УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МОЗГА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МОЗГА


RU (11) 2076625 (13) C1

(51) 6 A61B5/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1997.04.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 93010413/14 
(22) Дата подачи заявки: 1993.03.01 
(45) Опубликовано: 1997.04.10 
(56) Аналоги изобретения: Данько С.Г. и др. Система технических средств нейрофизиологических исследований человека. - Л.: Наука, 1982, с. 25 - 26. 
(71) Имя заявителя: Захаров Сергей Михайлович; Смирнов Борис Евгеньевич; Скоморохов Анатолий Александрович; Цыганок Василий Федорович 
(72) Имя изобретателя: Захаров Сергей Михайлович; Смирнов Борис Евгеньевич; Скоморохов Анатолий Александрович; Цыганок Василий Федорович 
(73) Имя патентообладателя: Захаров Сергей Михайлович; Смирнов Борис Евгеньевич; Скоморохов Анатолий Александрович; Цыганок Василий Федорович 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МОЗГА 
Изобретение относится к медицине, в частности к электронным приборам медицинской техники, и может быть использовано в нейрохирургической клинике для исследования мозгового кровообращения и диагностики патологии головного мозга. Задача изобретения - повышение надежности устройства, расширение диагностических возможностей и сокращение времени исследований. Технический результат достигается тем, что в устройство для исследования биологической активности мозга, содержащее блок отводящих электродов, датчик электрокардиосигнала, коммутационную панель, выполненную в виде изображения головы с гнездами для подключения отводящих электродов, многоканальный предварительный усилитель и соединенные с его выходами селектор отведений, усилитель электрокардиосигнала и блок контроля импеданса электродов, многоканальный селективный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, генератор звуковых стимулов, генератор зрительных стимулов и ЭВМ с подключенными к ней накопителем на магнитных дисках, дисплеем и печатающим устройством, дополнительно включены блок измерительных электродов, блок измерения внутричерепного импеданса, четырехканальный аналоговый переключатель, четырехканальный дифференцирующий усилитель, многоканальный аналоговый коммутатор, усилитель с регулируемым напряжением смещения и коэффициентом усиления, блок контроля работоспособности с соединительной колодкой, блок памяти, микропроцессор и блоки обмена информацией и сопряжения. 2 з.п. ф-лы, 26 ил., 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к медицине, в частности к электронным приборам медицинской техники, и может быть использовано в нейрохирургической клинике для исследования мозгового кровообращения и диагностики патологии головного мозга.
Известен электроэнцефалограф, защищенный патентом СССР N 880241, кл. А 61 В 5/04 (заявка ФРГ N 2727583 от 20.06.77 г.), содержащий измерительные электроды, накладываемые на голову пациента, селектор отведений, выполненный в виде изображения головы с размещенными на нем переключателями с индикаторными лампочками, и сигнальные усилители, входы которых через селектор отведений подключается к измерительным электродам, а выходные сигналы управляют самописцами.
В этом электроэнцефалографе обеспечивается наглядность подключения измерительных электродов ко входам усилителей, чем снижается вероятность их ошибочного подсоединения.
К недостаткам электроэнцефалографа следует отнести отсутствие возможности измерения внутричерепного импеданса и контроля импеданса электродов, что существенно снижает диагностические возможности прибора. Кроме того, такой электроэнцефалограф мало пригоден для исследований биологической активности мозга из-за сложности обработки электроэнцефалограмм, зарегистрированных самописцами.
Современные электроэнцефалографы, используемые для исследовательских целей, имеют устройства, обеспечивающие автоматический анализ данных.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является техническое решение, описанное в книге С.Г.Данько и Ю.Л.Каминского "Система технических средств нейрофизиологических исследований человека", Ленинград, "Наука", 1982 г. стр. 25-26. Система для научных и клинических исследований биологической активности мозга DEDAAS включает ЭВМ с накопителями на магнитных дисках и магнитной ленте, 24 предварительных усилителя специальной разработки, управляемый от ЭВМ генератор звуковых, зрительных и тактильных стимулов, аналого-цифровой преобразователь с изменяемым коэффициентом передачи, сервисный монитор, блок контроля импеданса электродов по сигналу от ЭВМ и алфавитно-печатающее устройство. В системе DEDAAS усиливаются и вводятся в ЭВМ сигналы девятнадцати монополярных отведений от электродов, наложенных по системе 10-20, в ЭВМ соответствующими операциями вычитания формируются биполярные отведения. Кроме сигналов электроэнцефалографии возможен ввод по свободным пяти каналам усиления сигналов электрокардиографии и от датчиков дыхания, движений головы, языка, глаз. Эти сигналы используются для автоматического контроля артефактов. Система DEDAAS отличается высокой эффективностью за счет автоматизации сбора и анализа информации о биологической активности мозга.
К недостаткам этой системы следует отнести низкую помехозащищенность, т. к. усиливаются сигналы только монополярных отведений, недостаточную точность из-за отсутствия контроля параметров усилителей в процессе исследований, пониженные диагностические возможности из-за отсутствия при исследованиях контроля за изменением внутричерепного импеданса. Кроме того, система DEDAAS из-за конструктивной сложности может использоваться только в стационарных условиях.
Цель изобретения создание более надежного устройства для исследования биологической активности мозга с повышенными диагностическими возможностями. По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет одновременно и совместно снимать и анализировать сигналы электроэнцефалографии, электрокардиографии и реоэлектроэнцефалографии, в процессе исследования постоянно контролировать импеданс электродов и параметры усилителей. Кроме того, за счет компрессии динамического диапазона сигналов перед аналого-цифровым преобразованием существенно упрощается обработка информации и снижается стоимость устройства.
