2.5. Медицинские аппараты и системы для телеметрии
“Виртуальная койка” — система технических устройств по контролю состояния пациентов в условиях клиники.
Telemetry-LAN. Техническая система подразумевает регистрацию на одних и тех же устройствах ЭКГ пациента, находящегося как на прикроватном мониторировании, так и на телеметрическом. Благодаря совместимости данных и сети Maruette Unity Network, информация, получаемая от телеметрических датчиков, может быть выведена и обработана на прикроватном мониторе пациента, где бы ни находился пациент в пределах действия антенного поля телеметрии. И, наоборот, на центральной станции мониторирования Centralscope наряду с телеметрическими данными можно обрабатывать любую информацию о пациенте, получаемую и от прикроватных мониторов. Таким образом интегрируется, унифицируется и сохраняется вся информация о пациенте, находящемся как на прикроватном, так и на телеметрическом мониторировании.
В системе CD Telemetry-LAN конфигурация передатчиков обеспечивает съем отведений ЭКГ через 5-проводной кабель и полностью идентична схеме регистрации ЭКГ в мониторах интенсивного наблюдения. Кабели передатчиков совместимы с ЭКГ модулями и с интегрированными прикроватными мониторами; достаточно просто переключить разъем кабеля, не меняя электроды.
Телеметрический передатчик Apex-S. Передатчик APEX-S — портативный и легкий. Предназначен для регистрации и передачи от одного до 7 ЭКГ отведений . Он оборудован комплектом кабелей, которые совместимы с мониторами и одновременно являются антенной передатчика.
На передатчике APEX-S имеется кнопка для дистанционного включения процесса печати ЭКГ на центральной станции, тестирующая программа для проверки работоспособности батарей, состояния электродов и режим срабатывания тревоги при возникновении паузы. Конфигурирование передатчика для снятия одного или нескольких отведений производится просто включением различных типов кабелей. При съемке одного отведения можно выбрать стандартные I, II или III отведения.
В режиме множественных отведений (5 проводов) обеспечивается одновременная передача и вывод на дисплей любого из 7 стандартных отведений: I, II, III, Vх, avR, avL или avF. При возникновении плохого контакта одного из электродов программа автоматически переключает отведения без прерывания регистрации и передачи. Имеется возможность работы с искусственным водителем ритма, защита от дефибриллятора, питание от 2 батареек типа АА, вес без батарей 130 г.
Приемник телеметрических сигналов. Для выделения сигналов от телеметрических передатчиков используются приемные модули (приемники), по одному для каждого передатчика, которые размещаются в специальном устройстве Receiver Cabinet, вмещающим до 16 приемников и соединенном с антеннами. Приемники — многоканальные (перенастраиваемые) и позволяют выводить ЭКГ сигнал на центральной станции Centralscope, мониторах Solar, Eagle 4000, полученный от телеметрического CD передатчика любого типа. Данные ЭКГ анализируются программой многоканальной диагностики аритмий Marquette’s EK-Pro. Опции программы могут включать анализ только фатальных аритмий или полный анализ нарушений ритма, а также анализ ST сегмента.
Кроме этого, устройство для размещения приемников Receiver Cabinet служит интерфейсом для подключения к сетевому комплексу Marquette Unity Network. Данные передаются от каждого приемника по локальной сети типа Ethernet на центральную станцию Centralscope или мониторы Solar и Eagle 4000. Использование технологии локальных сетей позволяет размещать устройство Receiver Cabinet с приемниками в любом помещении больницы.
Компактное устройство Receiver Cabinet оборудовано также 3.5-дюймовым дисководом для быстрого и простого обновления программ и флуоресцирующим дисплеем, обеспечивающим вывод информации о состоянии устройства.
Arсhimed — 12-канальный электрокардиограф с 3-канальным форматом вывода ЭКГ на термопринтере.
Электрокардиограф позволяет проводить автоматизированное исследование ЭКГ. Все операции выполняются по запросу пользователя: получение данных, предварительный диагноз, долговременное хранение данных, и печать.
Жидкокристаллический дисплей электрокардиографа позволяет отображать одновременно 6 кривых без взаимного влияния. Специальные алгоритмы освобождают кривые от мускульного шума и ухода базовой линии без искажения диагностической информации. Система работает с частотой квантования 1000 Гц. Arhimed показывает отсоединенные электроды на экране.
Система снабжена Windows совместимым пользовательским интерфейсом “Daisy”, который позволяет персонализировать вашу программу и избежать путаницы путем ввода личного пароля. Приподнятая резиновая клавиатура и дополнительный сканер штрих-кода дают возможность легко войти в базу данных пациента.
Arсhimed является модульной системой, каждая из частей которой может использоваться самостоятельно или войти в состав большой высокопроизводительной системы, удовлетворяя различные нужды. Блок информации получает данные ЭКГ и хранит их, он может выполнить автоматически диагностику ЭКГ покоя, полный стресс-тест и может быть присоединен к другим устройствам (телефонной линии) или подключен к персональному компьютеру, работая в среде Windows, выполняя при этом функции разархивации и обработки данных.
Основные модули системы Arсhimed:
ArсhiMed Basic для выполнения основных ЭКГ исследований.
ArсhiMed Diagnostic с интерпретирующим алгоритмом MEANS, сетевыми возможностями и жестким диском.
ArсhiMed Stress, включающий стресс-функции и диагностику. Совместим с системой ArhiMed SW. Система может быть подключена к различным внешним устройствам типа велосипедов, беговых дорожек и автоматических измерителей давления.
ArсhiMed Printer является внешним термопринтером.
