- •1. Сигналы головного мозга и устройства их приема.
- •Ритмы головного мозга.
- •Принцип построения электроэнцефалограммы
- •Возможность бесконтактной регистрации сигнала ээг
- •Аппараты регистрации ээг
- •Для более подробного описания рассмотрим 2 примера современных электроэнцефалографических систем германской фирмы Schwarzer: Пример 1.
- •Аппараты бесконтактного измерения сигналов головного мозга
- •2. Проектирование измерительной системы
- •2.1. Общая структурная схема
- •2.2. Вариации блока фильтрации и обработки
- •2.3. Проектирование полосовых фильтров
- •2.4. Ацп и буфер хранения дискретных точек системы
- •2.5. Перспективы дальнейшего развития устройства
- •3. Разработка принципиальной схемы устройства
- •3.1. Реализации аппаратной части устройства
- •3.2. Проектирование виртуального прибора
- •3.3. Программная реализация виртуального прибора
- •3. Блок записи и дозаписи в файл
- •3.3.1. Блок Case структуры
- •3.3.2. Блок разделения по полосам, отвечающий за выделения ргм
- •3.3.3. Блок записи и дозаписи в файл
- •3.3.4. Блок определения времени работы устройства
- •3.3.5. Блок считывания полученных ритмов из файла
- •3.4. Обобщенная схема аналогового полосового фильтра
- •4. Создание реального прибора и его тестирование
- •4.1. Устройство бесконтактного считывания сигналов головного мозга
- •4.2. Тестирование прибора
-
Принцип построения электроэнцефалограммы
Единый принцип работы электроэнцефалографа – снятие и построение электроэнцефалограммы (ЭЭГ)
Электроэнцефалограмма - это график изменения разности потенциалов между различными участками (точками съема) поверхности головы человека во времени. Количество точек съема может существенно меняться (от 2 до нескольких десятков) в зависимости от целей исследования.
Регистрация ЭЭГ становится доступной только при использовании сверхчувствительных и помехоустойчивых усилительных блоков построенных с помощью дифференциальных каскадах либо на инструментальных усилителях.
Пример регистрации и вид ЭЭГ представлен на рис. 6.
ЭЭГ отражает интегральную активность огромного числа нейронов коры головного мозга и распространение волн возбуждения в нейронных сетях.
Рис. 6. Пример регистрации ЭЭГ с 8 электродов.
Электроэнцефалограмма имеет вид сложных регулярных колебаний с различными частотами и амплитудой. Для исследования электрической активности мозга при различных функциональных состояниях обычно рассматриваются спектральные составляющие (простые синусоидальные колебания различных частот и амплитуд, на которые, согласно теореме Фурье, можно разложить сложное колебание - электроэнцефалограмму). По виду электроэнцефалограмм, по появлению или исчезновению определенных ритмов можно судить о характере и степени сдвигов функционального состояния нервных структур головного мозга, о динамике изменений, обнаруживать область коры головного мозга, где эти изменения наиболее выражены. Так, при переходе от бодрствования ко сну и -ритмы замещаются существенно более медленными (и -ритмами). Существенно меняется спектральный состав ЭЭГ при наркозе различной глубины, физической нагрузке. В неврологической клинике анализ спектрального состава электрической активности мозга широко используется для оценки патологических состояний.
Для моделирования электрической активности коры головного мозга в качестве эквивалентного генератора выбирают системы, состоящие из большого количества токовых диполей. Причем учитываются некоторые виды взаимодействия диполей между собой и геометрия их расположения. Однако эти модели воспроизводят лишь небольшую часть процесса генеза ЭЭГ и требуют дальнейшего усовершенствования. Анализ реализаций ЭЭГ представляет собой сложную задачу. Для сжатия информации и представления ее в удобном для понимания виде строят частотные спектры сигналов ЭЭГ на некотором информативном интервале. После этого частотные спектры можно развернуть во времени и получить временную характеристику.
Электроэнцефалограф это аппарат, состоящий из набора фильтров, которые усиливают и выделяют определенные диапазоны частот соответствующие определенным параметрам. Однако для того, чтобы все эти потенциалы можно было считать и обработать, необходимы специальные датчики которые помещаются непосредственно на голову человека, используя гель или резиновые подкладки для обеспечения непосредственного контакта с головой. Что создает определенные неудобства для пациентов при произведении процедуры диагностики. Чтобы избежать этого существенного недостатка, в настоящие время ищутся методы снятия ЭЭГ без непосредственного контакта электродов с головой пациента.