Elektroniczna aparatura medyczna cz. 8

Prezentacja na temat: "Elektroniczna aparatura medyczna cz. 8"— Zapis prezentacji:

1 Elektroniczna aparatura medyczna cz. 8

2 Elektromiografia Elektromiografia zajmuje się badaniem zmian aktywności elektrycznej mięśni podczas skurczu. Może być przydatna w ocenie fizjologii mięśni, rehabilitacji, medycynie sportowej i geriatrycznej. Mogą one być rejestrowane przy pomocy elektrod powierzchniowych lub igłowych. Sygnał EMG ma charakter losowy. Amplituda wynosi od około kilkudziesięciu μV do 10 mV i zależy od aktywności mięśnia oraz miejsca umieszczenia elektrody, zaś pasmo sygnału obejmuje zakres częstości od 2 do 5000 Hz, przy czym największa energia sygnału znajduje się w przedziale od 50 do 150 Hz..

3 Ocena sygnałów EMG dostarcza informacji o czasie aktywności mięśni, czyli kiedy dany mięsień albo grupa mięśniowa jest aktywna i jak długo trwa ta aktywność oraz o względnej intensywności aktywności mięśni, czyli czy mięsień jest mniej lub bardziej aktywny. Od wielu lat elektromiografia zajmuje czołowe miejsce jako narzędzie diagnostyczne u pacjentów z zaburzeniami neurologicznymi. Jest także przydatna przy wyborze metody leczenia, rehabilitacji, ocenie postępów rehabilitacji, oceny prawidłowego chodu.

4 Zestaw BTS Pocket EMG - bezprzewodowy system do rejestracji i analizy EMG
(

5 BTS Pocket EMG: możliwość podłączenia do 16 kanałów analogowych dedykowanych do rejestracji sygnału EMG + 8 kanałów przeznaczonych do podłączenia markerów faz chodu (tzw. „footswitch”), częstotliwość próbkowania do 10KHz (16bit), 6 kanałów (wejść) cyfrowych do synchronizacji, transmisja danych z jednostki zbierającej sygnał do komputera PC odbywa się bezprzewodowo (WiFi), jednostka zbierająca sygnał współpracująca z palmtopem z wyświetlaczem dotykowym o przekątnej 4”,

6 urządzenie posiada wbudowaną kartę pamięci do rejestracji sygnału w trybie „holter” (rozmiar karty 1 GB), obsługa systemu odbywa się przez oprogramowanie dostępne w zależności od potrzeb użytkownika (MyoLab Clinic – analiza chodu, MyoLab – ocena czynności ruchowych), system może być zsynchronizowany z innymi urządzeniami biomechanicznymi (platformami dynamograficznymi, systemami, izokinetycznymi, systemami do analizy ruchu i inne) za pomocą specjalnego odbiornika sygnału A/D, waga: 300g

7 Rozmieszczenie elektrod
„Pomiar potencjałów czynnościowych mięśni u dzieci metodą EMG” (

8 Oscylogram sygnału EMG mięśnia dwugłowego ramienia podczas skurczu (rożnica potencjałow w μV, czasy trwania impulsów kilkanaście ms)

9 Oprogramowanie Myolab
Przeznaczone do ogólnego użytku kompletne narzędzie pozwalające na zebranie i opracowanie sygnału EMG. Proste i „intuicyjne” w obsłudze, doskonale sprawdza się zarówno do badań w warunkach laboratoryjnych, klinicznych jak i sytuacjach „w terenie” (na boisku, hali sportowej itd.).

10 Oprogramowanie Myolab Clinic
Przeznaczone do analizy chodu na podstawie oceny sygnału EMG płynącego z określonych grup mięśniowych w trakcie lokomocji. Oprogramowanie Myolab Clinic oparte na platformie Myolab, jest kompletnym narzędziem pozwalającym na zebranie i opracowanie informacji. Proste i „intuicyjne” w obsłudze, doskonale sprawdza się zarówno do badań w warunkach laboratoryjnych jak i klinicznych.

