Автоматизированное программируемое устройство для стимуляции испытуемого в целях выделения когнитивной реакции головного мозга и фрактальный анализ полученных данных ЭЭГ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.04, кандидат наук Мачихин Вячеслав Андреевич

• Мачихин Вячеслав Андреевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Мачихин Вячеслав Андреевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1.ОБЗОР ПОЛОЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Обзор литературы по проводимым исследованиям

1.2 Устройства, задействованные в реализации экспериментальной деятельности конкурентов

1.3 Интерпретация результатов обзора

ГЛАВА 2.РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА, ЗАДЕЙСТВОВАННОГО

В ИССЛЕДОВАНИЯХ

2.1 Анализ устройств, предложенных на рынке

2.2 Выбор микроконтроллера для реализации управления автоматизированным программируемым устройством

2.3 Выбор схемы питания микроконтроллера

2.4 Выбор экрана интерфейса автоматизированного программируемого устройства

2.5 Расчет гасящих резисторов, подключение интерфейсных управляющих кнопок, выбор схемы управления периферийными устройствами, гальваническая развязка

2.6 Световой стимулятор

2.7 Блок сигнализации, токоограничивающие резисторы

2.8 Генераторы звуковой частоты

2.9 Знакогенератор

2.10 Устройство регистрации движения конечности человека и переделанный геймпад

2.11 Видеокабель для подключения автоматизированного программируемого устройства

2.12 Работа устройства и периферии

ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ ФРАКТАЛЬНОГО АНАЛИЗА К ПОЛУЧЕННОЙ ЗАПИСИ ЭЭГ

3.1 Форма полученного сигнала

3.2 Скользящие окна

3.3 Детерминированный хаос в ЭЭГ. Применение показателя Ляпунова

3.4 R/S анализ. Применение показателя Херста

3.5 Корреляционная размерность. Корреляционная энтропия. Автокорреляционная функция. Средняя взаимная информация

3.6 Псевдофазовое пространство. Кросскорреляционная функция

3.7 Выводы по фрактальному анализу ЭЭГ сигнала

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ

ДИССЕРТАЦИИ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ

ОБОЗНАЧЕНИЙ

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизированное программируемое устройство для стимуляции испытуемого в целях выделения когнитивной реакции головного мозга и фрактальный анализ полученных данных ЭЭГ»

Актуальность темы исследования

Исследования по выделению вызванных потенциалов (ВП) головного мозга являются важными в современной науке. Данные исследования проводятся в рамках разработки новых медицинских устройств. Разработка этих устройств являются важным направлением развития научно-технической мысли. Данное направление в данный момент развивается большими темпами.

Создание сложных медицинских устройств (к примеру интерфейсов «мозг-компьютер») было бы невозможно без возникновения научного направления электрофизиологии человека. Начало развития современной электрофизиологии человека в целом (раздел физиологии, изучающий электрические явления в организме при различных видах его деятельности: произвольной и непроизвольной, вызванной и спонтанной, на микро- и макроуровне в диапазоне от исследования биоэлектрической активности, опосредованной ионными процессами в синапсах и мембранах отдельных клеток и волокон, до анализа результатов полиграфической регистрации, позволяющей оценить интегративные функции целостного организма) и нейрофизиологии в часности обычно связывают со знаменитыми опытами итальянского врача, анатома и физиолога Луиджи Гальвани. В 1791 году Гальвани опубликовал «Трактат о силах электричества при мышечном движении». В этом трактате были описаны ряд опытов, в том числе и «балконный» опыт Гальвани — в котором препараты клеток были присоединены к громоотводу.

В середине 19 века основы электрофизиологии были заложенны классическими работами Э. Дюбуа-Реймона который показал связь между электрическим током и нервным импульсом. В 1875 году независимо друг от друга английский хирург и физиолог Ричард Кэтон и русский физиолог В. Я. Данилевский показали, что мозг является генератором электрической

активности, то есть были открыты биотоки мозга. В 1888 немецкий физиолог Ю. Бернштейн определил скрытый период, время нарастания и спада потенциала действия. Важную роль в развитии нейрофизиологии сыграл советский физиолог В. Ю. Чаговец, впервые применивший в 1896 теорию электролитической диссоциации для объяснения механизма появления электрических потенциалов в живых тканях. Бернштейн сформулировал в 1902 основные положения мембранной теории возбуждения, развитые позднее английскими учёными П. Бойлом и Э. Конуэем (1941), А. Ходжкином, Б. Кацем и А. Хаксли (1949). [1]

В начале 20 в. Для электрофизиологических исследований был использован струнный гальванометр; с его помощью В. Эйнтховен и Самойлов получили подробные характеристики электрических процессов в различных живых тканях. Неискажённая регистрация любых форм биоэлектрических потенциалов стала возможной лишь с введением в практику электрофизиологии (30—40-е гг.20 в.) электронных усилителей и осциллографов (Г. Бишоп, Дж. Эрлангер и Г. Гассер, США), составляющих основу электрофизиологической техники. Использование электронной техники позволило осуществить отведение электрических потенциалов не только от поверхности живых тканей, но и из глубины при помощи погружаемых электродов (регистрация электрической активности отдельных клеток и внутриклеточное отведение). Позднее в электрофизиологии стала широко использоваться также электронно-вычислительная техника, позволяющая выделять очень слабые электрические сигналы на фоне шумов, проводить автоматическую статистическую обработку большого количества электрофизиологических данных, моделировать электрофизиологические процессы и т.д. [1]

Современная ЭЭГ (Электроэнцефалограмма) и МЭГ (Магнитоэнцефалограмма) являются основными методами изучения процессов в мозге. Нервная система и мозг человека состоит из нейронов, соединенных между собой нервными волокнами. Все процессы передачи

раздражений от кожи, ушей, глаз, процессы мышления и управления действиями - все это реализовано в организме как передача импульсов между нейронами. [1]

Существуют инвазивный и неинвазивный методы исследования головного мозга. Инвазивный — это метод, основанный на введении приборов внутрь черепной коробки методом трепанации черепа. Инвазивный метод диагностики позволяет дать высокую точность диагностики. Тем не менее его применение может сопровождаться опасностью появления кровотечения, инфекции, механических повреждений мозга. К тому же, срок службы введенных внутрь черепа электродов составляет не более 3-4 месяцев. Неинвазивный метод осуществляется наложением электродов на поверхность черепа без вскрытия черепной коробки. Он позволяет получить большое количество данных о процессах в головном мозге. [1]

