Материал: Методика повірки електроенцефалографа Нейровізор БММ-52

Методика повірки електроенцефалографа Нейровізор БММ-52

Міністерство освіти і науки України

Національний авіаційний університет

Інститут інформаційно-діагностичних систем

Кафедра біокібернетики та аерокосмічної медицини

ДОМАШНЯ РОБОТА

Тема: «Методика повірки електроенцефалографа Нейровізор БММ - 52 »

з дисципліни

«Метрологія біомедичної апаратури»

Виконав:

студент групи БМ-562

Ніжнік О.В.

Перевірив:

професор Кошова Л.О.

Київ 2014

Кафедра біокібернетики та аерокосмічної медицини

ЗАВДАННЯ

на курсову роботу з дисципліни

«Метрологія біомедичної апаратури»

Група 512 Студент Ніжнік Олександр

Дата видання_________________

Дата виконання______________

Тема курсової роботи: «Методика повірки електроенцефалографа Нейровізор БММ - 52»

Вихідні дані: методи випробувань портативного апарату Нейровізор БММ-52, принцип і пристрій роботи.

Необхідні креслення: структурна схема БМА, що повіряється, структурна схема повірки.

Зміст курсової роботи: завдання, вступ, опис БМА, що підлягає повірці; огляд НТД, методика повірки, висновки, список літератури

Завдання отримав _____________________

Дата, підпис

Керівник курсової роботи__________________

Підпис

Зміст

Вступ

. Опис електроенцефалографа

2. Структурна схема та принцип дії електроенцефалографа

2.1 Характеристика електродів електроенцефалографу

.2 Характеристика блоку комутації та блоку підсилення ЕЕГ

.3 Характеристика блоків фільтрації, калібрування, реєстрації

.4 Характеристика блоку стимуляції

.5 Характеристикаблоку АЦП

3. Комплектація та технічні дані ЕЕГ

4. Класифікація приладу Нейровізор БММ-52

. Методика повірки електроенцефалографа Нейровізор БММ-52

.1 Операції повірки

.2 Засоби повірки приладу

.3 Вимоги безпеки та до кваліфікації повірників

.4 Умови проведення повірки

6. Проведення повірки

6.1 Зовнішній огляд

.2 Опробування

.2.1 Перевірка дії органів управління та індикації

.2.2 Перевірка працездатності вимірювальних каналів і приводу носія запису

.2.3 Перевірка можливості калібрування ЕЕ - приладу по вбудованому калібратору

.2.4 Перевірка працездатності пристрою контролю електродів

.2.5 Перевірка функціонування та підтвердження відповідності програмного забезпечення

.2.6 Перевірка функціонування ЕЕА в режимі реєстрації та аналізу сигналів

.3 Визначення метрологічних характеристик

.3.1 Визначення метрологічних характеристик в режимі ЕЕГ - досліджень

.3.2 Визначення відносної похибки калібратора амплітуди реєструючих ЕЕ- приладів

.3.3 Визначення відносної похибки калібратора міток часу ЕЕ - приладів

.3.4 Визначення відносної похибки реєстрації калібрувального сигналу ЕЕА

.3.5 Визначення ідентичності форм ЕЕГ- сигналів. Визначення діапазону і відносної похибки вимірювання амплітудних і часових параметрів сигналів ЕЕГ

.3.6 Визначення рівня внутрішніх шумів , наведеного до входу

.4 Оформлення результатів повірки

Висновок

Використана література

Вступ

Важливе місце в дослідженні діяльності головного мозку здобуває вивчення його електричних потенціалів. Ще в 70-х роках дев'ятнадцятого століття відомий харківський фізіолог В.Я. Данилевський описав зміну електричних потенціалів задніх відділів кори головного мозку при слуховому роздратуванні, а передніх її відділів - при роздратуванні шкіри. Так, уперше електрофізіологічне дослідження одержали значення у виробленні представлень про локалізацію функцій. Надалі цей напрямок знайшов розвиток у роботах В.М. Бехтерева і його співробітників. В.Я. Данилевський також указав, що в корі мозку відзначаються коливання електричних потенціалів і без нанесення роздратування на рецептори чи аферентні нерви.

