Составители: Чернов В.И., Семенов С.Н., Балиашвили Д.У.

Составители: Чернов В.И., Семенов С.Н., Балиашвили Д.У.

УДК 616 – 072.7: 681.3

В.И.Чернов, Е.В.Мезенцев, Бородин В.И., С.Н.Семенов, Н.П.Сереженко, Д.У.Балиашвили. Информационные системы отделений функциональной диагностики: электроэнцефалографическое исследование. Комплексная оценка функционального состояния организма. Методические материалы для студентов Ш курса лечебного, педиатрического и медико-профилактического факультетов. – Воронеж, 2002. – 22 с.

Методические материалы посвящены изучению теоретических основ и программного обеспечения электроэнцефалографии и полиграфии. Методические материалы рассчитаны на одно лабораторное занятие и включают теоретические положения и указания к выполнению практической работы.

Рецензенты:

Заведующий кафедрой биологической химии ВГМА доктор медицинских наук профессор В. В. Алабовский

Доцент кафедры технической кибернетики и автоматического регулирования ВГУ кандидат технических наук В. А. Голуб

Методические материалы утверждены на заседании Центрального координационно - методического совета ВГМА им. Н.Н.Бурденко (протокол № 1 от 19 октября 2001 г.)

Тема: Изучение информационных систем отделений функциональной диагностики: электроэнцефалографическое исследование. Комплексная оценка функционального состояния организма.

Цель занятия и ее мотивационная характеристика: на оснований знаний и умений, полученных на предшествовавших занятиях продолжить изучение принципов организации и применения медицинских приборно-компьютерных систем отделений функциональной диагностики, а именно, автоматизированную систему электроэнцефалографии. Изучить теоретические основы и методику проведения полиграфии как методики комплексной оценки функционального состояния организма.

Эти знания, понимание принципов работы и умение использовать на практике компьютерные системы функциональной диагностики необходимы в работе как врача-специалиста, так и практического врача. Практическая деятельность врача в настоящее время связана с широким применением приборно-компьютерных систем, с умением анализировать результаты, полученные при проведении функционально-диагностических исследований. Правильное применение программ обработки результатов электрофизиологических исследований, умение грамотно трактовать полученные результаты необходимы для повышения качества диагностики и эффективности работы врача.

По результатам проведенного занятия студент (слушатель ФУВ) должен знать:

- теоретические основы проведения электроэнцефалографических исследований;

- основные принципы автоматизированной обработки сигнала и анализа результатов при электроэнцефалографии;

- теоретические основы методик комплексной оценки функционального состояния организма;

- основные принципы автоматизированной обработки и анализа результатов при проведении полиграфического исследования.

В процессе выполнения практической части занятия студенту (слушателю ФУВ) необходимо овладеть умениями:

- работы с программой обработки данных электроэнцефалографического исследования;

- основными навыками работы с программой анализа данных полиграфического исследования.

Оснащение: персональный компьютер IBM PC AT, программа автоматизированной обработки электроэнцефалограмм " Нейрон-Спектр-2" фирмы " НейроСофт", г. Иваново; программа анализа данных полиграфического исследования фирмы " Энергия-Саймен" г.Санкт-Петербург.

Основные теоретические положения применения, методики и технические средства, использующиеся в методике полиграфии.

Акцентный локус латентной информации (АЛЛИ) — операциональный термин для обозначения тех совокупностей психосемантических элементов, которые объединяются в единую матрицу и по совокупности реакций на свои вербальные эквиваленты статистически отличаются от всех прочих совокупностей.

Например, если человеку, поссорившемуся со своим начальником, предъявлять множество слов по много раз, регистрировать и усреднять при этом физиологические ответы, то отдельные слова («начальник», «конфликт», «работа») могут давать статистически отличающиеся от всех прочих реакции, но это будет достаточно случайным событием хотя бы потому, что экспериментатор никогда не знает наверняка, какие доступные его опыту вербальные эквиваленты соответствуют внутреннему образу данной ситуации для данного субъекта. С другой стороны, если применить адаптивный алгоритм, который будет перебирать слова и предъявлять их в таких сочетаниях, чтобы на выходе получить статистический критерий максимальной значимости, то будет получен АЛЛИ.

Кроме того, подход, использующий представления о семантических полях, заведомо ограничен рамками тезауруса экспериментатора, который может ни в коей мере не соответствовать таковому, имеющемуся у субъекта. В силу ограничений памяти и быстродействия компьютеров приходится ограничивать количество предъявляемых слов тем пределом, который без ущерба для здоровья достижим с конкретным субъектом.