Для анализа деятельности структур в коре головного мозга применяют понятие ритм. Под понятием «ритм» на ЭЭГ подразумевается определенный тип электрической активности, соответствующий некоторому определенному состоянию мозга и связанный с определенными церебральными механизмами. В клинических исследованиях обычно выделяют четыре типа ритмов, последовательно возрастающей частоты: дельта, тета, альфа и бета ритмы. В спокойном состоянии у человека в большей части коры больших полушарий регистрируется регулярный ритм с частотой около 8—13 Гц в секунду (альфа-ритм). В состоянии активной деятельности он сменяется частыми (более 13 в секунду) колебаниями небольшой амплитуды (бета-ритм). Во время сна он сменяется медленными (0,5—3.5 в секунду) колебаниями (дельта-ритм). При неинвазивном методе существует вероятность перепутать эти ритмы и при построении интерфейса «мозг -компьютер» получить неверные данные. При этом будут появляться ошибки и интерфейс будет работать неправильно. [1]

С теоретической точки зрения регистрация потенциала какой-либо точки в неискаженном виде возможна в условиях, когда один электрод

расположен в непосредственной близости от источника потенциала, а другой бесконечно удален от него. Невозможность реализации этого условия приводит к тому, что в электроэнцефалографии, строго говоря, всегда производят биполярную регистрацию электрической активности. [1]

Согласно полученным данным строится цветовая карта выражающая полученный вектор для каждой точки головного мозга. Причем интенсивность цвета каждой точки зависит от величины полученного вектора сигнала. При классическом цветовом картировании, чем интенсивней сигнал, в какой-либо точке, тем ярче он показан на цветовой карте. Мы предлагаем использовать при цветовом картировании не величину какой-либо частотной активности, а значение временной задержки относительно какого-либо события (например, вызванного потенциала). Это позволит визуально выявить источник ЭЭГ-патерна по автоматизированному кросс-корреляционному анализу во временном районе события.

Соответственно всему сказанному выше, область научно-технического знания, к которой относится разработка нейрокомпьютерных интерфейсов и устройств, являющихся их теоретической и практической основой, считается актуальной областью научных исследований.

Степень разработанности диссертации

Начала для разработки устройств и способов анализа ЭЭГ были заложены Г. Бергером в 1929 г. В 50х-60х годах прошлого века были разработаны основные методики визуального анализа полученных данных. Современный этап анализа ЭЭГ как радиотехнического сигнала начат в 80х годах прошлого века, когда произошло возникновение фрактального анализа. Основными школами для анализа и обработки полученных данных с ЭЭГ являются школы В.С. Русинова. А.П. Кулаичева, В.В. Гнездицкого, А.Я. Каплана, Ю.Д. Кропотова, В.А.Сойфера, Ю.Г.Васина, Р.К. Наатанена.

Диссертационная работа является законченной научно-квалификационной работой, в которой на основании выполненных автором исследований разработано новое устройство фиксирования момента реакции

мозга на электроэнцефалограмме, которое позволяет выделять вызванные потенциалы, появляющиеся в коре головного мозга при сложных мультимодальных стимуляциях с целью использования результатов при создании нейроинтерфейсов. Устройство позволяет использовать любой регистратор электроэнцефалограмм для целей выделения вызванных потенциалов, применяемых в нейроинтерфейсах.

Цели и задачи диссертации

Основной целью данного исследования является повышение информативности ЭЭГ как сигнала.

Данная цель требует решения нескольких задач, таких как:

1. Анализ алгоритмов, методов и способов обработки и анализа электроэнцефалографического сигнала как электрического сигнала.

2. Разработка программно-аппаратного комплекса, позволяющего выявлять Вызванный потенциал на ЭЭГ записи при определенном движении определенной конечностью (для реабилитационных целей) и, соответственно, выявить участок скальповой поверхности головы, где он выражен наиболее сильно.

3. Разработка программного комплекса, позволяющего обрабатывать полученные данные при использовании автоматизированного программируемого устройства, позволяющего выявлять ВП.

4. Обоснование взаимосвязи полученных данных с помощью фрактального анализа ЭЭГ, как медицинских данных, с целью повышения достоверности поставленных по ЭЭГ медицинских заключений.

Научная новизна диссертации

1. Предложен подход к оценке работы головного мозга как целого, основанный на изучении когнитивных вызванных потенциалов с помощью фрактального анализа временных рядов ЭЭГ.

2. Разработан автономный, универсальный комплекс электронных устройств (пат. RU 157 571 U1, RU 178 128 U1), позволяющий выделять временной лаг для когнитивных вызванных потенциалов мозга,

отличающийся тем что основное устройство имеет корпус, на передней панели которого расположены жидкокристаллический графический дисплей для визуального отображения команд, передающихся исследователем, функциональные кнопки для управления устройством, панельные светодиоды для оповещения о процессе функционирования программы стимуляции, работе устройства от источников питания; трехпозиционный переключатель, который позволяет выключать устройство в среднем положении, запитывать от внутренней аккумуляторной батареи в верхнем положении и запитывать от внешнего источника питания в нижнем положении; на задней панели устройства имеются разъем штекера внешнего питания +9В, предназначенный для запитывания устройства от внешних источников питания; аудиовывод для головных стереонаушников, предназначенный для подключения внешних головных стереонаушников; тумблер аудиовывода, переключающий устройство между внутренним динамиком и головными стереофонами; ручка регулятора громкости сигнала аудиостимуляции, регулирующая громкость сигнала ;разъем для подключения геймпада, разъем для подключения сигнализатора окончания программы стимуляции, разъем для подключения светового стимулятора, разъем для подключения устройства отображения значимых/незначимых знаков-стимулов, разъем для подключения регистрирующего устройства; внутри устройства находятся: микроконтроллер, который управляет устройством и подключенной к нему периферией; плата управления аудиостимулятора, предназначенная для размещения электронных элементов аудиостимулятора; внутренняя аккумуляторная батарея, предназначенная для автономного питания устройства; подстроечные резисторы-регуляторы жидкокристаллического графического дисплея, предназначенные для регуляции уровня яркости графического дисплея и уровня контрастности графического дисплея; подстроечные резисторы-регуляторы звуковых генераторов, регулирующие частоты звуковых генераторов; подстроечные резисторы-регуляторы уровней размаха сигналов меток каналов,

регулирующие уровень размаха сигнала метки каналов; миниатюрный громкоговоритель, служащий для проверки уровня сигнала аудиостимуляции.