ArсhiMed SW интегрирует все данные, полученные различными устройствами ArhiMed в среде Windows.
Портативный электрокардиограф МАС РС. Это аппарат, который предназначен для регистрации кардиосигнала в 12 отведениях. Он может использоваться в стационарных условиях клиники, а также на специализированных машинах скорой помощи.
Аппарат осуществляет:
непрерывную запись ЭКГ в 3-х или 6-ти произвольных отведениях для оценки ритма,
автоматические измерения и интерпретацию ЭКГ с использованием программы 12SL для всех возрастных групп включая новорожденных,
печать ЭКГ на встроенном термопринтере высокого разрешения в различных форматах ,
хранение до 20 ЭКГ и сопутствующей информации во внутренней памяти,
возможность связи с удаленными устройствами для приема/передачи ЭКГ и сопутствующей информации непосредственно с места регистрации ЭКГ: с другими кардиографами типа MAC PC по телефонной линии через модем; с информационной кардиологической системой MUSE посредством подключения к рабочей станции на базе персонального компьютера или по телефонной линии через модем,
благодаря наличию аналогового выхода, позволяет мониторировать до трех каналов ЭКГ на внешнем осциллоскопе. В процессе мониторирования может печатать 5- секундные фрагменты текущей ЭКГ в 3 отведениях или 2,5-секундные фрагменты ЭКГ в 12 отведениях с заданным интервалом или по требованию оператора,
питание автономное или сетевое.
Холтеры. Устройства цифровой записи ЭКГ сигнала. Это клинический регистратор ЭКГ, применяемый в целях одновременного наблюдения за многими пациентами в палатах интенсивной терапии. Рекордер — станция Mars 8000 с памятью на флэш-карте для записи 2–3 каналов ЭКГ длительностью до 48 ч.
Встроенный компьютер обеспечивает анализ текущей ЭКГ. Может использоваться с флэш-картами различного объема. Включает устройство для распознавания и записи по отдельным каналам сигналов электронного водителя ритма. Оснащен ЖК дисплеем для контроля качества ЭКГ сигнала. Просмотр, редактирование и печать полученной информации проводятся на рабочей станции Mars при наличии устройства считывания или на стандартном PC при установленном ПО CardioSoft Holter.
При наличии опции и ПО QT-Guard позволяет последовательно записывать 12 отведений с интерпретацией 12SL для анализа дисперсии QT — до 7200 записей на флэш-карте.
Данное устройство, благодаря объединению уникальных технологий медицинской электроники Marquette и мощной электронной базы Sun Microsystems, позволяет обрабатывать медицинские данные больших объемов, получаемых в результате длительного мониторирования пациентов.
Интерфейсы |
|
Ethernet |
10BaseT, 10Base2, или 10Base5 |
SCSI |
10Mb/sec fast SCSI 2 (синхронный) |
Последовательные порты |
два RS-232C/Rs-423 |
Параллельные порты |
Centronics совместимые |
Аудио устройства |
CD качество 16 bit, 8–48 кГц, встроенный динамик, внешний динамик, 2 активные стереоколонки 5 Вт на канал |
ISDN |
144kb/sec, опциональный 28,8 kbaud аналоговый модем, опциональные переключаемые 56 kb цифровые разъемы |
Updates |
через 644 MbCD дисковод |
Комбинация мощной рабочей станции Sun Ultra l Creator и операционной системы Unix делает станцию Mars 8000 действительно многозадачной, полноценной сетевой системой. Конфигурация Sun Ultra l Creator может быть расширена до 4 процессоров, 512 Mb RAM и винчестера 4 Gb в том же процессорном блоке.
Информация о действиях, производимых с клиническими данными, отражается на 20-дюймовом экране с помощью иконок, выбранных пользователем. Данные пациента могут быть отображены в полномасштабном и постраничном виде, в режиме вывода событий или по выбранному пользователем алгоритму. Оператор может также классифицировать события по степени остроты ситуации и сконфигурировать программу по своему желанию для вывода предпочтительных параметров.
Медицинские телеметрические системы могут сочетать в себе и другие функции, например контроль состояния технологического оборудования и состояние здоровья операторов.
Системы передачи телеметрической информации по радиоканалу нашли широкое применение в мире на промышленных объектах, нефте- и газопроводах, электростанциях. Особое значение имеют подобные системы для нашей страны, поскольку основными регионами применения систем передачи телеметрической информации являются районы Крайнего Севера и Сибири, характеризуемые сложными погодными условиями, отсутствием кабельных линий передачи, непростой обстановкой в энергетике. Примером такой системы является система ULTRAc фирмы ZETRON (USA).
Описание системы ULTRAc фирмы ZETRON (USA).
Назначение, типовые функции:
контроль объектов и телеметрия,
до 44 каналов ввода/вывода информации с каждого удаленного терминала,
немедленная сигнализация об аварийных состояниях,
программный опрос оконечных устройств,
сигнализация голосовыми сообщениями или пейджингом,
совместимость с различными типами радиостанций, в том числе транковыми,
высокая скорость и точность при передаче данных,
возможность передачи данных по каналам, используемым для голосовой связи,
исполнение для индустриального применения,
резервное питание,
Modbus протокол,
цифровая ретрансляция сигналов,
встроенные счетчики импульсов и контроль аккумуляторов.
Система ULTRAc представляет собой беспроводную систему сигнализации, управления, контроля и телеметрии SCADA. Система может выполнять наблюдение и контроль более 1000 удаленных участков по радиоканалу. Система состоит из трех основных частей: удаленные терминалы оконечных устройств RTU (remoute terminal unit) — модель 1708 и 1716, системного контроллера модель 1700 и программного обеспечения для РС “ULTRAc+”.
