ограничение частотной полосы составляет для длиннолатентных ВП 100 Гц, для коротколатентных ВП 1-3 КГц.

Для вырезания сетевой помехи частотой 50 Гц применяется специальный фильтр, называемый «фильтр-пробка». Количественной характеристикой фильтра является коэффициент режекции (отношение коэффициента передачи фильтра в полосе пропускания к коэффициенту передачи на частоте режекции), выражаемый в дБ. 100-кратнос подавление соответствует 40 дБ.

Перевод аналогового сигнала в цифровую форму производится с помощью АЦП, характеристики которого должны быть такими, чтобы максимально хорошо передать форму сигнала. На передачу сигнала и его отображение на дисплее влияют следующие факторы:

Временная дискретизация по одному каналу для длиннолатентных ВП с максимальной частотой до 100 Гц интервал дискретизации равен 1/2F= 1/200=5 мс, т.е. достаточная частота дискретизации - 200 Гц на канал, но это теоретически. Практически спектр сигнала не может быть ограничен строго 100 Гц.

Динамический диапазон АЦП определяется как отношение максимально возможного сигнала к минимальному сигналу, который может быть различим на уровне шума квантования. Эта величина приблизительно равна числу квантов АЦП. Устаревшие системы используют 8-разрядные АЦП, при этом число квантов 256 =28. Современные системы используют 12-ти или даже 16-ти разрядные АЦП с количеством квантов 4096 и 65536 соответственно. Число каналов АЦП для ВП не превышает 2-4, в отдельных методиках применяют 16 и более.

Последовательное усреднение с синхронизацией по предъявляемому стимулу проводится по формуле 1. Каждое усреднение воспроизводится на экране компьютера, на котором можно наблюдать улучшение отношения сигнал/шум по мере выделения ответов. После окончательного выделения результаты усреднения сбрасываются в дополнительную буферную память. Данные из буферной памяти можно использовать для дальнейшего исследования.

Раздражающие устройства (стимулятор) служат для включения и выключения раздражителей, действующих на объект исследования. Они состоят из источников раздражения (звукогенератора, питания электрической лампы, импульсного генератора для раздражения током и т. п.), прерывателя (автоматического или с ручным управлением) и датчика раздражения. Кроме того, сюда часто вводятся различные приспособления для ликвидации электрических помех (наводок), возникающих при включении раздражителя (особенно при раздражении электрическим током). Без этих приспособлений помехи будут поступать на входы усилителей и далее на осциллограф, искажая или делая полностью невозможной запись ЭЭГ.

Звукоизолирующая экранированная камера служит для устранения всех посторонних влияний на объект в виде переменных и не поддающихся учету в эксперименте внешних раздражителей (света, шумов, звуков, вибрации, запахов и др.), а также для ограждения от электромагнитных помех, главным образом от электрической сети в лабораторном помещении, создающих наводку в цепи отведения биопотенциалов.

Оборудованное место для размещения объекта исследования может быть самой различной конструкции в зависимости от рода объекта. Может быть кресло или кушетка со специальным подголовником.

Анализирующая аппаратура служит для выделения автоматическим путем определенных параметров ЭЭГ (частот, амплитуд, фазных соотношений и др.) из общей картины колебаний электрических потенциалов мозга и записи их в виде отдельных кривых либо на той же самой ленте осциллографа вместе с ЭЭГ, либо на ленте соответствующего прибора.

Полиграфические приставки позволяют записывать одновременно с ЭЭГ различные другие показатели деятельности организма (электрокардиограмму, дыхание, кровяное давление, кожно-гальванический рефлекс и т. п.). В простейшем случае для этого используется часть каналов электроэнцефалографической установки. Гораздо лучше, однако, если в одном блоке с электроэнцефалографом вмонтированы специальные дополнительные каналы и запись производится на той же ленте. В других случаях - это самостоятельная установка, синхронно работающая с электроэнцефалографом. В полиграфическую установку входит регистрирующая аппаратура с усилителями, а также датчики, преобразующие механические, химические, тепловые и другие процессы, совершающиеся в организме, в соответствующие электрические колебания, которые могут быть записаны наряду с ЭЭГ. Все эти процессы должны регистрироваться по возможности в момент их свершения, чтобы соответствующие кривые могли быть сопоставлены с ЭЭГ. Датчики необходимо применять такие, которые не стесняли бы человека или животное и не создавали бы электрических помех.

