Przedmiotem wynalazku jest sposób i uklad eli¬ minowania zaklócen periodycznych w badaniach elektrofizjologicznych, a w szczególnosci zaklócen pochodzacych z przestrzeni zawierajacej zródlo sieci energetycznej. Sposób i uklad wedlug wyna¬ lazku ma szczególne znaczenie w okresleniu stop¬ nia utraty przewodnictwa dróg nerwowych pomie¬ dzy narzadem zmyslu a odpowiednim polem od¬ biorczym powierzchni mózgu.Znane sa sposoby i uklady eliminowania zakló¬ cen, w których przez usrednienie sygnalów wy¬ dziela sie jednostkowe odpowiedzi wywolane ode¬ brane z powierzchni glowy z szumu wlasnego en- cefalogramu. Zbiór sygnalów zawiera szumy wlas¬ ne, jednostkowe odpowiedzi wywolane badanego obiektu oraz indukujace od sieci energetycznej za¬ klócenia periodyczne. W niekorzystnych warun¬ kach pomiarowych nastepuje tylko redukcja ampli¬ tudy szumu wlasnego wprost proporcjonalnie do liczby N cykli usredniania, a zaklócenia periodycz¬ ne encefalogramu moga stac sie synchroniczne wobec jednostkowych odpowiedzi wywolanych, w wyniku czego proces usredniania nie redukuje za¬ klócen periodycznych, które po nalozeniu na usred¬ nione odpowiedzi wywolane znieksztalcaja usred¬ niona odpowiedz do tego stopnia, ze jej przebieg jest trudny do zinterpretowania. Znane sa tez spo¬ soby redukcji szumu i zaklócen z uzyciem analo¬ gowych lub cyfrowych ukladów filtrujacych. Ukla¬ dy te oprócz sygnalów zaklócajacych usuwaja tak- 10 20 25 ze sygnaly wchodzace w sklad jednostkowych od¬ powiedzi wywolanych, które posiadaja skladowe czestotliwosciowe porównywalne z podstawowa czestotliwoscia sygnalów zaklócajacych.Znany jest tez sposób i uklad pomiarowy odpo¬ wiedzi wywolanych wedlug opisu patentowego St.Zjedn. Ameryki nr 3 087 487. Sposób pomiaru po¬ lega na tym, ze odbiera seie sygnaly z elektrod umieszczonych na powierzchni badanego obiektu i po wzmocnieniu usrednia sie je w kolejnych cy¬ klach procesu usredniania, wyznaczonych impul¬ sami wyzwalajacymi z generatora samowzbudnego.Uklad do realizacji tego sposobu zawiera wyzwa- lacz, który jest samowzbudnym generatorem im¬ pulsów o wyjsciu polaczonych z lampa blyskowa oraz z wejsciami wyzwalajacymi usredniacza i bloku pamieciowo-wizualizujacego. Wyjscie usred¬ niacza polaczone jest z blokiem pamieciowo-wizu- alizujacym, który jest rejestratorem XY pamieta¬ jacym i rejestrujacym usrednione sygnaly odebra¬ ne z badanego obiektu, natomiast wejscie sygna¬ lowe usredniacza zwarte jest z wyjsciem wzmac¬ niacza, którego wejscie polaczone jest z powierz^ chnia czynna elektrod umieszczonych na powierz¬ chni badanego obiektu. Impulsy wyzwalaja jedno¬ czesnie lampe blyskowa oraz cykl procesu usred¬ niania. Odpowiedzi wywolane wraz z zaklóceniami po wzmocnieniu i usrednieniu sa rejestrowane w bloku pamieciowo-wizualizujacym. 