11 BTS Free EMG 300 BTS Free EMG 300 to nowoczesny system do rejestracji i analizy aktywności mięśniowej tzw. dynamicznego EMG w warunkach laboratoryjnych i klinicznych z całkowicie bezprzewodową komunikacją pomiędzy przedwzmacniaczami i jednostką zbierającą sygnał.

12 Jednostka zbierająca sygnał systemu BTS Free EMG 300 to uniwersalny, lekki (360g) i przenośny zestaw zapewniający bardzo wysoką jakość rejestrowanego sygnału z możliwością rejestracji do 16 kanałów z częstotliwością próbkowania do 4000 Hz na jeden kanał. Jednostka może być noszone przez pacjenta lub znajdować się w odległości do 30m od pacjenta podczas rejestracji. Free EMG 300 współpracuje z oprogramowaniem do wizualizacji, opracowywania oceny i analizy zarejestrowanego sygnału EMG: Myolab (analiza dowolnego ruchu) lub Myolab Clinic (analiza chodu).

13 Myolab Clinic jest narzędziem do rejestracji sygnału podczas chodu, wykorzystując markery faz chodu (tzw. footswitch), automatycznie identyfikując jego fazy. Oprogramowania Myolab oraz Myolab Clinic to uniwersalne narzędzia do kompleksowej oceny neurologicznej, ortopedycznej, leczenia farmakologicznego, identyfikacji deficytów motorycznych oraz skuteczności prowadzonego usprawniania fizjoterapeutycznego.

14 Dane techniczne: Kanały analogowe: 16 kanałów analogowych dedykowanych do rejestracji sygnału EMG + 8 kanałów przeznaczonych do podłączenia markerów faz chodu (tzw. footswitch) Częstotliwość próbkowania: dla jednego kanału: 4kHz Rozdzielczość: 16bit Transmisja danych: bezprzewodowa,: · przedwzmacniacz do jednostki: IEEE · jednostka do komputera: WiFi standard b

15 Jednostka zbierająca sygnał:
Komputer z wyświetlaczem dotykowym, czas pracy bez doładowania – do 9 godzin nagrywania „ciągłego, zasięg pomiędzy jednostką a komputerem do 300m, waga 360g, wymiary: 155 x 106 x 35 mm Elektrody o zmiennej geometrii, czas pracy/czuwania: 5 godzin / 5 dni, sygnalizacja trybu pracy poprzez diodę LED, waga z baterią: <9 gram, wymiary: 23.8 x 37 x 10 mm (główna elektroda), Ø 16.5 x 10 mm (elektroda ‘satelita”)

16 EMG-8 Bluetooth - PHU TECHNOMEX

17 System Zebris EMG-8 Bluetooth mierzy potencjały czynnościowe za pomocą elektrod umieszczonych na skórze. System umożliwia wykonywanie pomiarów do 8 różnych grup mięśniowych. Transfer danych do komputera odbywa się poprzez bezprzewodową transmisję Bluetooth. Wyniki pomiarów wyświetlane są w czasie rzeczywistym na komputerze, co pozwala na bieżącą analizę uzyskiwanych danych, wyniki mogą być raportowane lub eksportowane. Urządzenie Zebris EMG-8 Bluetooth może pracować: - samodzielnie pod odpowiednim oprogramowaniem, - we współpracy z jednostkami podstawowymi Zebris (CMS 20, CMS-HSL, CMS-HS) pod odpowiednim oprogramowaniem,

18 - jako element obiektywnej oceny ruchu w już istniejącym systemie Zebris, np.: umożliwiającym analizę chodu na platformie (czy bieżni) wraz z rejestracją sygnału EMG. Poprzez rejestrację i analizę potencjałów w jednostce podstawowej dane z analizy potencjałów i uzyskane w trakcie analizy ruchu mogą być nałożone. Specjalnie zaprojektowany system kabli przewodzących sygnał EMG zawiera aktywny element, który zapewnia niski poziom zakłóceń przewodzonych sygnałów, zapobiegający powstawaniu zakłóceń. Dzięki temu można uzyskać wysoki poziom odbieranych danych.

