Пристрій для реєстрації вестибулярних викликаних потенціалів

Реферат: UA 112698 U UA 112698 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медицини, а конкретно до методів та пристроїв, що використовуються в неврології, нейрохірургії для визначення патології ЦНС, і може бути використана для підвищення точності діагностики як периферійних, так і центральних порушень. Реєстрація викликаних потенціалів (ВП) мозку традиційно проводиться способом виділення, усереднення слабких потенціалів біоелектричної активності мозку при подачі аферентних стимулів під час реєстрації ЕЕГ. Види стимулів можуть бути як екзогенні - зорові, слухові, чутливі, так і ендогенні - когнітивні. Складність реєстрації ВП полягає в тому, що відповіді мозку значно нижче активності спонтанної ритміки ЕЕГ та інших сигналів, але мають з ними спільний спектр. Основним пристроєм, який використовується в даний час для виділення ВП, є пристрій для синхронного накопичення та усереднення [1]. Суть даного пристрою полягає в багаторазовій подачі стимулів і сумації кожної наступної відповіді з попередніми. Замість синхронного накопичення часто застосовують когерентне усереднення, коли відповіді не тільки підсумовують, а й ділять на число сумацій. Після декількох десятків усереднень співвідношення ВП до шуму спонтанної ритміки ЕЕГ достатньо, щоб достовірно виділити сигнал ВП. До шумів відносять всі процеси, не пов'язані зі стимулом, якими можуть бути як ритми спонтанної ЕЕГ, так і різні особисті артефакти (апаратні і фізіологічні). Найбільш близьким до запропонованого пристрою є відомий пристрій для діагностики усередненого викликаного потенціалу мозку і метод його використання (патент РФ № 2109482 від 27.04.1998 р. за заявкою № 95100822, МПК7 А61В 5/0484). Суть даного пристрою полягає в тому, що генерується короткий за тривалістю сигналом певної величини що діє на пацієнта, максимальне значення даного сигналу менше величини сигналу, відповідного больового синдрому, і записується викликана електрична активність мозку пацієнта у вигляді електричного сигналу напруги, а потім аналізуються отримані довголатентні викликані потенціали мозку, причому викликана електрична активність мозку записується протягом 500 мс, починаючи від моменту подачі сигналу, у вигляді аналогово-цифрового сигналу, встановлюється область пошуку компонентів N2, Р3 довголатентного викликаного потенціалу в інтервалі від моменту подачі сигналу до 340 мс, виділяється у встановленій сфері пошуку два тимчасових інтервалу від Т1 до Т2 і від Т2 до 340 мс для N2 і Р3 відповідно, де Т1 і Т2 - межі часових інтервалів, залежать від виду рецепторної структури, визначається мінімальне значення сигналу на інтервалі від Т1 до Т2 мс і максимальне значення сигналу на інтервалі від Т2 до 340 мс, обчислюється модуль різниці між певними максимальним і мінімальним значеннями сигналу, порівнюється отримане значення модуля різниці з величиною К, де К - встановлений експериментально коефіцієнт, і за отриманим в результаті порівняння позитивному числу оцінюється наявність довголатентного викликаного потенціалу мозку, а по отриманому в результаті порівняння негативному числу оцінюється відсутність довголатентного викликаного потенціалу мозку [2]. Відомий пристрій містить засіб подачі суб'єкту короткого по тривалості зовнішнього сигналу певної величини, максимальне значення якого менше величини сигналу, відповідного больового синдрому, засіб для реєстрації електричної активності мозку суб'єкта у вигляді електричного сигналу напруги, підключений до входу блока усереднення викликаних потенціалів, вихід якого підключений до входу блока аналізу довголатентних викликаних потенціалів мозку, при цьому блок аналізу довголатентних викликаних потенціалів мозку містить блок формування тимчасових інтервалів, вхід якого є входом блока аналізу, блок визначення мінімального значення сигналу на першому обраному часовому інтервалі і блок визначення максимального значення сигналу на другому вибраному інтервалі, входи яких підключені до виходів блока формування тимчасових інтервалів, блок обчислення модуля різниці, до входів якого підключені