Вышеупомянутые цели достигаются тем, что в устройство для исследования биологической активности мозга, содержащее блок отводящих электродов, датчик электрокардиосигнала, коммутационную панель, выполненную в виде изображения головы с гнездами для подключения отводящих электродов, многоканальный предварительный усилитель, входы которого соединены с соответствующими гнездами подключения коммутационной панели, а выходы с соответствующими информационными выходами селектора отведений, усилитель электрокардиосигнала, выходы которого соединены с соответствующими гнездами подключения коммутационной панели, блок контроля импеданса электродов, многоканальный селективный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, генератор звуковых стимулов, генератор зрительных стимулов и ЭВМ с подключенными к ней накопителем на магнитных дисках, дисплеем и печатающим устройством, дополнительно включены блок измерительных электродов, блок измерения внутричерепного импеданса, блок контроля работоспособности с соединительной колодкой, четырехканальный дифференциальный усилитель, многоканальный аналоговый коммутатор, усилитель с регулируемыми напряжением смещения и коэффициентом усиления, блок памяти, микропроцессор, блоки обмена информацией и сопряжения и четырехканальный аналоговый переключатель, первые входы которого подключены к первой группе выходов селектора отведений, вторые входы к выходам блока измерения внутричерепного импеданса, а выходы к первой группе входов многоканального селективного усилителя, первая группа выходов которого соединена непосредственно с первыми информационными входами, а через четырехканальный дифференциальный усилитель со вторыми информационными входами многоканального аналогового коммутатора, третий информационный вход которого подключен к выходу блока контроля импеданса электродов, четвертый информационный вход соединен с выходом усилителя электрокардиосигнала, пятые информационные входы с выходами блока измерений внутричерепного импеданса, шестые информационные входы со второй группой выходов многоканального селективного усилителя, а выход соединен с информационным входом усилителя с регулируемыми напряжением смещения и коэффициентом усиления, выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, выходы и вход управления которого через шину данных соединены с входами-выходами блока сопряжения, которые соединены с управляющими входами блока измерения внутричерепного импеданса, блока контроля импеданса электродов, селектора отведений, четырехканального аналогового переключателя многоканального аналогового коммутатора, усилителя с регулируемыми напряжением смещения и коэффициентом усиления, генератора звуковых стимулов, генератора зрительных стимулов, блока контроля работоспособности и многоканального селективного усилителя, вторая группа входов которого соединена соответственно со второй группой выходов селектора отведений, а входы блока контроля импеданса электродов соответственно соединены с входами многоканального предварительного усилителя, при этом входы-выходы блока измерения внутричерепного импеданса соединены с соответствующими гнездами подключения коммутационной панели, причем входы-выходы микропроцессора соединены через первую шину обмена с блоком памяти, через шины информации адреса и управления с блоком сопряжения и через вторую шину обмена и блок обмена информацией с входами выходами ЭВМ.
Селектор отведений содержит однотипные каналы по числу выходов многоканального предварительного усилителя, каждый канал выполнен на дифференциальном усилителе и аналоговом переключателе, информационные входы аналоговых переключателей и неинвертирующие входы дифференциальных усилителей являются соответствующими информационными входами селектора отведений, одноименные управляющие входы аналоговых переключателей всех каналов объединены и являются управляющим входом селектора отведений, первой и второй группой входов которого являются выходы дифференциальных усилителей соответствующих каналов, инвертирующий вход дифференциального усилителя в каждом канале соединен с выходом аналогового переключателе данного канала.
Многоканальный селективный усилитель в каждом канале содержит последовательно соединенные фильтр верхних частот с регулируемой частотой среза, усилитель, фильтр нижних частот и режекторный фильтр, выходы режекторных фильтров соответствующихканалов являются первой и второй группами выходов многоканального усилителя, первой и второй группами входов которого являются информационные входы фильтров верхних частот с регулируемой частотой среза, и управляющим входом объединенные одноименные управляющие входы фильтров верхних частот с регулируемой частотой среза.
На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства для исследований биологической активности мозга; на фиг.2 -пример реализации коммутационного устройства; на фиг.3 пример реализации многоканального предварительного усилителя; на фиг.4 пример реализации селектора отведений; на фиг.5 пример реализации четырехканального аналогового переключателя; на фиг.6 пример реализации блока измерения внутричерепного импеданса; на фиг.7 пример реализации генератора звуковых стимулов; на фиг.8 пример реализации многоканального селективного усилителя; на фиг.9 пример реализации четырехканального дифференцирующего усилителя; на фиг.10 пример реализации усилителя с регулируемыми напряжением смещения и коэффициентом усиления; на фиг.11 пример реализации многоканального аналогового коммутатора; на фиг. 12 пример реализации блока контроля импеданса электродов; на фиг.13 пример реализации генератора зрительных стимулов; на фиг.14 пример реализации усилителя реосигналов; на фиг.15 пример реализации блока сопряжения; на фиг.16 блок-схема программы исследований; на фиг. 17 структурная схема алгоритма управления работой устройства; на фиг.18 блок-схема подпрограммы балансировки; на фиг. 19 блок-схема подпрограммы определения ошибки преобразования; на фиг.20 алгоритм выполнения операции "коррекция кода АЦП"; на фиг.21 блок-схема подпрограммы съема ЭКГ, ЭЭГ и РЭГ; на фиг.22 - блок-схема подпрограммы редактирования ЭКГ, ЭЭГ и РЭГ; на фиг.23 блок-схема подпрограммы анализа ЭЭГ; на фиг. 24 блок-схема подпрограммы анализа РЭГ; на фиг.25 блок-схема подпрограммы дифференциации возможных диагнозов; на фиг.26 примеры способов отведений ЭЭГ.
Устройство для исследований биологической активности мозга (фиг.1) включает блок 1 отводящих электродов, датчик 2 электрокардиосигнала и блок 3 измерительных электродов, закрепленных на пациенте. Электроды с помощью штырей подключаются к гнездам коммутационной панели 4. Эти гнезда соединены с входами многоканального предварительного усилителя 5 и блока 6 контроля импеданса электродов, входами усилителя 7 электрокардиосигнала, сигнальными входами и выходами блока 8 измерения внутричерепного импеданса. Селектор отведений 9 входами подключен к выходам многоканального предварительного усилителя 5. К первым четырем выходам селектора отведений 9 подключен четырехканальный аналоговый переключатель 10, вторые входы которого соединены с канальными выходами блока 8. Многоканальный селективный усилитель 11 подключен к выходам переключателя 10 (с первого по четвертый канал). Выходы первых каналов усилителя 11 подключены к четырехканальному дифференцирующему усилителю 12 и сигнальным входам многоканального аналогового коммутатора 13, к остальным сигнальным входам которого подключены соответственно выход блока 6, выходы усилителей 7, 11 и 12 и канальные выходы блока 8. К выходу многоканального аналогового коммутатора 13 подключены последовательно соединенные усилитель 14 с регулируемыми напряжением смещения и коэффициентом усиления и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 15. Микропроцессор 16 предназначен для синхронизации работы блоков 5 15 и связан с ними через блок 17 сопряжения шиной данных 18. Блок 19 памяти предназначен для хранения кодов напряжения смещения и коэффициента усиления и ошибок измерения для каждого съема ЭЭГ, ЭКГ и РЭГ.
Микропроцессор 16 через устройство обмена 20 связан с ЭВМ 21, которая снабжена дисплеем 22, печатающим устройством 23 и накопителем на магнитных дисках 24. ЭВМ 21 обеспечивает выполнение всей программы исследований. Генератор 25 звуковых стимулов и генератор 26 зрительных стимулов предназначены для обеспечения исследований с использованием функциональных проб. Блок 27 контроля работоспособности с соединительной колодкой 28 предназначен для контроля работоспособности всего устройства.