141 709r i Wada ukladów z generatorem samowzbudnym jest mozliwosc zsynchronizowania sie pozostalosci po "wzmocnienu zaklócen energetycznych z poszcze¬ gólnymi cyklami procesu usredniania. Uzycie gene¬ ratora samowzbudnego powoduje wystepowanie odpowiedzi wywolanej w dowolnym punkcie fazo¬ wym zaklócenia energetycznego, a w szczególnym przypadku podczas .synchronizmu jednostkowa od¬ powiedz wywolana wystepuje w tym samym punk¬ cie fazowym w kolejnych cyklach procesu usred¬ niania.Istota sposobu wedlug wynalazku jest to, ze do wyznaczania momentów powstawania impulsów wyzwalajacych odbiera sie sygnaly zaklócajace w odbiorniku zaklócen periodycznych i przekazuje sie je do detektora pólokresów a wytworzone w nim impulsy podaje sie poprzez licznik do wyzwalacza impulsów. Ilosc zliczen licznika okresla sie w pro¬ gramatorze okresu T tak, aby róznica faz sygnalu zaklócenia periodycznego na poczatku dwóch ko¬ lejnych cykli procesu usredniania wynosila sto osiemdziesiat stopni. Istota ukladu wedlug wyna¬ lazku jest to, ze posiada odbiornik zaklócen perio¬ dycznych polaczony szeregowo poprzez detektor pólokresów oraz licznik z wejsciem wyzwalacza, którego impulsy wyjsciowe wyznaczaja poczatek cykli procesu usredniania, natomiast wejscie pro¬ gramujace licznika polaczone jest z wyjsciem pro¬ gramatora, który wyznacza liczbe impulsów z de¬ tektora pólokresów niezbednych do zainicjowania cyklu usredniania.Rozwiazanie wedlug wynalazku eliminuje zakló¬ cenia periodyczne w sygnalach odbieranych.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zaleznosci katowe sinusoidalnego za¬ klócenia energetycznego wzgledem parametrów czasowych z uwzglednieniem tolerancji czestotli¬ wosciowej, fig. 2 — schemat blokowy ukladu, fig. 3 — przebieg sygnalów w wybranych punktach ukladu, fig. 4 — kolejne sygnaly zaklócajace brane do procesu usredniania fig. 5 — kolejne cykle pro¬ cesu usredniania.Sposób eliminowania energetycznych zaklócen periodycznych wedlug wynalazku polega na stalym zdesynchronrzowaniu czestotliwosci l/t zaklócen energetycznych wzgledem czestotliwosci l/T impul¬ sów wyzwalajacych kolejne cykle procesu usred¬ niania.Gdy na jednostkowa odpowiedz wywolana bada¬ nego obiektu, nalozy sie zaklócenia periodyczne o czestotliwosci l/t z przesunieciem fazowym o kat a = 180°C, w stosunku do poprzedniej jednostko¬ wej odpowiedzi wywolanej to nastapi calkowita eliminacja zaklócajacego sygnalu periodycznego Dokladnosc wyznaczania pólokresów zaklócenia periodycznego nie ma praktycznego znaczenia, gdy rozrzuty parametrów sa na tyle male, ze wartosci przesuniecia fazowego kata a beda sie róznily po¬ jedynczymi stopniami, a redukcja wspomnianych zaklócen zawsze bedzie co najmniej równa liczbie N-cykli procesu usredniania. Prezentujac sposób eliminacji zaklócenia . periodycznego na fig. 3* fig. 4 i fig. 5 przykladowo wprowadzono idealne przesuniecie fazowe o kat a = 180°. Dla lepszego 1 709 4 zobrazowania eliminacji zaklócenia periodycznego na fig. 5 wprowadzono dwukrotnie zwiekszenie skali amplitudy wzgledem skali z fig. 4. Ponadto na fig. 3 i fig. 4 uwidoczniono zdesynchonizowane 5 sygnaly sinusoidalnego zaklócenia energetycznego, pobierane wraz z szumem wlasnym i jednostkowy¬ mi odpowiedziami wywolanymi w czasie kazdego cyklu procesu usredniania, gdzie sa one rozlozone w kolejnych okresach pomiedzy kolejnymi wymu- io szeniami zewnetrznymi o czestotliwosci l/T, które to okresy stanowia takze te same przedzialy cza¬ sowe odpowiadajace poszczególnym cyklom w pro¬ cesie usredniania.Na figurze 5 krzywa A przedstawia pierwszy, a krzywa B drugi cykl procesu usredniania, w któ¬ rym to cyklu nastepuje pierwsze calkowite wyga¬ szenie zaklócajacego sygnalu periodycznego. Krzy¬ we C, D i E obrazuja wyniki