Характеристика комплекса технических средств:

Комплекс включает:

1) средства управления экспериментом (как программные, так и аппаратные — интерфейсы ввода-вывода аналоговой информации, интерфейсы вывода цифровой информации для формирования командных сигналов на внешние устройства, периферийные устройства сопряжения и развязки и пр.);

2) средства предъявления семантической информации (визуальные —дисплей телевизионного типа с частотой развертки по вертикали 100 Гц, акустические — аналоговый магнитофон и комплекс акустических усилителей с аналого-цифровым преобразованием речевого сигнала на 64 кбайт);

3) средства подкрепления для выработки условных реакций (электростимулятор, фотофоностимулятор с акустическим усилителем мощности;

4) средства регистрации физиологических и/или поведенческих реакций (полиграфический комплекс с возможностью регистрации ЭКГ, ЭЭГ с усреднением вызванных потенциалов, электромио- и плетизмограммы, тремора, дыхания, кожно-гальванических реакций, а также программно-аппаратное таймерное устройство для регистрации времени реакции).

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5.

Задание 1. Работа с программой анализа данных электроэнцефалографического исследования системы " Нейрон-Спектр-2" фирмы " НейроСофт", г. Иваново.

1. Найдите в Norton Commander на диске «I» в каталоге ТЕМА_5 подкаталог EEG (при работе в Windows – папку «Тема 5», в ней – папку ЭЭГ), в ней — файл eeg.exe. Запустите его, нажав клавишу ENTER.

2. Управление программным комплексом осуществляется через клавиатуру. Для входа в основное меню нажмите клавишу F10.

3. Выберите в меню пункт " Обследование", нажмите клавишу ENTER, перемещаяcь внутри пункта с использованием клавиш ß и Ý выберите пункт " Работа с картотеками" и нажмите клавишу ENTER.

4. В появившемся диалоговом окне выберите пункт " рабочая картотека" и нажмите клавишу ENTER.

5. Выберите имя картотеки, соответствующее номеру вашей рабочей станции и нажмите клавишу ENTER.

6. Нажмите функциональную клавишу F3 для перехода в режим выбора записи обследования больного, в появившемся диалоговом окне выберите больного Балашова и нажмите клавишу ENTER. Вашему вниманию предлагается выполнить процедуры анализа электроэнцефалограмы при проведении функциональных проб с открыванием и закрыванием глаз, фотостимуляцией и гипервентиляцией.

7. В появившемся окне представлены электроэцефалографические кривые. В правой части окна приведены названия отведений, например Fp1A1, O1A1 и т.д. В нижней части экрана представлено проведение записи в схематическом виде (ФЗ — фоновая запись, ОГ — открыть глаза, ЗГ — закрыть глаза, ФС — фотостимуляция, ГВ — гипервентляция). Перемещение по записи осуществляется клавишами Ü и Þ, ускоренное перемещение осуществляется при одновременном нажатии клавиш Ctrl и Ü или Þ.

8. Выберите отведение О1А1 для детального просмотра. Для этого клавишей ß выберите это отведение, перемещая рамочку вокруг названия отведения, затем нажмите клавишу Пробел (Space). В появившемся окне представлено одно отведение, а также два маркера в виде вертикальных полос красного цвета, помеченных числами 1 и 2. Для того, чтобы сделать маркер активным, выберите его, нажав на клавиатуре клавишу, соответствующую его номеру (1 или 2). Например, нажмите клавишу 1. Перемещение маркера осуществляется клавишами Ü и Þ, ускоренное перемещение осуществляется при одновременном нажатии клавиш Ctrl и Ü или Þ. Выберите интересующую вас волну ЭЭГ, поставьте маркер на ее вершину, для перехода к дальнейшим операциям нажмите Esc. Затем нажмите клавишу 2, повторите процедуры, выберите соседнюю вершину, для перехода к дальнейшим операциям нажмите Esc. В окне будет приведено значение амплитуды и частоты анализируемой волны. Возможно изменение масштаба сигнала при нажатии клавиш " +" или " -". Для возврата в окно просмотра ЭЭГ в целом войдите в меню, нажав клавишу F10, нажмите клавишу ß для выбора пункта меню " Все отведения".

9. Для перехода в режим анализа кривых необходимо пометить блок анализа. Для этого необходимо нажать функциональную клавишу F10 и выбрать пункт меню " Эпохи", клавишей ß выберите пункт меню " Равномерно". Запись будет разбита равномерно на блоки анализа, помеченные цифрами 1, 2 и т.д., располагающимися на красных вертикальных полосах, обозначающих границы блока.

10. Для автоматического анализа биоэлектрической активности головного мозга нажмите клавишу F9 и дождитесь окончания анализа, о чем будет свидетельствовать исчезновение информационного окна проведения анализа из главного экрана с записью сигналов. Анализ проводится с использованием метода быстрого преобразования Фурье, позволяя автоматически вычислять анализируемые частотные диапазоны энцефалоритмики — альфа, бета, дельта и тета.