виходи блоків визначення максимального і мінімального значення сигналу на вибраному інтервалі, блок порівняння, підключений входом до виходу блока обчислення модуля різниці, блок ідентифікації довголатентного викликаного потенціалу з дисплеєм, входом, підключеним до виходу блока порівняння, а вихід якого служить виходом блока аналізу, до якого підключений блок управління засобом подачі суб'єкту сигналу впливу, вихід якого підключений до засобу подачі суб'єкту короткого по тривалості зовнішнього сигналу певної величини. Недоліком відомого пристрою є великий час реєстрації викликаних потенціалів, оскільки викликаний потенціал визначається як результат усереднення реалізацій із серії 150-200, що подаються суб'єкту, стимулів (у разі довголатентного потенціалу - з 20-25 реалізацій, в яких подавалися значимі стимули), і низька точність діагностики викликаного потенціалу мозку через значні відмінності у амплітуді і формі кривих в окремих реалізаціях. 1 UA 112698 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Задачею запропонованої корисної моделі є розробка більш ефективного пристрою для діагностики стану вестибулярного аналізатора, тобто пристрою для реєстрації вестибулярних викликаних потенціалів. Поставлена задача вирішується тим, що даний пристрій складається з наступних елементів: трьох електродів 1 - активного, 2, 3 - пасивних, комутатора - 4, підсилювача електричних сигналів - 5, аналогово-цифрового перетворювача (АЦП) - 6, обчислювального процесора - 7, оперативно-запам'ятовуючого пристрою (ОЗУ) - 8, компаратору - 9, пристрою виводу інформації на монітор - 10, монітору - 11, поворотного крісла - 12, поворотного пристрою - 13, принтеру 14, даний пристрій реєструє латентні показники, по числових параметрах яких оцінюють стан вестибулярного аналізатора пацієнта, пристрій функціонує і використовується наступним чином - пацієнт сидить на спеціальному кріслі 12 з поворотним пристроєм 13 у зручній для нього позі, три електроди пристрою встановлюють на голову пацієнта: 1 один на вертексному, інші 2 і 3 справа та зліва на мастоїдальному відведенні, з електрода 1, що встановлюють на вертексі, реєструють біоелектричну активність головного мозку, сигнал з електричної активності через комутатор 4 надходить в підсилювач 5, підсилений по амплітуді сигнал іде в аналоговоцифровий перетворювач 6, з АЦП 6 інформація в цифровому вигляді надходить в процесор 7, який обробляє цифрову інформацію на протязі 1 хвилини та запам'ятовує її як "нульовий" рівень біоелектричної активності головного мозку, так звану "ізолінію", дану інформацію він передає в оперативно-запам'ятовуючий пристрій 8, де проходить накопичення даної інформації, після цього процесор 7 дає команду на поворотний пристрій 13, який приводить в діє крісло 12, поворотне крісло 12 відхиляється на кут 30° від початкового положення, при цьому продовжується реєстрація біоелектричної активності головного мозку, одночасно з передачею команди процесором 7 на поворотний пристрій 13 він починає відлік часу, при появі в процесорі 7 сигналу вище "нульового" рівня спрацьовує компаратор 9, який зупиняє відлік часу і таким чином реєструється поява першого позитивного відносно "ізолінії" піку викликаного потенціалу, дані про час виникнення першого позитивного піку заносяться процесором 7 в ПЗУ 10, під час дослідження крісло відхиляється праворуч 16 раз і реєструється час появи другого - відносно "ізолінії" від'ємного піку, та надалі час появи третього позивного відносно "ізолінії" піку, весь процес діагностики відображається на екрані монітора, можна спостерігати викликані потенціали, що виникають в лівій і правій півкулі головного мозку, одночасно, оскільки комутатор працює з частотою 100 кГц, то похибка вимірювання часу виникнення часу піків вестибулярних викликаних потенціалів лівої та правої півкуль головного мозку не перевищує 0,01 %, аналогічно проводиться дослідження вестибулярних викликаних потенціалів при відхиленні крісла 12 на кут 30° від початкового положення праворуч, результати обстеження пацієнта виводяться на монітор 11, принтер 14 та зберігаються в пам'яті комп'ютера. Для