3. Предложена методика выделения в эксперименте соматосенсорных когнитивных вызванных потенциалов головного мозга, отличающаяся тем, что производится одновременная подача стимулирующих сигналов, подача сигнала на ЭЭГ регистратор, подача специальной метки, отмечающей момент подачи стимулирующего сигнала на электроэнцефалограмме и позволяющей определить точное время выдачи сигнала испытуемому.

4. Предложен комплексный метод цифровой обработки ЭЭГ, позволяющий подтвердить в совокупности с анатомо-физиологическими позициями, правильность выбора отведений для изучения и оценки когнитивных вызванных потенциалов.

Теоретическая и практическая значимость диссертации

Представленные в работе алгоритмы получения количественных характеристик ЭЭГ на базе фрактального анализа может использоваться для создания медицинских диагностических систем, систем автоматизированного принятия решений по ЭЭГ обследованию, при разработке новых методов анализа ЭЭГ.

Практическую значимость представляет программно-аппаратный комплекс, позволяющий выделять всю когнитивную деятельность головного мозга в ответ на стимулирующие сигналы по времени, отраженном на ЭЭГ. Комплекс запатентован Пат. ЯИ 178 128 Ш. Также значимость в биометрии для синтетических образов ЭЭГ, используемых для увеличения размеров тестовых и обучающих выборов биометрических данных.

Полученные в диссертационном исследовании результаты приняты для практического применения в ФГБОУ ВО ПГУТИ, ФГБОУ ВО СамГМУ, АО «Самарский Электромеханический Завод».

Методология и методы исследования, задействованные в диссертации

В большинстве задач цифровой обработки ЭЭГ нет возможности исследовать сигнал на бесконечном интервале. Нет возможности узнать, какой был сигнал до включения устройства и какой он будет в будущем. Также ограничение интервала исследования может быть обусловлено нестационарностью исследуемого сигнала. Ограничение интервала анализа равносильно произведению исходного сигнала на оконную функцию. Таким образом, в данном случае результатом оконного преобразования Фурье является не спектр исходного сигнала, а спектр произведения сигнала и оконной функции. Спектр, полученный при помощи оконного преобразования Фурье, является оценкой спектра исходного сигнала и принципиально допускает искажения.

Искажения, вносимые применением окон, определяются размером окна и его формой. Выделяют два основных свойства частотных характеристик окон: ширина главного лепестка и максимальный уровень боковых лепестков. Применение окон, отличных от прямоугольного, обусловлено желанием уменьшить влияние боковых лепестков за счет увеличения ширины главного.

В диссертации задействованы такие методы анализа, как дискретное преобразование Фурье, корреляционный анализ, корректирующие окна, фрактальный анализ. Также схемотехническими методами было реализован комплекс радиотехнических устройств.

Положения выносимые на защиту диссертации

1.Разработан комплекс устройств, позволяющих неинвазивно стимулировать головной мозг испытуемого, отличающийся тем, что позволяет выделять вызванные потенциалы головного мозга (временные лаги) для последующего их анализа.

2.Предложен алгоритм фрактального анализа электрических сигналов ЭЭГ, позволяющий увеличить информативность записи ЭЭГ.

3. Проведена взаимосвязь и сопоставление между известными медицинскими данными и данными, полученными в результатах

эксперимента и последующего фрактального анализа. Доказано, что наибольшая стационарность достигается на участках записи ЭЭГ, соответствующих полученным с помощью автоматизированного программируемого устройства временным лагам - данный факт соответствует началу и концу когнитивной реакции головного мозга в момент подачи внешнего стимула.

Степень достоверности и апробация результатов диссертации

Степень достоверности результатов диссертации определяется:

1. Использованием строгих математических моделей, а также корректных с формальной математической точки зрения методов анализа;

2. Совпадением с расчетными данными, приведенными в работах других авторов, полученными с помощью других методов, а также с экспериментальными данными;

3. Экспериментальным тестированием разработанных радиотехнического комплекса и программ.

Личный вклад автора и корректность заимствований

Проведение расчетов, проведение опытов, техническое описание разработанной номенклатуры устройств, разработка программ обработки полученных данных, а также научные результаты теоретических исследований, изложенные в диссертации, принадлежат автору. Все выносимые на защиту результаты и положения, составляющие основное содержание диссертационной работы, получены автором.

Соискателем опубликованы 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, получено 3 патента по тематике исследований. В работах, опубликованных в соавторстве, соискателю принадлежит часть, связанная с постановкой задачи, разработкой алгоритмов и проведением численных исследований. В патентах соискателю принадлежит часть, связанная с разработкой запатентованных устройств, полным текстовым описанием и оформлением патентной документации.

Специальность и отрасль науки, которой соответствует диссертация. Диссертационное исследование соответствует п.7. «Разработка методов и устройств передачи, приема, обработки, отображения и хранения информации. Разработка перспективных информационных технологий, в том числе цифровых, а также с использованием нейронных сетей для распознавания изображений в радиотехнических устройствах», п.10. «Разработка радиотехнических устройств для использования их в промышленности, биологии, медицине, метрологии и т.д.», паспорта специальности 05.12.04 - Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения. Тема диссертации соответствует отрасли технических наук.

Полнота изложения материалов диссертации в публикациях Основные результаты диссертационной работы отражены в публикациях в рецензируемых научных изданиях, включенных в перечень ВАК.

ГЛАВА 1

ОБЗОР ПОЛОЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Обзор методов по проводимым исследованиям

В современной электроэнцелографии используются множество радиотехнических методов анализа когнитивных вызванных потенциалов. Среди них существует как проверенные временем методологии, берущие свое начало с 30х - 40-х годов 20го века, так и целый спектр современных методов исследований, таких как методы MUSIC, LORETA и т.д. Методология состоит в следующем. Производится опыты по снятию электроэнцефалограммы с головы подопытного в экранированной комнате. Проводится запись данной электроэнцефалограммы в массив компьютерных данных. Дальнейший анализ полученного массива данных идет с помощью компьютера и математических методов. Такими методами являются: [2,3,4]

а) Метод MUSIC algorithm (Multiple Signal Classification algorithm) -берется массив данных ЭЭГ, представляющий собой кросс спектральную матрицу, состоящую из столбцов-векторов длины N для N электродов и обозначающих преобразования Фурье на частоте f измеренных сигналов в определенном сегменте, и точки обозначающие приближенную величину, которая апроксимируется как среднее значение по всем сегментам. [2,3,4]

