Электроэнцефалограф-анализатор «Энцефалан-131-03» новые возможности Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

МИС-98

II. Аппаратные и программные средства медицинской диагностики и терапии

Набор режимов исследования ВП также представлен в виде двух версий. Базовая версия содержит методики, наиболее часто используемые в клинической практике: анализ слуховых ВП ствола мозга, анализ ВП на вспышку света и шахматный паттерн, анализ коротколатентных соматосенсорных ВП. Перечисленные режимы в основном покрывают информационную потребность исследователя при оценке состояния анализаторов или поиске органического поражения нервной системы, хотя ряд вопросов — зависимость порога слышимости от частоты стимула, состояние тракта болевой и температурной чувствительности и другие — остаются без ответа. Этот пробел заполняет профессиональная версия, включающая 3 дополнительных режима: исследование средне- и длиннолатентных слуховых и длиннолатентных соматосенсорных ВП. Характеризуя подсистему ВП в общем, можно отметить достаточно высокое качество регистрации потенциалов и простоту пользования прибором при проведении исследований. Очевидным достоинством является возможность записи усредненных ответов в четный и нечетный буфера, позволяющая контролировать корректность процесса регистрации. Попарное сопоставление исследований дает динамику изменения вызванных потенциалов в ходе медикаментозного лечения или помогает при разбивке пациентов на группы.

Подсистемы ЭМГ и ВП исследований дополнены утилитными режимами, предоставляющими дополнительный сервис и упрощающими эксплуатацию прибора. Система имеет отвечающую современным требованиям базу данных, позволяющую хранить информацию на любом устройстве файловой структуры, включая файловый сервер. Использование технологии отложенной печати и стандартного печатающего устройства Windows дают возможность простой смены принтеров и разделения, при необходимости, процессов регистрации и документирования. Концептуально система выполнена в едином ключе, что облегчает ее использование и сокращает время обучения с ней.

УДК 612.82

ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФ-АНАЛИЗАТОР «ЭНЦЕФАЛАН-131-03» — НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Н.В. Герасименко, С.М.Захаров, А.Н.Луцев, А.А.Скоморохов

Научно-производственная коммерческая фирма «Медиком ЛТД» 347900, Россия, Ростовская область, г.Таганрог, ул. Ленина 99, тел/факс (86344) 26384, E-mail: [email protected] http://www.medlux.ru/misc/medicom

Развитие вычислительной техники и микроэлектроники позволило расширить круг задач для исследования различных аспектов ЦНС. Это расширение становится возможным по нескольким причинам: улучшение технических

характеристик устройств съема физиологической информации (разрешающая способность, уровень шумов, частотный диапазон, уровень подавления синфазных помех и др.), увеличение количества одновременно контролируемых электрофизиологических сигналов, разработка адекватных алгоритмов обработки данных в реальном масштабе времени и визуализация результатов в максимально удобном виде, совмещение в рамках одной системы различных возможностей, использующихся ранее в разных приборах, использование новых алгоритмов обработки в постреальном времени, позволяющих получить принципиально новую информацию об исследуемом объекте.

Электроэнцефалограф-анализатор «Энцефалан-131-03» разрабатывался с учетом новых тенденций. Основные преимущества использования цифровой

безбумажной ЭЭГ неоднократно описывались ранее (Л.Р.Зенков, 1996; В.В.Гнездицкий, 1996 и др.), поэтому в данном докладе они будут упоминаться достаточно кратко.

Электроэнцефалограф-анализатор «Энцефалан-131-03» позволяет производить одновременный съем до 27 физиологических сигналов (21 отведение ЭЭГ по стандартной схеме наложения «10-20», разность между референтами, 5 полиграфических каналов). В качестве полиграфических каналов могут быть использованы не только электрометрические каналы, такие как электроокулограмма, электромиограмма, электрокардиограмма, но и другие сигналы, снимаемые с помощью активных датчиков-преобразователей. Тип измеряемого физиологического сигнала определяется подключенными электродами или датчиком-преобразователем. Полиграфические сигналы можно использовать в разных сочетаниях, в зависимости от целей проводимого исследования. Это может быть ЭКГ (оценка состояния ВНС на основе математического анализа сердечного ритма), КГР (оценка психоэмоционального напряжения), пневмограмма (частота и глубина дыхания), реограмма (оценка кровообращения в выбранном регионе), фотоплетизмограмма (оценка периферического кровообращения, реакция резистивных сосудов, скорость распространения пульсовой волны), ЭМГ (например, оценка степени релаксации лицевых или шейных мышц) и др. Полиграфические каналы могут использоваться и для автоматического поиска артефактов физиологического происхождения (влияние ЭКГ на ЭЭГ, двигательные артефакты, артефакты из-за пульсации сосудов, артефакты из-за движения глазных яблок и моргания и др.).