об'єктивної прямої кількісної оцінки стану вестибулярного апарату пацієнта використовується вестибулярний стимулятор, надаючи пацієнту, сидячому у рухомому кріслі, прискорення у фіксованій площині для отримання викликаних потенціалів, по латентних періодах виникнення яких оцінюють стан вестибулярного аналізатора пацієнта. Пропонований пристрій для реєстрації та діагностики вестибулярного викликаного потенціалу мозку складається з наступних елементів: трьох електродів 1 - активний, 2, 3 пасивні, комутатор - 4, підсилювач електричних сигналів - 5, аналогово-цифровий перетворювач (АЦП) - 6, обчислювальний процесор - 7, оперативно-запам'ятовуючий пристрій (ОЗУ) - 8, компаратор - 9, пристрій виводу інформації на монітор - 10, монітор - 11, поворотне крісло - 12, поворотний пристрій - 13, принтер - 14. На кресленні приведена блок-схема запропонованого пристрою. Запропонований пристрій функціонує наступним чином. З електрода 1, що встановлюється на вертексі, реєструється біоелектрична активність головного мозку. Сигнал з електричної активності через комутатор 4 надходить в підсилювач 5, підсилений по амплітуді сигнал іде в аналогово-цифровий перетворювач 6. З АЦП 6 інформація в цифровому вигляді надходить в процесор 7, який обробляє цифрову інформацію на протязі 1 хвилини та запам'ятовує її як "нульовий" рівень біоелектричної активності головного мозку, так звану "ізолінію". Дану інформацію він передає в оперативно-запам'ятовуючий пристрій 8, де проходить накопичення даної інформації. Після цього процесор 7 дає команду на поворотний пристрій 13, який приводить в діє крісло 12. Поворотне крісло 12 відхиляється на кут 30° від початкового положення. При цьому продовжується реєстрація біоелектричної активності головного мозку. Одночасно з передачею команди процесором 7 на поворотний пристрій 13 він починає відлік часу. При появі в процесорі 7 сигналу вище "нульового" рівня спрацьовує компаратор 9, який зупиняє відлік часу і таким чином реєструється поява першого позитивного відносно "ізолінії" піку викликаного потенціалу, дані про час виникнення першого позитивного піку заносяться 2 UA 112698 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 процесором 7 в ПЗУ 10. Під час дослідження крісло відхиляється праворуч 16 раз і реєструється час появи другого - відносно "ізолінії" від'ємного піку, та надалі час появи третього позивного відносно "ізолінії" піку. Запропонований пристрій реалізується наступним чином. Пацієнта усаджують на спеціальному кріслі 12 з поворотним пристроєм 13 у зручній для нього позі. На голову пацієнта встановлюють три електроди: 1 один на вертексному, інші 2 і 3 - справа та зліва на мастоїдальному відведенні. Весь процес діагностики відображається на екрані монітора. При цьому на моніторі можна спостерігати ВВП, що виникають в лівій і правій півкулі головного мозку, одночасно. Оскільки комутатор працює з частотою 100 кГц, то похибка вимірювання часу виникнення часу піків ВВП лівої та правої півкуль головного мозку не перевищує 0,01 %. Аналогічно проводять дослідження ВВП при відхиленні крісла 12 на кут 30° від початкового положення праворуч. Результати обстеження пацієнта виводять на монітор 11, принтер 14 та зберігають в пам'яті комп'ютера. Запропонований пристрій успішно впроваджений на базі ДУ "Інститут нейрохірургії ім. А.П. Ромоданова НАМНУ", за останні 5 років обстежено 178 пацієнта, даний пристрій успішно використовується у відділенні функціональної діагностики, є достатньо ефективним і цілком безпечним для пацієнтів і може бути рекомендований для більш широкого впровадження у діагностичних підрозділах інших лікувально-профілактичних закладів України. Пропонований пристрій має таки переваги: - забезпечує скорочення часу реєстрації вестибулярних викликаних потенціалів; - забезпечує підвищення точності діагностики стану вестибулярного аналізатору, завдяки можливості одночасної реєстрації викликаних потенціалів як з правої, так і лівої сторони пацієнта, що дає можливість більш точно оцінювати стан досліджуваного; - підвищує як точність виділення довголатентних потенціалів, так і, в значно більшому ступені, середньолатентних потенціалів. - забезпечує більш точний та об'єктивний аналіз виявленого захворювання головного мозку на основі зміни латентного періоду виникнення вестибулярних викликаних потенціалів відносно норми. Джерела інформації: 1. В.