Периферийное (удаленное) оборудование ULTRAc:
RTU располагаются на удаленных объектах и имеют цифровые и аналоговые входы/выходы. Входы/выходы могут контролировать и управлять такими параметрами объекта, как давление, температура, напряжение, мощность и т. д. и подключаться к датчикам систем безопасности, различным электромеханическим или электронным устройствам.
Системный контроллер, модель 1700, располагается на центральном участке диспетчерского пульта управления и подключается с одной стороны к центральной базовой радиостанции, с другой — к персональному компьютеру РС. Контроллер выполняет управление обмена данными между РС и удаленными объектами.
Программное обеспечение “ULTRAc+” позволяет диспетчеру контролировать на мониторе состояние объектов удаленных участков, выполнять отчеты по состоянию сисемы в любой интервал времени и распечатывать их на печатающем устройстве, производить опрос датчиков и управление объектами через РС.
Применение ULTRAc в транковых сетях связи.
Программное обеспечение системы ULTRAc разработано с учетом возможности применения аппаратуры в транковых сетях связи. Так как каждый удаленный терминал имеет свой собственный идентификационный номер, для всей системы требуется один групповой транковый идентификатор. Операторы транковых систем могут предложить новый вид обслуживания своим клиентам для выполнения функций мониторинга и контроля объектов или систем безопасности и сигнализации.
Быстрый и точный метод передачи информации. Связь объектов осуществляется с применением быстрой частотной модуляции (FFSK). Каждый информационный пакет требует передачи от 0,08 до 0,24 с., включая все данные и усовершенствованную схему детектирования ошибок.
Протокол FFSK может применяться с любым типом радиостанции и не требует применения специальных радиостанций для передачи цифровых данных или радиостанций с NRZS кодированием. Канал может быть поделен между различными системами связи.
Протокол с подтверждением. Каждая передача требует подтверждения от вызываемой стороны вне зависимости от того, кем вызвана передача — удаленным терминалом или центральной станцией. Применение протокола с подтверждением позволяет получить высочайшую достоверность передачи информации при минимальной загрузке радиоканала.
Логическое управление. ULTRAc может генерировать на своих логических выходах значения в соответствии с логическими утверждениями ИСТИННО/ЛОЖНО, И/ИЛИ. В индустриальном применении, как например управление водяными насосами или другими агрегатами и узлами, мониторинг напряженности поля, запись диаграмм работы устройств и другое любое логическое событие может вызывать до 20 утверждений или 5 логических действий.
Сигнализация голосом и пейджингом. В случае, если центральная станция не находится под постоянным контролем оператора, предлагаются дополнительные устройства, которые могут оповещать операторов о работе системы посредством пейджинга или голосового сообщения через пейджер, радиоканал или по телефонной линии. Модель 1512 SentriDail — устройство автоматического оповещения по телефонной линии. Модель 1512 может сообщать о событиях на 120 телефонных номеров максимум. Сообщения могут быть представлены цифровым голосом, пейджингом или тональным предупреждением. Модель 1512 SentriVoice подключается к радиостанции и может производить сообщения цифровым голосом, пейджингом или тональными сигналами. Модель 1512 SentriMax имеет 64 независимых входа/выхода, LCD дисплей и клавиатуру управления, может оповещать по телефону или радиоканалу.
Все устройства могут устанавливаться независимо и подключаться к системе непосредственно или дистанционно.
Управление промышленными процессами и применение PLC. Система ULTRAc совместима прикладными задачами с программируемыми логическими контроллерами (PLC), работающими в стандартном протоколе связи Modbus. Этот протокол является стандартным для индустриального применения и позволяет совмещать в одной системе устройства, изготовленные различными производителями.
Заключение
Каждому приходилось самостоятельно выполнять измерения или наблюдать, как это делают другие. Здесь все зависит от цели, которая должна быть достигнута в процессе выполнения этой процедуры, а также тех средств измерений, которые используются. Если задача несложная и требуется измерить длину пути между двумя точками на местности, то здесь выбор технических средств огромный, а методов можно предложить два: либо измерить необходимое расстояние по карте, либо непосредственно передвигаясь по местности. Надо сказать, что современный прогресс сделал доступным и третий путь получения искомой оценки. Это так называемый метод геометрического позиционирования, который выполняется с помощью современных спутниковых навигационных устройств. При организации телеметрической процедуры, как правило, ставится цель регистрации таких информационных показателей контролируемого объекта, которые с заданным уровнем надежности определяют его функциональные возможности, которые либо в явном виде, либо по умолчанию составляют основу более глобальной цели.
Если в качестве объекта рассматривается “самодвижущийся” технический аппарат, то в первую очередь представляют интерес параметры, характеризующие функциональное состояние аппарата, а уже затем параметры, регламентирующие исполнение поставленной задачи движения. Аналогичная задача может быть сформулирована и для живого организма например человека. Принимая во внимание, что в сложной технической системе человек исполняет важные функции управления и контроля, но сам одновременно с этим является частью системы, мы вынуждены признать о необходимости контроля функциональных параметров организма. Интерпретация возможных сценариев такого телеметрического контроля очевидна. При неблагоприятном состоянии здоровья человека и сигнале тревоги телеметрической системы можно принять соответствующие меры и избежать ситуаций, связанных с риском потерь сложной технической системы или гибели людей.