Це положення в 1882 р. було більш детально розроблене І.М. Сєченовим, що відкрив ритмічні електричні коливання в довгастому мозку жаби, що не тільки виникали без роздратування рецепторів, але навіть гнітилися при нанесенні сильного роздратування.

Важливим моментом у дослідженнях електричних явищ у великих півкулях головного мозку з'явилося застосування для їхнього вивчення В.В. Правдич-Неминським (1925) малоінертного струнного гальванометра замість інертних дзеркальних гальванометрів колишніх дослідників. Відводячи до струнного гальванометра біоструми від кори мозку ссавців, Правдич-Неминський точно описав (за назвою хвиль I і II порядку) ті електричні коливання в корі, що тепер звичайно позначаються як альфа- і бета - ритми. Пізніше, у 1929 р., німецький психіатр Г. Бергер почав дослідження електричної активності кори мозку в людини, відводячи біоструми мозку в малоінертний гальванометр через підсилювач.

Реєстрація електричних явищ кори мозку в людини, здійснювана через покриви черепа і шкіру, дозволила широко розвити вивчення електричних явищ у вищому відділі центральної нервової системи. В даний час запис електричних явищ мозку - електроенцефалографія придбала в клініці поразок головного мозку приблизно таке ж значення, яке електрокардіографія одержала в клініці поразок серця.

Електроенцефалограма здорової дорослої людини в стані спокою характеризується визначеними рисами: від всіх областей приділяються коливання потенціалу з частотою 8-10 Гц з амплітудою 50-100 мкв - названі альфа-ритмом. Крім альфа-ритму на ЕЕГ здорової дорослої людини реєструються коливання більш високої частоти - бета-ритми - 13-30 Гц, так і більш низької частоти 0,5 -3 Гц - дельта - ритми і 4 - 7 Гц тета - ритми. У спокійному стані на тлі вираженої альфа-активності ці коливання практично не помітні, тому що в нормі амплітуда їх набагато нижче чим альфа: досягає лише 10-20 мкв. При зміні стану, наприклад, при роздратуваннях, коли альфа-ритм депресирується, вони стають чітко видними і можуть збільшуватися по амплітуді. При гальмових станах (дрімота, сон) із гнобленням альфа - ритму наростає амплітуда низькочастотних складових - дельта і тета.

Електроенцефалографія вважається одним із класичних методів психофізіологічних досліджень. Хоча і визнається, що, незважаючи на перспективність цього методу, він залишається для психофізіолога поки ще й одним з найменш зрозумілих джерел даних, а інформативність одержуваних результатів багато в чому залежить від досвіду дослідника.

Використовують велику кількість приладів, які відрізняються між собою кількістю каналів. Аналізатор - монітор біопотенціалів головного мозку Нейровізор БММ- 52 призначений для реєстрації біоелектричних потенціалів активності мозку та аналізу їх залежності від часу з метою діагностики. Синхронно з ЕЕГ можлива реєстрація та аналіз до 4 біомедичних сигналів з поліграфічних датчиків.

. Опис електроенцефалографа

Аналізатор - монітор біопотенціалів головного мозку Нейровізор БММ- 52 містить 48 каналів і призначений для реєстрації біоелектричних потенціалів активності мозку та аналізу їх залежності від часу з метою діагностики . Синхронно з ЕЕГ можлива реєстрація та аналіз до 4 біомедичних сигналів з поліграфічних датчиків.

Аналізатор призначений для застосування в кабінетах функціональної діагностики , прийомних і лікувальних відділеннях багатопрофільних і неврологічних стаціонарів , оздоровчих пунктів , поліклінік , клінік , науково дослідних інститутах. Проведення ЕЕГ має вирішальну роль у діагностиці захворювань, що проявляються втратою свідомості, судомами, запамороченнями, непритомностями, вегетативними кризами. ЕЕГ інформативна при головних болях, епілепсії, панічних атаках, істерії.

