Устройство для регистрации постоянных электрических напряжений головного мозга Советский патент 1984 года по МПК A61B5/04 

Изобретение относится к экспериментальной и клинической медицине, а именно к неврологии, и может быть использовано в неврологической клинике и при изучении функциональных взаимоотношений в центральной нервной системе.

Известны металлические электроды, состоящие из стержня или пластинки из серебра, платины, никеля, нержавеющей стали и т. п. 1.

Над заданным участком мозга на поверхности головы пациента фиксируется при помощи щлема пара электродов. Регистрация напряжения, генерируемого мозгом, прО: водится путем считывания показаний щкалы или самописца прибора для усиления и регистрации электрических напряжений, вход которого содинен с электродами.

При регистрации постоянных электрических напряжений головного мозга с использованием таких электродов возникают ощибки измерения, что, снижает достоверность полученных данных. Это связано с поляризацией электродов, вследствие которой возникает разность потенциалов на границе электрод - кожа, называемая электродным потенциалом. В силу высокого сопротивления переходу ионов с электрода на кожу величина электродного потенциала значительно изменяется в ходе регистрации электрического напряжения мозга и суммируется с последним.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для регистрации постоянных электрических напряжений головного мозга, содержащее электрод, выполненный в виде корпуса с отверстием в рабочей части, заполненного токопроводящей средой, и проводника, расположенного внутри корпуса 2.

Однако и вэтом устройстве изменения электродного потенциала не могут быть полностью устранены и могут быть лишь сведены к некоторому минимуму порядка 5- 6 мВ/ч. Кроме того, возможны значительные кратковременные скачки электродного потенциала до 5-6 мВ. Поэтому для повышения достоверности полученных результатов необходим периодический контроль за величиной электродного потенциала. Для проведения такого контроля электроды снимают с головы испытуемого, погружают в токопроводящую среду, например физиологический раствор, присоединяют ко входу прибора для усиления и регистрации электрических напряжений (например, электрометру) и считывают значение электрического напряжения, которое и является электродным потенциалом. После этого электроды снова устанавливают на голове для продолжения процесса измерения.

Такую процедуру по измерению электродного потенциала периодически повторяют.

так как с течением времени электродный потенциал изменяется.

В связи с тем, что процедура контроля величины электродного потенциала преры5 вает процесс регистрации постоянных электрических напряжений мозга на 3-5 мин, т. е. на время, необходимое для измерения электродного потенциала, при регистрации постоянных электрических напряжений моз га могут быть пропущены кратковременные сдвиги постоянного напряжения, имеющие принципиальное значение для оценки достоверности информации о функциональных состояниях нервных центров.

Например, при исследовании изменения 5 функциональных состояний нервного центра под влиянием загрузки, свидетельствующих Q подвижности нервных процессов в не.м, важно уловить момент начала сдвига постоянного напряжения нервного центра, например моторной коры головного мозга, возникающего при последовательном многократном приложении физической нагрузки к конечности, функционально связанной с данным нервным центром, например, к руке испытуемого. Это важно для оценки профес5 сиональной пригодности к ряду профессий, для оценки пригодности к различным видам спортивной деятельности, для прогноза восстановления при проходящих нарушениях мозгового кровообращения и т. п.

При этом адекватным тестом приложения нагрузки, например, нажатия пальцем на пружинящую кнопку, является приложение ее короткими сериями, например по 30 сек каждая.

Перерыв между сериями должен выбис раться настолько коротким, чтобы во вре.мя перерыва не произошло восстановление работоспособности нервного центра, и равняется обычно также 30 сек.

В этом случае при указанном длительном процессе проверки дрейфа электрод0 ного потенциала оказывается невозможным ответить на следующий вопрос: после какой из серий приложения нагрузки произошло начало сдвига постоянного напряжения нервного центра (т. е. произошло изменение 5 функционального состояния нервного центра) , так как проверка электродного потенциала, длящаяся 3-5 мин, невозможна в 30-ти секундных паузах между приложениями нагрузки.