Для телеметрии, как измерительной процедуры, характерна удаленность получаемой информации от потребителя. В связи с этим здесь главными техническими элементами считают измерительный датчик и канал передачи данных. Именно эти элементы в конечном результате определяют достоверность получаемой информации.
Не упрощая задачу регистрации биологического сигнала, выбор которого во многом определяет эффективность всей телеметрической процедуры, настоятельно рекомендуется принять во внимание важные постулаты о жизнедеятельности организма. Осветив в пособии фрагменты современных воззрений на эту тему, хочется отметить, что многое из сказанного было проверено на практике именно средствами телеметрического контроля.
Наличие в организме периодических процессов, так называемых обнаруженных ритмов, имеющих тесную связь с географическими координатами местности — сменой суток, уже давно принято называть циркадными ритмами. Это околосуточные ритмы, которые влияют на функциональное состояние организма. Учет таких ритмов можно провести в индивидуальном исполнении для каждого человека, что представляется наиболее целесообразным. Принимая во внимание, что составляющие электрического и магнитного полей достаточно медленно меняются в течение суток, единственно возможным методом проведения длительных измерительных процедур может быть телеметрия. Расширение этой темы неизбежно приведет к практической задаче: регулярности приема тех или иных лекарственных препаратов, назначенных лечащим врачом. Очевидно, что установить дозу лекарственного препарата и периодичность приема с учетом индивидуальных характеристик организма можно на основе телеметрической процедуры.
Использование телеметрических процедур в сети Интернет может составить отдельную тему для телемедицины. В этом направлении уже сегодня делается немало усилий. Так, многие телефонные компании, работающие на рынке мобильной связи, постоянно ведут поиск новых медицинских услуг, реализация которых будет связана исключительно с возможностью регистрации информационного биологического сигнала и его анализом. Проблема доставки такой услуги при большой развитости сети мобильной связи практически отсутствует.
В данном пособии рассмотрены только главные элементы достаточно сложной процедуры телеметрии и выделены несколько типовых направлений, реализация которых на практике представлена соответствующей группой аппаратов и систем. Это позволяет не только в обобщенном виде представить направленность телеметрических процедур, но и показать существующие сложные решения по созданию интерфейсных блоков и больших функциональных модулей, создание которых ориентировано на исполнение конкретных медико-биологических задач.
Перспективность данного направления сбора данных об удаленном объекте и контроле его важнейших параметров также не вызывает сомнения. Все большее развитие средств вычислительной техники и современных информационных технологий позволяют создавать более совершенные, малогабаритные датчики, в том числе и для биомедицинского мониторинга. В этом отношении биометрия представляется уникальным средством контроля состояния здоровья человека и одновременно с этим поддержки требуемого уровня безопасности работы всей биотехнической системы.
Глоссарий основных терминов и понятий
Активация — проявление деятельности функциональной системы, направленной на поддержание определенного состояния головного мозга.
Активация тоническая — проявление деятельности активирующих функциональных систем, направленной на поддержание определенного уровня бодрствования. В ЭЭГ отражается в виде способности удержания определенного частотно-амплитудного паттерна, характеризующего уровень определенного состояния мозга.
Активация фазическая — проявление деятельности функциональных систем, направленной на обеспечение ориентировочной реакции. В ЭЭГ отражается в виде реакции пробуждения.
Активность — биоэлектрические потенциалы мозга, отраженные в последовательности волн любой частоты и амплитуды. Выделяют спонтанную активность, активность сна, фоновую активность, эпилептическую активность и т. д. В узком смысле слова противопоставляется термину “ритм”.
Активность сна — спонтанная биоэлектрическая активность, регистрируемая во время сна.
Альфа-активность — биоэлектрическая компонента, представляющая собой колебания потенциала с частотой от 8 до 13 Гц с различными периодами колебаний, распределенными в случайном порядке.
Альфа-волна — одиночные колебания разности потенциалов длительностью в 75–130 мс, имеющие форму, приближающуюся к синусоидальной.
Альфа-диапазон частот — колебания потенциала, лежащие в пределах от 8 до 13 Гц.
Альфа-ритм — один из основных ритмов мозга, представляющий собой ритмические колебания потенциала с постоянной частотой, лежащей в пределах от 8 до 13 Гц.
Амплитуда волны — величина колебания потенциала от пика до пика; измеряется в микровольтах.
Апериодический образ (активности) — биоэлектрическая активность, состоящая из волновых компонентов с различными периодами и расположенных хаотически.
Артефакт — сигнал, обусловленный экстрацеребральным источником, наблюдаемый при регистрации ЭЭГ; выделяют физические и биологические причины возникновения артефактов.
Асимметрия — отсутствие соразмерности, сходства, соответственности, равномерности потенциала в одноименных структурах двух полушарий мозга или их конвекситальной поверхности.
Асинхронность — неодновременность возникновения феноменов ЭЭГ в различных структурах мозга или его конвекситальной поверхности.
Базальная поверхность мозга — поверхность мозга, прилегающая к основанию черепа.
Бета-активность — биоэлектрическая компонента, представляющая собой колебания потенциала с различными периодами с частотой от 13 до 35 Гц, распределенные в случайном порядке.
Бета-волна — одиночное колебание разности потенциалов длительностью от 35 до 75 мс.
Бета-диапазон частот — колебания потенциала, лежащие в пределах от 13 до 35 Гц.
Бета-ритм — один из основных ритмов мозга, представляющий собой ритмические колебания потенциала с постоянной частотой, лежащей в пределах от 13 до 35 Гц. Из соображений клинико-физиологического характера выделяют бета-низкочастотный, или бета-1-ритм (от 13 до 25 Гц); и бета-высокочастотный, или бета-2-ритм (от 25 до 35 Гц).
