Области применения электрофизиологии. Электрические явления, протекающие в организме и сопровождающие ряд физиологических состояний и функций, как предмет изучения электрофизиологии. История открытия и применения кожно-гальванической реакции в психологии.
Предыдущие исследователи оставили нерешенными ряд методических проблем, изза чего собранные факты о процессах в подкожных тканях и методы их получения на данный момент не представляются достаточными. В данной работе мы намереваемся раскрыть сущность включения электродов на основе метода контурных токов (далее МКТ-включение), его преимущества и недостатки перед применяемыми на сегодняшний день схемами включения в преодолении ряда методологических трудностей, присущих электрофизиологическим измерениям.Электрофизиология - отдел физиологии, посвященный изучению электрических явлений, протекающих в организме, и сопровождающих ряд физиологических состояний и функций, а так же изучению воздействия электричества на живые организмы, их ткани и органы. В электрофизиологических исследованиях основное внимание уделяется изучению электрических явлений в организме, которые проявляются как в изучении пассивных электрических свойств биологических тканей и органов - общего импеданса, активного сопротивления, емкости, диэлектрической проницаемости, так и активных - биопотенциалами тканей, связанных с процессами жизнедеятельности. Биоэлектрические потенциалы, возникающие в живых клетках, органах и тканях человека и животных - биопотенциалы, отражающие тонкие физиологические процессы переноса зарядов, связанные с клеточным метаболизмом. В диагностических целях, когда невозможно электродов в труднодоступных участках тела (глаз, сердце, мозг) широкое распространение получили неинвазивные методы съема информации, которые, как правило, сводятся к регистрации кожно-гальванической реакции на поверхности кожи человека вблизи исследуемого органа. Под этим определением обычно подразумевается изменение активного сопротивления кожи либо возникновение биопотенциалов кожи как реакции на внешние воздействия или психическую деятельность.Таким образом, существуют два метода регистрации кожно-гальванических реакций: по Тарханову (регистрация электрических потенциалов кожи) и по Фере (регистрация электрического сопротивления кожи). Оба метода, как показатели состояния организма, дают идентичные результаты, только латентный период изменения сопротивления кожи несколько выше, чем при изменении потенциалов кожи. При этом он заметил странное явление: стоило чем-либо воздействовать на человека, как стрелка гальванометра начинала отклоняться, как будто в цепи уменьшалось сопротивление. Верагута не отражает биоэлектрических изменений, возникающих в коже, а регистрирует результаты поляризационных процессов при включении в цепь (пропускание через кожу) постоянного тока. Иногда вместо источника тока используется источник напряжения - тогда последовательно с кожей включается сопротивление и по падению напряжения на нем, по принципу делителя напряжения, вычисляется сопротивление кожи.По методу включения человека в измерительную цепь, выделяют три метода - двух-, трех-и четырехэлектродное включение. На практике применяются двух - и четырехэлектродные включения, которые обладают следующими недостатками: Двухэлектродное включение: Неинвазивное измерение сопротивления внутренних тканей невозможно. Четырехэлектродное включение: Более остро стоит проблема растекаемости токов. Проблема преодоления верхних слоев кожи решена частично, поперечное сопротивление эпидермиса по прежнему играет большую роль в формировании погрешности. Этим мы добиваемся вычитания токов в измерительном контуре через поперечное сопротивление эпидермиса, чем уравниваем потенциалы до этого сопротивления и после него, что, согласно законам электротехники, позволяет заменить схему эквивалентной, в которой эти сопротивления отсутствуют.
План
Содержание
Предисловие
1. Электрофизиология. Области применения. Проблемы
Актуальность. Области применения
2. История открытия и применения КГР в психологии
3. Внутренние механизмы биоимпедансометрии
Устройство биотканей
Причины возникновения погрешностей
4. МКТ-включение
Сущность метода
Перспективы развития
Заключение
Список литературы
Вывод
В данной работе были рассмотрены современные методы измерения сопротивления биотканей, их особенности и недостатки. По методу включения человека в измерительную цепь, выделяют три метода - двух-, трех- и четырехэлектродное включение. На практике применяются двух - и четырехэлектродные включения, которые обладают следующими недостатками: Двухэлектродное включение: Неинвазивное измерение сопротивления внутренних тканей невозможно.
Высокая чувствительность к индивидуальным параметрам кожи.
Поляризация электродов.
Четырехэлектродное включение: Более остро стоит проблема растекаемости токов.
Проблема преодоления верхних слоев кожи решена частично, поперечное сопротивление эпидермиса по прежнему играет большую роль в формировании погрешности.
