МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ДГТУ)

Факультет _Приборостроение и техническое регулирование________

(наименование факультета)

Кафедра __ Приборостроение_________________________________

(наименование кафедры)

Зав. кафедрой		«Приборостроение»
____________		__И.К. Цыбрий
(подпись)		(И.О.Ф.)
«___»	_____________ 201_г.

Пояснительная записка

к курсовому проекту (работе) по дисциплине (модулю)_Автоматизация обработки биомедицинской информации (наименование учебной дисциплины (модуля))

на тему: Исследование биоэлектрической активности мозга в цикле «бодрствование-сон»

_____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

Автор проекта (работы) _______________________ Алябьев Е.Д._

подпись Ф.И.О.

Направление/специальность, профиль/специализация:

12.03.04 _ Биотехнические системы и технологии _

код направления наименование направления (специальности)

Инженерное дело в медико-биологической практике ___

наименование профиля (специализации)

Обозначение курсового проекта (работы) _____АОБИ_________________ Группа ПС41

Руководитель проекта _ __________И. К. Цыбрий ________

подпись (должность, И.О.Ф.)

Проект (работа) защищен (а) ______________ ______________ ______________

дата оценка подпись

Ростов-на-Дону

2016

Содержание

Введение

1 Описание ритмов ЭЭГ и постановка задачи работы .

1.2 Постановка задачи работы.

2 Описание визуального анализа ЭЭГ.

2.1 Визуальный анализ ЭЭГ.

3 Описание спектрального анализа ЭЭГ.

3.1 Спектральный анализ ЭЭГ.

3.1.Методика выполнения спектрального анализа.

3.2.Сравнительный анализ спектральных характеристик ЭЭГ.

Заключение

Список использованных источников

Введение:

Целью исследование является построение математических моделей по исходным данным и последующей обработки данных для выявления наиболее информативного отведения в цикле «бодрствование - сон». И сопоставление с литературными данными . В ходе курсовой работы студент должен :

- проверки усвоения студентами теоретического материала по курсу: “Методы обработки биомедицинских сигналов данных”;

- получения навыков выбора адекватных способов представления экспериментальной информации, построения соответствующих математических моделей обработки и анализа информации;

- применения спектрального анализа ЭЭГ с использованием универсальных компьютерных программ, [1].

1. Описание ритмов ритмов ээг и постановка задачи работы .

Электроэнцефалография ( ЭЭГ ) является электрофизиологический метод мониторинга для записи электрической активности головного мозга . Это , как правило , не инвазивный метод причем электроды размещены вдоль кожи головы , хотя инвазивные электроды иногда используются в конкретных случаях . В клинических контекстах, электроэнцефалограмма относится к записи спонтанной электрической активности головного мозга в течение определенного периода времени, записано с нескольких электродов , размещенных на волосистой части головы. Диагностика обычно сосредоточена на спектральном составе ЭЭГ, то есть на типе нервных колебаний ( в народе называют "мозговые волны") , которые можно наблюдать в сигналах ЭЭГ.

ЭЭГ наиболее часто используется для диагностики эпилепсии , которая вызывает отклонения ЭЭГ. Также используется для диагностики нарушения сна , комы , энцефалопатии и смерти мозга . ЭЭГ используется как метод диагностики опухолей , инсультов и других заболеваний головного мозга, но его использование уменьшилось с появлением методов анатомических изображений с высокой разрешающей способностью, таких как магнитно - резонансная томография (МРТ) и компьютерной томографии (КТ). Несмотря на ограниченное пространственное разрешение, ЭЭГ по- прежнему является ценным инструментом для исследования и диагностики.

ЭЭГ обычно длится 20-30 минут (плюс время подготовки), и как правило, включает в себя запись электродов с кожи головы .

Мониторинг эпилепсии обычно делается:

1) чтобы отличить эпилептические припадки от диссоциативные конвульсий , обмороков (потеря сознания) , субкортикальных двигательных расстройств и мигренью вариантов.

2) чтобы охарактеризовать припадков в целях лечения.

3) локализовать область мозга, от которого берет свое начало нарушение для возможной операции . Кроме того, электроэнцефалограмма могут быть использованы для мониторинга определенных процедур:

1) контролировать глубину анестезии

2)как косвенный показатель перфузии головного мозга в каротидной эндартерэктомии.

ЭЭГ также могут быть использованы в отделениях интенсивной терапии для мониторинга функции мозга:

1) следить за возникновением припадков .

2) контролировать эффект анестезии у пациентов в индуцированной коме , с медицинской точки зрения (для лечения рефрактерных припадков или повышенным внутричерепным давлением )

3) следить за повторным повреждением головного мозга, таких как субарахноидальное кровоизлияние ( в настоящее время метод исследования)

Рисунок 1 – Ритмы ЭЭГ

У здорового взрослого человека, находящегося в состоянии покоя, на ЭЭГ обычно выявляются:

а) альфа-волны, которые характеризуются частотой 8—13 Гц и амплитудой 30—100 мкВ, они симметричные, синусообразной формы, лучше выражены при закрытых глазах пациента, преимущественно определяются в затылочно-теменной области; эти волны нарастают и убывают спонтанно и обычно быстро исчезают, когда пациент сосредоточивает внимание или открывает глаза;

б) бета-волны с частотой колебаний больше 13 Гц (чаще 16—30) и амплитудой до 15 мкВ, на нормальных электроэнцефалограммах они симметричны и особенно характерны для лобной области;

в) дельта-волны, имеющие частоту 0,5—3 Гц и амплитуду до 20—40 мкВ; г) тета-волны с частотой 4—7 Гц и с амплитудой в тех же пределах.

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) изменяется при изменении функционального состояния. Например, при переходе ко сну доминирующими становятся медленные колебани

я, а альфа-ритм исчезает. При сильном возбуждении на фоне нарушения альфа-ритма выявляются резкие изменения: они проявляются в усилении медленных колебаний, иногда и бета-ритмов, нарушении регулярности и частоты альфа-ритма. Эти и другие изменения имеют неспецифический характер.

При выраженной альфа-активности дельта- и тета-ритмы у здорового взрослого человека практически не заметны, так как они перекрываются имеющим более выраженную амплитуду альфа-ритмом. Однако при угнетении альфа-ритма, обычно возникающем при возбуждении пациента, а также в дремотном состоянии и при неглубоком сне (первая и вторая стадии), дельта- и тета-ритм на ЭЭГ проявляются и амплитуда их может нарастать соответственно до 150 и 300 мкВ. При глубоком сне (третья стадия) на ЭЭГ максимально регистрируется медленная активность. Медленные волны чаще проявляются в виде диффузных, реже локальных

(в зоне патологического очага в мозге), ритмических колебаний, формирующихся во "вспышки" . Уровень бодрствования влияет на характер ЭЭГ В норме у спящего взрослого человека ритм биоэлектрической активности симметричен, при этом появляются нарастающие по амплитуде медленные волны и сонные веретена в теменных зонах. Любая ориентировочная реакция на внешние воздействия находит отражение на ЭЭГ здорового человека в виде временного уплощения кривой. Эмоционально-психическое возбуждение обычно сопровождается появлением быстрых ритмов,[2].