Билатеральный (ритм) — биоэлектрический феномен, выраженный симметрично в височных, латерально-теменных и затылочных отделах конвекситальной поверхности мозга; при кортикографии или субкордикографии — в симметричных отделах обоих полушарий.
Биоэлектрическое молчание — отсутствие биоэлектрических процессов в мозговой ткани вследствие гибели мозга.
Биполярное отведение — регистрация от двух электродов, каждый из которых расположен над проекцией мозгового вещества.
Веретена сна — веретенообразные вспышки биоэлектрической активности, появляющиеся во время сна с частотой около 14–16 Гц.
Веретенообразный образ (ритма) — амплитудная модуляция любого ритма, имеющая вид ряда следующего друг за другом веретен.
Вертекс-потенциал — комплекс из волн различных периодов, максимально выраженный в макушечной области (вертекс); является следствием сенсорного раздражения любой модальности.
Возбудимость — чувствительность ткани или клетки к воздействию, приводящему к переходу из состояния физиологического покоя в деятельное состояние. Мерой возбудимости служит пороговое значение воздействия: чем ниже порог раздражения, тем выше возбудимость.
Волна — любое одиночное колебание потенциала любого периода, амплитуды и формы.
Вспышка (активности, ритма) — появление на фоне доминирующего ритма (активности) любой другой частотной компоненты, амплитуда которой не превышает фон.
Вызванная активность — биоэлектрическая реакция мозга в ответ на внешние раздражители.
Вызванный потенциал — волны или группы волн, возникающие в виде комплекса со статистической достоверностью в ответ на сенсорное раздражение любой модальности.
Высокочастотная активность — активность, частота которой превышает альфа-диапазон.
Высокочастотная асинхронная низкоамплитудная активность — низкоамплитудная высокочастотная полиритмическая запись биоэлектрической активности частотой свыше 35 Гц, амплитудой до 2–5 мкВ.
Гамма-активность — биоэлектрическая компонента, представляющая собой колебания потенциала с частотой, лежащей в полосе свыше 35 Гц, с различными периодами колебаний, распределенными в случайном порядке.
Гамма–волна — одиночное колебание разности потенциалов длительностью от 35 до 20 мс.
Гамма-диапазон частот — колебания потенциала, лежащие в пределах от 35 до 50 Гц.
Гамма–ритм — один из основных ритмов мозга, представляющий собой ритмические колебания потенциалов с постоянной частотой, лежащей в пределах свыше 35 Гц.
Гармоники — появление ритмов, кратных частоте световых вспышек и превышающих исходную в 2–3 раза.
Генерализация (генерализованное изменение активности) — появление изменений биоэлектрической активности во всех областях мозга одновременно.
Герц — единица частоты синусоидальных колебаний; выражается в колебаниях в секунду (колебания/с); относится только к стационарному процессу.
Гипервентиляция — регулярное глубокое дыхание в течение нескольких (обычно трех) минут.
Глубинная электроэнцефалограмма — запись биоэлектрической активности мозга, полученная с помощью электродов, погруженных внутрь мозга во время нейрохирургических операций или путем вживления. В тех случаях, когда погружение электрода контролируется стереотасическими измерениями, запись биоэлектрической активности называется стереотаксической глубинной электроэнцефалограммой.
Глубинный электрод — электрод, погруженный вглубь мозга.
Двухфазная волна — одиночное колебание, экстремумы которого превышают соседние компоненты в обе стороны.
Дельта-активность — биоэлектрическая компонента, представляющая собой колебания потенциала с частотой от 0,3 до 4 Гц с различными периодами колебаний, распределенными в случайном порядке.
Дельта-волна — одиночное колебание разности потенциалов длительностью более 250 мс, имеющее форму, приближающуюся к синусоидальной.
Дельта-диапазон частот — колебания потенциала, лежащие в пределах от 0,3 до 4 Гц.
Депрессия (ритма) — скачкообразное снижение амплитуды, угнетение или полное исчезновение амплитуды доминирующего ритма.
Десинхронизация — исчезновение регулярного ритма из спектра ЭЭГ с заменой его низкоамплитудной апериодической высокочастотной активностью.
Диапазон (полоса) частот — участок частотного спектра, ограниченный определенными частотными рамками.
Диффузные изменения активности — несинхронизированные изменения биоэлектрической активности, наблюдаемые во всех областях мозга.
Доминирующий ритм (активность) — ритм или активность, преобладающая по индексу или амплитуде на протяжении измеряемого отрезка записи ЭЭГ.
Е-волна — медленная отрицательная волна, появляющаяся при ожидании раздражающего стимула после подачи предварительного сигнала.
Игольчатый электрод — электрод в виде иглы, вводимый в ту или иную ткань.
Изоэлектричекая линия — линия на ленте электроэнцефалографа или на экране осциллоскопа при отсутствии разности потенциалов на выходе окончательной ступени усилителя. Точки на изоэлектрической линии, выделенные с помощью электронных схем, могут быть использованы в различных приемах анализа ЭЭГ.
Индекс ритма — время наличия определенного ритма (активности) по отношению ко всему времени регистрации ЭЭГ, выраженное в процентах.
Калибровка — подача эталонированного сигнала на вход усилителя в целях его дальнейшего сопоставления с регистрируемой электроэнцефалограммой.
Канал электроэнцефалографа — электронная схема для усиления и регистрации разности потенциалов, возникающей между парой отводящих электродов; современные электроэнцефалографы имеют 8, 13, 16, 20 каналов.
