RU2559414C1 - Способ распознавания опасного гипоксического состояния - Google Patents
Способ распознавания опасного гипоксического состояния Download PDFInfo
- Publication number
- RU2559414C1 RU2559414C1 RU2014134798/14A RU2014134798A RU2559414C1 RU 2559414 C1 RU2559414 C1 RU 2559414C1 RU 2014134798/14 A RU2014134798/14 A RU 2014134798/14A RU 2014134798 A RU2014134798 A RU 2014134798A RU 2559414 C1 RU2559414 C1 RU 2559414C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dangerous
- hypoxic state
- eeg
- recorded
- hypoxic
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к медицине, в частности к авиационной медицине. В процессе профессиональной деятельности регистрируют электроэнцефалограмму (ЭЭГ). Определяют суммарную мощность спектра ЭЭГ в диапазоне от 4 до 25 Гц и в поддиапазонах: от 4 до 8 Гц, от 8 до 13 Гц, от 13 до 25 Гц. По полученным значениям рассчитывают величину критериального показателя К и при выполнении условия К больше 0 фиксируют опасное гипоксическое состояние. Способ позволяет оперативно во время выполнения профессиональной деятельности выявить опасное гипоксическое состояние, что достигается за счет регистрации ЭЭГ и расчета показателя К по данным выявления суммарной мощности электрической активности в указанных диапазонах. 2 пр.
Description
Изобретение относится к медицине, в частности к авиационной медицине, и может быть использовано для автоматизированного распознавания опасного гипоксического состояния при выполнении профессиональной деятельности.
Под опасным гипоксическим состоянием понимают такое состояние человека, выполняющего профессиональную деятельность, при котором его надежность, вследствие воздействия гипоксии, снижается до потенциально опасной. Поэтому своевременное распознавание опасного гипоксического состояния имеет существенное значение для представителей профессий, деятельность которых сопряжена с риском гипоксического воздействия (летчики, космонавты, авиационные спасатели, альпинисты и др.). Практика показывает перспективность применения для распознавания опасного гипоксического состояния реакции на гипоксию головного мозга в виде изменений его электрической активности, регистрируемой с помощью электроэнцефалографии.
Из уровня техники известен способ исследования реакции головного мозга человека на гипоксию (патент на изобретение RU №2440024, опубл. 20.01.2012), заключающийся в том, что предварительно измеряют амплитуду волн α-диапазона или β-диапазона электроэнцефалограммы (ЭЭГ) при спокойном дыхании и при задержке дыхания на вдохе, а реакцию головного мозга на гипоксию исследуют по формуле:
где РГ - реакция на гипоксию, %; ЭЭГ1 - амплитуда волн при спокойном дыхании, мкВ; ЭЭГ2 - амплитуда волн при задержке дыхания, мкВ; 100 - коэффициент для пересчета данных, %. Недостатком этого технического решения является то, что необходимость задержки дыхания на вдохе делает этот способ непригодным для распознавания опасного гипоксического состояния при выполнении профессиональной деятельности.
Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение оперативного распознавания опасного гипоксического состояния человека при выполнении им профессиональной деятельности, не создавая помех ее выполнению.
Решение технической задачи достигается тем, что у человека в процессе профессиональной деятельности регистрируют электроэнцефалограмму, определяя суммарную мощность ее спектра в диапазоне от 4 до 25 Гц (TS) и в поддиапазонах: от 4 до 8 Гц (Тθ), от 8 до 13 Гц (Тα), от 13 до 25 Гц (Tβ1), затем по полученным значениям рассчитывают величину критериального показателя
и при выполнении условия К>0 фиксируют опасное гипоксическое состояние. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является оперативное распознавание опасного гипоксического состояния человека при выполнении им профессиональной деятельности.
Реализация заявленного способа распознавания опасного гипоксического состояния заключается в следующем.
1) В головной убор человека, надеваемый при выполнении профессиональной деятельности (например, в защитный шлем), монтируют электроды для регистрации электроэнцефалограммы в соответствии со стандартной системой размещения электродов на поверхности головы «10-20%», рекомендованной Международной федерацией электроэнцефалографии и клинической нейрофизиологии. Электроды соединяют с аналого-цифровым преобразователем, осуществляющим запись ЭЭГ в файл с частотой дискретизации 250 Гц. Запись потенциалов с каждого электрода осуществляют относительно нулевого потенциала референта, за который принимают мочку уха или сосцевидный отросток височной кости, расположенный позади уха и содержащий заполненные воздухом костные полости.