Помещение для электроэнцефалографии следует выбирать в наиболее тихой части здания, подальше от проезжих улиц и - что особенно важно вдали от всяких устройств, являющихся источниками электрических помех. Для уменьшения уровня помех необходимо обеспечить хорошую электрическую проводку и заземление (в большинстве случаев бывает достаточно заземлить установку на водопроводные трубы). Осветительная сеть должна быть отделена от технической. Последняя монтируется четырехжильным кабелем достаточно большого сечения, которое выбирается в зависимости от максимально возможной потребляемой мощности. Кабель лучше заделать в стене. Он должен быть в металлической защитной оболочке, которая будет играть и роль экрана.

На регистрацию ВП-сигнала оказывает влияние артефакты. Под артефактом понимается запись всякого постороннего процесса, не являющегося непосредственным выражением электрической активности мозга; запись этого процесса накладывается на ЭЭГ и искажает ее. Умение отличать артефакты и устранять их причины - необходимое условие для получения истинной картины колебаний электрических потенциалов мозга.

Артефакты могут быть физического и биологического происхождения. Артефакты физического происхождения чаще всего вызываются наводкой переменного тока. При записи ЭЭГ она выражается в появлении частоты 50 или, реже, 100 гц и может полностью замаскировать запись потенциалов мозга. При малой амплитуде наводки линия записи становится нечеткой. Причины наводки переменного тока могут быть весьма разнообразными:

поломка отводящих проводников, причем часто сказывается даже разрыв одной или нескольких жил, если провод многожильный;

значительное сопротивление электродов при плохом контакте их с мозгом; при подсыхании, при окислении, при слишком малом диаметре кончика, если усилители специально не рассчитаны на большое входное сопротивление, и т. п.;

наличие плохих сглаживающих фильтров в выпрямителях, питающих усилители;

влияние электромагнитных полей выпрямителя;

влияние мощных электромагнитных полей, создаваемых электрическими приборами, расположенными по соседству, рентгеновскими установками, установками высокой частоты и т. п.;

нарушения в схемах усилителей, приводящие к повышению чувствительности к помехам;

плохая экранировка соединительных проводов и камеры;

слишком близкое расположение сетевых проводов к входным коммутациям усилителей и отводящим электродам;

плохие контакты в коммутационном устройстве;

действие переменного тока, поступающего по цепи подачи раздражителей (особенно при электрическом раздражении).

Кроме перечисленных, могут быть и другие причины наводки.

Источником артефактов может быть также влияние механических смещений электродов. Оно регистрируется в виде больших нерегулярных потенциалов или плавных смещений средней линии записи, нередко в ритме дыхания. Их причина - проявление электродвижущей силы поляризации электродов, которая при неподвижных электродах не сказывается на обычной записи ЭЭГ.

Сходная картина получается при поломке, даже неполной, нескольких жил многожильного провода. В этом случае устранение причины затрудняется тем, что измеренное сопротивление может оказаться достаточно низким и создается впечатление целости проводов.

Артефакты биологического происхождения. Наиболее частой помехой могут служить мышечные потенциалы, которые очень трудно отличить от быстрых потенциалов, записываемых от мозга. Затем следует назвать наложение электрокардиограммы, что обнаруживается по регулярному появлению в ЭЭГ острых пиков в такт сердцебиениям, а также наложение кожно-гальванического рефлекса в виде плавного смещения средней линии записи (обычно электроэнцефалографические усилители не пропускают таких медленных потенциалов, но в некоторых случаях это бывает). Особо следует отметить влияния движений глаз в миганий, которые выражаются в виде появления характерных плавных или остроконечных колебаний на фоне ЭЭГ. При небольшой амплитуде эти колебания можно спутать с так называемыми вторичными ответами в ЭЭГ человека.