б) Метод RAP - MUSIC algorithm (Resursively Applied and Projected MUSIC algorithm) - алгоритм начинается со сканирования как в предыдущем параграфе, максимум функции усиления определяет одну топографию сигнала, которая проецируется на следующую итерацию. Ввод к+1ой итерации к топографии идентифицирует в прошлой итерации и комбинируется в NxK матрице V содержащей эту топографию как столбик. [2,3,4]

в) Метод SC - MUSIC (Self-Consistent MUSIC algorithm) -выполняется RAP-MUSIC сканирование для P источников и распознается P соответствующая топография. Выполняется последовательность действий. Каждое действие состоит из последовательности P RAP-MUSIC оценок источников. Производится оценка р-го источника проекции вне топографии из всех других предыдущих найденных источников и максимума функции усиления по уравнению:

h(l, f ) (1.1)

при этом

H (I) = 1 ( ,) f q(f)

h(l) = (1.2) 1 -l(l)

II . 2

\\Pv(l )f

(1.3)

Программа заканчивается, когда оценка результатов в каждой локализованном источнике становится похожа на предыдущую. [2,3,4].

г) Метод LORETA. Метод LORETA (Low resolution electromagnetic tomography) - вычисляет и отображает трехмерное распределение плотности токов, описывающее как распределение потенциалов ЭЭГ и вызванных потенциалов на скальпе, так и распределение мощности потенциалов на скальпе в заданном диапазоне частот (топографический метод) [5,6].

Из-за больших затрат машинного времени при проведении Фурье-преобразования корреляционных функций в электрофизиологических исследованиях все большую популярность получают методы быстрого преобразования Фурье (БПФ, Кули-Тьюки, Рейдера-Винограда). Большое внимание уделяется также разработке различных методов вторичной обработки данных. Такая обработка включает разбиение усредненных спектров на сегменты, построение интеркорреляционной матрицы на основе

величин сегментов, факторный анализ матрицы с последующим дискриминантным анализом полученных величин. [5,6]

Чтобы получить данные ЭЭГ со скальпа испытуемого, его располагают в экранированном помещении. Эксперименты проводятся на ответную реакцию на внешние раздражители (значимые для испытуемого, незначимые для испытуемого). [5,6]

Корреляционный анализ ЭЭГ позволяет выявить и количественно оценить следующие стороны процесса: 1) наличие или отсутствие в ЭЭГ периодического (или квазипериодического) процесса; 2) период ритмических колебаний; 3) устойчивость периодики; 4) при кросскорреляции - определить временные отношения двух процессов по их фазовому сдвигу или сдвигу максимума кросскорреляционной функции; 5) количественно оценить степень связи или сходства двух процессов ЭЭГ. [5,6]

Данный метод также широко применяется в анализе полученных экспериментальных данных ЭЭГ. Анализ производится программными методами (полученные данные загоняются в компьютер). В дальнейшем, после обработки полученных данных ЭЭГ головного мозга вырабатывается программный комплекс, позволяющий делать постоянный анализ сигналов головного мозга в реальном времени, что само по себе на шаг приближает к созданию интерфейса «мозг - компьютер» [5,6].

д) Корреляционный анализ. Корреляционный анализ включает вычисления коэффициентов корреляции, а также авто- и кросскорреляционных функций. В докомпьютерном прошлом корреляционный анализ был широко распространен как заместитель спектрального анализа в связи с доступностью аналоговых вычислителей. В современности модификация метода находит применение в качестве коррелятора для поиска образцов. [7-12]

Коэффициент корреляции (КК) Пирсона (параметрический) является индикатором линейной связи между парными переменными или парными выборками X и Y и применяется в случае нормально распределенных

исходных данных. Он вычисляется как отношение ковариации двух переменных к их стандартным отклонениям [7-12]:

^ КРхРу ) (1-4)

Значение, близкое к +1 или -1, говорит о сильной прямой или обратной корреляции. Значение, близкое к 0, указывает на отсутствие линейной связи, но не исключает возможности нелинейной связи между переменными. Высокая корреляция не обязательно означает наличие причинной связи между переменными, поскольку обе они могут зависеть от третьей переменной. [7-12]

В данном случае в качестве парных выборок выступают два участка равной длительности, относящиеся к одному ЭЭГ-отведению (автокорреляция) или к двум отведениям (кросскорреляция). Высокая положительная корреляция означает синфазность или синхронность изменения двух сигналов, когда увеличению одного сигнала соответствует увеличение другого сигнала, и так же в отношении уменьшения сигналов. Высокая отрицательная корреляция означает синхронную противофазность сигналов, когда увеличению одного сигнала соответствует уменьшение другого. При асинхронном изменении сигналов корреляция будет близка к нулю. [7-12]

Значимость КК оценивается по критерию Стьюдента с вычислением критического значения:

Т2

г =---(1.5)

кр п _ 2 + Т2 ^ '

п _ 2

где Т = г I-- — статистика Стьюдента с п-2 степенями

ху\\ 1 _ г 2

ху

свободы.

Если гху < гкр, коэффициент корреляции считается незначимым (не отличным от нуля). [7-12]

Корреляционная функция (КФ) представляет собой зависимость коэффициента корреляции гху(7) между двумя участками сигнала х, у в

зависимости от временного сдвига 7 между ними. Если участки относятся к одному сигналу, то функция называется автокорреляционной, если же участки относятся к разным сигналам, то — кросскорреляционной. В математической теории КФ определяется через интегралы применительно к непрерывным и стационарным сигналам бесконечной протяженности. [2] На рис.1.1 показано вычисление корреляционных функций.

Эпоха анализа Т

Эпоха анализа Т

х(т)

_и

у№

X-образец |_1

Л/ М

--ч---

: т

Вычисление «классической» корреляционной функции

Вычисление интервальной корреляционной функции

Рис. 1.1 Вычисление корреляционных функций

В технических приложениях это определение было модифицировано применительно к сигналам дискретизованным и ограниченной протяженности следующим образом. Выбирается эпоха анализа Т из имеющейся реализации сигнала. На этой эпохе в зависимости от временного сдвига t для вычисления коэффициента корреляции гху (7) выбираются два

участка: а) х(7) на начальном участке эпохи анализа 0 — Т — ^ б) у^) на конечном участке эпохи анализа t — Т. [7-12].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мачихин Вячеслав Андреевич, 2019 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Википедия [Электронный ресурс] /— Электрон. дан. — М. : Википедия, Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D 0%B5%D0%BA%D1 %82%D1 %80%D0%BE%D1 %84%D0%B8%D0%B7%D0%B 8%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F, свободный. — Загл. с экрана. — Яз. рус., англ.