Вследствие этого кратковременные сдви0 ги постоянного напряжения, которые .могут возникнуть в промежутке между сериями, оказываются пропущенными.

Таким образом, .можно лишь констатировать, что в результате приложения нескольких серий нагрузок произощел сдвиг постоянного напряжения нервного центра. Однако нельзя сказать, когда именно он произошел. Поэтому нельзя уловить момент начала изменения функционального состояния в нервном центре у данного испытуемого. Недостатком применяемых устройств (электродов) является, таким образом, необходимость перерыва процесса измерения постоянного напряжения мозга для проведения периодического измерения электродного потенциала, длящегося 3-5 мин, что может привести к пропуску кратковременных сдвигов напряжения мозга и невозможности, вследствие этого, получения достаточно достоверной информации о функциональном состоянии нервных центров. Цель изобретения - повышение точности регистрации путем обеспечения непрерывности процесса измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регистрации постоянных электрических напряжений головного мозга, содержащем электрод, выполненный в виде корпуса с отверстием в рабочей части, заполненного токопроводящей средой, и проводника, расположенного внутри корпуса, содержит второй электрод, корпус которого выполнен в виде основания и подпружиненной крыщки, и гибкий токопроводящий шунт, один конец которого расположен в токопроводящей среде первого электрода, а другой закреплен в крышке второго электрода. На чертеже изображено устройство для регистрации постоянных электрических напряжений головного мозга, разрез. Устройство для регистрации постоянных электрических напряжений головного мозга содержит два электрода для установки их на голове испытуемого. Разъемный электрод 1 (слева) имеет корпус 2, например, из оргстекла, заполненный токопроводяшим наполнителем, например раствором агар - агара 3. Корпус 2 имеет отверстие 4. В отверстие вставлена прокладка 5, смоченная в токопроводящей жидкости, например ватка, смоченная в физиологическом растворе. Корпус имеет ограничивающий бортик 6, предназначенный также для крепления скобы; приклеенную к нему скобу 7 для фиксации электрода к фиксирующему шлему и крепежный винт 8. Сверху на корпус надета крышка 9, например, из оргстекла, с двумя отверстиями в верхнем торце. В отверстие 10 запрессован цилиндр 11, например, металлический, в который с небольшим натягом вставлена втулка 12, например, из оргстекла, в которую, в свою очередь, вставлен проводник (стержень) 13, изготовленный из серебра с хлорсеребряным покрытием и с припаянным на его конце проводом 14. В отверстие 15 запрессован цилиндр 16, например металлический. В цилиндр 16 вставлена левая (см. чертеж) часть токопроводящего шунта 17, соединяющего разъемный электрод 1 с неразъемным (справа), а на цилиндр сверху надета левая часть резиновой трубки. 18, также идущей к неразъемному электроду. Между верхним торцом корпуса и нижней поверхностью крышки вставлена пружина 19. Неразъемный электрод (справа) имеет корпус 20, например, из оргстекла, заполненный токопроводящим наполнителем, например раствором агар - агара 21. Корпус имеет отверстие 22. В отверстие вставлена прокладка 23, смоченная в токопроводящей жидкости, например, вата, смоченная в физиологическом растворе. Корпус имеет бортик 24 для крепления скобы, скобу 25 для фиксации электрода к шлему и крепежный винт 26. В верхнем торце корпуса имеются два отверстия. В отверстие 27 запрессован цилиндр 28, например металлический, в который вставлена правая часть токопроводящего шунта 17, а на цилиндр 28 сверху надета правая часть резиновой трубки. В отверстие 29 запрессован цилиндр 30, например металлический, в который с небольшим натягом вставлена втулка 31, например из оргстекла, в которую, в свою очередь, вставлен проводник (стержень) 32, изготовленный из серебра с хлорсеребряным покрытием и с припаянным на его конце проводом 33. На чертеже показано также схематическое изображение фиксирующего