К-комплекс — появление нескольких медленных волн с увеличивающимся периодом, переходящим во вспышку низкочастотного бета-ритма.
Комплекс — активность, состоящая из двух или более компонентов определенной формы, отличающихся от основного ритма и сохраняющих свою структуру при повторении.
Комплекс медленный спайк–волна — комплекс, состоящий из медленного спайка и дельта-волны.
Комплекс множественных спайков — последовательность из двух или более спайков.
Комплекс спайк-волна — комплекс, состоящий из спайка и медленной волны. И множественные, и одиночные спайки могут находиться перед медленными волнами, на вершине медленных волн и после медленных волн; в зависимости от этого они называются спайк-волна, шлемовидная волна, волна-спайк.
Компонент (компонента) электроэнцефалограммы — любая составляющая ЭЭГ: волна, комплекс, ритм, активность и т. д.
Конвекситальная поверхность мозга — поверхность мозга, прилегающая к лобным, теменным, височным и затылочным костям черепа.
Константа времени — постоянная времени усилителя.
Кортикальный электрод — электрод, расположенный непосредственно на поверхности мозга или погруженный в кору мозга.
Лабильность — способность ткани к осуществлению определенного количества отдельных законченных циклов возбуждения в секунду.
Локальные изменения активности — изменения биоэлектрической активности, локализованные в строго ограниченной области.
Медленная активность — активность, лежащая в полосе тета- и дельта-частот.
Медленные волны — последовательность двух и более спайков и одной или двух медленных волн.
Медленный спайк — одиночное колебание потенциала длительностью от 80 до 120 мс.
Межэлектродное расстояние — расстояние между парой отводящих электродов, соединенных с входом усилителя. Малое межэлектродное расстояние — расстояние между двумя соседними электродами, соответствующее 20 % от общей длины линии, проведенной по системе “десять–двадцать” Джаспера. Большое межэлектродное расстояние — расстояние между двумя соседними электродами, составляющее 50 % от общей длины линии, проведенной по схеме “десять–двадцать” Джаспера.
Межэлектродное сопротивление — сопротивление между парой электродов в килоомах, измеряемое при использовании постоянного тока.
Метод обратных фаз — в целях облегчения нахождения патологического очага применяют отведение “цепочкой”, заключающееся в том, что при наличии нескольких электродов пары для отведения составляются таким образом, что второй электрод этой пары входит в качестве первого электрода в другую пару, а вторым электродом в этой второй паре является уже третий электрод, который будет являться первым электродом в третьей паре, и т. д.; наличие такой специфической активности в двух каналах (в одном из них в фазе, а в другом — в противофазе) при отсутствии ее во всех остальных сразу позволяет установить точку, в которой она локализована.
Монофазная волна — одиночное колебание, экстремум которого превышает соседние компоненты в одну сторону.
Монополярное отведение — отведение, при котором один из электродов находится на проекции мозговой ткани, а второй — на индифферентной точке.
Мю-ритм — ритмические колебания потенциала в полосе 7–11 Гц с большой разницей в полупериодах (синонимы: аркообразный ритм, гребешковый ритм — ритмически следующие спайки положительной полярности).
Навязывание (усвоение) — см. Реакция усвоения ритма.
Назофагеальный электрод — см. Базальный электрод.
Нерегулярный — термин применяется по отношению к компонентам электроэнцефалограммы, проявляющимся непостоянно во время записи.
Низкоамплитудная электроэнцефалограмма — ЭЭГ, в которой разность потенциалов при биполярном отведении с малыми межэлектродными расстояниями не превышает 10 мкВ.
Однофазная волна — см. Монофазная волна.
Ориентировочная реакция — активная реакция на неожиданное изменение привычной обстановки, поведенческий ответ на новизну. Ориентировочная реакция состоит из поведенческого, вегетативногои электроэнцефалографического компонента, который регистрируется на ЭЭГ в виде депрессии доминирующего ритма. Наиболее часто используемым раздражителем для изучения ориентировочной реакции является одиночная вспышка света стандартного фотостимулятора.
Основные ритмы мозга — дельта-ритм, тета-ритм, альфа-ритм, низкочастотный бета-ритм (бета-1-ритм), высокочастотный бета-ритм (бета-2-ритм), гамма-ритм.
Отведение — метод коммутации электродов, с помощью которого проводят регистрацию биопотенциалов мозга. Различают отведения: биполярное, монополярное, референтное, стерно-спинальное, усредненное.
Отведение базальное — регистрация биоэлектрических процессов мозга в условиях, когда разность потенциалов регистрируется между активным и базальным электродами.
Отведение биполярное — регистрация биоэлектрических процессов мозга в условиях, когда на вход усилителя подается разность потенциалов между двумя активными электродами (см. Электрод активный).
Отведение монополярное — регистрация биоэлектрических процессов мозга в условиях, когда на вход усилителя подается разность потенциалов между активными и индифферентными (см. Электрод общий) электродами.
Отведение назофарингеальное — см. Отведение базальное.
Отведение референтное — регистрация биоэлектрических процессов мозга в условиях, когда разность потенциалов в нескольких точках мозга регистрируется по отношению к одной его области.
Отведение стерно-спинальное — регистрация биоэлектрических процессов мозга в условиях, когда разность потенциалов регистрируется между активным и стерно-спинальным электродами.
Отведение усредненное — регистрация биоэлектрических процессов мозга в условиях, когда разность потенциалов регистрируется между активным (активными) и усредненным электродами.
Очаг патологической активности — фокус патологической активности.
