lecture 3 - sahand university of technology

Lecture 3Biomedical Signals

Dr. ShamekhiSummer 2016

Sahand University of Technology

Medical (Biological) Signal Processing

سیگنال هاي بیوالکتریک•بیوامپدانس•سیگنال هاي آکوستیک•سیگنال هاي مکانیکی•سیگنال هاي بیومغناطیسی•سیگنال هاي بیوشیمیایی•سیگنال هاي بیواپتیک•

2

انواغ سیگنال ها

•AP•ENG•ERG•EOG•EEG•BCI•EP•EMG•ECG•EGG•EDR (GSR)

Dr. Shamekhi, Sahand University of Technology

3

سیگنال هاي بیوالکتریک


4

پتانسیل عمل

ل ماهیچه اي پتانسیل عمل توسط غشاء تحریک پذیر یک سلول عصبی یا سلو•.تولید می گردد و به کمک الکترود هاي متناسب قابل اخد و ثبت است

لول و براي ثبت پتانسل عمل حاصل از یک سلول، نیاز به جداسازي یک س•. ر استتحریک آن توسط یک میکروالکترود با نوکی به قطر چند میکرومت

.ودالکتریکی انجام می شتحریک به سه صورت مکانیکی، شیمیایی و•


لسلوتکیکغشاءدروننفوذبدونمی تواندعصبیکتوسطشدهتولیدمیدان•.گردداندازه گیري

حیسطالکترودهايیاومی شودواردعصبمجموعه يیکبهکهسوزنیالکترودیکاز•.می شوداستفاده(Ag-AgCl)همچون

.می کنندثبتآن راپاسخوکردهتحریکراعصبازقسمتیکENGثبتجهت•میکروثانیه 300الی 100تحریک •میکرو ولتENG :10دامنه •هرتز10000تا 10پهناي باند •سرعت هدایت•متر بر ثانیه70-45فیبرهاي عصبی •متر بر ثانیه0/4-0/2عضلات قلبی •متر بر ثانیه0/05-0/03فیبرهاي تاخیري بین بطن و دهلیز •

5

Electroneurogram)الکترونوروگرام (ENG))


6

Electroneurogram)الکترونوروگرام (ENG))

حریک پاسخ الکتریکی حاصل از تاز در دو نقطه به فاصله مشخص

و اندازه گیري سرعتهم

یماري هاي اندازه گیري سرعت انتقال پیام ها در اعصاب به ویژه در ب: کاربرد کلینیکیاعصاب، بررسی دامنه و فاز سیگنال ها و تشخیص میوپاتی و نوروپاتی

EMGنویز برق شهر و : تداخلات

نورون یک مبدل تحریک به فرکانس است


.می گرددتولیدشبکیهتوسطکهاستپتانسیلیالکترورتینوگرام•.می گیردصورتنوريفلشیکبه کمکشبکیهتحریکبا•.داردکاربردافتالمولوژيبررسی هايدرپتانسیلاین•کهقرینهدهايالکتروازکلینیکیکاربردهايدرومیکروالکترودهاازتحقیقاتیکاربرد هايدر•

.می شوداستفادهاندشدهساختهشفافلنز هاییقالبدرکلینیکیکاربردهايدرمیکروولت1تا0/5بینERGولتاژمحدوده ي•دامنهازبزرگتريمقادیربافتدرونسوزنیالکترودهايازبکارگیريدر•.می دهندرخثانیه1/5تا0/25بینعموماdوa،b،cامواج•استهرتز200تا0/2بینلسیگنااینباندپهناي•نویزکاهشبرايمیانگین گیريبکارگیري•

7

Electroretinogram)الکترورتینوگرام (ERG))


dوa،b،cامواجمنشاء•

8

Electroretinogram)الکترورتینوگرام (ERG))


•EOGاستقرنیه اي-شبکیهپتانسیلثبت..استیکلینیکوتحقیقاتیکاربرد هايدرچشمموقعیتاندازه گیريبرايپتانسیلاین•.ی گرددمثبتاستگرفتهقرارچشمپایینوبالاچپوراستبررويکهالکترودجفتدوبا•.استصفرحاصلEOGومی گیردقرارالکتروددوبینمتقارندوقطبیاینمستقیمنگاهدرحالت•وچپيالکترودهاسمتبهقرنیه،پایینوبالایاوراستوچپسمتبهچشمکرهانحرافبا•

.می کندتغییرنیزEOGخروجیمتناظربه طورومی شودنزدیک)پایینبالاو(راستبودهمیلی ولت5تاولتمیکرو10محدوده يدرسیگنالدامنه يسطح•.می گرددشاملراهرتز100تاDCازسیگنالباندپهناي•