Визуальный анализ ВП, полученных в разных экспериментальных условиях, редко является достаточным для проверки научных гипотез. Необходима количественная оценка полученных данных, особенно при исследовании психических заболеваний. Более того, учитывая, что каждая кривая ВП состоит из множества точек, отражающих значения напряжения в различные моменты времени, необходимо уменьшить их число, отобрав важнейшие из этих данных, которые можно затем сопоставить. Методы отбора важнейших данных тесно связаны с имеющейся в распоряжении исследователя аппаратурой, а также зависят от научных гипотез и концепций, которые, по мнению исследователей, объясняют механизмы ВП и которые подлежат проверке.

классификация и примеры

Приборы для нейро-физиологических исследований: Электромиографы, Электроэнцефалографы, Электродермографы, Хронорефлексометры, Электрокулографы.

Примеры:

Электромиографы

1. 2-канальный портативный компьютерный электронейромиограф НЕЙРО-ЭМГ-Микро

Оборудование для нейропсихологии, нейродиагностики.

Производитель (Торговая марка): НЕЙРО-СОФТ (РОССИЯ)

2-канальный портативный компьютерный электронейромиограф НЕЙРО-ЭМГ-Микро

Поверхностная ЭМГ (спонтанная активность, интерференционная кривая)

Стимуляционная ЭМГ (M-ответ, сенсорный ответ нерва, F-волна, H-рефлекс (в том числе при парной стимуляции), T-рефлекс*, мигательный рефлекс, магнитная стимуляция**)

Ритмическая стимуляция (сериями импульсов, по заданному алгоритму, тетанизация)

Игольчатая ЭМГ (спонтанная активность, интерференционная кривая, ПДЕ)

Соматосенсорные вызванные потенциалы (коротко- и длиннолатентные)

Транскраниальная магнитная стимуляция**

2. 4-канальный компьютерный электронейромиограф НЕЙРО-ЭМГ

Оборудование для нейропсихологии, нейродиагностики.

Производитель (Торговая марка): НЕЙРО-СОФТ (РОССИЯ)

4-канальный компьютерный электронейромиограф НЕЙРО-ЭМГ

4-канальный компьютерный электронейромиограф Нейро-ЭМГ является вариантом исполнения комплекса Нейро-МВП, который в 2002 году стал лауреатом конкурса "Сто лучших товаров России".

- Электронейромиография:

Поверхностная ЭМГ (спонтанная активность, интерференционная кривая)

Стимуляционная ЭМГ (М-ответ, сенсорный ответ нерва, F-волна, Н-рефлекс, Н-рефлекс (парная стимуляция), мигательный рефлекс, магнитная стимуляция)

Ритмическая стимуляция (сериями импульсов, по заданному алгоритму, тетанизация)

3. 4-канальный электронейромиограф НЕЙРО-МВП-4

Оборудование для нейропсихологии, нейродиагностики.

Производитель (Торговая марка): НЕЙРО-СОФТ (РОССИЯ)

4-канальный электронейромиограф НЕЙРО-МВП-4

4-канальный электронейромиограф НЕЙРО-МВП-4 - прибор для исследования коротко-, средне- и длиннолатентных зрительных, слуховых, соматосенсорных и когнитивных (P300, MMN, CNV) вызванных потенциалов мозга.

Прибор Нейро-МВП может использоваться в диагностике поражений центральной и периферической нервной системы, первично-мышечных заболеваний и патологии нервно-мышечной передачи в неврологических, нейрохирургических и травматологических отделениях больниц и поликлиник и как диагностический комплекс

4. 2-канальный портативный электронейромиограф НЕЙРО-МВП-Микро

Оборудование для нейропсихологии, нейродиагностики.

Производитель (Торговая марка): НЕЙРО-СОФТ (РОССИЯ)

2-канальный портативный электронейромиограф НЕЙРО-МВП-Микро

2-канальный портативный электронейромиограф со встроенной миниатюрной функциональной клавиатурой качественно и быстро регистрирует миографию и вызванные потенциалы.

Электронейромиограф оснащен функциональной клавиатурой, на которую выведены все клавиши, нужные для управления им, избавив пользователя от необходимости обращаться при исследовании к мыши и клавиатуре компьютера. Более того, эту клавиатуру встроили в прибор.