Пароксизм — это появление на фоне доминирующего ритма (активности) другой частотной компоненты с амплитудой, превышающей фоновую активность.
Паттерн — закономерное распределение различных компонентов ЭЭГ по всей конвекситальной поверхности как присущее индивидуальным проявлениям ЭЭГ субъекта, так и характеризующее определенные особенности функционального состояния мозга.
Период — длительность одного колебания потенциала.
Пик — одиночное колебание потенциала длительностью от 30 до 60 мс.
Плоская ЭЭГ — см. Низкоамплитудная ЭЭГ.
Полиграфическая запись — одновременная регистрация ряда физиологических процессов, таких как ЭЭГ, реоэнцефалограмма РЭГ, ЭКГ, респиратограмма, окулограмма, кровяное давление и т. д.
Полиморфная медленная активность — активность частотой до 8 Гц, состоящая из разноамплитудных нерегулярных колебаний различного периода без доминирования какого-либо ритма.
Полиритмия (полиритмическая активность) — одновременное наличие на ЭЭГ нескольких основных относительно близких по амплитуде ритмов мозга, наклыдывающихся друг на друга в случайном порядке.
Постоянная времени — характеристика канала электроэнцефалографа, которая определяет полосу пропускания канала по низким частотам; измеряется по отношению к его первоначальному сдвигу в ответ на приложение разности потенциалов по постоянному току к входу усилителя; чем больше постоянная времени, тем более медленные частоты пропускает каскад усилителя.
Потенциал — обобщенная характеристика, которая определяет взаимодействие зарядов, находящихся в исследуемой области мозга, с зарядом наложенного на эту область электрода (определяется энергией электрического поля в расчете на единичный заряд). В количественном выражении соответствует напряжению между электродом и землей (нулевым потенциалом).
Процесс противофазный — два колебательных процесса, сдвинутых по фазе на 180 .
Процесс синфазный — два или несколько колебательных процессов, протекающих один по отношению к другому синхронно по времени.
Разряд после действия (следовой разряд) — комплекс волн или вспышка ритмических колебаний потенциала, которые следуют после ответа на афферентное раздражение или ответа на прямую стимуляцию каких-либо структур мозга.
Реактивность — способность ткани или органа отвечать на раздражение любым видом ответа, присущим только живой ткани. В электроэнцефалографии под термином “реактивность” понимают количественную характеристику биоэлектрических потенциалов мозга в ответ на физиологическое или физическое воздействие.
Реакция вовлечения — в классическом виде получена на животных в виде низкочастотного ответа в ритме раздражения неспецифического таламуса, наблюдаемого в передних отделах мозга; у человека наблюдают аналогичные проявления при ритмической фотостимуляции в виде усвоения ритма только в лобных отделах мозга от 4 до 8 Гц.
Реакция усвоения ритма — появление в биоэлектрической активности мозга ритмической компоненты, соответствующей частоте ритмического раздражителя (обычно светового).
Регулярность — термин, характеризующий постоянство периода или формы волн или комплексов волн на протяжении достаточно длинного отрезка времени.
Ритм — биоэлектрическая активность, имеющая постоянный период колебаний.
Ритмическая фотостимуляция (РФС) — функциональная нагрузка прерывистым светом различной частоты световых мельканий при использовании в качестве источника света светильника с длительностью световой вспышки не более 50 мс (газоразрядная импульсная лампа).
Роландический ритм — выделен Ф. Гасто из полосы альфа-ритма по следующим показателям: локализован в ценрально-височных отделах мозга, угнетается при двигательной активности, диагностическое значение не выяснено.
Сверхмедленные колебания — изменения потенциалов мозга с периодом от 3 с и более.
Селектор — устройство, позволяющее из множества установленных на голове электродов выбрать какую-нибудь пару и подключить ее к определенному каналу электроэнцефалографа.
Сигма-ритм — альфа-подобный высокоамплитудный вариант низкочастотного бета-ритма, 16 Гц; часто его наблюдают вследствие фармакологического воздействия барбиратов, при поражении диэнцефальных структур мозга, во время сна и т. д.
Синхронизация — организация физико-химических процессов мозга, обусловливающая регулярность его биоэлектрической активности.
Система “десять–двадцать” (10–20) — стандартная система установки (размещения) электродов на поверхности, рекомендуемая Международной федерацией электроэнцефалографии и клинической нейрофизиологии.
Скальповая электроэнцефалограмма — см. Электроэнцефалограмма.
Спонтанная активность — биологическая активность мозга, обусловленная его функционированием при различных состояниях (бодрствование активное, бодрствование пассивное, сон и т. д.).
Стадии сна — определенные фазы сна, имеющие функциональное значение и характеризующиеся определенным спектральным составом биоэлектрической активности мозга и другими проявлениями.
Стандартное расположение электродов — см. Система “10–20”.
Стационарный процесс — процесс, при котором вероятностные характеристики не меняются с течением времени Т.
Стереотаксическая глубинная электроэнцефалограмма — запись электрической активности коры или подкорковых структур мозга, отводимых от электродов, погруженных внутрь мозгового вещества с помощью стереотаксического аппарата.
Субгармоники — трансформация ритмов в сторону низких частот, кратных частоте световых вспышек.
Тета-активность — биоэлектрическая компонента, представляющая собой колебания потенциала с частотой от 4 до 8 Гц с различными периодами колебаний, распределенными в случайном порядке.
Тета-волна — одиночное колебание разности потенциалов длительностью 130–250 мс, имеющее форму, приближающуюся к синусоидальной.