9

(Electro-Oculogram(EOG))الکترواکولوگرام


می باشدرویاوخوابدرچشمحرکتثبتبرايروشیEOGکلینیکی،کاربردهايدیدگاهاز•.یردمی گقرارمورداستفادهچشمعملکردبرداروهاتاثیروچشمخستگیارزیابیجهتو

.استنیازموردDCتقویت کننده يیکEOGتقویت سیگنال هايجهت•اصلی ترینزدنپلکوEMG،EEGوشهربرقنویزسیگنالاینثبتدراصلینویز•

.می گردندمحسوبسیگنال هااینثبتدرموجودآرتیفکت هاي10Dr. Shamekhi, Sahand University of Technology

.می شودهنامیدالکتروانسفالوگرافیعنوانبامغزالکتریکیفعالیت هايثبت•:می شوندثبتطریقسهبهسیگنال هااین•

مغزينورون هايبافتبهسوزنیالکترودهايورودکمکبهعمقیثبت–)μv100ازبیشتردامنه ي(مغزآشکارسطحبررويالکترودهاقرارگیريباالکتروکورتیکوگرام–باو)20-10استاندارد(سطحیالکترود هايباوجمجمهسطحرويازتهاجمی،غیرروش–

. گرددمیایجادمغزکورتکسپیرامیدالسلول هايفعالیتبراساسوμv100ازکمتردامنه يدرانرژيبیشترینکهبه نحويمی باشدهرتز100تاDCحدودازEEGباندپهناي•

.استقرارگرفتههرتز60تا0/5فرکانسیمحدوده ي.استمیکروولت100تا2بیننیزسیگنالایندامنه يمحدوده ي•

11

(Electroencephalogram(EEG))الکتروانسفالوگرام


•EEGمرسوم20-10جهانیاستاندارد•

آمریکاEEGانجمنتوسطکه%10استاندارد•.استشدهارایه1991سالدر

12

(EEG)الکتروانسفالوگرام


ازبرخیدروعمیقخوابنوزادان،درکههرتز3/5تا0/5بینامواجی:دلتاامواج•قطعاثردرکهحیواناتیمغزقشردرهمچنینامواجاین.می گرددمشاهدهمغزيبیماري هاي

حقیقتدر.می شودمشاهدهاست،شدهجداتالاموسازمغزشانقشرقشري،زیرعرضی.استطبیعیغیربزرگسالاندردلتاامواجمشاهده

مغزگیجگاهیوآهیانه اينواحیدرکههرتز7تا4بینفرکانس هاییباامواجی:تتاامواج•تحتیاوندهستافسردگیدچارکهبزرگسالانیدرالبتهگرددمیمشاهدهاطفالدربیشترو

.استثبتقابلسیگنال هاازنوعایننیزقراردارندروانیفشاردروطبیعیافراددرکهریتمیکوهرتز13تا8فرکانسیمحدود يدرامواجی:آلفاامواج•

ناحیه يدربیشترامواجاین.می گرددثبتآرامششرایطدروبستهچشمانباهشیاريحالت.نمودبتثمی تواننیزپیشانیوآهیانه اينواحیازراامواجایناما.می گرددثبتپس سري

هیانه ايآوپیشانینواحیدروشدهایجادمغزيشدیدفعالیت هايدربتاامواج:بتاامواج•دوبهامواجاین.می شوندشاملراهرتز50تا14ازفرکانس هاییدارايهستندثبتقابل

امواجبرابردوتافرکانسیدارايتامعمولاIبتاامواج.می گردندتقسیمIIبتاوIبتاگونه ياعصابسیستمشدیدفعالیتزماندرنیز)گاما(IIبتاامواج.)هرتز30تا14(هستندآلفا

باحقیقتدر.)هرتز50تا30(می گرددایجاد)عصبیتنش(روحیفشارشرایطدرومرکزي.می رودبینازدیگرنوعبتاسیگنالازنوعیتولید

13

EEGانواع امواج


14

EEGانواع امواج


15

مراحل خواب


16

انواع صرع


:EEGکاربردهاي•محیطی،اعصاباختلالاتصرع،همچونمغزيبیماري هايبررسیدر•

قلعزوالوخواباختلالاتتشخیص،)هیبتوتزیم(روان شناختیپدیده هايخوابالگوهايبررسی•مغزيمرگتعیین•Brain)کامپیوتر-مغزواسطیکطراحیبراي• computer Interface)Lie)سنجیدروغ• detection)

17

EEGکاربردهاي


18

در بیماري هاEEGبرخی از نمونه هاي ثبت Reye's syndrome

Herpes simplex encephalitis

right temporal glioma

primary generalized epilepsy


•(MDD)

19

EEGنقشه هاي توپوگرافی در آزمون هاي

Topographic all-night SWA (1-4.5 Hz) in MDD (Major depressive disorder) subjects versus healthy controls, both unstratified and stratified by sex.