Коммутационная панель 4 (фиг. 2) в приведенном примере реализации содержит гнезда 29, размещенные на поле, условно обозначающем размещение электродов на головке, и предназначенные для подключения штырей отводящих электродов. Гнезда Fp1, Fp2 относятся к лобному полюсу, гнезда F7, F3, F4, F8 к лобной области, гнезда С3, С4 к центральной области, гнезда Т3, Т4, Т5, Т6 к височной области, гнезда Р3, Р4 к теменной области, гнезда 01, 02 к затылочной области, гнезда Fz, Cz и Pz к средней линии гнезда А1, А2 предназначены для подключения рефферентных (нулевых) электродов. Гнезда Э1, Э2 предназначены для подключения штырей датчика электрокардиосигнала, гнезда Г1 Г8 и У1 У6 для подключения измерительных электродов, гнезда Г9 Г29 для подключения соединительной колодки 28.
Многоканальный предварительный усилитель 5 (фиг.3) в варианте, предназначенном для усиления сигналов при стандартной системе отведений 10/20, содержит 21 операционный усилитель 101-121, неинвертирующие входы которых подключены к отводящим электродам. Инвертирующие входы каждого из усилителей 101.110 соединены с собственным выходом через резистор R1 и с выходом усилителя 120 через резистор R2. Инвертирующие входы каждого из усилителей 110. 119 соединены с выходами собственного усилителя через резистор R1 и выходом усилителя 121 через резистор R2. Неинвертирующие входы усилителей 120, 121 подключены к рефферентным (нулевым) электродам А1, А2 соответственно. Инвертирующий вход каждого из этих усилителей через резистор R3 соединен с собственным выходом и через резистор R4 с нулевой шиной. Значения R3, R4 выбираются равными R3 R2, a R4 R1, в результате чего многоканальный предварительный усилитель 5 обладает высокой помехоустойчивостью к синхронной помехе. Выходы усилителей1-1.119 через резисторы R5 соединены с искусственной усредненной точкой F0.
Селектор отведений 9 (фиг. 4) для вариантов системы отведений 10/20 и выполнения многоканального предварительного усилителя 5 в виде, приведенном на фиг.3, содержит 19 аналоговых переключателей 201.219 и 19 дифференциальных усилителей 220.238. Инвертирующий вход каждого из усилителей 220.238 соединен с соответствующим выходом F1 F19 многоканального предварительного усилителя 5. Неинвертирующий вход дифференциального усилителя соединен с выходом соответствующего аналогового переключателя, входы которого подключены к выходам усилителя 5 согласно программируемым вариантам отведений. Одноименные управляющие входы аналоговых переключателей 201.219 объединены и являются управляющим входом селектора отведений 9.
Четырехканальный аналоговый переключатель 10 (фиг. 5) содержит четыре аналоговых переключателя 301.304. Первые входы этих переключателей подключены к выходам Q1.Q4 блока 9, вторые входы -к выходам Р1.Р4 блока 8, а управляющие входы -к оответствующему выходу блока 17.
Блок 8 измерения внутричерепного импеданса (фиг. 6) содержит четырехвыходовый стабилизированный генератор тока, включающий управляемый генератор меандра 401, парафазный усилитель 402, нагруженный на трансформатор 403 с четырьмя вторичными обмотками, в каждую из которых включен стабилизатор переменного тока 404.407 и четырехканальный усилитель реосигналов. Стабилизатор переменного тока 404 представляет собой двухполупериодный мостовой выпрямитель на диодах D11, D21, D31, D41, в нагрузочную диагональ которого включено составное резистивной сопротивление, состоящее изрезистора R0 и проходного транзистора Т0.
Четырехканальный усилитель реосигналов включает в себя четыре входных трансформатора 408, 412, 416, 420, четыре высокочастотных усилителя 409, 413, 417, 421, четыре детектора 410, 414, 418, 422, четыре фильтра нижних частот 411, 415, 419, 423.
Входные обмотки трансформаторов подключены к измерительным электродам блока 3 через гнезда У1.У6 блока 2.
Генератор 25 звуковых стимулов (фиг. 7) содержит генератор 501 шума, генератор 502 тональной частоты, усилители 503, 504 шума правого и левого каналов, делитель 505 тональной частоты, усилители 506, 507 тональной частоты правого и левого каналов, микшеры 508, 509 левого и правого каналов, выходные усилители правого и левого каналов и звуковые излучатели 512, 513. Генераторы 501 и 502 включаются сигналом "Строб" от блока 17. Коэффициенты усиления усилителей 503, 504, 506, 507 и коэффициент деления делителя частоты 505 устанавливаются от соответствующих регистров блока 17.
Выходы генератора 501 подключены к входам усилителей 503 и 504, выход генератора 502 через делитель частоты 505 соединен с входами усилителей 506 и 507. Выходы усилителей 503, 506 через микшер 508 и выходной усилитель 510 подключены к звуковому излучателю 512. Выходы усилителей 504 и 507 через микшер 509 и выходной усилитель 511 подключены к звуковому излучателю 513.
Многоканальный селективный усилитель 11 (фиг. 8) содержит в каждом канале последовательно включенные управляемый фильтр верхних частот 601(602. 619), усилитель 620(621.638), фильтр нижних частот 639(640.657) и режекторный фильтр 658(659.676) на частоту питающей сети.
Четырехканальный дифференцирующий усилитель 12 (фиг. 9) содержит в каждом канале 701.704 последовательно включенные дифференцирующую RC- цепочку и усилитель с отрицательной обратной связью.
Усилитель 14 с регулируемыми напряжением смещения и коэффициентом усиления (фиг. 10) может быть реализован с использование двух микросхем 801, 802 типа К572ПА1 и двух операционных усилителей 803, 804 типа КР574УД1. На цифровые входы микросхемы 801 подается код коэффициента усиления, а на цифровые входы микросхемы 802 код смещения. К выходам 1,2 микросхемы 801 подключены входы операционного усилителя 803, выход которого соединен с входом 15 опорного напряжения микросхемы 801. Входной сигнал подается на контакт 16 (вывод регистра обратной связи) микросхемы 801, выходной сигнал снимается с выхода операционного усилителя 803. Выход 1 микросхемы 802 соединен с выходом 1 микросхемы 801. Операционный усилитель 804 предназначен для задания начального смещения. Опорное напряжение +Uоп подается на контакт 15 микросхемы 802, на контакт 16 подается напряжение -Uоп/2 с выхода операционного усилителя 804.
Аналоговый коммутатор 13 (фиг. 11) может быть реализован на микросхемах К591КН1 с адресным опросом каналов. К аналоговым входам первой микросхемы У13-1 подключены выходы блока 6 контроля импеданса электродов, четыре выхода четырехканального дифференцирующего усилителя 12, четыре выхода блока 8 измерения внутричерепного импеданса, четыре выходы младших каналов многоканального селективного усилителя 11 и выход усилителя 7 электрокардиосигнала. К аналоговым входам второй микросхемы У13-2 подключены остальные 15 выходов многоканального селективного усилителя 11. На входы микросхем У13-1и У13-2 2.2 и С1 подается код номера канала от блока 17.
