Biosignály/přednáška

Biosignály (přednáška) = příprava prezentace na přednášku

((Ve dvojitých závorkách za nadpisy jsou komentáře))

StylEditovat

L. měla: Běžné písmo: Liberation serif 24 Nadpis: Liberation serif 36 Zvýraznění: barva: červená 7

Mám: Běžné písmo: Liberation serif 32 Nadpis: Liberation serif 28 Zvýraznění: barva: červená

Obrázky png: 1024 x 768 (XGA)

Syllabus (původní)Editovat

Podle tohoto syllabu původně vzniukala přednáška

  • Pojem biosignálu a jeho význam
  • Biosignály neelektrické povahy, převodníky neelektrických veličin
  • Elektrické projevy organismů a jejich subsystémů
  • Elektrody; artefakty
  • Nativní záznam, provokace a stimulace
  • Zpracování a analýza biosignálů; pojem kanálu
  • Diferenciální zesilovače a zapojení jejich vstupů
  • Elektrokardiografie
  • Elektroencefalografie

Syllabus (nový)Editovat

Tohle je upravený syllabus dle toho, co přednáška skutečně obsahuje

  • Pojem biosignálu, terminologie
  • Rozdělení biosignálů dle různých kriterií, co mají společné, čím se liší
  • Vznik a různé podmínky vzniku biosignálů, jejich šíření
  • Elektrické a neelektrické biosignály, snímače, elektrody
  • Metodika snímání a záznamu biosignálů
  • Příklady různých biosignálů a jejich popis: EKG, EEG, EMG, EP aj.
  • Diferenciální zesilovač, jeho funkce, zapojení elektrod
  • Zpracování a vyhodnocování biosignálů
  • Biosignály v diagnostice a v terapii

Obsah přednáškyEditovat

Známé biosignályEditovat

((Některé biosignály už známe, z praktik, ze seminárních prací, ze života:))

Např:

  • EKG = Elektrokardiografie (en: ECG)
  • HRV = Variabilita srdeční frekvence (en: Heart Rate Variability)
  • Doppler
  • EEG = Elektroencefalografie
  • EMG = Elektromyografie
  • EP = evokované potenciály

... aj.

TerminologieEditovat

((Vysvětlíme na EKG, které známe))

EKG může znamenat:

EKG EKG EKG
Elektrokardiografie Elektrokardiograf Elektrokardiogram
vyšetřovací metoda vyšetřovací přístroj výsledek vyšetření = grafický záznam


✗ Další názvy pro to saméEditovat

  • GSR = Galvanic skin response
    • EDR = Electrodermal response
    • PGR = Psychogalvanic reflex
    • SCR = Skin conductance response

... emoční arousal, cefalgie aj,

((Co mají společné? Elektřinu? Ale nemusí být jen elektrické:))

Rozdělení biosignálůEditovat

((V jakých oborech se co využívá))

  • Kardiologie, interna aj:
    • EKG, EGG
  • Porodnictví
    • FEKG
  • Neurologie:
    • EEG, EMG, rychlost vedení, EP (VEP, AEP, BAEP, SSEP, ...), ENG, HRV
  • Psychologie
    • ERP (event-related)
  • Oftalmologie:
  • Audiologie, otologie
    • AEP, BAEP,

Dle vyšetřovaných orgánůEditovat

(Zpravidla druhé písmenko)

Interní:

Biofyzikální rozděleníEditovat

Dle fyzikálního charakteru biosignálu (Zpravidla první písmenko)

  • Elektro (viz výše)
  • Magneto (exp. využití)
    • MEG = Magnetoencefalografie
    • MKG = Magnetokardiografie (en: MCG)

Biosignály neelektrické povahyEditovat

(Často nám ani nepřijde, že se jedná o biosignál. Přístrojem na vyšetření biosignálu se stává třeba jen fonendoskop.)