بیروندنیايبهشخصازدستوراتییاپیغام هاآندرکهاستارتباطیسامانه ي•بورعماهیچه هاستنهایتدرواعصابکهمغزطبیعیمسیرازکهمی گرددارسال

.نکرده اند.شده اندکدگذاريمغزيفعالیت هايقالبدرپیغام هاEEGبرمبتنیBCIدرمثالبه عنوان–

.می گردندتقسیممستقلووابستهنوعدوبهBCIوش هاير•.باشدEPبرمبتنیمی تواند•

20

(Brain computer interface (BCI))کامپیوتر -واسط مغز


استشدههبرانگیختحسیمشخصتحریکیکاعمالبه دلیلکهمغزالکتریکیفعالیت•Evoked)برانگیختهپاسخ هايیاوبرانگیخته يپتانسیل Responses)می شودنامیده.

.می گرددEEGسیگنالنوعدوایجادموجبحسیتحریکیکاعمال•.می کندایجاد(Vertex)ورتکسدرراپاسخبیشترینکهاستییاگذروغیراختصاصیپاسخ–اختصاصیپاسخ–وویژهفیلتر هايبکارگیريوتحریکاتتکرارباداردتصادفیشکلیتحریکاتانواعاکثردرکهاگذرپاسخ–

می گرددمشاهدهقابلاختصاصیپاسخومی رودبینازنتایجبینمیان گین گیري

21

(Evoked Potentials (EP))پتانسیل هاي برانگیخته


•Visual evoked potential (VEP):می شودثبتاوکسی پیتاللوبوجمجمهاز.20تا1بیندامنه ايداراي.باشندتصویريالگوهايیاوفلشنورمی تواندتحریک

.می انجامدبه طولمیلی ثانیه200تقریباواستهرتز300تا1بینبانديپهنايومیکروولتورنگصتشخیمشکلات،)بیناییعصبآسیب(چندگانهاسکلروسیستشخیصبراي

.می گیردقراراستفادهموردبیناییتشخیص•Somatosensory evoked potential (SEP, SSEP):سطحیالکترودهايبا

الکتریکییاکیمکانیمی تواندتحریک.می گرددثبتگرفتهقرارحرکتیکورتکسبررويکههرتز3000تا2بینبانديپهنايومی انجامدبه طولمیلی ثانیه50تا25بین.باشد

.بکارمی روندکورتکسوومحیطیاعصاببینمسیرهايبررسیبرايوراداراست•Auditory evoked potential (AEP):ورتکسبررويالکترو هاییقراردادنبا

toneکلیک،می تواندصوتیتحریک.می شوندثبت burst،باشددیگرمواردوسفیدنویز.Brainstem.استهرتز3000تا100باندپهنايداراي auditory EPدامنه يدارايموردنکودکادربه ویژهشنواییافتبررسیبراي.استمیکروولت0/5حددرکوچکبسیار

.می گیردقراراستفاده•Other evoked potential (VEP):باشدهثبتبرانگیخته يپتانسیل هاي

.نمودثبتمی توانکهباشدهاییEPدیگرازمی توانددماودردهمچونمحرك هایی

22

(EP)انواع پتانسیل هاي برانگیخته


23

VEPنمونه اي از


Independentهمچونجداسازينوینروش هايازمیانگین گیري،علاوه بر•component analysisیاوPrinciple component analysisکانال هاياز

EEGمی تواننیزمی دهدنمایشرامغزيفعالیت هايازترکیبیکهEPرانظرمورد.کرداستخراج

24

روش هاي نوین


.استماهیچهالکتریکیفعالیت هايثبتالکترومایوگرام•.نمودثبتپوسترويازسطحیالکترود هايازاستفادهباتوانمیراسیگنالاین•.تاسماهیچهانقباضبه واسطه يشدهتولیدالکتریکیفعالیتبهمربوطاطلاعاتحاوي•.نمودثبتراحرکتیواحدیکالکتریکفعالیتمی توانسوزنیالکترود هايبه کمک•عضلانیفیبرهايتمامیوهمربوطحرکتیعصبونروناز(SMU)عضلانیواحدکوچک ترین•