На его передней панели помещен индикатор, отображающий всю полезную в данный момент информацию

5. NEUROPACK µ MEB-9102/9104 Nihon Kohden Электромиограф (ЭМГ)

Компьютерная 2/4 - канальная миографическая система на основе Windows 2000 Notebook PC для измерения параметров EMG/NCS/EP

Notebook PC последнего поколения с 14,1" TFT LCD экраном и DVD-дисководом. Базисный модуль с 2/4 усилителями биосигналов, акустическим стимулятором, шаблонным стимулятором видеосигнала со светодиодными очками, электрическим стимулятором постоянного тока

Аналоговые и триггерные интерфейсы. Интегрированный блок питания. Программируемая педаль управления. Гибкий фиксируемый кабель пациента

6. EMG-место NEUROPACK 2 MEM-7112G для EMG, NLG и SEP

Электромиограф

Производитель (Торговая марка): NIHON KOHDEN (JAPAN)

EMG-место NEUROPACK 2 MEM-7112G для EMG, NLG и SEP

- Полуавтоматический анализ EMG-потенциалов

- 12 изменяемых программ отводов для анализа потенциалов

(продолжительность, амплитуда, время восхождения, число фаз, площадь)

- Моторное и чувствительное NLG

- Тест на миастению с автоматическим анализом

- Рефлекс мигания

- Соматозные потенциалы SEP

- Представление до 16 потенциалов на мониторе

И прочее.

7. Аппарат для электромиографии (электромиограф) MYOMED 130

Стимуляционная, накожная и игольчатая электромиография (ЭМГ)

Производитель (Торговая марка): ENRAF-NONIUS (NETHERLANDS)

Аппарат для электромиографии MYOMED 130

Миниатюрный аппарат для электромиографии MYOMED 130 предназначен для продолжительного персонального применения (по назначению врача).

Имеет один канал EMG, отображаемый на светодиодном индикаторе и сопровождаемый звуковым сигналом. Допускает установку порогового значения активности мышц.

Электроэнцефалографы

1.NEUROFAX EEG-1100K Nihon Kohden Электроэнцефалограф (ЭЭГ)

36/64/128/192-канальный цифровой компьютерный электроэнцефалограф для приёма, обработки и архивирования данных, как рутинного ЭЭГ и Holter-ЭЭГ, так и ЭЭГ сна.

Высокое качество усиления цифрового сигнала, низкий шум, высокая чувствительность обеспечивают максимальное качество считывания ЭЭГ данных.

Компьютерная станция последнего поколения с 32 битным Windows 2000 Professional, сетевыми EtherLink и DSP картами, мышью, клавиатурой, CD-RW и МОD

Выведение на дисплей 64-х каналов ЭЭГ для визуализации последних 5 минут записи ЭЭГ. Возможность вывода монополярных и биполярных сигналов, а также сигналов правого и левого полушария одновременно с окрашиванием в один из 16 цветов для распознавания и сравнения. Маркировка каждой кривой на экране

2. Электроэнцефалограф-анализатор ЭНЦЕФАЛАН-131-03

Отечественная медицинская техника.

Производитель (Торговая марка): МЕДИКОМ МТД, НПКФ (РОССИЯ)

Электроэнцефалограф-анализатор ЭНЦЕФАЛАН-131-03

Электроэнцефалограф-анализатор ЭНЦЕФАЛАН-131-03 - эффективный и качественный инструмент для классических ЭЭГ-исследований. Широко применяется для функциональной диагностики, нейрофизиологии и эпилептологии.

Различные модификации электроэнцефалографа: 8, 16, 19, 24 (32 цифровых) электроэнцефалографических отведения; дополнительно до 6 полиграфических (ЭКГ, КГР, ЭМГ, ЭОГ, дыхание, температура, ФПГ, СКГ, ЦГД) и 6 реоэнцефалографических (РЭГ) каналов c временным разделением. И прочее.

4.Электроэнцефалограф НЕЙРО-КМ

Компьютерная электрофизиология, ЭЭГ, энцефалография.