Блок 6 измерения импеданса электродов (фиг. 12) содержит дешифратор ДШ, к выходам которого подключены реле Р1.Р11, электронный ключ ЭКл, дифференциальный усилитель ДУ и оконечный усилитель ОУ. Цифровые входы дешифратора ДШ и управляющий вход электронного ключа ЭКл соединены с цифровыми выходами регистра 904 блока 17. Входы дифференциального усилителя ДУ подключены к выходам счетчика 917 блока 17, переключающий контакт электронного ключа ЭКл соединен с неинвертируемым входом оконечного усилителя ОУ, к которому через ограничительное сопротивление подключен выход дифференциального усилителя ДУ. К нормально разомкнутому контакту электронного ключа Экл через первые пары нормально разомкнутых контактов реле Р1.Р10 подключаются выходы D1.D10 блока 4, к нормально замкнутому контакту электронного ключа через вторые пары нормально разомкнутых контактов реле Р1.Р11 подключаются выходы Д11.Д19 и А1, А2 блока 4.
Генератор 26 зрительных стимулов (фиг. 13) содержит лампу вспышку Л, мощность вспышки которой определяется напряжение заряда конденсатора Сs. Импульс, управляющий длительностью заряда конденсатора Сs, подается от блока 17 через оптоэлектронную пару DD-1, инвертор И2 и резистор R11 на транзисторный ключ Т1.
Конденсатор С5 заряжается через резистор R16, диод D2 и открытый транзистор Т1. С помощью инвертора И1, конденсатора С2 и диода D1 из заднего фронта импульса от блока 17 формируется поджигающий импульс, который через оптоэлектронную пару DD-2 включает лампу вспышку Л. Резистор R10 является нагрузкой диода оптоэлектронной пары, конденсатор С4 и резисторы R12, R13, R14 предназначены для формирования поджигающегоимпульса тока в первичной обмотке трансформатора Тр1. Конденсатор С3 и резистор R15 определяют начальную мощность вспышки.
Блок 17 сопряжения (фиг.14) содержит дешифратор 901 сигналов считывания, цифровые входы которого соединены с шиной адреса (ША), а вход разрешения с выходом RD микропроцессора 16, дешифратор 902 сигналов записи, цифровые входы которого соединены с шиной информации (ШИ), а вход разрешения с выходом WR микропроцессора 16, одиннадцать регистров хранения 903.913, цифровые входы которых подключены к ШИ микропроцессора 16, входы записи к выходам WE1. WR11 дешифратора 902 соответственно, а выходы к цифровым входам управления селектора 9, блока 6, многоканального усилителя 11, усилителя 14 и генератора 25, двенадцатый регистр хранения 914, цифровые входы которого соединены с цифровыми выходами АЦП 15, а цифровые выходы с ШИ микропроцессора 16, первая схема И 915, первый вход которой соединен с выходом RD1 дешифратора 901, второй вход с младшим разрядом Д0 шины информации микропроцессора 16, а выход с входом ПРЕОБРАЗОВАНИЕ АЦП 15, вторая схема И 916, первый вход которой соединен с выходом RD2 дешифратора 901, второй вход с выходом ГОТОВНОСТЬ АЦП 15, а выход с входом записи регистра 914, четыре D-триггера 917.920, разрядные входы которых соединены с младшим разрядом D0 шины информации микропроцессора 16, а входы стробирования с выходами WR12.WR15 дешифратора 902 соответственно, а выходы к входам управления блока 8, переключателя 10, генераторов 25 и 26 и блока 27, двухразрядный счетчик 921, счетный вход которого подключен к выходу WR16 дешифратора 902, вход разрешения к младшему разряду D0 шины информации микропроцессора 16, а выходы разрядов 1 и 2 к входу КОНТРОЛЬНЫЙ СИГНАЛ блока 6. Блок 27 контроля работоспособности представляет собой регистр сдвига, выход которого соединен с входом и в каждом записана единица в одном разряде. На вход СДВИГ регистра подаются тактовые импульсы от блока 17. К единичным выходам разрядов регистра через ограничительные сопротивления подключены контакты соединительной колодки 28.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Устройство позволяет осуществлять комплексный метод исследования мозга человека. За один сеанс обследования пациента могут быть зарегистрированы и проанализированы сигналы электроэнцефалографии от девятнадцати электродов, размещенных по стандартной схеме 10/20, сигналы электрокардиографии и реоэлектроэнцефалографии, при этом способ отведения, функциональные пробы, коррекция ошибок измерения производятся автоматически в соответствии с заданной программой. Используемые аппаратные средства позволяют проводить запись сигналов в неэкранированном помещении и в присутствии работающих электроприборов. Для регистрации электроэнцефалограмм и реоэлектроэнцефалограмм используются электроды из пищевого олова диаметром 10 мм в пластмассовых корпусах. Блок 1 отводящих электродов выполнен в виде эластичного шлема. Электроды датчика 2 крепятся с помощью пластыря, блок 3 измерительных электродов может быть совмещен с блоком 1, т.е. измерительные электроды могут быть скреплены с отводящими электродами. Для уменьшения межэлектродного сопротивления места установки электродов протираются спиртом, а между электродом и кожей помещается марлевый тампон, пропитанный раствором поваренной соли. Перед подключением электродов блоков 1,3 и датчика 2 к гнездам коммутационной панели 2 производится контроль работоспособности устройства. Для этого к гнездам Г9.Г29 коммутационной панели подключается соединительная колодка 28, через которую от блока 27 контрольный сигнал поочередно подается на входы многоканального предварительного усилителя 5. Селектор 9 включается в режим монополярного отведения. Коэффициент усиления и напряжение смещения усилителя 14 устанавливаются номинальными. Контрольный сигнал в каждом канале считывается по точкам и отображается на экране дисплея 22. По искажению контрольного сигнала судят о работоспособности устройства. При необходимости заменяют дефективный усилитель на резервный.
После проверки работоспособности от коммутационной панели 2 отключается соединительная колодка 28, а подключаются электроды блоков 1 и 3 и датчика 2. Штыри электродов блока 1 вставляются в гнезда панели 29, датчик 2 подключается к гнездам Э1 и Э2, штыри электродов блока 3 вставляются в гнезда Г1.Г8 и У1.У6. В память ЭВМ вводятся исходные данные о пациенте и программа исследований. Перед началом исследований производится контроль импеданса электродов. Если импеданс какого-либо электрода будет превышать заданное значение (например, 10 кОм), то проверяются целостность электрода и состояние контакта кожа-электрод. Подробнее контроль импеданса электродов описан при описании работы блока 6.