.استشدهتشکیلمی شوندتحریکآنتوسطکه:داردنامSMU،SMUAPازدریافتیپتانسیل•

می کشدطولمیلی ثانیه15تا3–300تاμv100بیندامنه اي–.داردراهرتز30تا6باندپهناي–

25

(Electromyography (EMG))الکترومایوگرام


:عضلهانقباضینیرويافزایش•الفعحرکتیواحدهايتحریکفرکانسافزایش–نیروتولیددرجدیدواحدهايدرگیري–یحرکتواحد هايسیگنال هايازتداخلیشکلی–

ثبتزمانی-فضاییآثارجمعصورتبهمتعددتداخلیالگويشکل گیريموجبکهمی گرددEMGمی گردد.

الکترود هايتوسطEMGازدیگرينوع• تريوسیعدیدمیدانکهمی شودثبتسطحی.می نمایدایجادEMGتداخلیالگويبهنسبت

EMGثبتازنوعاین Surface EMG(SEMG)می شودنامیده.

SEMGاستغیرتهاجمی.26

SEMGو EMGشکل تداخلی


:نوروپاتیدر•یرغصورتبهفیبرهایاومی یابدکاهشهدایتسرعتیا

عملپتانسیل هايبنابراین.می شوندتحریکهمزمان.می شوندظاهرفازهچندصورتبهحرکتیواحد هاي

دمی یابافزایشآندامنه يگاهوعملپتانسیلزمانمدتتربالاونامناسبنرخیباحرکتیواحدهايدیگربه بیان

.می شوندتحریک:میوپاتیدر•.رددمی گایجادعضلانیفیبرهايرفتنمیانازوکاهشبا

انهداموناهمزمانفعالیتدلیلبههاSMUAPشدندونیمفیبرهاکمترنیرويسطحدربیشترفیبرهايشدنفعال 27

EMGو تشخیص بیماري

که ) یمیوپاتی و نوروپات(در زمان بیماري تغییر می کند (AP)تغییر پتانسیل هاي عمل .نیز می گرددEMGموجب تغییر شکل در شکل موج


.استتصادفیسیگنالیکEMGسیگنال•.غیرایستاستبنابراینمی کندتغییرزمانباآنآماريمشخصه ي•.متقاوتنددامنهوفازنظرازمختلفسیگنال هايحقیقتدر•ایستاوشدهقطعه بنديثانیه0/2-0/3زمانیپنجره هايایستاییشرایطایجادجهت•

.می شودگرفتهنظردرگوسیوشدهفرض•SEMGبینواندمی تشدهبکارگرفتهالکترودهايوبررسیموردماهیچه يبهتوجهبا

.کندتغییرمیلی ولت5تامیکروولت50هرتز1تا0/01صافعضلاتدروهرتز500تا2باندپهناياسکلتیعضلاتدر•.ی کندمتغییرفرکانس-زمانمشخصاتخستگی،یاوانقباضمیزانتغییربا•Electrically)ماهیچهخارجیالکتریکیتحریکصورتدرهمچنین•

stimulated EMG)در.می گردندتحریکهمباحرکتیواحد هايهمه يچون.نداردتصادفیخاصیتEMGپسمی شوندفعالهمبانتیجه

28

EMGپردازش سیگنال


•SMUAP Decompositionآموزش(الگوبازشناسییادگیريبدونروش هايبه کمکهاAPجداسازي•

موجکبرمبتنیروش هايیاو)ماشینبیماري هاتشخیصبرايبکارگیريوسیگنالطبقه بنديویژگی ها،استخراج•EMGسیگنالمدل سازي•پایینبهگنالسیفرکانسیمحتوايعضلهخستگیبا.عضلهخستگیتشخیص•

تمریندرهعضلخستگیتشخیص(.می یابدافزایشدامنهوکردهپیداشیفت)به بیمارانتوان بخشییاوورزشکاران

29

EMGپردازش سیگنال


طولدریکسوسازيازپسEMGسیگنالمتوسط:(IAV)سیگنالمطلققدرانتگرال•.می نامندسیگنالIAVرازمانیپنجرهیک

ازهکاستمستقلینواحیتعدادمشخص کنندهواقعدرپارامتراین:(Phases)فازتعداد•)تانه ايآسحدتعیینوداردنویزبهحساسیت(.می آیدپدیدمبناخطوMUAPسیگنالبرخورد