19 Przykłady elektromiogramów:
— pacjent zdrowy. — pacjent ze zmianami w nerwach obwodowych (neuropatia). — pacjent ze zmianami w mięśniach (miopatia).

20 Podstawowe grafoelementy zapisu EEG
Fala alfa to jedna z najwcześniej zaobserwowanych struktur (grafoelementów) EEG. Reprezentuje ona rytmiczną aktywność kory mózgowej w paśmie 8-12 Hz. Występowanie rytmu alfa przypisuje się stanowi relaksu z zamkniętymi oczami. Fale alfa najlepiej widoczne są w odprowadzeniach potylicznych, czyli z okolic kory odpowiadającej za przetwarzanie informacji wzrokowych. Rytm o częstości w paśmie alfa rejestrowany w okolicach kory motorycznej nazywany jest rytmem mi (ang. mu), ze względu na kształt fali przypominającej literę μ. Wykazuje on istotny zanik w momencie wykonywania ruchu przez człowieka lub tylko zamierzenia jego wykonania.

21 Rytm alfa fundamentalne znaczenie w analizie EEG snu
Rytm alfa fundamentalne znaczenie w analizie EEG snu. Mimo, że nie występuje podczas właściwego snu to świadczy o „przedsennym” czuwaniu pacjenta, a jej zanik oznacza przejście ze stanu czuwania do płytkiego snu. Fale alfa zanikają także podczas wysiłku umysłowego, np. wykonywaniu działań matematycznych albo przy otwarciu oczu i zadziałaniu na nie światła. Blokowanie rytmu alfa jest wyrazem desynchronizacji aktywności neuronów, zachodzącej pod wpływem koncentracji umysłowej lub stymulacji narządów zmysłów.

22 Cechy charakterystyczne:
Podstawowy rytm prawidłowego zapisu EEG u dorosłej osoby. Quasi harmoniczny przebieg o częstości 7-13 Hz. Wzrost amplitudy po zamknięciu oczu, w stanie relaksu czy czuwania z zamkniętymi oczami. Zanika po otwarciu oczu. Fale alfa najlepiej widoczne są w odprowadzeniach tylnych, czyli z okolic części kory odpowiadającej za przetwarzanie informacji wzrokowych. Czasem jednak może propagować się w kierunku obszarów tylno skroniowych i ciemieniowych.

23 Występuje mniej lub bardziej symetrycznie względem płaszczyzny strzałkowej, zwykle jednak ma większą amplitudę nad półkulą dominującą. Zbyt duża asymetria amplitudy rytmu alfa lub też jego brak po jednej stronie zawsze świadczy o jakiejś patologii. Często jednak przyczyną takiej asymetrii jest niewłaściwe umieszczenie elektrod na głowie bądź budowa anatomiczna czaszki. Cechy patologiczne: Częstość rytmu ulega zmniejszeniu pod wpływem takich czynników jak: choroby metaboliczne, wczesne fazy otępienia, leki.

24 Rytm alfa

25 Rytm delta to wysokoamplitudowa aktywność o niskiej częstości (0-4 Hz) i czasie trwania co najmniej 1/4 s. Do celów praktycznych przyjęto, że dolną granicą częstości jest 0,5 Hz. Pojawiające się podczas głębokiego snu fale delta o amplitudzie przekraczającej 75 μV nazywa się falami wolnymi (ang. slow wave activity, SWA). Występowanie SWA spowodowane jest wysoką synchronizacją neuronów kory (większą synchronizację spotyka się tylko podczas ataku epilepsji). Fale delta rejestruje się także podczas głębokiej medytacji, u małych dzieci i w przypadku pewnego rodzaju uszkodzeń mózgu.