Покази для проведення ЕЕГ:

-        Обмороки;

         Будь-які приступоподібні чи періодичні патологічні стани мозкового походження;

         Приступоподібні розлади під час сну;

         Переважна більшість неврологічних порушень;

         Черепно-мозкові травми та їх наслідки;

         Мозкові інсульти та їх наслідки;

         Поведінкові та емоційні розлади;

         Невротичні та неврозоподібні прояви;

         Розлади мови, поведінки та адаптації в дітей і підлітків;

         Затримки психічного та психомоторного розвитку;

         Розлади особистості в дорослих;

         Всі види епілептичних приступів;

. Структурна схема та принцип дії електроенцефалографа

Цифровий ЕЕГ Нейровізор БММ-52 складається з: датчиків, блоку комутації, підсилення, АЦП, вводу даних, комп’ютера, стимуляції, генератору каліброваних сигналів (Рис. 1).

Рис. 1 Структурна схема ЕЕГ

.1 Характеристика електродів електроенцефалографу

Найпершим елементом блок-схеми електроенцефалографа є електроди, що знімають потенціал з кори головного мозку. У ЕЕГ використовуються цільнопресовані електроди (Ag / AgCl), які широко застосовується на практиці і можуть бути легко виготовлені в лабораторних умовах. За своїми характеристиками вони наближаються до абсолютно неполяризованого електрода.

Структура електрода зображена на рис. 2. Основою електрода служить металеве срібло з припаяним і ізольованим з’єднувальним проводом. Зовні срібло покрито сіллю AgCl. Ця сіль не розчинна у воді, тому електрод не руйнується з часом.

Рис. 2. AgCl електрод

Як правило, срібні електроди дають неспотворену реєстрацію ЕЕГ. У випадках виникнення явищ поляризації срібні.

.2 Характеристика блоку комутації та блоку підсилення ЕЕГ

Для того, щоб багато електродів могли паралельно в часі реєструвати біопотенціали КГМ необхідна їх комутація. Перш за все для кожного підсилювального блоку є багатоконтактний комутатор відведень ЕЕГ, що дозволяє по кожному каналу комутувати електроди, які знаходяться на голові випробовуваного в потрібній комбінації. У комутаторі вхідним клемам підсилювача, позитивної і негативної, відповідають ступінчасті перемикачі, які можуть займати одне з положень згідно нумерації контактних гнізд на вхідній коробці електроенцефалографа.

Окрім комутації по окремих каналах, електроенцефалограф дозволяє за допомогою спеціальних перемикачів на заздалегідь змонтованій схемі комутувати в певних комбінаціях електроди відразу по всіх каналах відведення. Звичайно передбачається 4-5 таких схем. Дана система комутації володіє тією перевагою, що позбавляє від необхідності комутувати відведення окремо на кожному з каналів посилення. У цифровому електроенцефалографі всі регулювання чутливості і комутації електродів здійснюються програмно з клавіатури комп’ютера. Регулювання чутливості дозволяють підібрати посилення так, щоб одержати оптимальний режим реєстрації залежно від амплітуди вхідного сигналу. Можливість регулювання коефіцієнта посилення приладу в широких межах дозволяє використовувати електроенцефалограф для запису не тільки ЕЕГ, але і інших біологічних сигналів, таких як ЕМГ, ЕКГ, а також сигналів від різного роду датчиків - перетворювачів дихання, опору, механічних коливань і ін.

Після відведення електричні потенціали подаються на входи підсилюючих пристроїв. Вхідна коробка електроенцефалографа містить 52 пронумерованих контактних гнізд, за допомогою яких до електроенцефалографа може бути приєднано відповідну кількість електродів. Крім цього, на коробці є гніздо нейтрального електроду, сполученого з приладовою землею підсилювача і тому заземлення, що позначається знаком, або відповідним буквеним символом, наприклад “Gnd” або “N”. Відповідно електрод, встановлений на тілі обстежуваного і під’єднуваний до цього гнізда, називається електродом заземлення. Він служить для вирівнювання потенціалів тіла пацієнта і підсилювача.