عملپتانسیلهرپایانوشروعمیانفاصله ي:(Duration(D))دواممدت•Rise)صعودزمان• Time):حرکتیواحدعملپتانسیلدراصلیجهشزمانPeak)پیکتاپیکدامنه ي• to peak amplitude):ومنفیپیکمیانولتاژاخلاف

عملپتانسیلپیکتاپیکدامنهیامثبتحرکتیواحدعملپتانسیلطولدرمبناخطوMUAPمیانمحصورسطح:(Area)ناحیه•تغییرسیگنالشیبزمانیپنجرهیکدرکهدفعاتیتعداد:(Turns)جهت هاتغییرتعداد•

.)می گرددتعیینمشخصحدیکموجودنویز هايکاهشبراي(می دهدعلامت

30

EMGچند معیار کمی براي توصیف


.زمانیبازه يیکدرسیگنالانرژي:(VAR)پراشیاواریانس•حدازکهآنبرمشروطالبتهزمانیپنجرهیکدرمتوالیقلهدومیاناخلاف:ویلسوندامنه•

.باشدبیشتر)ولتمیکرو100تا50بینمعمولا(آستانه ايیکدریمتوالدوردوقله يدودامنه هاياختلافمیانگین:دوربردامنهتغییرمیانگین•

زمانیپنجرهسیگنالفرکانسیویژگی هاياز:(fmedian)میانهفرکانسو(fmean)میانگینفرکانس•

.می رودبه کارماهیچهخستگیتشخیصبرايمعیاريبه عنوانکهزمانیپنجرهیکدرمختلفدامنه هايدرسیگنالنمونه هايرخداد تعداد:هستوگرام•زمانیسريبهمربوطویژگی هاي•مبهمفرکانس هايدرتوانطیف•کپستروم•)موجکمانند(فرکانس-زمانتبدیلاتازحاصلویژگی هاي•

31

EMGچند معیار کمی براي توصیف


.استقلبالکتریکیفعالیتثبت(ECG)الکتروکاردیوگرافی•از اینرو.استقیممستارتباطدرقلبمکانیکیفعالیتباالکتریکیفعالیتاین•

.داردقلبعملکردمطالعهوتشخیصدربسزایینقشسیگنالاینبطنودهلیزوراستبطنودهلیز(حفرهچهاردارايقلبآناتومیکیدیدگاهاز•

.می رساندشش هاواندامبهراخونکهاست)چپتریکیالکمنشاییمی گرددخونجابجاییموجبکهقلبمکانیکیعملکرد•

ریانجارسالموجبواستتکرارشوندهودوره ايالکتریکیفرآینداین.دارد.می گرددبدنسرتاسردرالکتریکی

32

(Electrocardiography (ECG))الکتروکاردیوگرام


Sino)سینوسیگرهازقلبالکتریکیدوره ي• Atria (SA))مجموعه واستبدنفرماندهکهندهمانرشته هامجموعهاین.می گرددآغازراست،دهلیزبررويگرفتهقرارعصبیرشته هاي

.می کنندعملآستابلنوسان سازیکتولیدECGسیگنالدرراPموجبومی گردددهلیز هاانقباضموجب(SA)سینوسیگره•

.)میلی ولت0/2-0/3ومیلی ثانیه60-80(می کند-Atria)بطنی-دهلیزيگرهبهدهلیزدرونهدایتفیبر هايطریقازتحریکپالس هاي•

Ventricular (AV))بطنویزدهلبینانتقالیپالس هايکنترل کننده يگرهاینکهمی رسد.است

Bundle)پورکینژهوهیسمجموعه يشاملکهویژههدایتیسامانه يیک• of Hisand Purkinje)می نمایدمنتقلبطن هاخارجیوپایینیبخش هايبهراپالس ها.

•

33

ECGنحوه شکل گیري


تولیدECGموجدرراQRSکمپلکسوشدهبدندرخونپمپاژموجببطن هاانقباض•.)میلی ولت1حدوددرمیلی ثانیه80(می کند

120-160(می گرددTموجتولیدموجبوشدهرپلاریزهبطن هابعدمیلی ثانیه150حدوددر•.)میلی ولت0/2-0/3ومیلی ثانیه

.نمی شوددیدهECGسیگنالدرعمومادهلیز هاشدنرپلاریزه•نامیدهTAموجومی دهدرخQوPامواجبینبه ندرتومواردبرخیدرسیگنالاین•

.می شودماهیچه هايشدنرپلایزهمنشاءباوTموجازبعدUنامبهدیگريموجاوقاتبعضی•

.می دهدرخبطن ها(Papillary)پاپیلاريدروهرتز0/05-100باندپهنايکلینیکیبررسی هايدرECGسیگنالموجمجموعه ي•

