СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СДВИГА УРОВНЯ ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ГОЛОВНОГО МОЗГА Российский патент 1994 года по МПК A61B5/04 

Изобретение относится к экспериментальной и клинической медицине, точнее к неврологии, и может быть использовано в неврологической и психиатрической клинике при оценке стабильности функционального состояния головного мозга для диагностики нервных и психических заболеваний, а также при изучении функциональных взаимоотношений в центральной нервной системе.

Известны способы регистрации сдвига уровня постоянного электрического потенциала головного мозга (УПП). Над заданным участком мозга на поверхности головы пациента фиксируется при помощи шлема пара электродов, соединенных с усилителем электрических напряжений, имеющим регистратор усиливаемых сигналов. Регистрация сдвигов УПП проводится путем считывания показаний с регистратора в начале и конце сдвига и их сравнения.

Недостатком такого способа является то, что при измерении возникают ошибки, что снижает достоверность полученных данных. Это связано с тем, что сдвиг УПП, считываемый с регистратора, состоит из двух компонент: сдвига уровня постоянного электрического потенциала данного участка мозга, расположенного под электродами, свидетельствующего об изменении активности нижележащего мозгового субстрата, и сдвига потенциала кожного происхождения, зависящего от изменений биофизических характеристик кожи, а УПП фактически является суммой ЭДС мозга и ЭДС кожи. Сдвиг кожного компонента, суммируясь со сдвигом уровня постоянного электрического потенциала мозгового происхождения, вносит ошибку в измеряемую величину последнего.

Наиболее близким является способ регистрации сдвига уровня постоянного электрического потенциала головного мозга. Способ состоит в том, что устанавливают пару электродов на голове испытуемого над заданным участком головного мозга, создают внешнее воздействие для предварительного измерения кожного сопротивления, осуществляют регистрацию электрического потенциала с помощью усилителя с входным сопротивлением, превышающим 10⁶ Ом, определяют моменты начала и конца сдвига уровня постоянного электрического потенциала и по его значениям в эти моменты проводят оценку сдвига уровня постоянного электрического потенциала головного мозга.

В указанном способе для повышения достоверности полученных результатов в процессе регистрации сдвига УПП проводится контроль за стабильностью кожного потенциала. Для этого измеряют сопротивление кожи головы испытуемого между электродами в начале и конце сдвига УПП, так как известно, что сдвиг кожного потенциала сопровождается сдвигом кожного сопротивления и, если произошел сдвиг кожного сопротивления, то произошел и сдвиг кожного потенциала. Для изменения кожного сопротивления используют мост Уитстона. При этом через кожу в момент измерения пропускают ток от постороннего источника. После пропускания тока возникают паразитные сдвиги кожного потенциала из-за поляризации кожи током, а также из-за воздействия тока на биологически активные точки кожи, что во многих случаях сопровождается появлением дополнительных кожно-гальванических реакций. Эти сдвиги длятся 10-15 и более минут, вследствие чего первое измерение кожного сопротивления приходится делать за 10-15 и более минут до начала стимуляции объекта, вызывающей сдвиг УПП, во избежании суммирования указанного паразитного сдвига с регистрируемым сдвигом УПП, что внесло бы дополнительные ошибки в измерение параметров регистрируемого сдвига УПП. Второе измерение сопротивления кожи, проводимое для сравнения с первым, чтобы убедиться в неизменности кожного сопротивления и, следовательно, в стабильности кожного потенциала во время сдвига УПП, делают по окончании сдвига УПП, и таким образом вся процедура измерения стабильности кожного потенциала во время сдвига УПП длится 15-20 мин при длительности самого сдвига УПП 1,5-2,0 мин. Это делает невозможным практически мгновенный контроль стабильности кожного потенциала непосредственно во время кратковременного сдвига УПП, что необходимо для точной регистрации параметров сдвига УПП, так как за 15-20 мин кожный потенциал может измениться сам по себе и в особенности под влиянием стимуляции пациента для целей диагностики. Тем самым вносится принципиально неустранимая ошибка в измерение параметров сдвига уровня постоянного электрического потенциала головного мозга из-за невозможности уверенно судить об отсутствии паразитного сдвига кожного потенциала непосредственно во время сдвига УПП, вносящего ошибку в измеренные параметры сдвига уровня постоянного электрического потенциала головного мозга, что имеет принципиальное значение для оценки достоверности информации о функциональном состоянии мозга и диагностики ряда нервных и психических заболеваний.