После контроля импеданса электродов пациент должен принять удобное положение, расслабиться и приготовиться к съему электроэнцефалограмм и реоэлектроэнцефалограмм при параллельной записи электрокардиограммы. Так как биопотенциалы мозга сильно зависят от эмоционального состояния больного и сеанс обследования не должен быть продолжительным, а программа обследований должна быть как можно полней, в предлагаемом устройстве для исследований мозга обеспечивается возможность параллельного съема и регистрации электроэнцефалограмм от девятнадцати отведений, реоэлектроэнцефалограмм от четырех биполярных функциональных пробах. Блок-схема программы исследований приведена на фиг.16. Исходные данные о пациенте включают код пациента (в качестве такого может использоваться номер паспорта), наименование группы (для групповой статистики), Ф.И.О. дату рождения, пол, диагноз. При необходимости могут быть включены другие данные, необходимые для статического анализа (например, профессия, стаж работы и др.).
Исходные данные о программе исследований содержат сведения об очередности съема сигналов, времени включения функциональных проб, режимах работы при съеме данных, режимах анализа и представлении результатов исследований. Программа исследований может выполняться автоматически, либо в диалоговом режиме, когда нейрофизиолог, проводящий исследования, просматривает электрофизиологические сигналы в реальном масштабе времени на экране дисплея и принимает решения о дальнейших шагах. Съем данных может осуществляться при следующих пробах: съем фоновой ЭЭГ и ЭКГ; съем фоновой РЭГ и ЭКГ; съем ЭЭГ и ЭКГ при открывании и закрывании глаз; съем ЭЭГ и ЭКГ при зрительной стимуляции; съем ЭЭГ и ЭКГ при звуковой стимуляции; съем ЭЭГ, РЭГ и ЭКГ при гипервентиляции в 1-ую, 2-ю и 3-ю минуты; съем ЭЭГ, РЭГ и ЭКГ после фармакологической пробы в контрольные интервалы времени.
Каждая из проб может проводиться при разных способах отведений (например, монополярный, монополярный с искусственной нулевой точкой, биполярный с поперечной цепочкой и т.д.) и разных полосах частот усилителей. Время съема одной пробы составляет от 6 с при съеме фоновых ЭЭГ и РЭГ до 10-15 мин при съеме фармакологических проб. В память ЭВМ записываются участки ЭЭГ, ЭКГ и РЭГ перед анализом редактируются. Нейрофизиолог по очереди просматривает записанные электрофизиологические сигналы на экране дисплея и исключает те, которые искажены артефактами. Типичные артефакты плохой контакт между кожей и контактом, механическое смещение электродов, электрические помехи, движение пациента, например мышц корпуса, сморщивание лба. Участки, искаженные артефактами, либо обнуляются, либо заменяются (дублируются) неискаженными.
Редактирование ЭЭГ, ЭКГ и РЭГ может производиться одновременно со съемом данных.
Отредактированные ЭЭГ, ЭКГ и РЭГ анализируются с целью выявления патологических признаков. По результатам анализа ЭЭГ и РЭГ устанавливаются возможные диагнозы.
Рассмотрим работу предлагаемого устройства. От ЭВМ 21 через устройство обмена 20 в микропроцессор 16 подаются коды операций, какие должно исполнять устройство согласно программе исследований. Микропроцессор 16 обеспечивает выработку управляющих команд для исполнения операций и по шинам информации, адреса и управления передает их в блок 17, в котором вырабатываются сигналы управления, подаваемые на остальные блока. На фиг.17 показан алгоритм работы микропроцессора. В начале осуществляется сброс микропроцессора, для чего на передающей линии ТхД от ЭВМ 21 устанавливается сигнал "ПАУЗА" на 200 мс. После этого сигнал должен быть снят и выдержана пауза в течение 1000 мс. В результате произойдет инициализация микропроцессора, будет установлена номинальная скорость обмена с ЭВМ 21, опрошена готовность к работе блока 19 памяти, ОЗУ и ПЗУ микропроцессора 16 и в ЭВМ 21 будет передан сигнал о готовности микропроцессора 16 к приему команды. Готовность блока 19 к работе будет подтверждена после выполнения подпрограммы балансировки, структурная схема которой приведена на фиг.18 и которая осуществляется следующим образом. В блок 17 от микропроцессора 16 по шине адреса подается код числа 3, по шине управления сигнал записи WR и по шине информации код 1, в результате в регистре 905 записывается код единицы и в многоканальном селективном усилители 11 во всех аналоговых ключах 601.619 вход подключается к первому выходу, т. е. неинвертируемые входы усилителей 620.638 будут подключены к нулевому потенциалу.
Затем от микропроцессора 16 в блок 17 по шине адреса будет передан код числа 4, по шине управления сигнал записи WR и по шине информации код номера первого канала. В результате в регистре 906 запишется код номера первого канала, и в аналоговом коммутаторе АКМ1 к выходу подключится вход А11, к которому подключен выход первого канала усилителя 11. Дальше от микропроцессора по шине адреса подается код числа 5, по шине информации код 3 и по шине управления сигнал записи WR, в результате в регистр 907 записывается код числа 3. Аналогичным образом в регистр 908 записывается код 128. Таким образом коэффициент усиления усилителя 14 установится равным 85, а напряжение смещения равным 1/2 Uоп. После этого по шине адреса подается код единицы, по шине управления сигнал считывания RD и по шине информации "единица" в младшем разряде D0. В результате на АЦП 15 будет подан сигнал ПРЕОБРАЗОВАНИЕ с выхода схемы И 915 и АЦП 15 начнет преобразовывать сигнал с выхода усилителя 14 в код. Тем временем на шине адреса код меняется на двойку и сигнал RD2 будет подан на вход схемы И 916, на второй вход которой поступит сигнал ГОТОВНОСТЬ от АЦП 15 после завершения преобразования и код из АЦП 15 запишется в регистр 914. Этот код по шине информации передается в микропроцессор 16 и сравнивается с нулем. Если код больше нуля, то код смещения, хранящийся в регистре, уменьшается на половину, если больше нуля, то увеличивается на половину, а если равен нулю, то код из регистра 908 записывается в блок памяти 19 по адресу, соответствующему номеру канала, а в регистр 906 записывается код номера следующего канала. После того как будут определены коды напряжения смещения для всех каналов усилителя 11 вычисляется ошибка преобразования. Блок-схема подпрограммы определения ошибки преобразования изображена на фиг. 19. Коды ошибок преобразования также записываются в блок 19 памяти. На этом балансировка заканчивается и в ЭВМ выдается сигнал готовности микропроцессора 16 к выполнению команд от ЭВМ.