.یابدافزایشمی تواندهرتز500یا250تاتشخیصبررسی هاي

34

ECGنحوه شکل گیري


35

ECG


36

ECG


37

ECGارتباط هریک از بخش هاي قلب با قطعه هاي سیگنال


38

تولید شکل موج ها هنگام ثبت


39

نمونه هایی از آریتمی ها و آرتیفکت ها


بهختلفمالکترودهايجفتسردوازآمدهدستثبتقلبیسیگنال هايثبتدر•بهنگاهطرز(Viewاینمی شود؛منتجمختلفیدامنه هايوموج هاشکل

اطلاعاتحاويلیدهر.می شودنامیده)لید(Leadمختلفنقاطبه)پتانسیل.نیستدیگرلیدهايدرکهاستویژه اي

:ازعبارتنداستانداردلید6•IIIوbipolar(:I،II(دوقطبیثبت هاي–-Unipolar(:AVL(قطبیتک(Augmented)اضافیلید هاي– AVF-AVR

Pericordial(سینه ايلید6• or chest leads(ازعبارتند:–V1،V2...وV6می گردندثبتویلسونگرهبهنسبتوقطبی اندتککه.

(Einthoven)آیندهوفنمثلثمبنايبرقلبیسیگنال هايثبتچیدماناین•.می گیردصورت

40

و لید هاECGثبت


41

و لید هاECGثبت

زوایاي)ج(،ECGلید12الکترود هايقرارگیريمحل)ب(،(Einthoven)آیندهوفنمثلث)الف(-قلببخش هايولیدهاارتباط)د(وبردارهاقرارگیري


42Dr. Shamekhi, Sahand University of Technology

43

کابل هاي متصل به بیمار و تولید و محاسبه ي لیدها


R-Rزمانیدوره هايمحاسبهوRموجآشکارسازيباضرباننرختعیین•خراجاستخطی،تبدیل هاياعمالمدل سازي،سیگنال،ازقطعهیکتشخیص•

آریتمیوبیماريتشخیصهدفباطبقه بنديوویژگیمادرازجنینECGجداسازي•نویزفشرده سازیحذف•

شهربرقنویز–Baseline)شهربرقسرگردانینویز– wandering)

.می گرددظاهر(Impulsive)ضربه ايصورتبهکهEMGنویز–

44

ECGپردازش سیگنال


.می گرددمحققسیگنالازهرتز5زیرفرکانس هايحذفبه کمکسرگردان،مبناخطحذف

45

حذف نویز خط مبناي سرگردان


زمانیمیان گیري•)یلترفبانک(فرکانسیتحلیل•موجکتبدیل•وفقیروش هاي•وچندگانهلید هايروش•

پوستامپدانس

46

ECGحذف آرتیفکت حرکتی از


ودیکشبه پریسیگنالاینابعادکاهشبرايتلاشECGسازيفشردهازمنظور•،Pمواجاجملهازکلینیکیویژه يخصوصیاتتمامدرحالی کهاستناایستاو

QRSوTنال هاسیگاینسازيفشردهدرمتنوعی هايروش.باشددربرداشتهرا:هماننداستگرفتهقراراستفادهمورد–Facsimile run-length coding،Null suppression،Differencing،

Statistical Huffman،LZ family،Pattern substation،Diatoniccoding)می دهندمناسبنتیجهکمفشره سازينسبتباکه(

AZTEC،Orthogonal:همانندپیشرفته ترروش هايو– transform،Wavelet coding،ADPCM،DPCM،TPوCORTES)کهاستبه ذکرلازم

.)می گردداستفادهنیزدیگرسیگنال هايفشرده سازيکابرد هايدرروش هاایناز

47

فشرده سازي


48

مادرECGجنین از داده هاي ECGجداسازي سیگنال


تولیدرایالکتریکپتانسیل هاياززنجیره اي،ضربان سازیکقالبدرقلبهمانندمعده•)شدثبتشکمیدیوارهالکترود هايبا1920(Alvarez)آلوارزتوسطباراولین(.می کند

رکتحیکموجبمی یابدانتقالصافماهیچه ايفیبرهايدرونمتناوبپتانسیل هاي•.)هرتز0/05حدوددر(می گرددریتمیکیوآراممکانیکی