Существенным недостатком прототипа является, таким образом, недостаточная точность регистрации сдвига уровня постоянного электрического потенциала головного мозга из-за принципиально неустранимой ошибки измерения параметров сдвига, возникшей за счет сдвига кожного потенциала в момент сдвига уровня постоянного электрического потенциала головного мозга, и невозможность вследствие этого, получения достаточно достоверной информации о функциональных перестройках нервных процессов в головном мозге, а также ошибочная диагностика ряда нервных и психических заболеваний.

Целью изобретения является повышение точности регистрации сдвига уровня постоянного электрического потенциала головного мозга.

Поставленная цель достигается тем, что с целью повышения точности регистрации за счет уменьшения влияния нестабильности кожного потенциала, в моменты начала и конца сдвига уровня постоянного электрического потенциала производят кратковременное шунтирование входа усилителя сопротивлением величиной порядка 10⁴ Ом, фиксируют при этом значения постоянного электрического потенциала, проводят сравнение коэффициентов сдвига уровня постоянного электрического потенциала в начале и конце сдвига, равных частному от деления значения уровня постоянного электрического потенциала при незашунтированном входе усилителя на значение уровня постоянного электрического потенциала при зашунтированном входе усилителя, после чего при их равенстве проводят регистрацию сдвига уровня постоянного электрического потенциала головного мозга, принимаемое за истинное.

В виду того, что при незашунтированном входе усилителя изменения УПП не зависят от изменения величины межэлектродного сопротивления кожи головы испытуемого, а при зашунтированном входе усилителя резистором, величина которого соизмерима с поперечной составляющей межэлектродного сопротивления кожи, т. е. имеет порядок 10⁴ Ом, амплитуда УПП уменьшается приблизительно в два раза и изменения УПП становятся зависимыми от изменений межэлектродного сопротивления кожи головы испытуемого, равенство между собой коэффициентов сдвига УПП в начале и конце сдвига означает, что сдвига кожного потенциала в процессе сдвига УПП не было.

Принципиальное отличие предлагаемых операций заключается в том, что оценка стабильности кожного потенциала, определяемая по оценке сдвига межэлектродного кожного сопротивления производится непосредственно в момент сдвига УПП.

Точность регистрации сдвига уровня постоянного электрического потенциала головного мозга тем самым повышается, так как регистрируется только сдвиг мозгового потенциала.

На чертеже проиллюстрирован предлагаемый способ.

Способ осуществляется следующим образом. На голове испытуемого 1 устанавливают пару регистрирующих электродов 2, 3. Электроды соединяют с усилителем 4 электрических напряжений (имеющим регистратор) с высоким входным сопротивлением величиной больше, чем 10⁶ Ом. Левый конец электрического шунта 5, выполненного в виде резистора величиной 10⁴ Ом, соединяют с левым входом усилителя электрических напряжений 4. Правый конец электрического шунта 5 соединяют с правым входом усилителя электрических напряжений 4 через разомкнутый выключатель 6. Затем проводят стимуляцию испытуемого, вызывающую сдвиг УПП. В начале сдвига уровня постоянного электрического потенциала проводят фиксацию его величины (в этом случае, т. е. при неподключенном параллельно входу усилителя электрических напряжений 4 электрическом шунте 5 изменения УПП не зависят от величины межэлектродного сопротивления кожи головы. Далее замыкают выключатель 6. Проводят повторную фиксацию УПП (при подключенном параллельно входу усилителя 4 электрическом шунте 5 УПП уменьшается приблизительно в два раза и становится зависимым от изменений межэлектродного сопротивления кожи головы испытуемого.

После указанной кратковременной процедуры отключают электрический шунт 5 от усилителя 4. После чего процесс измерения УПП продолжают вплоть до его окончания. По окончании сдвига УПП шунтирование входа усилителя повторяют. По окончании измерений вычисляют коэффициенты сдвига УПП К1 и К2, равные частным от деления значений УПП при незашунтированном входе на значение УПП при зашунтированном входе усилителя электрических напряжений 4 соответственно в начале и конце сдвига УПП. При равенстве обоих коэффициентов сдвига УПП между собой (К1= К2), сдвига кожного сопротивления и, тем самым, и сдвига кожного потенциала не произошло в момент сдвига УПП. Тем самым, нужные параметры сдвига УПП определялись только сдвигом постоянного потенциала мозгового происхождения, т. е. ошибки за счет сдвига кожного потенциала не было.