2. Кулаичев А.П. Компьютерная электрофизиология и функциональная диагностика : учебное пособие [Текст]/ А.П. Кулаичев. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.:ФОРУМ : ИНФРА-М, 2010. - 640 с.

3. Yidong Xu. Multiple Signal Classification Algorithm Based Electric Dipole Source Localization Method in an Underwater Environment./ Yidong Xu, Wei Xue, Yingsong Li, Lili Guo, Wenjing Shang. - Symmetrical. - Academic Editor: Sergei D. Odintsov Received: 27 June 2017; Accepted: 13 October 2017; Published: 17 October 2017.

4. Mustafa Serdar Fidan. Multiple signal classification method in direction of arrival estimation. / Mustafa Serdar Fidan. - Hacettepe university electrical-eletronics engineering department ele 401- ele 402 final project report instructor : -prof. dr. feza arikan.

5. R.D. Pascual-Marqui. Functional imaging with low resolution brain electromagnetic tomography (LORETA): a review. Methods & Findings in Experimental & Clinical Pharmacology./ R.D. Pascual-Marqui, M. Esslen, K. Kochi, D. Lehmann. - 2002. - 24C:91-95.

6. Marco Congedo. Low-Resolution Electromagnetic Tomography Neurofeedback./ Marco Congedo, Joel Lubar, D. Joffe. - IEEE Transactions on Rehabilitation Engineering, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), -2004, 12 (4), - pp.387-97. - <hal-00460517>

7. Зенков Л.Р. Клиническая электроэнцефалография (с элементами эпилептологии). Руководство для врачей [Текст]/ Л.Р. Зенков. - 6-е изд. - М.: МЕДпресс-информ, - 2013. - 356 с.

8. Наатанен Р. Внимание и функции мозга [Текст]/ Наатанен Р. -Москва: Изд-во Московского Университета. - 1998г. - 560 с.

9. Кропотов Ю.Д. Количественная ЭЭГ, когнитивные вызванные потенциалы мозга человека и нейротерапия. [Текст]/ Кропотов Ю.Д. - Донецк: Издательский Дом Заславский. - Украина. - 2010г. - 512 с.

10. Гнездицкий В.В. Обратная задача ЭЭГ и клиническая энцефалография (картирование и локализация источников электрической активности мозга) [Текст]/ Гнездицкий В.В. - М.:МЕДпресс-информ. - 2004. -624с.

11. Кулаичев А.П. Компьютерный контроль процессов и анализ сигналов [Текст]/ А.П. Кулаичев - М.:Информатика и компьютеры. - 1999. -330с.

12. Кулаичев А. П. Компьютерная электрофизиология в клинической и исследовательской практике [Текст]/ Кулаичев А. П. - CONANm-3.0 для Windows. - М. Информатика и компьютеры. - 1998г. - 284 с.

13. Антипов О.И. Сравнение возможностей фрактальных методов обработки ЭЭГ для обнаружения изменения в активности головного мозга при разной внешней освещенности [Текст]/ О.И. Антипов, А.В.Захаров, В.Ф. Пятин. - Инфокоммуникационные технологии. - 2014. - Т. 12. - №2. - С. 57-63.

14. Захаров А.В. Полисомнографические характеристики сна у пациентов с фибромиалгией [Текст]/ А.В. Захаров, О.И. Антипов, Е.В. Хивинцева. - Российский журнал боли. - 2014.- №1(42). - С. 58-59.

15. Антипов О.И. Сравнение скорости и точности фрактальных методов детерминированного хаоса применительно к распознанию стадий сна [Текст]/ О.И. Антипов, А.В. Захаров, В.А. Неганов. - Бюллетень ВосточноСибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. - 2013. - №2-1(90). - С. 9-14.

16. Антипов О.И. Особенности применения фрактальных мер детерминированного хаоса к автоматизированному распознанию стадий сна при полисомнографии [Текст]/ О.И. Антипов, А.В. Захаров, В.А. Неганов. -

Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2012. - Т. 15. №3. -С. 101-109.

17. Антипов О.И. Беспроводной двухканальный электроэнцефалограф [Текст]/ О.И. Антипов, М.О. Куляс, В.А. Неганов. -Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2014. - Т. 17. - №2. - С. 64-75.

18. Антипов О.И. Анализ и предсказание поведения временных рядов самоорганизованных экономических и биологических систем с помощью фрактальных мер [Текст]/ О.И. Антипов, В.А. Неганов. - Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2011. - Т. 14. - №3. - С. 78-89.

19. Захаров А.В. Технические проблемы полисомнографии и способы уменьшения их влияния при применении фрактальных мер к построению полисомнограмм [Текст]/ А.В. Захаров - Аспирантский вестник Поволжья. -2013. - №5-6. - С. 23-25.

20. Антипов О.И. Возможности различных методов автоматического распознавания стадий сна [Текст]/ О.И. Антипов, А.В. Захаров, О.И. Повереннова, В.А. Неганов, А.Е. Ерофеев. - Саратовский научно-медицинский журнал. - 2012. - Т. 8. - №2. - С. 374-379.

21. Niedermeyer.E, Lopes da Silva. F. Electroencephalography. Basic principles, clinical applications and related fields. - Fifth edition. Lippincott Williams and Wilkins. - A Wolters Kluwer Company. - ISBN 0 - 7817-5126-8. - Library of Congress Catalog in Publication Data.

22. Пат. SU 1055471 A, A 61 В 5/12. Устройство для выделения слуховых вызванных потенциалов [Текст] / В.П. Овсяник, Э.А. Бакай, А.А. Барышников и А.Н. Вовчинский. — №3349890/28-13; - заявл. 24.07.81; - опубл. 23.11.83. - Бюл. №43.

23. Пат. SU 1026768 A, A 61 В 5/12. Устройство для выделения вызванных слуховых потенциалов [Текст] / В.П. Овсяник, И.И. Козлов, Л.С. Коваленко и И.В. Марчук. — №3381975/13; - заявл. 16.10.81; - опубл. 07.07.83. -Бюл. №25.