kolejnych cykli pro¬ cesu usredniania, przy czym krzywa D prezentuje drugie calkowite wygaszenie wspomnianego sygna¬ lu zaklócajacego. W idealnym przypadku przy przesunieciu fazowym o kat a = 180° wystepuje calkowite wygaszenie sygnalu zaklócenia periodycz- nego po kazdych dwóch kolejnych sygnalach od¬ powiadajacym dwum kolejnym cyklom procesu usredniania liczonym od krzywej A. Sposób elimi¬ nacji zaklócenia periodycznego wymaga szczególo¬ wego opisu, co zostanie dokonane na podstawie przykladowych danych. Zaklócenie pochodzace z za¬ silajacej sieci energetycznej przybierac moze rózna czestotliwosc znamionowa w zaleznosci od miejsca i warunków badawczych. Na przyklad siec ener¬ getyczna o czestotliwosci 50 Hz emituje zaklócenia oe periodyczne z dopuszczalna tolerancja Al/i = ±1 Hz 35 co oznacza, ze wartosc okresu t zaklócenia moze w danej chwili przeprowadzanego badania obiek¬ tu przyjmowac dowolna wartosc z przedzialu 19,6 ms 40 Aby wyznaczyc nieparzysta liczbe K pólokresów nalezy zalozyc badawczy okres Tz wymuszenia zewnetrznego, a nastepnie skorygowac te wartosc wzgledem nieparzystej wielokrotnosci liczby K pól- 1 45 okresów——. DlaTz = 3 s czestotliwosci znamio- Tl 2Tn nowej zaklócenia periodycznego Kz — = 2*33 = ~zz = 300. Poniewaz K z jest liczba parzysta. a wedlug zalozonego ciagu liczbowego K = 1,3,5.... liczba ta musi byc nieparzysta, dlatego obliczona liczbe Kz w dowolny sposób sprowadza sie do nieparzystosci. I tak K moze stanowic na przyklad liczbe 301, co powoduje, ze uwzgledniajac wspom¬ niana tolerancje czestotliwosci zaklócenia perio¬ dycznego, okres T moze zawierac sie w naste¬ pujacych granicach 2,9498 s czany wedlug nastepujacej zaleznosci: Tmin = te = - t mln K= - X 19,6 ms X 301 = 2,9498 s oraz T „„ =- tmftT K = t X 20;4 ms X 301 ^ 3,0702 s.Ten przedzial wartosci rozbieznosci okresu T jest tak maly, ze nie ma praktycznego wplywu na zalor 85 zona wartosc okresu Tz .5 141 709 6 Uklad wedlug wynalazku posiada odbiornik 2 odbierajacy z przestrzeni 1 zaklócenia periodyczne o czestotliwosci l/t, który jest polaczony szeregowo z wyzwalaczem 6 poprzez detektor pólokresów 3 oraz licznik 5, którego wyjscie sterujace polaczone jest bezposrednio z programatorem 4 ustawiaja¬ cym ilosc zliczen licznika 5. Wyjscie wyzwalacza 6 polaczone jest z wejsciem fotostymulatora 7, wej-. sciem wyzwalajacym usredniacza 11 oraz wejsciem taktujacym bloku pamieciowo-wizualizujacego 12. w którym sa pamietane i prezentowane usrednione sygnaly biologiczne z badanego obiektu. Wejscie taktujace bloku pamieciowo-wizualizujacego 12 po¬ laczone jest z wyjsciem usredniacza 11, którego wejscie sygnalowe polaczone jest dwoma kanalami z wyjsciem wzmacniacza 10, natomiast wejscia tego wzmacniacza polaczone sa z elektrodami 9, których elementy czynne przylozone sa do badanego biektu.Dzialanie ukladu wedlug wynalazku jest opisane nizej.Z przestrzeni 1 zawierajacej zródlo periodycz¬ nych zaklócen sieci energetycznej, zaklócenia wprost ze zródla poprzez przewód zasilajacy caly uklad odbierane sa bezposrednio w odbiorniku 2.Zaklócenia periodyczne przekazywane sa do de¬ tektora pólokresów 3, który to detektor wytwarza impulsy odpowiadajace dodatniemu i ujemnemu szczytowi sinusoidalnego przebiegu zaklócenia periodycznego. Licznik 