Прежде чем описать режим съема данных рассмотрим работу отдельных узлов и блоков устройства. Многоканальный предварительный усилитель 5 выполнен по схеме, описанной в книге С.Г.Данько, Ю.Л.Каминского "Система техническихсредств нейрофизиологических исследований человека", Л. "Наука", 1982, с. 46, рис. 7. Характерной особенностью такого усилителя является то, что на выходе любого из усилителей 101.109 напряжение будет пропорционально разности напряжений сигнала на соответствующем электроде D1.D9 и на электроде А1, соединенном на усилителе 120, т.е. сигналы будут соответствовать монополярному отведению с использованием электрода А1 в качестве рефферентного, а напряжение помехи на выходах усилителей будет отсутствовать при равенстве коэффициентов усиления усилителей 101.109 и усилителя 120, т.е. при R1 R4 и R2 R3. Тоже самое можно сказать и об усилителях 110.119 и 121. Резисторы R5, подключенные к выходам каждого из усилителей 101.119 и соединенные между собой, позволяют сформировать потенциал искусственной усредненной рефферентной точки. Селектор 9 отведений (фиг. 4) содержит девятнадцать дифференциальных усилителей 220.238, неинвертируемые выходы которых соединены с выходами F1. F19 многоканального усилителя 5, и столько же аналоговых переключателей 201. 219, выходы которых соединены с неинвертируемыми входами усилителей 220.238. Цифровые входы аналоговых переключателей 201.219 объединены и являются входом управления селектора 9. Аналоговые входы каждого из переключателей 201. 219 подключены к выходам F0.F19 многоканального усилителя 5 таким образом, чтобы при подаче на вход управления селектора 9 кода способа отведений через переключатели 201.219 осуществлять подключение к инвертируемым входам усилителей 220. 238 выходов F0.F19 в соответствии с этим способом отведения. Так, например, если монополярный способ отведения кодируется единицей, монополярный с искусственной рефферентной точкой двойкой, биполярный продольный тройкой, биполярный поперечный четверкой, то вход А1 всех переключателей соединен с нулевой шиной источника питания, вход А2 всех переключателей с искусственной усредненной точкой F0, входы А3 и А4 переключателей 201.219 соединены с выходами F0.F19 многоканального усилителя 5 в соответствии с табл. 1 и 2.
При указанных в табл. 1 и 2 соединениях входов А3 и А4 переключателей 201.219 с подачей на вход управления переключателей кода единицы будет реализовано монополярное отведение, (фиг. 26) при подаче кода тройки будет реализовано биполярное поперечное отведение. Аналогичным образом могут быть заданы любые другие способы отведений.
Блок 8 измерения внутричерепного импеданса (фиг.6) содержит генератор стабильного переменного тока, включающий ждущий генератор 401 меандра и парафазный усилитель 402, между разнопотенциальными выходами которого включен импульсный трансформатор 403 с четырьмя одинаковыми выходными обмотками, концы которых соединены с гнездами Г1.Г8 коммутационной панели 4, один непосредственно, другой через стабилизатор переменного тока 404.407. Стабилизатор тока 404 представляет собой диодный мост на диодах Д11, Д21, Д31, Д41, в диагональ которого включено составное динамическое сопротивление (последовательно соединенные транзистор Т0 и резистор R0). Такое исполнение генератора стабильного тока позволяет сформировать переменный симметричный сигнал с нулевой составляющей.
Четырехканальный усилитель сигналов реоэлектроэнцефалограмм содержит в каждом канале входной импульсный трансформатор 408 (412, 416, 420), последовательно соединенные усилитель 409 (413, 417, 421) высокой частоты детектором 410 (414, 418, 422) и фильтр нижних частот 411 (415, 419, 423).
Пример выполнения принципиальной электрической схемы одного канала усилителя сигналов реоэлектроэнцефалографии показан на фиг. 14.
Многоканальный селективный усилитель 11 (фиг. 8) состоит из 19-ти одинаковых усилительных канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные фильтр верхних частот 601.619 с управляемой полосой пропускания, широкополосный усилитель 620.638 и активные фильтр нижних частот 639.657 и режекторный фильтр 658.676.
Фильтр верхних частот 601 представляет собой аналоговый переключатель АКл, на вход которого через конденсатор С1 подается усиливаемый сигнал, на разрядные входы управления код полосы фильтра (постоянная времени), а к выходам подключены к первому нулевая шина источника питания, ко второму - неинвертируемый вход широкополосного усилителя 620, а к остальным точки резистивного делителя из R6, R7, R8, R9, соединяющего неинвертируемый вход усилителя 620. При переключении кода управления на входах 2.2 аналогового переключателя конденсатор С1 подключается к неинвертируемому входу либо непосредственно, либо через резисторы делителя R6.R8, тем самым изменяется постоянная времени RC-цепочки и полоса фильтра верхних частот.
Усилитель 14 с регулируемыми напряжением смещения и коэффициентом усиления (фиг. 10) выполнен на двух микросхемах ЦАП 801 и 802 типа К572 ПА1 и операционном усилителе 803 типа КР574УД1.
Напряжение на выходе 1 микросхемы 802



где Nсм значение кода напряжения смещения;

Uоп опорное напряжение.
Напряжение на выходе операционного усилителя 803



где К коэффициент усиления операционного усилителя 803;

Nу значение кода коэффициента усиления;

Uвх входное напряжение усилителя 14.
При (K/28) >> 1



Таким образом, коэффициент усиления усилителя 14 с достаточной точностью приближения равен

Ку 28/Nу,

где Nу изменяется в пределах 1 -256.
Блок 6 измерения импеданса электродов содержит дешифратор ДШ, к выходным шинам которого подключены реле Р1.Р11 с двумя парами нормально замкнутых контактов каждое, электронный переключатель ЭКл и последовательно соединенный дифференциальный DУ и оконечный усилитель ОУ. Нормально разомкнутый контакт электронного переключателя ЭКл соединен с первой группой нормально разомкнутых контактов реле P1 P10, нормально разомкнутый контакт этого переключателя соединен со второй группой нормально разомкнутых контактов реле Р1.Р11.
Измерение импеданса электродов производится следующим образом. При поступлении от ЭВМ в микропроцессор 16 команды не измерение импеданса электродов из микропроцессора 16 в блок 17 передаются по шине адреса код числа 2, по шине управления сигнал записи WR, по шине информации код номера электрода. В результате в регистр 904 записывается код номера электрода, который расшифровывается дешифратором ДШ блока 6. Сбрасывается одно реле из Р1.Р11. Если в пятом разряде кода номера электрода будет 1, то переключается ЭКл. В результате к неинвертируемому входу оконечного усилителя ОУ и выходу дифференциального усилителя ДУ подключится одно из гнезд 29 коммутационной панели 4. Дальше от микропроцессора будут раз за разом на блок 17 подаваться по шине адреса код числа 16, по шине управления сигнал WR и по шине информации единица в младшем разряде. Счетчик 921 начнет отсчитывать, и на выходе дифференциального усилителя ДУ, к неинвертируемому входу 1 которого подключен выход младшего разряда счетчика, а к инвертируемому выход старшего разряда, будет формироваться на первом такте положительный потенциал, на втором - отрицательный, на третьем и четвертом нулевой и т.д. Этот сигнал через ограничивающий резистор R, электронный переключатель ЭКл, замкнутый контакт одного из реле Р1.Р11 и гнездо коммутационной панели 4 подается на соответствующий электрод блока 1. Амплитуда входного сигнала усилителя ОУ пропорциональна сопротивлению электрод-кожа и ее измерение позволяет оценить качество подключения электрода. Измеренные значения положительной и отрицательной полярности передаются в ЭВМ и запоминаются. После этого изменяется код номера электрода на единицу и аналогично измеряется сопротивление следующего электрода. Измеренные напряжения отображаются на экране дисплея. Оператор может вызвать на экран дисплея одновременно данные по всем электродам, сравнить их между собой, и уже после этого принять решение о замене электродов.