Использование 22-разрядного АЦП дает возможность снимать сигналы в широком динамическом диапазоне, в частности позволяет одновременно записывать как спонтанную биоэлектрическую активность (ЭЭГ), так и сверхмедленную активность в милливольтом диапазоне (с включением постоянной составляющей). Синхронная запись изменения подэлектродных сопротивлений по всем отведениям позволяет учесть их влияние на сверхмедленную активность и вычленить церебральную составляющую. Сверхмедленная электрическая активность является практически единственным электрофизиологическим методом, позволяющим оценивать величину энергозатрат головного мозга.

Предоставляется возможность наряду с записью ЭЭГ проводить исследование кровообращения головного мозга (реоэнцефалографию), а также исследование длиннолатентных ВП. Наличие двух независимых каналов фоностимуляции, двух независимых каналов фотостимуляции и канала электростимуляции позволяет проводить исследование ВП различных модальностей. Гибкие средства формирования параметров стимулов, микросценариев, в которых программируются законы изменения параметров стимуляции в виде графиков (задаются законы изменения частоты повторения, частоты тона, интенсивности звуковых посылок, энергии вспышки, силы тока) позволяют настраивать эксперимент под пользователя.

В процессе стимуляции производится соответствующая маркировка стимулов и визуализация длиннолатентных вызванных потенциалов как в процессе съема, так и при обработке. Имеется возможность сохранения всех “сырых” ответов на каждый конкретный стимул, поскольку они входят в состав записываемой ЭЭГ. Это дает потенциальную возможность в случае нахождения более адекватного математического аппарата повторно (без пациента) отслеживать динамику изменения единичных ответов на различные стимулы. В качестве таких стимулов могут быть как звуковые стимулы, так и зрительные (вспышка, светодиодная матрица, зрительный образ на экране, вербальный стимул на экране). Поскольку имеется привязка к кадровой развертке дополнительного ПК-видеостимулятора, то имеется возможность исследования влияния субсенсорных эмоционально значимых стимулов. Зрительный образ или вербальное сообщение может выдаваться на короткое время,

МИС-98

II. Аппаратные и программные средства медицинской диагностики и терапии

обусловленное разверткой одного кадра. При этом сохраняется синхронизация с маркерным каналом по исследованию. Возможность использования в качестве стимулов вербальных сообщений, несущих определенную нагрузку и эмоционально окрашенных зрительных образов позволяет совместить осознаваемую субъективную поведенческую реакцию пациента с неосознаваемой объективной информацией, находящейся в “сырых” (неусредненных) и усредненных по определенному алгоритму вызванных потенциалов. Усредняться ВП могут по специальным образом разбитым группам стимулов.

Предусматривается возможность формирования последовательности сложных стимулов, состоящих из нескольких простых. Такая возможность, в особенности в сочетании с поставляемым датчиком моторной реакции позволяет проводить исследования когнитивных функций: Go/ No-Go discrimination (P300), Odd-ball task (P300), Omitted stimulus condition (на базе CNV), Transient attention, Mismatch negativity, моторный потенциал и другие психофизиологические исследования, предполагающие наличие канала обратной связи с пациентом с двумя вариантами ответа. В сочетании с субъективными ответами и объективными характеристиками ВП может быть использовано время реакции ответа на соответствующие группы стимулов.

Добавляется возможность совокупного анализа взаимосвязей между различными структурами мозга на основе функций комплексной когерентности, функций взаимного спектра и кросскорреляционных функций. Оригинальное представление результатов обработки облегчает выявление существующих закономерностей.

Существенное развитие в электроэнцефалографе-анализаторе «Энцефалан-131-03» получили математические методы обработки для выявления эквивалентных источников электрической активности мозга. Наряду с виртуальной моделью, реализованной ранее, закладывается возможность работы со стационарной моделью, позволяющей проследить в динамике активность основных переключательных узлов головного мозга. Количество этих узлов, их пространственное расположение и возможный разброс интерактивно настраивается. Предлагаются средства моделирования (по заданной траектории эквивалентных диполей производится генерация предполагаемых корковых ответов).

