Системы измерений электрических параметров биологических объектов при адаптивной многоканальной электростимуляции

• Автор: Козлов, Евгений Вячеславович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 170 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Анализ современных измерительных информационных технологий в электрофизиологии
1.1. Виды измеряемых электрофизиологических величин, позволяющих контролировать состояние пациента в процессе воздействия электрическим током
1.2. Анализ датчиков биоэлектрических параметров и особенности биоэлектрических сигналов
1.3. Анализ нестационарных электрических параметров биологического объекта
1.4. Функциональные особенности стимуляционного оборудования
1.4.1. Законы раздражения и виды электростимуляции
1.4.2. Параметры электрического воздействия
1.4.3. Функциональные особенности стимуляционного оборудования
2. Анализ и развитие измерительной системы электрофизиологических параметров биообъекта с распределенным интеллектом при адаптивной многоканальной электростимуляции
2.1. Измерения электрофизиологических сигналов в процессе электростимуляции
2.2. Исследование алгоритмов компрессии биоэлектрических сигналов в реальном времени
2.3. Обработка измерительных биологических сигналов вейвлет - кодером
2.4. Развитие технологий биотелеметрии для построения распределенной интеллектуальной измерительной системы функционально -диагностической адаптации воздействия

2.4.1. Обоснование применения технологий биотелеметрии
2.4.2. Структура распределенной измерительной системы
2.4.3. Протокол информационного обмена
2.4.4. Обеспечение помехоустойчивости передаваемой информации
2.4.4.1. Процедура кодирования циклическим кодом
2.4.4.2. Процедура декодирования циклическим кодом
2.5. Модель трансмиссии биоэлектрических сигналов
по каналам виртуальной измерительной магистрали с применением компрессии
2.6. Развитие автономных измерительных подсистем распределенной измерительной системы адаптации воздействия
2.6.1.Развитие основных технических и эксплуатационных характеристик измерительных подсистем
2.6.2.Подсистема измерения активных физиологических величин
2.6.3.Подсистема измерения пассивных параметров
2.6.4.Подсистема измерения параметров артериального давления
2.7. Автономная адаптация стимула на основе измерений физиологических параметров целевой ткани
2.7.1. Обобщение необходимости автоматической адаптации стимула
2.7.2. Согласование выходного импеданса канала стимуляции с импедансом объекта
2.7.3. Уровень выходного потенциала стимула относительно потенциала пробоя живой ткани
2.7.4. Обоснование формы стимула для задач адаптации
2.7.5. Адаптация стимула исследованием зависимости
сила - длительность
2.7.6. Адаптация стимула измерением латентного периода ткани

2.7.7. Адаптация стимула с учетом “утомления” ткани
2.7.8. Измерение температуры ткани и адаптация параметров воздействия
2.7.9. Адаптация градиента стимула
2.7.10.Достижение и удержание достигнутого результата по заданному алгоритму
2.7.11.Диагностика пригодности пациента к процедуре (обобщение)
2.8. Параметры вектора воздействий, особенности формируемого паттерна при многоканальной адаптивной стимуляции
3. Исследование и развитие программных средств поддержки распределенной измерительной системы обеспечения адаптивной многоканальной электростимуляции
3.1. Развитие функциональных возможностей измерительных систем с привлечением измерительной информации реального времени с датчиков распределенной системы
3.1.1. Программная модель измерительной системы и соответствующая архитектура обработчика
3.1.2. Расчет производительности управляющего узла и выбор соответствующей элементной базы
3.1.3. Развитие функциональных возможностей
3.2. Развитие программного обеспечения поддержки виртуальной измерительной магистрали распределенного интеллекта
4. Разработка и экспериментальное исследование модулей интеллектуальной биоуправляемой измерительной системы

когда пациент спит. Стимуляторы данного типа представляют собой портативные устройства с батарейным питанием и одним каналом стимуляции.
• Функциональная электростимуляция (Functional electrical stimulation). Данный вид стимуляции включает в себя множество применений по восстановлению, либо функциональной замене деятельности определенных органов. Функциональная стимуляция применяется при различного рода повреждениях, нарушении нормальной деятельности головного и спинного мозга, церебральных параличах, и т.п. Стимуляционное воздействие прикладывается либо транскутанно, либо через имплантированные электроды. К данному виду стимуляции относятся все процедуры, связанные с поддержанием жизнедеятельности организма, улучшении социального образа жизни, а также невральные протезы. Подобными устройствами являются, например, кардиостимуляторы, так называемые “Free hand” системы, устройства с замкнутой обратной связью по управлению движениями конечностей и т.п.
1.4.2. ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
Общий анализ физиологических особенностей объекта стимуляции можно кратко свести к условно обособленному рассмотрению отдельных параметров воздействия.
Форма сигнала воздействия
Решение вопроса о форме воздействия на живое образование требует определенного компромисса. Закон градиента раздражения, рассматривая аккомодационные свойства живого объекта, накладывает жесткие ограничения на длительность нарастания воздействия. Технически относительно более просто реализуются и дозируются прямоугольные и синусоидальные формы сигналов воздействия. С другой стороны, если рассматривать неинвазивные методики приложения воздействий, то форма эффективного воздействия непосредственно на целевые образования практически определяется первой производной от исходного воздействия. Таким образом, значительная часть прямоугольного сигнала не вызывает воз-