2) В процессе профессиональной деятельности в файле с ЭЭГ с помощью «скользящего окна», длительность которого, как правило, составляет 2 минуты, последовательно выделяют участки ЭЭГ, которые подвергают математической обработке.
3) В результате математической обработки каждого участка ЭЭГ определяют суммарную мощность ее спектра в диапазоне от 4 до 25 Гц (TS) и в поддиапазонах: от 4 до 8 Гц (Тθ), от 8 до 13 Гц (Тα), от 13 до 25 Гц (Tβ1). Затем по полученным значениям рассчитывают величину критериального показателя
и при выполнении условия К>0 фиксируют опасное гипоксическое состояние.
4) Описанную обработку участков зарегистрированной ЭЭГ реализуют на протяжении выполнения профессиональной деятельности, чем обеспечивают распознавание опасного гипоксического состояния на всем ее протяжении.
Примеры реализации способа.
Пример 1. В результате обработки ЭЭГ, зарегистрированной у летчика электродами, встроенными в защитный шлем, получены значения мощностей ее спектра: TS=70,027 мс2; Тθ=4,366 мс2; Тα=12,651 мс2; Тβ1=53,010 мс2.
Величина критериального показателя, соответствующего этим значениям
Выполнено условие К<0, следовательно, опасного гипоксического состояния нет.
Пример 2. В результате обработки ЭЭГ, зарегистрированной у горного стрелка электродами, встроенными в каску, получены значения мощностей ее спектра: TS=76,824 мс2; Тθ=17,486 мс2; Тα=22,428 мс2; Тβ1=36,910 мс2.
Величина критериального показателя, соответствующего этим значениям
Выполнено условие К>0, следовательно, у горного стрелка развивается опасное гипоксическое состояние, требуется принятие экстренных мер для его купирования.
Верификация способа осуществлена при проведении экспериментального полунатурного моделирования воздействия на человека гипоксической газовой среды. В экспериментах с участием 12 практически здоровых испытателей, выполняющих операцию двухкоординатного слежения за маневрирующей целью, выполнено 52 исследования - при различном содержании кислорода во вдыхаемом воздухе с различными временами пребывания в таких условиях регистрировали ЭЭГ (рассчитывали величину критериального показателя К) и, выполняя церебральную оксиметрию, неинвазивно определяли регионарную оксигенацию головного мозга.
Церебральная оксиметрия основана на регистрации инфракрасного излучения ближней области (длина волны 730 и 810 нм) двумя фотодиодами, за счет чего обеспечивается регистрация сигнала от мозга, не смешанного с сигналами от экстрацеребральных тканей. Оксигемоглобин и дезоксигемоглобин поглощают инфракрасное излучение с разной длиной волны. Поскольку в корковых отделах головного мозга 70-80% крови является венозной, то показания церебрального оксиметра отражают, в основном, насыщение кислородом гемоглобина венозной крови мозга.
Церебральная оксиметрия осуществлялась аппаратом INVOS 3100 фирмы SOMANETICS США. Датчик церебрального оксиметра располагали на коже лобной области на границе волосистой части головы в лобно-височной области с ипси- и контрлатеральной сторон. После подключения датчика к прибору на экран в постоянном режиме выводится показатель насыщения головного мозга кислородом (rSO2).
Критерием опасного гипоксического состояния считали факт снижения величины rSO2 ниже 50%.
Во всех выполненных 52 исследованиях в случаях снижения величины rSO2 ниже 50% (29 случаев) выполнялось условие К>0 - то есть фиксировался факт развития опасного гипоксического состояния. Это же условие (К>0) выполнялось в 4 случаях 50%<rSO2<57%, то есть разработанный способ обеспечивает гипердиагностику, что отвечает требованиям практики. При rSO2>59% (остальные 19 исследований) выполнялось условие К<0 (отсутствие опасного гипоксического состояния).
Полученные результаты свидетельствуют о пригодности разработанного способа для диагностики опасного гипоксического состояния у человека в процессе профессиональной деятельности.