24. Пат. SU 1835258 A1, A 61 В 5/12. Устройство для выделения слуховых вызванных потенциалов [Текст] / Э.А. Бакай, В.Г. Подгорная, Е.И. Подгорный и В.М. Гаранин. — №4486165/14; - заявл. 30.11.90; - опубл. 23.08.93. - Бюл. №31.

25. Пат. SU 1210785 A1, A 61 В 5/12. Устройство для выделения слуховых вызванных потенциалов [Текст] / В. П. Овсянник, В.Ф. Ашаренков, А. А. Барышников и А. Н. Циссаренко. — №3789354/28-14; - заявл. 10.08.84; -опубл. 15.02.86. - Бюл. №6.

26. Пат. SU 194360, A 61B G 02C. Фотостимулятор [Текст] / А.П. Белышев. — №1053505/31-16; - заявл. 07.02.66; - опубл. 30.03.67. - Бюл. №8.

27. Пат. SU 1039435 A, A 61 В 3/00. Фотостимулятор для электрофизиологических исследований [Текст] / П.Х. Сяркевич, Б.В. Захарски. — №2786607/28-13; - заявл. 10.07.79; - опубл. 30.08.83. - Бюл. №32.

28. Пат. SU 1616601 A1, A 61 В 5/0484. Фотостимулятор [Текст] / Л.Г. Вайнштейн. — №4635676/30-14; - заявл. 11.01.89; - опубл. 30.12.90. - Бюл. №48.

29. Пат. RU 2266043 C2, A 61 В 5/0482. Автоматизированное устройство для регистрации и анализа вызванной биоэлектрической активности мозга испытуемого [Текст] / С.В. Альбертин. — №2003125211/14; - заявл. 06.08.2003; опубл. 20.02.2005. - Бюл. №35.

30. Википедия [Электронный ресурс] /— Электрон. дан. — М. : Википедия, Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D0 %B9%D1 %80%D0%BE%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1 %8C%D1%8 E%D1 %82%D0%B5%D1 %80%D0%BD%D1 %8B%D0%B9_%D0%B8%D0%BD %D1 %82%D0%B5%D1 %80%D 1 %84%D0%B5%D0%B9%D1 %81, свободный. — Загл. с экрана. — Яз. рус., англ.

31. MedBuy [Электронный ресурс] /— Электрон. дан. — М. : MedBuy, Режим доступа: http://medbuy.ru/elektroencefalograf, свободный. — Загл. с экрана. — Яз. рус., англ.

32. Atmel. 8-bit Atmel Microcontroller with 128Kbytes In-System Programmable Flash.- Rev. 2467XS-AVR-06/11. - Datasheet.

33. Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема. [Текст]/ С. М. Рюмик. - Вып. 1 - M.: Додэка-XXI, 2010. - 356 с. ил. + CD.

34. Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема. [Текст]/ С. М. Рюмик. - Вып. 2 (+ CD-ROM). - М.: Додэка XXI, 2011. - 400 с.

35. Nic Components Corp. Multilayer Ceramic Chip Capacitors NMC-H Series. Datasheet.

36. Платан [Электронный ресурс] /— Электрон. дан. — М. : Платан, Режим доступа: www.platan.ru, свободный. — Загл. с экрана. — Яз. рус., англ.

37. Работа с графическим дисплеем WG12232A [Электронный ресурс] /— Электрон. дан. — М.: Работа с графическим дисплеем WG12232A, Режим доступа: https://aterlux.ru/article/wg12232a, свободный. — Загл. с экрана. — Яз. рус., англ.

38. Fairchild Semiconductor Corporation. - MOC3031M, MOC3032M, MOC3033M, MOC3041M, MOC3042M, MOC3043M Rev. 1.0.1. 2005. - Datasheet.

39. General purpose single bipolar timers. - 1998. - NE555, SA555 - SE555. - Datasheet.

40. Мачихин В.А. Пат. RU 157 571 U1 Устройство для регистрации движения конечности человека [Текст]/ Антипов О. И., Долгушкин Д.А., Захаров А. В., Пятин В.Ф., Мачихин В. А., Сергеева М.С. - заявители и патентообладатели ВГБОУ ВО СамГМУ. - RU 157 571 U1. - заявл. 03.07.2015; опубл. - 10.12.2015, - бюл. №34.

41. Мачихин В.А. Пат. RU 178 128 U1 автоматизированное программируемое устройство [Текст]/ Антипов О. И., Захаров А. В., Мачихин В. А., Пятин В.Ф. - заявители и патентообладатели ВГБОУ ВО СамГМУ. - RU 178 128 U1. - заявл. 09.01.2017; - опубл. 23.03.2018, - бюл. №9.

42. Пат. 2014661280 Российская Федерация, Программа для автоматического выделения электроэнцефалографического паттерна при мультимодальной стимуляции [Текст]/ Антипов О. И., Захаров А. В., Пятин

В.Ф., Мачихин В. А. - заявители и патентообладатели Антипов О. И., Захаров А. В. - 2014661280, - 28.10 2014, - заявл. 23.07.2014; - опубл. 20.11.2014.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Мачихин В.А. Применение кросскорреляционной функции к локализации источника ЭЭГ-паттерна [Текст]/ Антипов О. И., Антипова Т. А., Захаров А. В. Мачихин В.А. - В сборнике материалов международной научной конференции «Клиническая и профилактическая медицина: опыт и новые открытия». -2014. - С. 175-177.

2. Мачихин В.А. Математическая модель ИСН понижающего типа при учете потерь в реактивных и силовых элементах [Текст]/ Антипов О. И., Мачихин В. А. - В сборнике материалов научно-технической конференции «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций» и XI Международной научно-технической конференции «Оптические технологии в телекоммуникациях». - г. Самара. - 27-29 ноября 2013г. - С.438-440.

3. Мачихин В.А. Анализ проблем и возможностей применения магнитоэнцефалографии к нейроинтерфейсам [Текст]/ Антипов О. И., Мачихин В. А. - В материалах XIV Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций» и XI Международной научно-технической конференции «Оптические технологии в телекоммуникациях». - г. Самара. - 27-29 ноября 2013г. - С.599-602.

4. Мачихин В.А. Задача цветового картирования источника ЭЭГ-паттерна [Текст]/ Антипов О. И., Захаров А. В., Мачихин В. А. - В материалах XXI российской научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов ФГОБУ ВПО ПГУТИ - г. Самара, 27-31 января 2014г.

