Графики параметров биопотенциалов

Длительное наблюдение биосигналов называется мониторированием. Кроме собственно биопотенциалов наблюдаются графики их параметров. Например, ритмограма сердца (график ЧСС или RR интервалов), графики изменения температуры, АД, частоты дыхания. На графиках выделяют моменты нарушений. Резкое изменение пара­метров называется трендом. Медленное - дрейфом. Интерес представляет точки начал и величина (скорость) дрейфа и моменты появления трендов. В эти моменты информативны морфологические изменения сигналов. При выходе параметров графиков за определенные пределы вырабатываются сигналы тревоги.

Практически все биоструктуры охвачены обратными связями, в каждом организме ежесекундно работают процессы авторегулирования. Обратные связи устраняют возникающее отклонение от нормы и обеспечивают протекание процессов вблизи оптимальных (нужных для организма) значений. Регуляцией охвачены ритм сердца (ЧСС), артериальное давление (АД), частота и глубина дыхания, работа мышц туловища при вертикальной стойке, все движения под управлением зрения т.д.

Контролировать качество систем регулирования сегодня предлагается врачам по спектру графиков сигналов биосистем, однако проще и надежнее это обеспечивается по виду переходного процесса регулирования. Переходной процесс возникает при подаче внешнего воздействия - стимула. При выборе типа стимула следует учитывать длительность его воздействия: короткое или продолжительное. Продолжительными считаются нагрузочная и лекарственная пробы (т.е. продолжительность воздействия значительно большая, чем время регулирования). Короткими - болевые электро стимулы, ударные и др. Контролируются следующие параметры переходного процесса: латентный период от стимула до начала регулирования, продолжительность регулирования, вид переходного процесса (монотонный, с выбросом перерегулирования, колебательный) и остаточная ошибка регулирования.

В условиях без конкретного внешнего стимулирования система находится под воздействием многих случайных воздействий. Тогда сигнал регулирования имеет вид шума. Спектральный анализ этого сигнала позволяет определить некоторые параметры и качество регулирования, однако непосредственное наблюдение переходных характеристик под воздействием конкретных стиму­лов позволяет наблюдать желаемые характеристики надежнее, нагляднее и избирательнее.

№	Тип сигнала	Уровень  сигнала	Полоса частот/длительность
1	Канал К/Na "насос"	4 нА	до 10 кГц. Фронт 0.1-1 мС
2	Деполяризация Мембраны мВ	60-90	до 3 кГц   Фронт 0.1-1 мС
3	Бегущий потенциал нейрона мВ	0.01-5	до 10кГц 1-10мС
4	Двигательная единица мышцы мВ	0.5-1	до 10кГц    1-10 мС
5	Мышца в целом мВ	1-15	до 3 кГц
6	Миокард (ЭКГ) мВ	0.2-6	до 100 Гц 140мС
7	Миокард (ЭКГВР)  мкВ	0.5-15	до 250 Гц   0.5-15мС
8	ЭЭГ мкВ	10-300	до 30 Гц
9	Стволовые потенциалы нейронов мкВ	0.5-1.5	до 3 кГц 10мС
10	Перестальтика желудка мкВ	0.1-50	до 5 Гц.

В заключение в таблице 1 представлены основные параметры типовых электро био сигналов человека. Таблица 1.

              Контрольные вопросы.

1) Как различается форма биосигналов при наблюдении внутриклеточными и внешними электродами? Типовые параметры биосигналов.

2) Форма токов каналов мембран, деполяризации сферической клетки, импульса деполяризующегося нейрона. В чем состоит искусственный прием двойного блока ДЗС?.

3) Форма импульсов деполяризации скелетных мышц при стимуляции и при произвольной деполяризации. Анализ с использованием формы контура ДЗС. То же для импульса деполяризующегося миокарда.

4) Поле неравновесного распределения ионов. Особенности возникновения на примере проглатывания пищи и деполяризации миокарда.

5) Характерные формы биосигналов энцефалограмы.

6) Типовые формы графиков сигналов биосистем при отсутствии и наличии стимуляции.

5. Медицинские приборы и методики наблюдения биопотенциалов

 

5.1 Нейромиография

Основные понятия. Нерв. ЦНС. Периферическая нервная система. Мотонейроны (эфферентные), нейроны сигнальные (афферентные). Скорость проведения возбуждения (СПИ). Наблюдаемая форма импульса нейрона. Понятие реобазы - хронаксии. Передача возбуждения нерв - мышца. Строение мышцы. Двигательная единица мышцы. Тетанус мышцы. Структура миографа. Роль стимулятора. Измерение СПИ. Измерение передачи возбуждения нерв - мышца. М-ответ, Н- ответ, Т - ответ. Измерение утомляемости мышц. Типы электродов в миографии.