. گرددمیثبتسطحیالکترودهايبه وسیله يمعدهتوسطشدهتولیدپتانسیل هاي•Gastric)معده ايالکتریکیکنترلفعالیتبافرکانسسیگنال هااینفرکانس•

electrical control activity (ECA))است0/05حدوددرانساندروبودهبرابر..استهرتز0/5تا0/01سیگنالاینباندپهناي•میلی ولت100تا10بیندامنه•تنفسوحرکتبهمربوطآرتیفکت هايالکترود ها،بهمربوطتداخلات•ینهمچنومعدهانقباضاتبررسیجهتوفرکانستشخیصجهتسیگنال هاایناز•

.داردکاربردآریتمی هاوبیماري هاتشخیص

49

Electrogastrogram)الکتروگاستروگرام (EGG))


50

EGGقرارگیري الکترود ها در


استانانسپوستالکتریکیویژگی هايدرتغییرات(EDR)الکترودرمالپاسخ•سمپاتیشاخه هاي(شخصروانیوضعیتومحیطیاتفاقاتعلتبهکه

.می دهدروي)خودکاراعصابسیستمپوستبهانجریاگرواستالکتریسیتهجریانبرايخوبیرسانايانسانپوست•

.گرفتاندازهتوانمیراپوستکنداکتنسیاهدایتتغییرشود،دادهآنهاردکهاستتحقیقاتیبهمربوطوروانیفیزیولوژيحوزهدرEDRکاربرد•

.استنیازموردسپاتیکفعالیتازاندازه گیريبرايکمیمعیار.است(Polygraph)دروغ سنجیدرEDRکاربردمهمترین•

51

(EDR)پاسخ الکترودرمال


تمرکزحلم(دستکفرويیکیالکترودجفتیکبه وسیله يپتانسیلاین•عدددویاو)نداردوجودعرقیغددکه(دستپشتبررويدیگريو)غدد

.می شودثبتدستانگشتدورويبرالکترود

52

(EDR)پاسخ الکترودرمال


.است(EDR)پوستالکتریکیپاسخ هايانواعازیکی•برايو)دروغتشخیصمانند(احساسیحالاتپایشبرايGSRسیگنال•

.می شوداستفادهبیوفیدبککاربرد هايلقابپوستحسیگیرنده هايتوسطکهکوچکیولتاژGSRتقویت کنندهتوسط•

دادهنمایشوآشکارآنازناشیجریانتغییراتومی شوداعمالنیستدرك.می شود

.استمتفاوتمختلفافراددرواستزیمنس50-10پوستکنداکتنسپایهسطح•سپسو)...بوصدا،نور،(محرك هااعمالاثردرپوستکنداکتنسدرتغییرات•

.می گویندGSRراپایهسطحبهآنبازگشت.می انجامدبه طولثانیه20تا10محرك هااعمال•.استهرتز1تا0/01باندپهنايوکیلواهم500تاGSR1دامنه ي•

53

(Galvanic Skin Reflex (GSR))پاسخ گالوانیک پوست


54

امپدانس


بیوامپدانس•اهمقانونازسانتی مترمربعبرمیلی آمپر1زیرچگالی هايدربیولوژیکیبافت هاي•

تغییرمچونهگوناگونیپدیده هايدلیلبهوزمانبابافتامپدانس.می نمایدتبعیت.می کندغییرتفشارسرعت،تغییرباخونامپدانستغییرخون،توزیعغییرخون،حجم

.دمی کنتغییرمرکزياعصابسیستمفعالیتبابافتامپدانسهمچنینImpedance)امپدانسپله تیسموگرافی• Plethysmography)وگرافیپله تیسمعنوانبامحیطیحجمپالس هايثبتبرايامپدانسبکارگیري•

ونچمختلفاندامدرحجمتغییراتبررسیدرروشاین.می شودشناختهامپدانس.می شوداستفاده...وسینهقفسه يسر،پا،دست،انگشت،

•Rheoencephalographyجمجمهرويبرقرارگرفتهالکترود هايبینامپدانساندازه گیري•

Rheoencephalography می شودنامیده.ایجاداهم100حدوددرامپدانسیواستکیلوهرتز500تا1ثبتاینبرايبکاررفتهفرکانس–

.استاهم0/1مرتبه يدرمقاومتاینپالسیتغییر.می کند

55

امپدانس


Impedance)امپدانسپنوموژرافی• Pneumography)ه يمحدوددرتنفسپایشبرايسینهقفسه يسطحرويبرکهالکترودهایی•

ودحددرمقداريالکتروددوبینمقاومت.بکارمی رودکیلوهرتز600تا50فرکانسیینا.می گرددامپدانساینتغییرموجبشش هادرونهوايحجمتغییر.دارداهم20