26 Fale delta w czasie snu

27 Rytm teta - aktywność w paśmie częstości od 3 do 7 Hz i rozpiętości rzędu kilkudziesięciu μV. Charakterystyczne fale teta występują np. w okresie snu płytkiego — przypuszcza się że w tym czasie następuje przyswajanie i utrwalanie uczonych treści. Fale teta są najczęściej występującymi falami mózgowymi podczas medytacji, transu, hipnozy, intensywnego marzenia, intensywnych emocji. Odmienny rodzaj fal teta jest związany z aktywnością poznawczą, kojarzeniem (w szczególności uwagą), a także procesami pamięciowymi (tzw. rytm FMΘ — frontal midline theta). Jest on obserwowany głównie w przyśrodkowej części przedniej części mózgu.

28 Cechy charakterystyczne:
Rytmiczny przebieg o częstości 3-7 Hz. Najwyższa amplituda w stanie czuwania w okolicach linii środkowej i obszarach skroniowych. Rozkład amplitudy symetryczny na półkulach określonych przez płaszczyznę strzałkową Cechy patologiczne: Asymetryczny rozkład amplitudy (dominacja rytmu na jednej półkuli) bądź też jego występowanie w zapisie tylko na jednym odprowadzeniu może świadczyć o patologii.

29 Przykład rytmu teta we śnie

30 Rytm μ Cechy charakterystyczne: Rytmiczny przebieg o częstości od 7-11 Hz, z uwagi na co często mylony z rytmem alfa. Wyraźny przebieg, kształtem przypominający grecką literę μ. Zanika w trakcie wykonywania ruchu bądź nawet pod wpływem samego jego wyobrażenia .

31 Rytm β Fale beta to niskoamplitudowe oscylacje o częstości w przedziale Hz. Wyróżnia się przedziały: wolne fale beta (12-15 Hz), właściwe, średnie pasmo beta (15-18 Hz) i szybkie fale beta, o częstości powyżej 19 Hz. Ta mało zsynchronizowana praca neuronów charakteryzuje zwykłą codzienną aktywność kory mózgowej u człowieka, percepcję zmysłową i pracę umysłową. Specyficzna aktywność beta towarzyszy również stanom po zażyciu niektórych leków. Fale beta zazwyczaj występują w okolicy czołowej. Obrazują one zaangażowanie kory mózgowej w aktywność poznawczą. Fale beta o małej amplitudzie występują podczas koncentracji uwagi, gdy mózg nastawiony jest na świadomy odbiór bodźców zewnętrznych za pomocą wszystkich zmysłów.

32 Cechy charakterystyczne:
Rytmiczny przebieg o częstości od 13 do 30 Hz. Amplituda nie zmienia się pod wpływem otwarcia lub zamknięcia oczu. Najwyższa amplituda w okolicach czołowo-centralnych. Asymetryczny zanik rytmu w trakcie wykonywania ruchu lub nawet jego wyobrażenia. Zanik obserwowalny jest w zapisie EEG z elektrod umieszczonych nad obszarami mózgu odpowiedzialnymi za kończynę wykonującą ruch (kontralatralnie czyli po przeciwnej stronie niż kończyna).

33 Fale γ Fale gamma to fale mózgowe o częstości w okolicach 40 Hz (30-80 Hz). Aktywność w paśmie Hz określa się natomiast jako wysokoczęstotliwościowa (ang. high) gamma. Rytm gamma towarzyszy aktywności ruchowej i funkcjom motorycznym. Fale gamma związane są też z wyższymi procesami poznawczymi, m. in. percepcją sensoryczną, pamięcią. Przypuszcza się, że rytm gamma o częstotliwości około 40 Hz ma związek z świadomością percepcyjną (dotyczącą wrażeń zmysłowych i ich postrzegania) oraz związany jest z integracją poszczególnych modalności zmysłowych w jeden spostrzegany obiekt. Aktywność high-gamma występuje podczas aktywacji kory mózgowej, zarówno przez bodźce zewnętrzne (np. dotykowe, wzrokowe), jak i wewnętrzne (przygotowanie ruchu, mowa).