Тета-диапазон частот — колебание потенциала с частотой от 4 до 8 Гц.
Тета-ритм — один из основных ритмов мозга, представляющий собой ритмические колебания потенциала с постоянной частотой, лежащей в пределах от 4 до 8 Гц.
Топограмма — картина пространственного распределения биопотенциалов, например по коре головного мозга.
Триангуляция — биполярное отведение электродов, расположенных треугольником на конвекситальной поверхности.
Триггерная стимуляция — стимуляция в ритме колебаний потенциала мозга. Управление ритмом раздражения осуществляется через специальное устройство обратной связи путем подачи на него колебаний потенциала и превращения их в управляющий сигнал для соответствующего стимулятора. Наиболее распространенным является метод триггерной фотостимуляции.
Фаза — важнейшая характеристика колебательного процесса, определяющая угол, соответствующий времени, прошедшему от какого-либо произвольно выбранного момента (при периоде колебаний, соответствующем 360 ).
Фокус патологичекой активности — проекция на конвекситальной поверхности участка мозга, на котором наиболее четко выражены конкретные патологические формы потенциалов.
Фоновая активность — биоэлектрическая активность мозга в состоянии пассивного бодрствования, т. е. в состоянии, на фоне которого обычно осуществляется электроэнцефалографическое исследование в клинических целях.
Фоностимуляция — воздействие на испытуемого звуковым раздражителем; используется как функциональная нагрузка.
Фотомиоклоническая реакция — реакция на ритмическую фотостимуляцию, характеризующаяся появлением мышечных сокращений в ритме стимуляции.
Фотостимуляция — воздействие на испытуемого световым раздражителем; используется как функциональная нагрузка.
Функциональная нагрузка — любое воздействие на организм в целях выявления особенностей ответных реакций, по которым оценивается функциональное состояние реагирующей системы.
Частота — количество колебаний в 1 с (Гц, колебания/с).
Шлемовидная волна — см. Комплекс спайк-волна.
Электрическая активность мозга — все виды биоэлектрических процессов, генерируемых различными элементами мозговой ткани.
Электрод активный — электрод, находящийся непосредственно над мозговыми структурами или внедренный в мозг.
Электрод базальный — электрод, введенный через носовые ходы и расположенный на твердом небе; отведение с базальной области.
Электрод индифферентный — электрод, не имеющий непосредственного контакта с мозгом или расположенный в области, где отсутствует биоэлектрическая активность мозга.
Электрод назофарингеальный — см. Электрод базальный.
Электрод общий — любой электрод, относительно которого регистрируются биоэлектрические процессы с нескольких активных электродов.
Электрод рабочий — активный электрод, используемый для регистрации разности потенциалов в сочетании с индифферентным электродом.
Электрод референтный — см. Электрод общий.
Электрод стерно-спинальнальный — точка на подвижном плече потенциометра (используется для устранения электрокардиографического сигнала), на неподвижные плечи которого подают активность с электродов, установленных на остистом отростке седьмого шейного позвонка и на правом грудинно-ключичном сочленении.
Электрод сфеноидальный — игольчатый или проволочный электрод, введенный через мягкие ткани лица нижнескуловой дуги; кончик электрода располагается при этом вблизи основания черепа в области овального окна.
Электрод усредненный — искусственная точка в схеме коммутации электродов, которая через сопротивление 0,5…2 МОм соединена со всеми активными электродами на конвекситальной поверхности мозга, наложенными по схеме “10–20” Джаспера, и используется как общий электрод по отношению ко всем остальным электродам.
Электрокортикограмма (ЭКоГ) — запись биоэлектрических процессов в условиях прямого отведения с открытой поверхности мозга или с помощью электродов, погруженных внутрь коры.
Электросубкортикограмма (ЭСКоГ) — запись биоэлектрических процессов с помощью электродов, погруженных в глубину мозга.
Электроцеребеллограмма (ЭЦбГ) — запись электрических процессов мозжечка.
Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) — запись биоэлектрических процессов мозга с помощью электродов, расположенных не непосредственно на мозговой ткани, а на поверхности черепа.
Электроэнцефалография — раздел физиологии, изучающий биоэлектрические процессы.
Эпилептическая активность — активность мозга, характерная для разряда эпилептического очага и являющаяся критерием его наличия независимо от клинических проявлений эпилепсии. К показателям наличия эпилептического очага относят пароксизмы из комплексов спайк волна, тета-волн, дельта-волн, медленные, одиночные или множественные спайки.
Эпоха анализа — время произвольно выбранного для анализа участка электроэнцефалограммы.
Фадеев А.С. Биометрия в сетях связи. Киев: Этон, 2002
Биометрические измерения и защита информационных источников / Под. ред. П.Н. Гардеева. М.: Лира, 2000.
Кардиомониторы. Аппаратура непрерывного контроля ЭКГ / Под ред. А.Л. Барановского, А.П. Немирко. М.: Радио и связь, 1993.
Инструментальные методы исследования сердечно-сосудистой системы: Справочник / Под ред. Т.С. Виноградовой. М.: Медицина, 1986.
Гуревич М. И. Импедансная реоплетизмография. Киев: Наукова думка, 1982.
Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. М., 2000.
Ленк Д. 500 практических схем на популярных ИС. М.: ДМК-Пресс, 2001.
Шрайбер Г. 400 новых радиоэлектронных схем. М.: ДМК-Пресс, 2001.
Ильин В. А. Телеуправление и телеизмерение. М.: Прогресс, 1974.
Инфокоммуникации в деловом мире / Под ред. Л.Д. Реймана. СПб: Фиорд, 2001.