Производитель (Торговая марка): АСТЕК (РОССИЯ)

16-канальный электроэнцефалограф НЕЙРО-КМ

Возможности программного обеспечения комплекса Нейро-КМ:

Съем ЭЭГ с выводом данных на экран монитора в реальном времени и с записью на диск 16 каналов одновременно

Измерение сопротивлений

Просмотр и редактирование файлов с данными ЭЭГ, позволяющие просматривать ЭЭГ в различных амплитудных и временных масштабах как все, так и произвольную группу каналов, удалять артефакты, печатать любой выбранный участок ЭЭГ, быстро перемещаться по файлу данных, измерять амплитуду ЭЭГ в любой точке и по любому каналу

5. Электроэнцефалограф NEUROFAX EEG 1100K

Компьютерная электрофизиология, ЭЭГ анализаторы

Производитель (Торговая марка): NIHON KOHDEN (JAPAN)

Электроэнцефалограф NEUROFAX EEG 1100K

- 32/64/1 28/1 92-канальный цифровой компьютерный электроэнцефалограф для приёма, обработки и архивирования данных, как рутинного ЭЭГ и Holter-ЭЭГ, так и ЭЭГ сна Высокое качество усиления цифрового сигнала, низкий шум, высокая чувствительность обеспечивают максимальное качество аквизиции ЭЭГ данных

- Компьютерная станция последнего поколения с 32 битным Windows 2000 Professional, сетевыми EtherLink и DSP картами, мышью, клавиатурой, CD и MOD

- 64-канальный монитор для визуализации последних 5 минут записи

6. Электроэнцефалограф МИЦАР-ЭЭГ

Аппаратно-программный электроэнцефалографический комплекс

Производитель (Торговая марка): МИЦАР, ООО

Электроэнцефалограф МИЦАР-ЭЭГ предназначен для проведения клинических ЭЭГ исследований как в условиях медицинского учреждения, так и при выезде на дом к пациенту. Прибор и пакет программного обеспечения для DOS и Windows-98/Me/2000 позволяет проводить компьютерный анализ ЭЭГ на стандартном персональном компьютере или портативном компьютере типа Notebook, в том числе: реформирование монтажей (во время ввода ЭЭГ и во время анализа), спектральный анализ. И т.д.

7. Амбулаторный ЭЭГ-рекордер ЭНЦЕФАЛАН-ЭЭГР-19/26 для продолжительных (до 72 часов) автономных исследований

Амбулаторный ЭЭГ-рекордер ЭНЦЕФАЛАН-ЭЭГР-19/26 для продолжительных (до 72 часов) автономных исследований » Автономное мониторирование ЭЭГ; Регистратор ЭЭГ мобильный

Производитель (Торговая марка): МЕДИКОМ МТД, НПКФ (РОССИЯ)

Амбулаторный ЭЭГ-рекордер ЭНЦЕФАЛАН-ЭЭГР-19/26 для продолжительных (до 72 часов) автономных исследований

Мобильный регистратор ЭЭГ (амбулаторный ЭЭГ-рекордер) предназначен для длительного мониторирования ЭЭГ с записью на съемный накопитель CompactFlash (до 24-х часов), а также для проведения исследований с передачей информации по телеметрическому каналу в системе ЭЭГ-видеомониторинга "ЭНЦЕФАЛАН-ВИДЕО" при дифференциальной диагностике эпилепсии и сомнологических исследованиях.

Регистратор не ограничивает свободу перемещения пациента за счет автономного питания, малого веса, небольших размеров и телеметрическог...

8. Классический электроэнцефалограф NEUROTRAVEL CLASSIC

Энцефалографы компьютерные и классические серии NEUROTRAVEL 24D

Производитель (Торговая марка): ATES MEDICA DEVICE S.r.l.

NEUROTRAVEL CLASSIC - классический электроэнцефалограф с печатью ЭЭГ на бумажную ленту.

Прибор комплектуется унифицированным блоком пациента, который имеет 33 входных гнезда: 19 стандартных каналов ЭЭГ (схема 10-20), 8 дополнительных каналов ЭЭГ и 6 каналов для других сигналов (ЭКГ, дыхательный датчик, и т.д.)

Прибор имеет встроенную алфавитно-цифровую клавиатуру, дисплей для отображения текущих значений служебной информации (отводов, монтажей, параметров усиления)и термопринтер.