11. Для перехода в режим просмотра результатов анализа нажмите клавишу F10, затем клавишей Þ выберите пункт " Результаты", а в нем — подпункт " Таблица результатов" с помощью клавиши ß. В таблице представлены результаты анализа по отведениям и параметрам ритмов — амплитуда максимальная и средняя, индекс ритма, мощность индекса ритма, пиковые, средние мощности и мощности ритма, приведенные к частотному диапазону, минимальные и средние частоты в исследуемом частотном диапазоне. Для перехода к анализу следующей эпохе анализа нажмите клавишу F10 и в меню выберите пункт " Просмотр", а в нем — " Следующая эпоха". Для просмотра следующей функциональной пробы в меню необходимо выбрать пункт " Следующая проба". При выборе пункта меню " Режим отображения" можно просматривать данные по результатам расчета отдельных эпох, результатам анализа, усредненного по пробе и медианных результатов анализа. Для этого клавишами ß и Ý выберите соответствующий пункт и нажмите Enter.

12. Для просмотра результатов анализа в виде карт активности по результатам проведенных проб и диапазонам активности нажмите сочетание клавиш Shift F3, на экране будут отображены суммарные значения видов активности. Для более информативного анализа выберите пункт меню " Просмотр" и " Выбор палитры". Поэкспериментируйте, выбирая различные цветовые схемы и оцените наиболее демонстративные варианты.

13. Для просмотра результатов анализа в виде гистограмм, нажмите сочетание клавиш Shift F4, вам будут представлены результаты анализа по всем проведенным функциональным пробам в целом. Нажав клавишу F9 вы можете выбрать режим представления гистограмм. Например, выберите режим " Отдельная эпоха", перемещая рамку активного окна и маркер в виде · в поле " Отображение" с помощью клавиши Tab, а в данном окне клавишей Þ выберите пункт " Выбранная проба" и нажмите Enter.

14. Вы можете просмотреть результаты анализа в виде графика, отображающего данные спектрального анализа и карт биоэлектрической активности, нажав сочетание клавиш Shift F5. В правой половине экрана в виде графиков по отведениям представлены результаты спектрального анализа. На данном экране имеется маркер в виде вертикальной красной черты, помеченной цифрой 1. Для перемещения его нажмите цифру 1 на клавиатуре и клавишами Ü или Þ осуществите перемещение маркера в область пика частот в альфа-диапазоне, нажмите Enter. Частотные диапазоны в окне спектрального анализа указаны в его нижней части в виде полосок различных частот и помечены буквами Д, Т, А, Бм и Бб соответственно. Под этой полосой вы увидите значения измеренной мощности и частоты колебаний. В окне карт активности при этом вы увидите, как изменятся картины мощности по частотным диапазонам, значения мгновенной мощности и коэффициента асимметрии.

15. Для перехода в режим просмотра автоматически сформированного отведения, нажмите сочетание клавиш Shift F9, просмотрите результаты автоматического анализа, используя клавишу Page Down.

16. Нажмите сочетание клавиш Alt F3 до появления окна подтверждения окончания анализа.

17. После окончания анализа нажмите клавишу Enter и завершите работу с программой.

Задание 2. Работа с программой анализа данных полиграфического исследования системы фирмы " Энергия-Саймен" г.Санкт-Петербург.

1. Найдите в Norton Commander на диске I в папке " ТЕМА_5" каталог (папку) POLYGRAF, в ней — файл polexp.exe. Запустите его, нажав клавишу ENTER.

2. Вашему вниманию предлагается программа комплексной оценки состояния организма человека в условиях предъявления интенсивной психоэмоциональной нагрузки. Программа работает в демонстрационном режиме. Последовательно вам будут представлены данные анализа ритма сердца с использованием методов кардионтервалографии и спектрального анализа, анализа фаз дыхания, миограммы, электроэнцефалограммы. Представленные данные соответствуют состояниям покоя и предъявления нагрузки. По окончании тестирования выводятся данные о реактивности организма и его функциональных резервах.

Контрольные вопросы

1. Что представляют собой сигналы, регистрируемые и обрабатываемые при электроэнцефалографии? Перечислите основные частотные типы ЭЭГ-сигналов.

2. Перечислите основные недостатки методики регистрации ЭЭГ на бумажном носителе.

3. Каковы преимущества компьютерной регистрации и обработки сигнала при ЭЭГ?

4. Расскажите об основных условиях проведения ЭЭГ-исследования.

5. Назначение и основные типы функциональных проб, используемых при исследовании электрической активности мозга.

6. Каково практическое значение методики полиграфического исследования?

7. Перечислите технические компоненты комплекса полиграфического исследования.

8. Какие физиологические показатели регистрируются и анализируются при проведении полиграфического исследования.