При неравенстве К1≠ К2 в момент сдвига УПП наряду со сдвигом постоянного потенциала мозгового происхождения произошел также и сдвиг кожного потенциала. В этом случае для получения истинных параметров сдвига мозгового потенциала измерения повторяют после устранения влияний, изменяющих биофизические характеристики кожи.

Использование новых операций, в ходе которых кратковременно шунтируют вход усилителя электрических напряжений электрическим шунтом с величиной электрического сопротивления, соизмеримого с поперечной составляющей межэлектродного сопротивления кожи головы испытуемого, т. е. порядка 10⁴ Ом, в начале и конце сдвига уровня постоянного электрического потенциала головного мозга и считывают значения уровней постоянного электрического потенциала с регистратора при незащутированном и зашунтированном входе усилителя электрических напряжений, а по окончании регистрации производят сравнение между собой коэффициентов сдвига уровня постоянного электрического потенциала в начале и конце сдвига, равных частному от деления значения уровня постоянного электрического потенциала при незашунтированном входе усилителя на значение уровня постоянного электрического потенциала при зашунтированном входе усилителя дает возможность, используя биотоки объекта измерения, оценить стабильность межэлектродного кожного потенциала непосредственно в момент сдвига уровня постоянного электрического потенциала головного мозга, существенно повышая тем самым точность регистрации сдвигов уровня постоянного электрического потенциала головного мозга. Увеличение точности регистрации сдвигов уровня постоянного электрического потенциала головного мозга создает положительный эффект, который состоит в увеличении достоверности получаемой информации о функциональных перестройках нервных центров в головном мозге, например, при изучении процессов утомления, подвижности нервных процессов и проч. , а также в увеличении достоверности функциональной диагностики нервных и психических заболеваний, таких как сосудистые поражения головного мозга, эпилепсия и др.

Увеличивается достоверность контроля эффективности применяемой терапии при этих заболеваниях. Увеличивается достоверность определения профессиональной пригодности к ряду профессий, связанных с операторской деятельностью. Увеличивается достоверность оценки пригодности к различным видам спортивной деятельности. (56) Аладжанова И. А. Медленные электрические процессы в головном мозге. Издательство АН СССР. М. : 1962, с. 25-218.

Физиологический журнал СССР. 1971, т. 57, N 7, с. 956-961.

Использование: изобретение относится к экспериментальной и клинической медицине, точнее к неврологии. Сущность изобретения: способ включает установку пары электродов на голове испытуемого над заданным участком мозга, подсоединение электродов к усилителю электрических напряжений, считывание в начале и конце сдвига значений постоянного электрического потенциала и сравнение их между собой. Новым является практически мгновенное шунтирование входа усилителя электрическим шунтом величиной порядка 10⁴Ом в начале и конце сдвига уровня постоянного электрического потенциала. Проводится сравнение между снижением усиления, возникающего при мгновенном шунтировании входа усилителя в начале и конце сдвига, что позволяет исключить ошибку измерения, возникающую за счет нестабильности межэлектродного кожного потенциала, выявляемого по нестабильности кожного сопротивления, так как при зашунтированном входе усилителя сдвиг зависит от сопротивления кожи головы, а при незашунтированном - не зависит, повышая тем самым точность регистрации. 1 ил.

СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СДВИГА УРОВНЯ ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ГОЛОВНОГО МОЗГА, состоящий в том, что устанавливают нару электродов на голове испытуемого над заданным участком головного мозга, создают внешнее воздействие для предварительного измерения кожного сопротивления, осуществляют регистрацию электрического потенциала с помощью усилителя с входным сопротивлением, превышающем 10⁶ Ом, определяют моменты начала и конца сдвига уровня постоянного электрического потенциала и по его значениям в эти моменты проводят оценку сдвига уровня постоянного электрического потенциала головного мозга, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регистрации за счет уменьшения влияния нестабильности кожного потенциала, в моменты начала и конца сдвига уровня постоянного электрического потенциала производят кратковременное шунтирование входа усилителя сопротивлением величиной порядка 10⁴ Ом, фиксируют при этом значение постоянного электрического потенциала, проводят сравнение коэффициентов сдвига уровня постоянного электрического потенциала в начале и конце сдвига, равных частному от деления значения уровня постоянного электрического потенциала при незашунтированном входе усилителя на значение уровня постоянного электрического потенциала при зашунтированном входе усилителя, после чего при их равенстве проводят регистрацию сдвига уровня постоянного электрического потенциала головного мозга, принимаемое за истинное.