9. Цифровой компьютерный электроэнцефалограф НЕЙРОВИЗОР-24

Электрофизиологическое оборудование

Производитель (Торговая марка): БИОСС, НПФ, ООО

Цифровой компьютерный электроэнцефалограф НЕЙРОВИЗОР-24 созданный с использованием самой современной элементной базы - электроэнцефалограф серии NeuroVisor обладает уникальными характеристиками, позволяющими эффективно применять прибор в различных областях медицины - от научных исследований до рутиной клинической электроэнцефалографии.

Особенности

- Полное исключение элементов регулировки плюс автоматическая диагностика аппаратуры в процессе работы и отсутствие необходимости в плановых поверках.

Электродермографы

Владивосток

Наименование продукции или услуг:

Дермограф компьютерный «ДгКГД-01». Для функционально-топической диагностики выраженных дисфункций и патологических состояний организма человека.

Возможные области применения:

Мониторинг индивидуального здоровья здоровых, Ранняя диагностика и оценка состояния.

Направление деятельности

Диагностика, рентгенодиагностика (томографы)

Производитель высокотехнологичной продукции

ООО НПФ «ЛУЧЕЗАР»

Хронорефлексометры

Хронорефлексометр

Хронорефлексометр - прибор, предназначенный для измерения интервалов времени между моментом подачи раздражения на какой-либо анализатор и моментом появления ответной реакции на раздражение, применяемый при исследовании нервной системы

Хронорефлексометр

Хронорефлексометр - прибор, предназначенный для измерения интервалов времени между:

- моментом подачи раздражения на некоторый анализатор; и моментом появления ответной реакции на раздражение.

Хронорефлексометр применяется при исследовании нервной системы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

электроэнцефалограф электромиограф прибор потенциал

В своей работе я рассмотрел различные приборы для нейрофизиологических исследований: электромиографы, электроэнцефалографы, электродермографы, хронорефлексометры, электрокулографы.

Особое внимание я обратил на методы и приборы для исследования электрической активности головного мозга. В частности на приборы для электроэнцефалографии. В настоящее время именно ЭЭГ является наиболее перспективной областью развития медицинской техники. Во всем мире ученые и доктора изучают электрическую активность головного мозга. Поэтому множество различных фирм из разных стран мира занимаются созданием такой техники.

Также в работе был освещен метод Компьютерной дермографии - метода при помощи которого можно измерить разность потенциалов между двумя точками кожного покрова тела.

В первой главе мною была приведена общая структурная схема для регистрации вызванных потенциалов и отдельно более детально описаны ее блоки. Я взял регистрацию вызванных потенциалов так как на ее примере можно наиболее наглядно описать метод ЭЭГ.

Во второй главе «Классификация и примеры» я перечислил все виды приборов, относящихся к нейрофизиологическим исследованиям. И привел множество примеров каждого из них, с подробными описаниями всех их функциональных возможностей.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Электрофизиологическая и фотометрическая медицинская техника: Учебное пособие/ Е.П. Попечителев, Н.А. Кореневский - М.: Высшая школа, 2002. - 470 с.

2. Кореневский Н.А., Попечителев Е.П. Проектирование электронной медицинской аппаратуры для диагностики и лечебных воздействий. Курск - СПБ, 1999.- 537 c.

3. Соклоф С. Аналоговые интегральные схемы.-М.:Мир,1988.-583 с.

4. Прянишников В.А. Электроника: Курс лекций. - СПб.: Корона принт, 1998. - 400 с.

5. Медицинская электронная аппаратура для здравоохранения.- М.:Радио и связь, 1981.- 344 с.

6. Ливенцев Н.М., Ливенсон А.Р. Электромедицинская аппаратура. М.: Медицина. - 1981. - 335 с.

7. Жуковский В.Д. Медицинские электронные системы. -М.:Медицина, 1976. - 312с.

8. Карпухин В.А. Биотехнические особенности проектирования усилителей электрофизиологических сигналов. М.: МГТУ, 1994. - 16 с.

9. Карпухин В.А. Радиоэлектронные устройства медицинского назначения. Часть 1. Электроэнцефалографы: Учебное пособие по дисциплине "СМРЭА". М.: МГТУ, 1999 г. - 24 с.

10. Лакомкин А..И., Мягков И.Ф. Электрофизиология. - М.: Высшая школа, 1977. - 305 с.

Размещено на Allbest.ru

...