В процессе съема (в реальном масштабе времени) может производиться спектральный анализ скользящим окном, результаты обработки визуализируются в виде топографических карт спектров мощности по ритмам. Таким образом исследователь видит нативные сигналы ЭЭГ (причем в любой выбранной схеме отведений) и меняющиеся в процессе съема карты спектральных характеристик. Референтная реконструкция может производиться по любой заданной пользователем схеме. Кроме того дается возможность просмотра в средневзвешенной схеме отведений и в схеме отведений от источника (source derivation).

Режим вертикального сплита позволяет одновременно просматривать различные фрагменты одного и того же исследования или вообще разные исследования. Каждое из окон имеет свои автономные настройки.

Широкий набор функций работы с фрагментами позволяет быстро получить доступ к нужному фрагменту, формировать список именованных фрагментов, производить экстракт исследования из отмеченных фрагментов и удаление или фильтрацию с заданными характеристиками выбранных фрагментов и т.д.

Для полномасштабных статистических обработок предусмотрена двусторонняя связь с наиболее популярным статистическим пакетом «Statistika/v 5.1» фирмы StatSoft. Наличие электронной картотеки с широким спектром возможностей позволяет легко манипулировать с имеющимися данными.

Имеются средства автоматического формирования выходного документа, в котором отражаются основные характеристики фоновой активности (амплитудные и частотные характеристики ритмов, выраженность ритмов, оценка зональных различий альфа-активности, области максимальной выраженности, наличие фокусов патологической активности, наличие и степень выраженности пароксизмальной активности, наличие и степень выраженности амплитудной и частотной асимметрии), реакции на проводимые функциональные пробы (открывание/закрывание глаз, ритмическая фото- и фоностимуляция, гипервентиляция, медикаментозные пробы). Кроме описательных характеристик производится классификация ЭЭГ и оценка степени нарушения ЭЭГ.

Разработанный электроэнцефалограф-анализатор «Энцефалан-131-03» отвечает всем требованиям Американской Медицинской Ассоциации по ЭЭГ (AMEEGA) и без сомнения может удовлетворить самым взыскательным требованиям как практического врача, так и пытливого исследователя-нейрофизиолога.

ЛИТЕРАТУРА

1. Зенков. Клиническая электроэнцефалография с элементами эпилептологии, Таганрог, 1996 г.

2. Гнездицкий, П.А. Федин, О.С. Корепина, А.С. Барбаш. Трехлетний опыт использования цифровой безбумажной ЭЭГ в лаборатории клинической нейрофизиологии института неврологии. В сб. Современное состояние методов неинвазивной диагностики в медицине, 1996, с.52-55.

УДК 616 -072.5

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ РЕГУЛЯЦИИ АД С ПОМОЩЬЮ РЕОГРАФА-ПОЛИАНАЛИЗАТОРА «РЕАН-ПОЛИ»

Н.Н. Калиниченко, А.А.Скоморохов

Научно-производственная коммерческая фирма «Медиком ЛТД» 347900, Россия, Ростовская область, г.Таганрог, ул. Ленина 99, тел/факс (86344) 26384, E-mail: [email protected] http://www.medlux.ru/misc/medicom

Регуляцию артериального давления (АД) рассматривают как классический пример гомеостатических реакций организма, а уровень АД является одним из относительно стабильных физиологических показателей. В то же время динамика и взаимодействие эффекторных звеньев функциональной системы формирования АД является лучшим индикатором деятельности любой подсистемы организма, которые она обеспечивает. Для обеспечения адекватного кровотока важен не абсолютный уровень АД, а баланс между повышением сердечного выброса и состоянием периферического сопротивления. Целью регуляции в сердечно-сосудистой системе является поиск поддержания оптимального режима работы сердца и обеспечение контроля адекватности распределения крови по разным органам.

Практически есть единая функциональная гемодинамическая система с едиными лабильными эффекторными звеньями, осуществляющими поддержание постоянства АД и формирование объемной скорости кровотока (Q), адекватной функционированию. Лишь в системе всего циркулярного аппарата может быть реализовано приспособление регионарного сосудистого русла к текущим условиям деятельности какого-либо органа. «Управляющим устройством» служат центральные