Способ гибридной регистрации метаболической активности головного мозга человека

Изобретение относится к области медицины, а именно к способам измерения метаболической активности в различных областях головного мозга человека. Способ гибридной регистрации метаболической активности головного мозга человека содержит совместное размещение на коже головы человека датчиков ближней инфракрасной спектроскопии, регистрирующих уровень концентрации оксигемоглобина HbO и деоксигемоглобина HbD в мозговом кровотоке и расположенных на коже головы в точках, где отсутствует волосяной покров, и электродов, регистрирующих электрическую активность головного мозга, при этом датчики ближней инфракрасной спектроскопии размещают в точках международной системы размещения электродов «10-20», где отсутствует волосяной покров. Технический результат заключается в повышении точности регистрируемых сигналов активности головного мозга человека за счет уменьшения искажений и дополнения электроэнцефалографических данных данными ближней инфракрасной спектроскопии. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области медицины, а именно к способам измерения метаболической активности в различных областях головного мозга человека.

Из предшествующего уровня техники известны способы регистрации, измеряющие электрическую активность головного мозга. Такие способы используют набор электродов, контактирующая поверхность которых выполнена из металла - как правило, из AgCl или AuCl для увеличения проводимости. Результатом регистрации является электроэнцефалограмма, отражающая метаболическую активность в виде моментального значения напряжения в течение времени регистрации.

Недостатком таких способов является низкая точность регистрации сигналов, выраженная в низком пространственном разрешении - порядка 1 см и высокой частоте ошибок. Ошибки возникают из-за искажений, вызванных электрическими сигналами от мышц головы человека, электромагнитными помехами.

Также известен электроэнцефалограф, защищенный патентом СССР N 880241, кл. А61В 5/04 (заявка ФРГ N 2727583 от 20.06.77 г.), использующий способ регистрации, в котором применяются электроды с металлической контактирующей поверхностью.

Недостатки в способе регистрации, который использует электроэнцефалограф, те же самые, что и у предыдущей широкой группы аналогичных способов регистрации.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение заключается в обеспечении высокой точности регистрации метаболической активности головного мозга человека.

Поставленная задача достигается за счет использования способа гибридной регистрации метаболической активности головного мозга человека, который заключается в совместном использовании: 1) электродов, предназначенными для регистрации электроэнцефалограммы; 2) датчиков ближней инфракрасной спектроскопии, измеряющих уровень концентрации оксигемоглобина HbO и деоксигемоглобина HbD в мозговом кровотоке.

Возможность применения датчиков ближней инфракрасной спектроскопии для регистрации метаболической активности головного мозга обуславливается тем, что все биологические ткани в разной степени пропускают электромагнитное излучение различной частоты и интенсивности. С точки зрения спектроскопии это объясняется тем, что различные молекулы селективно поглощают электромагнитное излучение различной длины. Подобным образом, ткани также отражают электромагнитное излучение в разной степени. Ближний инфракрасный свет может проникнуть на несколько сантиметров в биологические ткани, что позволяет неинвазивно исследовать головной мозг человека.

В процессе спектроскопической регистрации, фотоны от источника света направляются по определенной траектории через исследуемую ткань обратно к детектору, расположенному на небольшом удалении от источника (фиг. 1). Несмотря на значительное затухание световых волн из-за процессов поглощения и рассеяния, тем не менее, в регистрируемом излучении сохраняются спектроскопические признаки молекул, через которые они прошли на пути к детектору.

Пространственное разрешение датчиков ближней инфракрасной спектроскопии составляет порядка 30 мм, при этом, регистрация сигналов осуществляется с низкой частотой ошибок, что превосходит качество регистрации электроэнцефалографической технологии. В то же время инфракрасные датчики невозможно разместить в области волосяного покрова головы человека, поскольку волосы вносят существенные искажения в сигнал, регистрируемые посредством инфракрасных датчиков. Поэтому инфракрасные датчики размещаются только в области лба головы человека, где отсутствует волосяной покров согласно международной системе позиционирования электродов 10-20 в точках приложения F7, Fp1, G, Fp2 и F8 (фиг. 1). Во всех остальных точках приложения (фиг. 1), согласно системе 10-20 могут быть размещены электроды, с металлической контактирующей поверхностью, регистрирующие электроэнцефалографическую активность головного мозга человека.

За счет использования электроэнцефалографических электродов вместе с датчиками ближней инфракрасной спектроскопии повышается качество всей системы регистрации в целом. Датчики ближней инфракрасной спектроскопии дополняют данные, регистрируемые посредством электроэнцефалографических электродов.

Достигаемый технический результат заключается в повышении точности регистрируемых сигналов активности головного мозга человека за счет уменьшения искажений и дополнения электроэнцефалографических данных, данными ближней инфракрасной спектроскопии.

Изобретение поясняется фигурами, которые не охватывают и, тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения.

На фиг. 1 размещение датчиков ближней инфракрасной спектроскопии на точках приложения F7, Fp1, G, Fp2 и F8 согласно международной системе позиционирования 10-20.

На фиг. 2 условное изображение прохождения фотонов через исследуемую ткань от источника света до детектора.

1. Способ гибридной регистрации метаболической активности головного мозга человека, содержащий совместное размещение на коже головы человека датчиков ближней инфракрасной спектроскопии, регистрирующих уровень концентрации оксигемоглобина HbO и деоксигемоглобина HbD в мозговом кровотоке и расположенных на коже головы в точках, где отсутствует волосяной покров, и электродов, регистрирующих электрическую активность головного мозга, отличающийся тем, что датчики ближней инфракрасной спектроскопии размещают в точках международной системы размещения электродов «10-20», где отсутствует волосяной покров.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что датчики ближней инфракрасной спектроскопии размещают в точках F7, Fp1, G, Fp2 и F8 международной системы размещения электродов «10-20».