Рассмотрим режим съема фоновых электрофизиологических сигналов. Блок-схема подпрограммы съема электрофизиологического сигнала 17 устанавливается в нулевое состояние. После этого в регистр 903 записывается код способа отведений, в регистр 905 код постоянной времени фильтра, в регистр 906 код номера канала, равный единице. Из блока памяти 19 выбираются код коэффициента усиления усилителя 14 КУ и код напряжения смещения Nсм. Эти коды записываются в регистры 907 и 908 блока 17. Затем в АЦП 15 подается сигнал ПРЕОБРАЗОВАНИЕ, а после готовности АЦП 15 к считыванию код уровня сигнала в первом канале считывается в регистр 914, выходы которого подключены к шине информации. Дальше из блока памяти 19 извлекается код ошибки для 1-го канала и производится коррекция отсчета (фиг. 20), т.е. из кода, записанного в регистре 914 блока 17, вычитается код 128 и прибавляется код ошибки, результат проверяется на минимум и максимум (если результат меньше нуля, то фиксируется ноль, если результат больше 255, то фиксируется 255. После коррекции в ЭВМ 21 передаются измеренный уровень сигнала и код коэффициента усиления усилителя 14. В ЭВМ 21 в память записываются код номера канала, коэффициент усиления усилителя 14, уровень сигнала и текущее время.
Дальше в регистр 906 записывается код номера второго канала, из блока 19 переписываются в блок 17 код коэффициента усиления и код напряжения смещения усилителя 14 для второго канала, опрашивается АЦП 15, отсчет корректируется и в ЭВМ 21 передаются коды уровня сигнала, коэффициента усиления 14 и номера канала, которые запоминаются в память ЭВМ вместе с временем отсчета. Аналогичным образом считываются данные с остальным каналов. После того как будет опрошен последний 20-тый канал (19 ЭЭГ и 1 ЭКГ), цикл опроса повторяется. Записанные ЭЭГ могут быть просмотрены на экране дисплея в любом количестве каналов.
В память ЭВМ 21 по каждому каналу записывается отрезок ЭЭГ длительностью в половину времени эпохи (3,2 с при времени эпохи 6,4 с или 6,4 с при времени эпохи 12,8 с). По окончании записи он постоянно обновляется до тех пор, пока не будет подана команда на запись второй половины ЭКГ. В этом случае после отсчета таймера микропроцессора времени эпохи съем ЭЭГ и ЭКГ прекращается и устройство переходит в режим съема РЭГ и ЭКГ. D-триггер 917 в блоке 17 устанавливается в единичное состояние, запускается генератор 401 блока 8, четырехканальный аналоговый переключатель 10 устанавливается в положение, при котором к входам первых четырех каналов многоканального усилителя 11 подключаются выходы усилителей блока 8. После этого в регистр 905 блока 17 записывается код 1 и в фильтрах нижних частот 601.619 многоканального усилителя 11 конденсаторы С1 отключатся от входов усилителей 620.638 и замыкаются на нулевую шину источника питания. Через 1 с после окончания переходных процессов в фильтрах высоких частот и режекторных многоканального усилителя 11 в регистре 905 блока 17 записывается код выбранной постоянной времени фильтров усилителя 11 и в регистр 906 код номера канала, соответствующий выходу первого дифференцирующего усилителя 701 блока 12. В дальнейшем съем РЭГ осуществляется точно так же как ЭЭГ, за исключением того, что при съеме РЭГ последовательно считывается уровень сигналов на выходах четырехканального усилителя 11, усилителя электрокардиосигнала 7 и выходах усилителей блока 8.
Съем электрофизиологических сигналов при функциональных пробах отличается от съема фоновых электрофизиологических сигналов только тем, что из ЭВМ 21 в микропроцессор 16 дополнительно выдается команда на включение генераторов 25 или 26 или обеих вместе. По этим командам в регистры 909, 910, 911, 912 и 913 блока 17 записываются коды коэффициентов усиления усилителей шума левого и пpавого каналов, усилителей тональной частоты левого и правого каналов и код тональной частоты генератора 25 звуковых стимулов. Время действия световых и звуковых стимулов задается от ЭВМ 21 и определяется выдержкой D-триггеров 918 и 919 в единичном состоянии.
Съем электрофизиологических сигналов при гипервентиляционных и фармакологических пробах осуществляется точно так же, как при схеме фоновых физических сигналов.
Редактирование снятых сигналов ЭЭГ, ЭКГ и РЭГ может проводиться как в процессе обследования, так и после. Блок-схема подпрограммы редактирования приведена на фиг.22. При редактировании на экран дисплея выводится изображение одного или нескольких электрофизиологических сигналов, скорость просмотра может быть ускорена или замедлена. Одновременно с электрограммой на экран можно вывести изображение наиболее часто встречающихся артефактов, обусловленных плохим контактом электрод-кожа, электрическими помехами, движениями пациента и т.д. Участки ЭЭГ, РЭГ и ЭКГ, искаженные артефактами, обнуляются. После редактирования наиболее характерные участки ЭЭГ, РЭГ и ЭКГ записываются на дискету в историю пациента.
Анализ ЭЭГ, РЭГ и ЭКГ может производится как по отдельности, так и совместно. Блок-схема подпрограммы обработки ЭЭГ приведена на фиг.23. После того, как ЭЭГ записаны в память ЭВМ 21, обработка их не представляет особых трудностей. Спектральный (частотный) анализ, амплитудно-интервальный (временной) анализ, статический анализ и др. могут иметь самые различные алгоритмы. Формы представления результатов анализа могут быть различны в виде таблицы значений, гистограмм, топографических карт.
Блок-схема анализа РЭГ приведена на фиг.24. При обработке РЭГ основным является амплитудно-временной (корреляционный) анализ одновременно записанных реоэлектроэнцефалограммы, электрокардиограммы и первой производной реоэлектроэнцефалограммы и интервальный анализ.
Устройство без особых ухищрений реализуется на серийных микросхемах отечественного производства. В изготовленном авторами экспериментальном образце микропроцессор выполнен на микросхеме КР1816ВЕ39, аналоговый коммутатор на микросхемах КР590КН6, усилитель с регулируемым напряжением смещения и коэффициентом усиления на микросхемах КР5474УД1, КР572ПА1, блок памяти, регистр сдвига, регистры, делитель частоты, триггеры, логические элементы на микросхемах серии 1533, 561, блок обмена RS232 1801ВП1-065, усилители на микросхемах КП140УД1208, КР14УД1408, К1401УД3.