Слабый выходной сигнал.
Далее было предложено включение на основе метода контурных токов. Данное включение основано на применении трех независимых, встречно направленных контуров, имеющих два общих электрода. Этим мы добиваемся вычитания токов в измерительном контуре через поперечное сопротивление эпидермиса, чем уравниваем потенциалы до этого сопротивления и после него, что, согласно законам электротехники, позволяет заменить схему эквивалентной, в которой эти сопротивления отсутствуют. Тем самым мы добиваемся виртуального погружения электродов без нарушения кожного покрова, что позволяет с высокой точностью измерять сопротивление внутренних тканей.
К плюсам данного метода можно отнести следующее: Практически полностью устранено влияние сопротивления верхних слоев кожи и межэлектродного сопротивления при измерении сопротивления внутренних тканей.
Наименее остро стоит проблема растекаемости тока.
Уменьшенная поляризация электродов.
К минусам: Увеличенная плотность тока через ткани.
Относительная сложность подготовки оборудования (но не проведения измерения).
Далее, рассмотрением более полной модели и ее математическим анализом были выявлены факторы, повышающие точность МКТ-включения: Увеличение продольного поверхностного сопротивления в плечевых контурах.
Увеличение сопротивления внутренней ткани - объекта измерения.
В последней части работы был проведен эксперимент, для проверки МКТ-включения на практике. Для этой цели были собраны две резистивные сетки - высокоомная и низкоомная, соединенные между собой сопротивлением средней величины, тем самым мы получили модель кожи человека для измерений на постоянном токе, а так же были собраны подстраиваемые высокостабильные источники тока. Результаты эксперимента подтвердили теоретические ожидания.
Были выделены перспективные пути дальнейшей разработки МКТ-включения: Применение переменного тока.
Исследование поляризационных процессов при встречном токе.
Увеличение количества плечевых контуров.
Ввод обратной связи по ошибке для подстройки источников тока.
Список литературы
1. Куйбышев, В.В., и др. Большая Советская энциклопедия.1-е. Москва: "Советская энциклопедия", 1933. Т.63.
2. Корневский Н.А., Попечителев Е.П., Филист С.А. Проектирование электронной медицинской аппаратуры для диагностики и лечебных воздействий. Курск: Курская городская типография, 1999.
3. Wikipedia. Электрофизиология. Wikipedia.org. [В Интернете] 21 Сентябрь 2013 г. [Цитировано: 23 Май 2014 г.] https: // ru. wikipedia.org/wiki/Электрофизиология.
5. Калашников В.Н., к. п. н. Электрическое сопротивление кожи как индикатор психофизиологического состояния человека. skfb.ru. [В Интернете] 3 февраль 2013 г. [Цитировано: 19 май 2014 г.] http://www.osoznanie. biz/info/concept_n_10. pdf.
7. Олейник, В.П. и Кулиш, С.Н. Аппаратные методы исследования в биомедицине. Учебное пособие. Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т "Харьковский авиационный ин-т", 2004.
8. Министерством здравоохранения и социального развития Российской Федерации. Российская энциклопедия по охране труда. Москва: ЭНАС, 2007.
9. Моторин, С.В., и др. Технические методы и средства диагностики и лечения. Новосибирск: НГТУ, 2009. ISBN 978-5-7782-1293-0.
10. Полищук, В.И. и Терехова, Л.Г. Техника и методика реографии и реоплетизмографии. Москва: Медиана, 1983.
11. В.П. Олейник, С.Н. Кулиш. Аппаратные методы исследований в биологии и медицине. Харьков: Харьковский авиационный институт, 2004. стр.110.
12. Уэбб, С., и др. Физика визуализации изображений в медицине. [перев.] Л.В. Бабин и Д.Н. Березюк. Москва: Мир, 1991. стр.408. Т.2. ISBN 5-03-001924-3.
13. Ионкин, П.А. и Зевеке, Г.В. Основы теории цепей.4-е. Москва: Энергия, 1975. стр.752.
14. Хоровиц, П. и Хилл, У. Искусство схематехники.5-е. Москва: Мир, 1998.
15. Брежнева, К.М., Гантман, Е.И. и Давыдова, Т.И. Транзисторы для аппаратуры широкого применения. Справочник. [ред. ] Перельман Б.Л. Москва: Радио и связь, 1981.
16. А.К. Платонов. Высокочувствительный сенсор электрического сопротивления кожи человека. [В Интернете] 2012 г. http://library. keldysh.ru/preprint. asp? id=2012-18.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