5. Мачихин В.А. Радиотехнический комплекс для стимулирования и выявления вызванных потенциалов [Текст]/ Захаров А. В., Мачихин В. А. - В материалах XII международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов». - 22-26 сент.- 2014. - г. Нижний Новгород. - С. 219-220.

6. Мачихин В.А. Анализ состояния современных научных исследований посвященных созданию интерфейса мозг-компьютер в целях физиологической реабилитации [Текст]/Мачихин В. А. - В материалах конференции с международным участием «Молодые учёные 21 века - от современных технологий к инновациям», посвященной 95-летию СамГМУ.:Ред. кол.: Акад. РАН. Котельников Г.П. и др. - Самара: ООО «Типография ЦПР».- 2014.- 382с.- С.356-358.

7. Мачихин В.А. Бифуркационные диаграммы жесткого перехода к хаосу в математической модели ИСН понижающего типа при учете потерь в реактивных и силовых элементах [Текст]/ Антипов О.И., Мачихин В. А. - В сборнике материалов XV Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций ПТиТТ-2014». - Т.3. -г. Казань. - 18-21 ноября. - С.390-392.

8. Мачихин В.А. Устройство для стимулирования и выявления вызванных потенциалов [Текст]/ Антипов О. И., Захаров А. В., Мачихин В. А., Пятин В.Ф. - В сборнике материалов XV Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций ПТиТТ-2014». - Т.3. - г. Казань. - 18-21 ноября. - С.393-394.

9. Мачихин В.А. Использование мультисигнального стимулятора для анализа когнитивных вызванных потенциалов [Текст]/ Антипов О. И., Мачихин В. А. - В сборнике материалов XXIII Российской научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов, 28 января -5 февраля 2016 г. - Самара, ПГУТИ.

10. Мачихин В.А. Мультисигнальный стимулятор для адаптации ЭЭГ регистраторов к задачам получения вызванных потенциалов, применяемых в нейроинтерфейсах [Текст]/ Антипов О.И., Захаров А.В., Мачихин В.А. - Журнал «Успехи современной радиоэлектроники», издательство «Радиотехника». - № 11. - стр. 78-82. - 2015 г.

11. Мачихин В.А. Корреляционный метод анализа электроэнцефалограммы [Текст]/ Антипов О.И., Мачихин В.А., Никушин Р.В. - В материалах XVII Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологий коммуникации» ПТиТТ-2016. - 22-24 ноября. - Самара. - ПГУТИ

12. Мачихин В.А. Радиотехнический комплекс стимуляции и анализа вызванных потенциалов головного мозга [Текст]/ Антипов О.И., Мачихин В.А., Никушин Р.В. - В материалах XVII Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологий коммуникации» ПТиТТ-2016. - 22-24 ноября. - Самара. - ПГУТИ.

13. Мачихин В.А. Применение радиотехнических методов MUSIC к локализации источников ЭЭГ-паттернов [Текст]/ Антипов О.И., Мачихин В.А., Никушин Р.В. - В материалах тезисов и докладов XIV Международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов». - 22-24 ноября. - Самара. - ПГУТИ. - 2016 г.

14. Мачихин В.А. Особенности применения специализированного радиотехнического комплекса для стимулирования и выявления вызванных потенциалов при ЭЭГ регистрации [Текст]/ Антипов О.И., Мачихин В.А., Никушин Р.В. - В материалах тезисов и докладов XIV Международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов». - 22-24 ноября. - Самара. - ПГУТИ. - 2016 г.

15. Мачихин В.А. Устройство фиксирования момента мышечной активности на электроэнцефалограмме при анализе когнитивных вызванных потенциалов [Текст]/ Антипов О.И., Мачихин В.А. - журнал «Физика волновых процессов», издательство ПГУТИ. - №2. - том 19. - стр. 43-47. -2016 год.

16. Мачихин В.А. Автоматизированное устройство регистрации и стимуляции вызванных потенциалов головного мозга [Текст]/ Антипов О.И., Захаров А.В., Мачихин В.А., Пятин В.Ф. - журнал Физика волновых процессов и радиотехнические системы. - 2017. - Т. 20. - № 2. - С. 64-68.

17. Мачихин В.А. Жесткий переход к хаосу в математической модели ИСН понижающего типа, при учете потерь в реактивных и силовых элементах [Текст]/Антипов О.И., Мачихин В.А. - Журнал Электропитание. -2014. - № 4. - С. 42-43.

18. Мачихин В.А. Программный комплекс для анализа вызванных потенциалов, реализованный в среде МаШешайса [Текст]/Антипов О.И., Мачихин В. А. - В сборнике материалов тезисов и докладов XV Международной научно-технической конференции «Физика и технические приложения волновых процессов». - 20-24 ноября. -Казань. - КНИТУ-КАИ. -2017 г. - С. 258-259.

19. Мачихин В.А. Пат. 2014661280 Российская Федерация, Программа для автоматического выделения электроэнцефалографического паттерна при мультимодальной стимуляции [Текст]/ Антипов О. И., Захаров

A. В., Пятин В.Ф., Мачихин В. А. - заявители и патентообладатели Антипов О. И., Захаров А. В. - 2014661280, 28.10 2014, заявл. 23.07.2014; опубл. 20.11.2014.

20. Мачихин В.А. Пат. Яи 155 992 и1 Терапевтическая лампа [Текст]/ Антипов О. И., Долгушкин Д.А., Захаров А. В., Пятин В.Ф., Мачихин В. А., Коровина Е.С. - заявители и патентообладатели ВГБОУ ВО СамГМУ. - Яи 155 992 и1. - заявл. 29.06.2015; опубл. 27.10.2015, бюл. №30.

21. Мачихин В.А. Пат. Яи 155 309 и1 Устройство для обеспечения безопасности пешехода [Текст]/ Антипов О. И., Долгушкин Д.А., Захаров А.

B., Пятин В.Ф., Мачихин В. А., Сергеева М.С. - заявители и патентообладатели ВГБОУ ВО СамГМУ. - Яи 155 309 и1. - заявл. 02.02.2015; опубл. 27.09.2015, бюл. №27.

22. Мачихин В.А. Пат. Яи 157 571 и1 Устройство для регистрации движения конечности человека [Текст]/ Антипов О. И., Долгушкин Д.А., Захаров А. В., Пятин В.Ф., Мачихин В. А., Сергеева М.С. - заявители и патентообладатели ВГБОУ ВО СамГМУ. - Яи 157 571 и1. - заявл. 03.07.2015; опубл. 10.12.2015, бюл. №34.