Рис.3. ЕЕГ Нейровізор БММ-52.

Підсилюючі пристрої вмонтовуються з двох окремих блоків, зв’язаних в свою чергу сполучним кабелем, - блоку попереднього посилення і блоку власне реєстрації. Блок попереднього посилення складається з набору ідентичних попередніх підсилювачів відповідно числу каналів реєстрації (звичайно включений в єдиний блок з фільтрами). Кожний з каналів посилення має ручки управління, виведені на передню панель блоку попереднього посилення. Коефіцієнт посилення їх варіює від 20000 до 100000.

.3 Характеристика блоків фільтрації, калібрування, реєстрації

Для завдання смуги пропускання підсилювача на кожному з каналів є регулятори фільтрів високої і низької частоти. Фільтр низької частоти визначає верхню межу частот, які без спотворення пропускатимуться підсилювачем. Нейровізор БММ-52 дозволяє регулювати цю межу в межах від 0 до 100 Гц. Фільтри низької частоти використовують звичайно в тих випадках, коли в записі присутні високочастотні перешкоди, які не можуть бути виключені іншим способом.

Регулювання нижньої смуги пропускання електроенцефалографа досягають фільтрами високих частот (вибирається з ряду 5000 , 3000 , 2000 , 1000 , 500 , 400 , 300 , 200 , 100 , 90 , 80 , 70 , 60 , 50 , 40 , 30 , 20 , 10 , 5 , 2 , 1 Гц) шляхом зміни постійної часу підсилювача. Обмеження нижньої смуги пропускання приладу необхідне для виключення із запису артефактів повільних змін потенціалу шкіри, змін потенціалу, пов’язаних з незначними зсувами електродів і змінами у області контакту між шкірою і електродом.

Для стандартизації режиму роботи електроенцефалографа застосовують калібрувальний пристрій. Цей пристрій подає одночасно на входи всіх підсилювачів прямокутний сигнал поперемінно позитивній і негативній полярності, амплітуда якого може бути різною залежно від вибраного масштабу посилення. Для запису ЕЕГ використовують стандартний калібрувальний сигнал, меандр U= 200 мкВ (± 1 %) , частотою 1 Гц;

Для перевірки якості установки електродів є також омметр, що дозволяє визначити опір у області контакту електроду з досліджуваним об’єктом.

Після посилення сигнал подається в блок реєстрації електроенцефалографа.

Таким чином блок фільтрації має забезпечувати фільтрацію сигналу в смузі f = 0 - 1500 Гц без спотворення сигналу в основній його смузі. Через певні особливості, вказані вище, цей діапазон знижено до 0-100 Гц.

.4 Характеристика блоку стимуляції

Щоб проводити дослідження ВП в ЕЕГ існує блоку стимуляції. Він має забезпечувати можливість світлової та звукової стимуляції, та синхронно працювати з ЕОМ.

Для стимуляції світлом і звуком використовують фото стимулятор FSS4.

Для фотостимуляції зазвичай використовують короткі (порядку 150 мкс) спалахи світла, близького по спектру до білого, досить високої інтенсивності. Деякі системи фотостимуляторів дозволяють змінювати інтенсивність спалахів світла, що, природно, є додатковою зручністю.

Рис.4. Фотостимулятор FSS4.

Крім одиночних спалахів світла, фотостимулятори дозволяють проводити серії однакових спалахів бажаної частоти і тривалості.

2.5 Характеристика блоку АЦП

Після блоку підсилення сигнал ЕЕГ необхідно перетворити в цифрову форму, для подальшої його обробки на ПК.

У ЕЕГ Нейровізор БММ-52 сигнал записується на диск комп’ютера з одночасним висновком зображення на екран. Після закінчення реєстрації потрібні сторінки запису можуть бути виведені у вигляді паперової копії за допомогою принтера. При достатній швидкодії комп’ютера і каналу введення даних фільтрація сигналів може вироблятися програмно, що спрощує побудову аналогових фільтрів, забезпечує стабільність характеристик тракту обробки сигналів, дає можливість оперативного регулювання частотної характеристики..