34 Fale o częstościach 100-250 Hz nazywane są ripples
Fale o częstościach Hz nazywane są ripples. Rejestruje się je w sygnale z implantowanych mikroelektrod, a wysoko częstościową aktywność fast ripples ( Hz) w szczególności u pacjentów z epilepsją, w obszarze ogniska epileptycznego.

35 Wrzeciona snu Wrzeciona snu (ang. sleep spindles) to charakterystyczne struktury zaobserwowane już niemal od samych początków historii pomiarów EEG. Występują podczas umiarkowanie głębokiego snu. Wrzecionami snu nazywamy aktywność o częstości Hz i czasie trwania 0,5-1,5 s. Obwiednia tych krótkich salw dość szybkiej aktywności o niewielkiej amplitudzie przypomina kształt wrzeciona. Wrzeciona pojawiają się we wszystkich odprowadzeniach, z tym, że ich amplituda i częstość może się nieznacznie zmieniać przy przejściu od przodu do tyłu głowy (od wrzecion „wolnych” po „szybkie”).

36 Trzy wrzeciona snu

37 Zespoły K Kompleksy K mogą pojawiać się pojedynczo lub też w serii po dwa podczas umiarkowanie głębokiego snu. Definiuje się je jako dwufazową (ostry spadek poprzedzony dodatnim maksimum), wysokonapięciową (to największe maksimum strefy), nisko częstotliwościową falę związaną z wrzecionami snu, przy czym jej czas trwania powinien przekraczać 0,5 s. Obecnie wymaga się aby struktury te miały częstość 1-4 cykli/s, amplitudę co najmniej dwa razy większą od średniej amplitudy tła i czas trwania 0,5-2 s. Amplituda kompleksu K jest zazwyczaj największa na czubku głowy. Kompleksy K mogą podczas snu występować spontanicznie lub też w odpowiedzi na bodźce.

38 Zespoły K z następującymi po nich wrzecionami snu

39 Artefakty Mrugnięcia

40 Artefakt wywołany ruchem gałek ocznych w poziomie

41 Elektryczna czynność mięśni
Marszczenie czoła

42 Artefakt wywołany napięciem mięśni rąk

43 Artefakt wywołany zaciskaniem zębów

44 Artefakt wywołany ruchem języka

45 Artefakt wywołany żuciem

46 Artefakt wywołany ruchem głowy

47 Redukcja artefaktów, bądź ich lepsze rozpoznanie:
zadbać o położenie wzmacniacza EEG z dala od innych urządzeń i kabli. Umieścić go na podkładce z tworzywa; zadbać o komfortową pozycję dla pacjenta; mierzyć czynność EKG, EMG i elektrookulogram wraz z EEG; sporządzać notatki na temat zachowania się pacjenta (jeśli mamy możliwość obserwowania go) — kiedy się poruszał, czy ktoś do niego podszedł np. celem poprawienia jakiegoś elementu układu eksperymentalnego. Więcej na:

48 Lencje Creative Commons
Lencje Creative Commons (CC) – zestaw licencji, na mocy których można udostępniać utwory objęte prawami autorskimi. Licencje te są tworzone i utrzymywane przez organizację Creative Commons. Licencje Creative Commons pozwalają twórcom utworów zachować własne prawa i jednocześnie dzielić się swoją twórczością z innymi. Zasada „wszelkie prawa zastrzeżone” zostaje zastąpiona zasadą “pewne prawa zastrzeżone”. Creative Commons — Uznanie autorstwa-Na tych samych warunkach 3.0 Polska — CC BY-SA 3.0 PL.htm