5 otrzymuje wspomniane impulsy, które zlicza w ilosci zaprogramowanej przez programator 4 okresu T. Programator ten wyznacza wlasciwa liczba K odpowiadajaca przy¬ blizonemu stosunkowi okresu T wymuszenia zew¬ netrznego do pólokresu 1/2 t zaklócenia periodycz¬ nego, przy czym zawsze liczba K stanowi liczbe, nieparzysta. Licznik 5 po kazdej liczbie K pólokre-. sów wytwarza impuls przekazywany bezposrednio do wyzwalacza 6, wyzwalajacego bezposrednio fo- tostymulator 7 oraz usredniacz 11, a takze zostaje zarejestrowany w bloku pamieciowo-wizualizuja- cym 12.Fotostymulator 7 wytwarza wymuszenie zew¬ netrzne w postaci bodzca swietlnego, które to wy¬ muszenie poprzez narzad wzroku i nerwowa droge wzrokowa obiektu 8 powoduje w odpowiednich po¬ lach mózgu reakcje elektrofizjologiczna stanowiaca jednostkowy potencjal wywolany. Potencjal ten jest odbierany poprzez elektrody 9 typu Ag/AgCl umieszczone na powierzchni glowy 8. Jednostkowy potencjal wywolany odbierany jest wraz z szumem wlasnym zwanym elektfoencefalogramem oraz zewnetrznym zaklóceniem periodycznym, pocho- 5 dzacym z przestrzeni 1. Zbiór sygnalów doprowa¬ dzany jest bezposrednio do dwukanalowego wzmac¬ niacza 10. W wzmacniaczu 10 w kazdym jego ka¬ nale powyzszy zbiór sygnalów jest wzmacniany do wartosci napieciowej mozliwej do wprowadzenia 10 do analogowych wejsc usredniacza 11. Kazdy im¬ puls wyzwalajacy uruchamia kolejny cykl procesu usredniania zbioru sygnalów. Magazynowanie da¬ nych i przechowywanie wyników procesu usred¬ niania oraz ich prezentacja odbywa sie w bloku 15 pamieciowo-wizualizujacym 12.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób eliminowania zaklócen periodycznych w badaniach elektrofizj©logicznych, w którym odbie- 20 ra sie sygnaly z elektrod umieszczonych na po¬ wierzchni badanego obiektu i usrednia sie je w ko¬ lejnych cyklach procesu usredniania wyznaczanych impulsami wyzwalajacymi, znamienny tym, ze do wyznaczania momentów powstawania impulsów 25 wyzwalajacych odbiera sie sygnaly zaklócajace w odbiorniku zaklócen periodycznych i przekazuje sie je do detektora pólokresów, a wytworzone w nim impulsy podaje sie do wyzwalacza poprzez licznik, którego ilosc zliczen okresla sie w progra- 30 matorze okresu T tak, aby róznica faz sygnalu za¬ klócenia periodycznego na poczatku dwóch kolej¬ nych cykli procesu usredniania wynosila sto osiem¬ dziesiat stopni. 2. Uklad eliminowania zaklócen periodycznych » w badaniach elektrofizjologicznych zawierajacy fotostymulator oraz umieszczone na obiekcie bada¬ nym elektrody odbierajace zbiór sygnalów, które sa polaczone poprzez wzmacniacz z wejsciem syg¬ nalowym usredniacza, którego wyjscie polaczone w jest z wejsciem sygnalowym bloku pamieciowo- -wizualizujacego, natomiast wejscia wyzwalajace fotostymulatora, bloku pamieciowo-wizualizujacego i usredniacza polaczone sa z wyjsciem wyzwalacza, znamienny tym, ze ma odbiornik zaklócen perio- « dycznych (£) polaczony szeregowo z wejsciem wy¬ zwalacza (6) poprzez detektor pólokresów (3) oraz licznik (5), którego wyjscie programujace polaczone jest z wyjsciem programatora (4).141 ;709 Fig.1141 709 YA A A J I 1 I I I i iI I ..._ 10 11 A.A .A ,/A_A ... 11?; /- <- A X7 Fig.3 a k b h a + b .a+b+c , a+b+c+d _a+b+c+d+e Fig. 5 l Fig,4 PL