Аналіз принципів функціонування ЕЕГ

На кожен канал реєстрації подаються напруги, відведені двома електродами: одна – на позитивний, інша – на негативний вхід каналу підсилення. Електроди для ЕЕГ являють собою металічні пластинки чи стержні різної форми.

Хлорид срібла (AgCl) вважається кращим для загальних нейрофізіологічних застосувань. Оскільки Ag - злегка розчинна сіль, AgCl швидко насичується і набуває рівноваги. Тому, Ag - хороший метал для виготовлення металевих зовнішніх шкірних електродів.

При встановленні електродів волосся розсовують, шкіру ретельно протирають спиртом, що зменшує виділення сальних залоз, які збільшують опір в області контакту електрода зі шкірою. Цим самим зменшуючи вплив електромагнітних полів.

Важливою вимогою до матеріалу, з якого виробляють електроди, є відсутність поляризації в процесі реєстрації. Явище поляризації пов’язане з тим, що в наслідок електрохімічних процесів в електролітичному середовищі в області контакту електрода зі шкірою збираються надлишок іонів, що викликає появу коливання постійного потенціалу, а це призводить до викривлення реєстрації.

Після відведення електричні потенціали подаються на входи підсилювально-реєструвальних приладів.

 

 

Рис.1.Схема зменшення ЕМ випромінювань.

 

 

Рис.2. Принципова схема вхідного підсилювача.

Електрод, що встановлюється на тілі досліджуваного та приєднаний до цього гнізда, називається електродом заземлення. Він слугує для вирівнювання потенціалів тіла пацієнта та підсилювача. Чим нижчий під електродний імпеданс нейтрального електрода, тим краще вирівняні потенціали, і, відповідно, менша синфазна напруга перешкоди буде прикладена на диференціальні входи.

У даному ЕЕГ електродна коробка представлена комп’ютерною системою, що містить блок аналогово-цифрового перетворення ЕЕГ.

Підсилювально-реєструючі пристрої, як правило, монтуються із двох окремих блоків, зв’язаних в свою чергу з’єднувальним кабелем, - блоку попереднього підсилення та блоку власне реєстрації.

Блок попереднього підсилення складається із набору ідентичних попередніх підсилювачів відповідно числу каналів реєстрації. Кожен із каналів має ручки управління, виведені на передню панель блоку попереднього підсилення.

Щодо аналогових ЕЕГ, то, перш за все, для кожного підсилювального блоку існує комутатор відведень ЕЕГ, що дозволяє кожному каналу комутувати електроди, що знаходяться на голові досліджуваного у потрібній комбінації. У комутаторах вхідним клемам підсилювача, додатної та від’ємної, відповідають східчасті перемикачі, які можуть займати одне із положень згідно нумерації контактних гнізд на вхідній коробці Електроенцефалографа. Таким чином, встановивши на будь-якому каналі перемикач, що відповідає від’ємній клемі, в положення 2,отримують можливість реєструвати по цьому каналу різницю потенціалів між електродами, підключеними до гнізд 1 і 2 вхідної коробки ЕЕГ. При цьому від’ємний зсув потенціалу під електродом 1 буде супроводжуватися відхиленням кривої реєстації вгору. Крім комутації по окремим каналам, більшість сучасних ЕЕГ дозволяє з допомогою спеціальних перемикачів по уже змонтованій схемі комутувати у визначених комбінаціях електроди відразу по всім каналам.

У цифрових ЕЕГ усі регулювання чутливості та комутації електродів забезпечуються програмно з клавіатури комп’ютера чи спеціалізованого процесора. Регулювання чутливості дозволяє підбирати підсилення таким чином, щоб отримати оптимальний режим реєстрації в залежності від амплітуди вхідного сигналу. Для задання смуги пропускання підсилювача на кожному каналі є регулятори фільтрів високої та низької частоти. Фільтр низьких частот визначає верхню межу частот, які будуть без викривлень пропускатись підсилювачем. Сучасні ЕЕГ дозволяють регулювати цю межу від 1500 до 15 Гц.

Регулювання нижньої смуги пропускання електроенцефалографа роблять фільтрами високих частот шляхом зміни постійної часу підсилювача. Обмеження нижньої смуги пропускання приладу потрібне для виключення із запису артефактів повільних змін потенціалу шкіри, змін потенціалів, пов'язаних із незначними зміщеннями електродів і змінами в області контакту між шкірою і електродом. За міжнародним стандартом в електроенцефалографі прийнята постійна часу підсилювача, рівна 0,3 секунди, яка забезпечує неспотворену реєстрацію усіх основних низькочастотних складових ЕЕГ. Чим більше постійна часу, тим більше низькочастотних складових пропускається підсилювачем.

Для стандартизації режиму роботи електроенцефалографа застосовують калібрувальний прилад. Цей прилад подає одночасно на входи усіх підсилювачів прямокутний сигнал поперемінно позитивною і негативною полярністю, амплітуда якого може бути різною залежно від вибраного масштабу посилення. Для запису ЕЕГ використовують стандартний калібрувальний сигнал, що відповідає 50 мкВ.

Для перевірки якості встановлення електродів є також омметр, що дозволяє визначити опір в області контакту електрода з досліджуваним об'єктом. Для отримання правильного запису цей опір не повинен перевищувати 20 кОм.

Після підсилення сигнал подається у блок реєстрації електроенцефалографа. Крім того, з блоків попереднього посилення електрична активність може бути виведена за допомогою додаткових виходів на зовнішні системи реєстрації або обробки: спеціалізовану ЕОМ.