  • Běžná vyšetření:
    • Krevní tlak a jeho průběh
    • Teplota a její průběh
    • Auskultace (poslechové vyšetření – akustický signál)
    • Perkuse (vyšetření poklepem – princip rezonátoru)

PlíceEditovat

Funkční vyšetření plic = Pulmonary Function Tests (PFTs)

  • Spirometrie
  • Celotělový plethysmograf
  • Bronchokonstrikční a bronchodilatační testy

Vyšetřuje se:

  • plicní objemy, kapacity
  • průchodnost dýchacích cest
  • plicní pružnost
  • výměna plynů v plicích a plicní cirkulaci
  • funkce dýchacího svalstva
  • regulace dýchání

– komplikované testy, vyšetřuje se množství různých parametrů

MonitoryEditovat

  • Monitory životních funkcí (ARO)
    • EKG
    • oxymetrie [pO2]
    • kapnometrie [pCO2]
    • plicní ventilace
    • tělesná teplota
  • Holterovské monitorování (přenosné přístroje)
    • EKG
    • TK

Srdeční revoluceEditovat

viz Kardiologie


Zobrazovací metody vs. biosignályEditovat

  • zobr. metody: zobrazení prostorových útvarů, anatomické struktury
  • biosignály: funkční vyčetření (fyziologické funkce, patfyz.)
  • často se oba pohledy prolínají či kombinují a doplňují, např:
    • zobrazovací metody → dynamické metody zobrazování, doppler
    • biosignály → mapování (např. brainmapping)

Pasivní a aktivní biosignályEditovat

  • Pasivní: energie testovacího signálu prochází organismem, který s ní interaguje (= princip zobrazovacích metod), výstupem je modifikovaný signál, např:
    • dopplerovský signál
    • perkuse (vyšetření poklepem)
  • Aktivní biosignál: zdrojem jejich energie je organismus (těmi se budeme převážně zabývat)

Biosignály dle místa vznikuEditovat

Hierarchická úroveň:

  • subcelulární úroveň – pohyb iontů – lab.
  • celulární úroveň – akční potenciály (myocyt, neuron) – lab, exp. medicína; AP v klidovém EMG
  • subsystém (nervosvalová ploténka, motorická jednotka, svalovina) – ploténkový šum, MUP (Motoric unit potential)
  • orgán (srdce, mozek, sval, smyslový orgán) – sumační potenciál
  • celý organismus – např. stabilometrie, vyšetření chůze aj.

Biosignály dle způsobu vznikuEditovat

  • spontánní, nativní
  • forsírování (donucení)
  • zátěžové testy
  • provokační testy
  • evokace (zpravidla arteficielní podněty)

Př: Poklepat sousedovi na kalvu. Co je to za biosignál?

  • pasivní biosignál – dle rezonance rozlišíme mozek, piliny, prázdnou dutinu (když bude pasivně sedět, nechá si mlátit do hlavy kladivem)
  • evokace – kdybychom pomocí elektrod zjišťovali odezvu na jednotlivé údery – somatosensorické potenciály, kochleární potenciály,

Fyzikální veličinyEditovat

Dle snímané či → sledované fyzikální veličiny:

Elektrické a magnetickéEditovat

  • Elektrické
    • elektrické napětí U [V]
    • elektrický proud I [A]
    • → elektrický odpor R [Ω]
    • → elektrická impedance Z [Ω]
  • Magnetické
    • → změny magnetická indukce B [T]

MechanickéEditovat

  • poloha x [mm]
  • úhel α[°]
  • rychlost v [m/s]
  • síla F [N]
  • objem V [l]
  • mechanické napětí σ[Pa]

HydrodynamickéEditovat

  • tlak p [Pa]
  • objem V [l]
  • rychlost proudění [m/s]
  • průtok [l/s]

AkustickéEditovat

  • akustický tlak p [Pa]
  • akustická rychlost v [m/s]
  • → intenzita zvuku I [W/m2
  • → frekvence zvuku f [Hz]

TermickéEditovat

  • → teplota t [°C]

OptickéEditovat

  • emise záření
  • absorpce záření
  • reflexe

ChemickéEditovat

  • pH
  • koncentrace
  • parciální tlak plynů



ZBYTKYEditovat

  • FEKG = Fetální EKG (FECG, Fetal ECG)
  • PPG = penil
  • PPG = Fotoplethysmografie (Photoplethysmography)

OdkazyEditovat

s: Biosignály z pohledu biofyziky