Claims (1)
- Способ распознавания опасного гипоксического состояния, характеризующийся тем, что у человека в процессе профессиональной деятельности регистрируют электроэнцефалограмму, определяя суммарную мощность ее спектра в диапазоне от 4 до 25 Гц (TS) и в поддиапазонах: от 4 до 8 Гц (Тθ), от 8 до 13 Гц (Тα), от 13 до 25 Гц (Tβ1), затем по полученным значениям рассчитывают величину критериального показателя
и при выполнении условия К>0 фиксируют опасное гипоксическое состояние.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014134798/14A RU2559414C1 (ru) | 2014-08-27 | 2014-08-27 | Способ распознавания опасного гипоксического состояния |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014134798/14A RU2559414C1 (ru) | 2014-08-27 | 2014-08-27 | Способ распознавания опасного гипоксического состояния |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2559414C1 true RU2559414C1 (ru) | 2015-08-10 |
Family
ID=53796384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014134798/14A RU2559414C1 (ru) | 2014-08-27 | 2014-08-27 | Способ распознавания опасного гипоксического состояния |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2559414C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2245673C2 (ru) * | 2002-12-30 | 2005-02-10 | Мурик Сергей Эдуардович | Способ определения функционального и метаболического состояния нервной ткани |
| RU2440024C2 (ru) * | 2010-04-12 | 2012-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сыктывкарский государственный университет" | Способ исследования реакции головного мозга человека на гипоксию |
| RU2524770C1 (ru) * | 2012-11-28 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний" Сибирского отделения РАМН | Способ прогнозирования уровня адаптации горноспасателей к индивидуальным средствам защиты |
-
2014
- 2014-08-27 RU RU2014134798/14A patent/RU2559414C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2245673C2 (ru) * | 2002-12-30 | 2005-02-10 | Мурик Сергей Эдуардович | Способ определения функционального и метаболического состояния нервной ткани |
| RU2440024C2 (ru) * | 2010-04-12 | 2012-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сыктывкарский государственный университет" | Способ исследования реакции головного мозга человека на гипоксию |
| RU2524770C1 (ru) * | 2012-11-28 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний" Сибирского отделения РАМН | Способ прогнозирования уровня адаптации горноспасателей к индивидуальным средствам защиты |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БАЛИОЗ Н.В. и др. Индивидуально-типологические особенности ЭЭГ спортсменов при остром гипоксическом воздействии. Физиология человека. 2012, 38, 5, с. 24-27. BURYKH E.A. Interaction between changes in local and temporospatial spectral EEG characteristics during exposure of humans to hypoxia. Neurosci Behav Physiol. 2007 Feb;37(2):133-46 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2575608B1 (en) | Detector for identifying physiological artifacts from physiological signals and method | |
| US20140316218A1 (en) | Systems and methods for monitoring brain metabolism and activity using electroencephalogram and optical imaging | |
| US20140114165A1 (en) | Systems and methods for detecting brain-based bio-signals | |
| US20140180145A1 (en) | Human fatigue assessment device and human fatigue assessment method | |
| KR20180001367A (ko) | 운전자의 생체 신호를 기반으로 하는 운전자의 상태 판별 장치 및 방법 | |
| CN103892812B (zh) | 匹配度分析技术 | |
| Garde et al. | Identifying individual sleep apnea/hypoapnea epochs using smartphone-based pulse oximetry | |
| Garde et al. | Oxygen saturation in children with and without obstructive sleep apnea using the phone-oximeter | |
| US20200121206A1 (en) | Electroencephalography device and device for monitoring a subject using near infrared spectroscopy | |
| Zhang | Stress recognition from heterogeneous data | |
| Tarvirdizadeh et al. | An assessment of a similarity between the right and left hand photoplethysmography signals, using time and frequency features of heart-rate-variability signal | |
| Soman et al. | Analysis of physiological signals in response to stress using ECG and respiratory signals of automobile drivers | |
| Jahani et al. | Attention level quantification during a modified stroop color word experiment: an fNIRS based study | |
| Shirvan et al. | Classification of mental stress levels by analyzing fNIRS signal using linear and non-linear features | |
| KR101645212B1 (ko) | 일상생활 중 심부 체온 일주기 리듬 추정 방법 | |
| DE202006013747U1 (de) | Einrichtung zur Überwachung von Vitalfunktionen eines Menschen | |
| Zhang et al. | The utility of amplitude-integrated EEG and NIRS measurements as indices of hypoxic ischaemia in the newborn pig | |
| Pomer-Escher et al. | Methodology for analysis of stress level based on asymmetry patterns of alpha rhythms in EEG signals | |
| Estrada et al. | EMG-derived respiration signal using the fixed sample entropy during an inspiratory load protocol | |
| RU2559414C1 (ru) | Способ распознавания опасного гипоксического состояния | |
| Stephens et al. | Effects on task performance and psychophysiological measures of performance during normobaric hypoxia exposure | |
| Rahman et al. | Detecting physiological responses using multimodal earbud sensors | |
| Kim et al. | Actual emotion and false emotion classification by physiological signal | |
| Ghanatbari et al. | A comparative study of the output correlations between wavelet transform, neural and neuro fuzzy networks and BIS index for depth of anesthesia | |
| US11116452B2 (en) | Biological signal measurement system |