шлема и его шарнирных штанг 34 и 35, предназначенных для фиксации электродов на голове испытуемого. Устройство для регистрации постоянных электрических напряжений головного мозга работает следующим образом. В корпуса 2 и 20 заливается раствор агарагара, в отверстия 4 я 22 вставляются прокладки 5 и 23. В цилиндры 11 и 30 вставляются втулки 12 и 31 со вставленными в них проводниками (стержнями) 13 и 32. В цилиндры 16 и 28 вводится гибкий токопроводящий шунт 17, соединяющий оба электрода, предварительно продетый через трубку 18, которая предохраняет голову испытуемого от непосредственного контакта с увлаженным токопроводящим шунтом. Пара электродов устанавливается на голове испытуемого в нужных местах, определяемых задачами эксперимента., При этом оба корпуса 2 и 20 фиксирующего шлема, шарнирные штанги 34 и 35 которого вставляются в скобы 7 и 24, прижимаются к электродам крепежными винтами 8 и 26. Проводники (стержни) 13 и 32 соединяются при помоши проводов 14 и 33 с прибором для усиления и регистрации постоянных электрических напряжений, например, с электрометром. Контакт между кожей головы испытуемого и проводниками (стержнями) 13 и 32 осуществляется через раствор агар - агара 3 и 21 и прокладки 5 и 23. Проводится регистрация напряжения путем считывания его. значений со шкалы электрометра. При этом правая часть токо проводящего щунта 17 погружена в раствор агар,- агара 21, в то время как его левая часть находится над уровнем агар - агара 3, так как крыщка 9 находится в верхнем положении. При необходимости провести измерение электродного потенциала экспериментатор нажимает на крыщку 9, которая опускается в нижнее положение до ограничивающего бортика 6. При этом левая часть щунта 17, расположенная в разъемном электроде 1, соприкасается с раствором агар - агара 3. Таким образом, шунт закорачивает между собой растворы агар - агара 3 и 21, расположенные в разъемном и неразъемном электродах, закорачивая, тем самым, между собой проводники (стержни) 13 и 32 и, как следствие, закорачивая постоянные электрические напряжения головного мозга. Показания, считываемые со шкалы электрометра при закороченном электрическом напряжении мозга, составляют величину электродного потенциала. После измерения электродного потенциала, длящегося. 3-5 с, экспериментатор прекращает нажатие на крыщку 9, пружина19 поднимает крышку 9 в верхнее положение, шунт 17 поднимается над уровнем раствора агар - агара 3 и электроды перестают быть закороченными между собой. После этого процесс измерения постоянного электрического напряжения головного мозга продолжается. Предлагаемая разъемная конструкция одного из электродов, входящих в измерительную пару устройства, предусматривающая перемещение крышки электрода с запрессованными в нее шунтом в фиксируемое нижнее положение, в котором шунт закорачивает электроды между собой, мгновенный возврат крышки в верхнее положение с помощью пружины дает возможность снизить до 3-5 с время контроля величины электродного потенциала, т. е. сделать процесс регистрации постоянных электрических напряжений головного мозга практически непрерывным. Это позволяет регистрировать не только долговременные, но и кратковременные изменения постоянных электрических напряжений головного мозга и существенно повышать тем самым достоверность получаемой информации о функциональном состоянии нервных центров.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ПОСТОЯННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА, содержащее электрод, выполненный в виде корпуса с отверстием в рабочей части, заполненного токопроводящей средой, и проводника, расположенного внутри корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регистрации путем обеспечения непрерывности процесса измерения, оно содержит второй электрод, корпус которого выполнен в виде основания и подпружиненной крышки, и гибкий токопроводяший шунт, один конец которого расположен в токопроводящей среде первого электрода, а другой закреплен в крыщке второго электрода. 3