В. Гнездіцкій. Викликані потенціали мозку в клінічній практиці. Москва, "МЕД прес інформ" 2003, С. 20-29, 47, 48, 142-150. 2. Жеребцова В.А., Індюхін А.Ф., Соколов Е.М., Хадарцев А.А., Спосіб реєстрації довголатентного викликаного потенціалу мозку при електрошкірній стимуляції і пристрій для його здійснення. Патент РФ № 2109482 від 27.04.1998 p. 3. Трінус К.Ф. Невроотолоґія, сучасні досягнення // СИЕТ 6-99. "Сучасні інформаційні та енергозберігаючі технології життєзабезпечення людини". - Київ: ФАДА, ЛТД, 1999. - С. 860-864. 4. Trinus K.F. Vestibular evoked potentials. Adv. Otolaryngol., Alford B.R., Jerger J., Jenkins H.A. (eds.): Electrophysiologic Evaluation in Otolaryngology. Basel, Karger, 1997, Vol. 53, 155-181. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пристрій для реєстрації вестибулярних викликаних потенціалів, який відрізняється тим, що даний пристрій складається з наступних елементів: трьох електродів (1) - активного, (2, 3) пасивних, комутатора – (4), підсилювача електричних сигналів – (5), аналогово-цифрового перетворювача (АЦП) – (6), обчислювального процесора – (7), оперативно-запам'ятовуючого пристрою (ОЗУ) – (8), компаратора – (9), пристрою виводу інформації на монітор – (10), монітора – (11), поворотного крісла – (12), поворотного пристрою – (13), принтера – (14), даний пристрій реєструє латентні показники, по числових параметрах яких оцінюють стан вестибулярного аналізатора пацієнта, пристрій функціонує і використовується наступним чином: пацієнт сидить на спеціальному кріслі (12) з поворотним пристроєм (13) у зручній для нього позі, три електроди пристрою встановлюють на голову пацієнта: (1) один на вертексному, інші (2 і 3) справа та зліва на мастоїдальному відведенні, з електрода (1), що встановлюють на вертексі, реєструють біоелектричну активність головного мозку, сигнал з електричної активності через комутатор (4) надходить в підсилювач (5), підсилений по амплітуді сигнал іде в аналоговоцифровий перетворювач (6), з АЦП 6 інформація в цифровому вигляді надходить в процесор (7), який обробляє цифрову інформацію протягом 1 хвилини та запам'ятовує її як "нульовий" рівень біоелектричної активності головного мозку, так звану "ізолінію", дану інформацію він передає в оперативно-запам'ятовуючий пристрій (8), де проходить накопичення даної інформації, після цього процесор (7) дає команду на поворотний пристрій (13), який приводить в дію крісло (12), поворотне крісло (12) відхиляється на кут 30° від початкового положення, при 3 UA 112698 U 5 10 15 цьому продовжується реєстрація біоелектричної активності головного мозку, одночасно з передачею команди процесором (7) на поворотний пристрій (13) він починає відлік часу, при появі в процесорі (7) сигналу вище "нульового" рівня спрацьовує компаратор (9), який зупиняє відлік часу і таким чином реєструється поява першого позитивного відносно "ізолінії" піку викликаного потенціалу, дані про час виникнення першого позитивного піку заносяться процесором (7) в ПЗУ (10), під час дослідження крісло відхиляється праворуч (16) раз і реєструється час появи другого - відносно "ізолінії" від'ємного піку, та надалі час появи третього позивного відносно "ізолінії" піку, весь процес діагностики відображається на екрані монітора, можна спостерігати викликані потенціали, що виникають в лівій і правій півкулях головного мозку, одночасно, оскільки комутатор працює з частотою 100 кГц, то похибка вимірювання часу виникнення часу піків вестибулярних викликаних потенціалів лівої та правої півкуль головного мозку не перевищує 0,01 %, аналогічно проводиться дослідження вестибулярних викликаних потенціалів при відхиленні крісла (12) на кут 30° від початкового положення праворуч, результати обстеження пацієнта виводяться на монітор (11), принтер (14) та зберігаються в пам'яті комп'ютера. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4