Устройство для выделения слуховых вызванных потенциалов Советский патент 1983 года по МПК A61B5/12 

Изобретение относится к медицинской технике,а И1денно к устройствам збнаружения и выделения с диагности.ческими целями биосигналов человеческого организма, и может быть использовано для регистрации слуховых вызванных потенциалов (СВП. Известно устройство для суммирования амплитуд биоэлектрических сигналов, представляющих собой аддитивную смесь электрических вызванных сигналов и фоновой активности, содер жащее сумматор амплитуд ij . Недостатком этого устройства является то, что оно эффективно только в том случае, когда амплитуды биоэле трических сигналов превыиргот уровень шумов. В силу этого эффективность суммирования является неприемлемой для выделения биоэлектрических -сигналов, в частности СВП, когда , уровень гаумов превышает уровень биоэлектрических сигналов. Наиболее близким к из-обретению является устройство, которое содержит тракт -акустической стимуляции, включанщий генератор электрических сигналов звуковой частоты, соединенный с преобразователем электрических сигналов в акустические, тракт приема сигналов биоэлектрической активности головного мозга, включакядий последовательно соединенные электрод усилитель, полосовой фильтр, блок вы читания и накопитель, тракт компен сации сигналов помех, включающий пос ледователыю соединенные электрод и усилитель 2 .. Недостатком известного устройства является большая неточность измерения СВП, так как оно не обеспечивает подавление сигналов фоновой актив ности. Кроме того, при неавтоматичес кой компенсации помех значительнхэ увеличивается время вьщеления СВП. Целью изобретения является повышение точности измерения и сокращение времени вьаделения СВП, Поставленная цель достигается тем что устройство, содержащее тракт . акустической стимуляции, включающий генератор электрических сигналов зву ковой частоты, соединенный с преобразователем электрических сигналов в акустические, тракт сигналов биоэлектрической активности головного мозга, включакящй последова тельно соединенные электрод, усили712тель, полосовой фильтр, блок вычитания и накопитель, тракт компенсации сигналов помех, включающ11й после довательно соединенные электрод и усилитель, содержит сумматор,-а в тракт компенсации помех введены N n;i раллельных каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосово,й фильтр, регулируемые фазовращатель и перемножитель, причем .входы полосовых фильтров каждого канала соединены между собой и Свыходом усили-теля, а выходы перемножителей каждого канала через сумматор подсоединены к второму входу блока вычитания. На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства. Устройство для выделения СВП содержит тракт акустической стим ляции, включающий генератор 1 электрических сигналов звуковой частоты, соединенный с преобразователем 2 электрических сигналов в акустические, тракт 3 приема сигналов биоэлектрической активности головного мозга, включаюпщй последовательно соединенные электрод 4, усилитель 5, полосовой фильтр 6,блок 7 вычита- ния и накопитель 8, тракт 9 компенсации сигналов помех, включающий пос ледовательно соединенные электрод iO и усилитель 1,1 и N параллельньгх каналов 12, каждый из KOTOpjbix содержит последовательно соединенные полосовой фильтр 13, регулируемые фазовращатель 14 и перемножитель 15, причем входы полосовых фильтр 13 f каждого канала 12 соединены между собой и с выходом усилителя 11, а выходы, перемножителей 15 каждого канала 12 через сумматор 16 подсоединены к второму входу блока 7 вычитания. Устройство работает следующим образом. Выработанные генератором 1 электрические сигналы преобразуются с по- мощью преобразователя 2 электрических, сигналов в акустические,которые воздействуют на испытуемого, помещенного в электро- и звукоизолированную комнату. С помощью электрода 4 аддитивная смесь биоэлектрических вызваиньк сигналов и фоновой активности, возникающих в ответ на акустические стимулы, отводится от поBepkHocTH головы испытуемого (например вертекс а) и через усилитель 5 и полосовой фильтр Ь поступяет на блок 7 вычитания. Полос а пропускания фильтра 6 подобрана таким образом, чтобы не искажались временные харатстёристики СВП. Определяются составляюгцие фоно вой активности, которые оказывают наибольшее маскирующее влияние на полезный сигнал СВП. Например, для полосы частот 130 Гц основную энергию фоновой активности несут af, , 5, у и i -ритмы. Одновременно с помощью электрода 10, установленного, например, в области сильвиевой борозды, отводят сигналы фоновой/(активности и после предварительного усиления на усилителе 11 подают их на входы частотных каналов t2. В общем случае устройство может содержать N частотных каналов 12, т.е. по числу N возможных компонентов фоновой активности, маскирующих полезный сигнал. В случае же, KOI- да во внимание принимают только об , R, S , Jf ит -ритмы, то число частотных каналов 12 выбирают равным пяти При этом полосовые фильтры 13 этих каналов настраивают соответственно на частотные диапазоны и, (, б, Jf и t5-ритмов. Таким образом, после фильтров 13 в каждом канале 12 имеет место в основном сигнал только одной частоты, т.е. один биоритм. На фазовращателе 14 и перемножителе 15 каждого канала 12 сигналы соответствующих компонентов фоновой активности вьфавниваются по фазе и амплитуде с соответствующими компонентами фоновой активности аддити ной смеси в тракте 3 (т.е. обеспечи вается условие их синфазности и равенства энергий), что необходимо дл качественной компенсации сигналов фоновой активности на блоке 7 вычитания,i Коэффициенты перемножения . . U-1 Н кяжйого частотного канала 12 подбирают индивидуально для , каждого испытуемого при сопоставительном анализе энергетических спектров биоэлектрической фоновой активности, отведенной с двух различных точек поверхности головь) испытуемого (например, от вертекса и сильвиевой борозды). Прошедиие обработку в частотных каналах 12 сигналы составлякчцих фоновой активности складьгеают на сумматоре 6, после чего результирующий .сигнал поступает на блок 7 вычитания, где вычитается из аддитивной смеси биоэлектрических вызванных сигналов и фоновой активности. Полученные после блока 7 вычитания реализации сигналов биоэлектрической активности поступают на накопитель 8, где накапливаются до достижения заданного отнощения сигнал-шум. При одном и том же количестве реализации предлагаемое устройство обеспечивает достижение отношения сигнал-шум в 3-4 раза больше, чем в известных устройства х. Если же за искомую величину брать заданное значение отношения сигналшум, то оно в предлагаемом устройстве достигается при меньшем числе реализаций (я 8-12 раз для различных испытуеьфк) и при меньшем времени вьщеления С1Ш. Таким образом, устройство обеспечивает повышение точности измерения и сокращение времени выделения СВП путем повьш1ения отношения сигнал-шум при одновременном уменьшении числа .реализации и. времени их накоплений.

1н

KH

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЬЩЕЛЕНИР. СЛУХОВЬК BbDBAHHWX ГОТЕН1ШАЛОВ, содержащее тракт акустической стимуляции, включающий генератор электричес,ких сигналов звуковой частоты, соединенный с преобразователем электрических сигналов в акустические, тракт приема сигналов биоэлектрической активности мозга, включающий последовательно соединенные электрод, усилмтепь, полосовой фильтр, блок вычитания и накопитель, тракт компенсации сигналов помех, включающий псюледовательно соединенные электрод и усилитель, отличающееся . тем, что, с целью повышения точности измерения и сокращения времени вьщелеиия слуховых вызванных потенциалов оно содержит сумматор, а в тракт компенсации помех введены N параллельных каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр, регулируемые фазовра(Л и перемножитель,, причем входы полосовых фильтров каждого канала соединены между собой и с выходом усилителя, а выходы перемножителей каждого канала через сумматор подсоединены к второму входу блока выщтания, л СЛ vl