.یردمی گقراراستفادهموردتنفستوقفتشخیصوتنفس،پایشبرايروشImpedance)امپدانساوکولوگرافی• Oculography)م هاچشاطرافدرالکترودهاییقراردادنباوامپدانس متريتوسطچشم هاموقعیت•

.می گرددپذیرامکان(Electroglottography)الکتروگلوتوگرافی•روشنایدر.می شودنامیدهالکتروگلوتوگرافیگردنعرضدرامپدانساندازه گیري•

. شودمیامپدانستغییراتموجبصوتیتارهاينوساناتوحنجرهابعادتغییرات

56

امپدانس


57

سینگال هاي آکوستیک


Phonocardiography)فونوکاردیوگرافی• (PCG))قلبصلیادریچه هايوقلبتوسطشدهتولیدصداهايثبتفونوکاردیوگرافی•

بلقدرونبهکهداخلیمیکروفون هايبه وسیلهمی توانراPCGسیگنال.استغیرتهاجمیبه صورتهمچنینوتهاجمیصورتبهمی شودوارددریچه هاو

.کردثبتبدنسطحرويبرمیکروفون قراردادنبه وسیله ي

58



59

(Phonocardiography (PCG))


(Auscultation)گوشیسیگنال هاي•.می نامندAuscultationراقلبیریوارهرويازقلبیصداهايپایش•Voice)گفتاريصداهاي• or Speech).می گرددایجادتولیدصوتیتارهايازهواعبورباازکهصداهایی•Korotkoff)کوروتکوفصداهاي• Sounds)انجامپزشکیگوشیواسفیگومانومترابزاربه کمکغیرمستقیماندازه گیريروش هايازیکی•

مسیرنبودبستهوبازتشخیصبرايکوروتکوفصداهايبررسیازروشایندر.می شودمی گردداستفادهخونعبور

60



:ازعبارتندپزشکیحوزهدرموجودمکانیکیسیگنال هايعمده•فشارسیگنال هاي•اپکس کاردیوگرافی•پنوموتاکومتري•گرماییورنگیرقیق سازي•جنینیحرکت هاي•

61

سیگنال هاي مکانیکی


62

سیگنال هاي بیومغناطیسی


Magnetoencephalography)مگنتوانسفالوگرافی• (MEG))سیگنال هاي.استمگنتوانسفالوگرافیمغزتوسطشدهتولیدمغناطیسیمیدانتغییراتثبت

MEGبامقایسهدربیشترياطلاعات دارايEEGهستند.Magnetocardiography)مگنتوکاردیوگرافی• (MCG))

.استمگنتوکاردیوگرافیقلبتوسطشدهتولیدمغناطیسیمیدانتغییراتثبتMagnetopneumography)مگنتوپنوموگرافی• (MPG))

.استمگنتوپنوموگرافیشش هااطرافدرموجودمغناطیسیمیدان هايپایشمغناطیسیتشدیدروش هاي•

واآشکارساز هازبالاییتعدادقراردادندرمحدودیتعدمبیومغناطیسهايروشویژگینظروردممغناطیسیسیگنال هايثبتبرايبدنوپوستباتماسبهنیازعدمهمچنین

.است

63Dr. Shamekhi, Sahand University of Technology

64

ییسیگنال هاش بیوشیمیا


جامانطبیتشخیصآزمایشگاه هايدرعمومابیوشیمیاییاندازه گیري هاي•.می گیرد

رايبکهاستاسیدبرمبتنیاندازه گیري هايوخونیگازهاياندازه گیري•غلظتوCO2،(pCO2)جزییفشار،(pO2)اکسیژنجزییفشاراندازه گیري

.استpHهمانیاهیدروژنیون هاي.می گیردانجامالکترود هاییکمکبهعمومااندازه گیري هااین•و(Photometry)نورسنجیالکتروفورز،کروماتوگرافی،همچونروش هایی•

Atomic)اتمیگسیل(Flame-photometry)شعلهنورسنجیemission)هستندابزاريوآزمون هادستهاینازموجودروش هايدیگرو

. گیرندمیقراراستفادهموردشیمیاییموادبررسیبرايوپزشکیحوزهدرکه

65

سیگنال هاش بیوشیمیایی


هايیرياندازه گوویژگی هابرمبتنیاندازه گیري هاییازحاصلبیواپتیکیسیگنال هاي•ونهمچروش هاییبهمی توانمیانایندر.استبیولوژیکیموادیاوبافتاپتیکی

.کرداشارهطیف سنجیوفوتومتريپالس اکسی تري،

66

سیگنال هاي بیواپتیک


67

سوال؟


lecture 3 - sahand university of technology

Documents