Испытания подтвердили высокие технические характеристики экспериментального образца. Устройство обеспечивает одновременный съем и регистрацию 19-ти электроэнцефалограмм, электрокардиограммы, реолектроэнцефалограммы с 4-х биполярных отведений, автоматическое тестирование подэлектродного сопротивления ЭЭГ отведений, программно-управляемое изменение полосы частот фильтров в усилительных каналах, автоматический контроль и компенсацию статической ошибки измерения уровня сигнала, управляемую стимуляцию звуковыми и световыми сигналами. Связь микропроцессора 16 с ЭВМ 21 осуществляется при помощи стандартного интерфейса RS 232 со скоростью обмена 19200/57600 бод.
Усилительные каналы электроэнцефалограмм имеют следующие характеристики:

полоса пропускания по уровню 3 дБ 0,15-30 Гц;

входное сопротивление не менее 50 мОм;

коэффициент подавления синфазной помехи на частоте 50 Гц не менее 120 дБ;

уровень внутренних шумов, приведенных ко входу, не более 2 мкВ.
Устройство имеет автономный источник питания и гальванически развязано от ЭВМ. Коэффициент усиления усилителя 14 из изменяется в пределах 1.100.
Селектор 9 рассчитан на автоматическое переключение 4 способов отведения: монополярный, монополярный с искусственной усредненной точкой, биполярный поперечный и биполярный продольный.
Остальные способы отведений могут быть реализованы программно при обработке записанных электроэнцефалограмм в ЭВМ.
Программное обеспечение позволяет реализовать графическое отображение на экране дисплея любого количества ЭЭГ с временными и амплитудными метками, изменения масштаба на осях Х и Y, изменение скорости просмотра и выбор любых участков, выбор любых ЭЭГ для совместного отображения, выбор любых ЭЭГ для печати; построение гистограмм спектральных плотностей по каждому отведению и по ритмам для всех отведений; построение таблиц спектров значений мощности по всем ритмам для всех отведений и эффективных частот по ритмам; суммарных мощностей по ритмам по всем отведениям; построение топографических карт по ритмам с цветной шкалой для привязи по абсолютным значениям; амплитудное картирование распределение амплитуд во времени; амплитудно-интервальный анализ; анализ симметричных отведений (распределение амплитуд по каждому ритму); топографические карты по всем частотным и амплитудным диапазонам.
Данное устройство для исследований биологической активности мозга обладает более широкими диагностическими возможностями, диагностика осуществляется по снятым за один сеанс обследования ЭЭГ и РЭГ, что снижает влияние эмоционального состояния пациента на результаты обследования. Существенно сокращается и время исследования, особенно при фармакологических пробах. Известные устройства для исследования биологической активности мозга, в том числе и прототип, не позволяют совместить снятие ЭЭГ и РЭГ за время одной фармакологической пробы, для проведения же повторной пробы требуется время на реабилитацию организма. Массогабаритные характеристики данного устройства при использовании компактного персонального компьютера позволяют проводить обследования больных на дому. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Устройство для исследования биологической активности мозга, содержащее блок отводящих электродов, датчик электрокардиосигнала, коммутационную панель, выполненную в виде изображения головы с гнездами для подключения, многоканальный предварительный усилитель, входы которого соединены с соответствующими гнездами подключения коммутационной панели, а выходы с соответствующими информационными выходами селектора отведений, усилитель электрокардиосигнала, входы которого соединены с соответствующими гнездами подключения коммутационной панели, блок контроля импеданса электродов, многоканальный селективный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, генератор звуковых стимулов, генератор зрительных стимулов и ЭВМ с подключенными к ней накопителем на магнитных дисках, дисплеем и печатающим устройством, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок измерительных электродов, блок измерения внутричерепного импеданса, блок контроля работоспособности с соединительной колодкой, четырехканальный дифференцирующий усилитель, многоканальный аналоговый коммутатор, усилитель с регулируемыми напряжением смещения и коэффициентом усиления, микропроцессор, блок памяти, блоки обмена информацией и сопряжения и четырехканальный аналоговый переключатель, первые входы которого подключены к первой группе выходов селектора отведений, вторые входы к выходам блока измерения внутричерепного импеданса, а выходы к первой группе входов многоканального селективного усилителя, первая группа выходов которого соединена непосредственно с первыми информационными входами, а через четырехканальный дифференциальный усилитель - с вторыми информационными входами многоканального аналогового коммутатора, третий информационный вход которого подключен к выходу блока контроля импеданса электродов, четвертый информационный вход соединен с выходом усилителя электрокардиосигнала, пятые информационные входы с выходами блока измерений внутричерепного импеданса, шестые информационные входы с второй группой выходов многоканального селективного усилителя, а выход соединен с информационным входом усилителя с регулируемыми напряжением смещения и коэффициентом усиления, вход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, выходы и вход управления которого через шину данных соединены с входами-выходами блока сопряжения, которые соединены с управляющими входами блока измерения внутричерепного импеданса, блока контроля импеданса электродов, селектора отведений, четырехканального аналогового переключателя, многоканального аналогового переключателя, многоканального аналогового коммутатора, усилителя с регулируемыми напряжением смещения и коэффициентом усиления, генератора звуковых стимулов, генератора зрительных стимулов, блока контроля работоспособности и многоканального селективного усилителя, вторая группа входов которого соединена соответственно с второй группой выходов селектора отведений, а входы блока контроля импеданса электродов соответственно объединены с входами многоканального предварительного усилителя, при этом входы-выходы блока измерения внутричерепного импеданса соединены с соответствующими гнездами подключения коммутационной панели, причем входы-выходы микропроцессора соединены через первую шину обмена с блоком памяти, через шины информации, адреса и управления с блоком сопряжения и через вторую шину обмена и блок обмена информацией с входами-выходами ЭВМ.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что селектор отведений содержит однотипные каналы по числу выходов многоканального предварительного усилителя, а каждый канал выполнен на дифференциальном усилителе и аналоговом переключателе, информационные входы аналоговых переключателей и неинвертирующие входы дифференциальных усилителей всех каналов являются соответствующими информационными входами селектора отведений, одноименные управляющие входы аналоговых переключателей всех каналов объединены и являются управляющими входами селектора отведений, первый и второй группой выходов которого являются выходы дифференциальных усилителей соответствующих каналов, инвертирующий вход дифференциального усилителя в каждом канале соединен с выходом аналогового переключателя данного канала.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что многоканальный селекторный усилитель в каждом канале содержит последовательно соединенные фильтр верхних частот с регулируемой частотой среза, усилитель, фильтр нижних частот и режекторный фильтр, выходы режекторных фильтров соответствующих каналов являются выходами первой и второй групп многоканального усилителя, первой и второй группами входов которого являются информационные входы фильтров верхних частот с регулируемой частотой среза, а управляющим входом объединенные управляющие входы фильтров верхних частот с регулируемой частотой среза.