23. Мачихин В.А. Пат. RU 178 128 U1 автоматизированное программируемое устройство [Текст]/ Антипов О. И., Захаров А. В., Мачихин В. А., Пятин В.Ф. - заявители и патентообладатели ВГБОУ ВО СамГМУ. - RU 178 128 U1. - заявл. 09.01.2017; опубл. 23.03.2018, бюл. №9.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВП - вызванный потенциал;

RTC - счетчик реального времени (Real Time Clock);

PWM - широтно-импульсная модуляция (Pulse Width Modulation);

ПЗУ - постоянное запоминающее устройство;

USART - универсальный синхронный /асинхронный приемник/передатчик (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter);

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь;

SPI - последовательный периферийный интерфейс (Serial Peripheral Interface);

1149.1 JTAG - специализированный аппаратный интерфейс на базе стандарта IEEE 1149.1 ( Joint Test Action Group);

CPU - центральное обрабатывающее устройство (Central Processing Unit);

ADC Noise Reduction - встроенная в контроллер система подавления помех при переходе из режима сна в рабочее состояние;

ADC - аналогово- цифровой преобразователь (Analog Digital Converter);

ГЗЧ - генератор звуковой частоты;

МК - микроконтроллер;

ЭЭГ - электроэнцефалограмма;

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

Вызванный потенциал (ВП) - электрическая реакция мозга на внешний раздражитель или на выполнение умственной когнитивной задачи.

Когнитивная деятельность - способность выполнять такие мозговые функции, как внимание, память, язык, визуально -пространственное восприятие и исполнительные функции.

Конвекситальная поверхность мозга

(от лат. convexus) выпуклый. Конвекситальная

(т. е. выпуклая, наружная) поверхность больших полушарий мозга.

Нейрокомпьютерный интерфейс (интерфейс «мозг-компьютер») -

совокупность устройств, созданная для обмена информацией между мозгом и электронным устройством (например, компьютером).

Гальваническая развязка - передача энергии или сигнала между электрическими цепями без электрического контакта между ними. Гальванические развязки используются для передачи сигналов, для бесконтактного управления и для защиты оборудования и людей от поражения электрическим током.

Электроэнцефалограмма - графическое изображение сложного колебательного электрического процесса, который регистрируется при помощи электроэнцефалографа при размещении его электродов на мозге или поверхности скальпа, результат электрической суммации и фильтрации элементарных процессов в нейронах.

Электромиограмма - метод исследования биоэлектрических потенциалов, возникающих в скелетных мышцах человека и животных при возбуждении мышечных волокон; регистрация электрической активности мышц.

Проприоцепция, проприорецепция (от лат. proprius — «собственный, особенный» и receptor — «принимающий»; от лат. capio, cepi — «принимать,

воспринимать»), мышечное чувство — ощущение положения частей собственного тела относительно друг друга и в пространстве.

Нейрореабилитация - это сложный, интегрированный процесс восстановления, происходящий после повреждения головного мозга в результате каких-либо болезней, к примеру инсульта, включающий в себя восстановление нарушенных функций организма; компенсацию, основанную на функциональном преобразовании сохранных систем мозга и предупреждающую развитие патологических состояний, препятствующих регрессу функционального дефицита мозга; реадаптацию, т.е. приспособление к дефекту. Целью нейрореабилитации является уменьшение до минимума патологического воздействия повреждений головного мозга на пациента и его жизнь, поэтому реабилитация должна быть направлена на решение всех перечисленных проблем.

Волна Р300 - часть сложного потенциала, возникающего в модели направленного внимания при выполнении когнитивной задачи. Является негативной волной, обнаруживающейся на ЭЭГ через 300 мс после подачи испытуемому сигнала-стимула.

ПРИЛОЖЕНИЕ

1. Автоматизированное программируемое устройство. Схема электрического соединения блоков.

2. Автоматизированное программируемое устройство. Схема электрическая принципиальная.

3. Автоматизированное программируемое устройство. Верхняя часть корпуса.

4. Автоматизированное программируемое устройство. Нижняя часть корпуса.

5. Автоматизированное программируемое устройство. Передняя часть корпуса.

6. Автоматизированное программируемое устройство. Задняя часть корпуса.

7. Автоматизированное программируемое устройство. Спецификация.

8. Геймпад. Схема электрическая принципиальная.

9. Видеокабель. Схема электрическая принципиальная.

10. Устройство для регистрации движения конечности человека. Схема электрическая принципиальная.

11.Кабель к ЭЭГ. Схема электрическая принципиальная

12.Световой стимулятор. Схема электрическая принципиальная.

13.Световой стимулятор. Спецификация.

14.Корпус светового стимулятора. Габаритный чертеж. 15.Знаковый стимулятор. Схема электрическая принципиальная. 16.Знаковый стимулятор. Спецификация.

17.Корпус знакового стимулятора габаритный чертеж.

18.Блок сигнализации. Схема электрическая принципиальная.

19.Блок сигнализации. Верхняя часть корпуса.

20.Блок сигнализации. Нижняя часть корпуса.

21.Блок сигнализации. Спецификация.

22.Код программы исследований вызванных потенциалов.

23.Патент устройство для регистрации движения конечности человека.

24.Патент автоматизированного программируемого устройства.

25.Патент программы автоматического выделения электроэнцефалографического паттерна при мультимодальной стимуляции.

I §

13

а ггэ

I

¿5

И

5 ¿2

80 ШОЖЯО

Ист. Пит Х51 —< ^ ХР-

+ 9В 1 1 + 9В Ц-| + 9В 1 1 + 9В

Земля1общ.1 2 2 ЗемляЬбщ]}\_ ) ЗемляШщ] 2 2 ЗемляЬбщ]

| 220В/+9В

ХР2

ЭМГ 1+ 1 1 ЭМГ 1+

ЭМГ 1- 2 2 ЭМГ 1-

ЭМГ 2+ 3 3 ЭМГ 2+

ЭМГ 2- 4 4 ЭМГ 2-

ЭМГ 3+ 5 5 ЭМГ 3+

ЭМГ 3- 6 6 ЭМГ 3-

ЭМГ 4+ 7 7 ЭМГ4+

ЭМГ 4- 8 8 ЭМГ 4-

9 9

ЭЭГи ЭМГ j

Блок Сигнализации

ХР3 XS3 >—

+ 9В 1 1 + 9В

Земля1общ.1 2 2 Земля1общ]

XS 2

ЭМГ 1+ 1 1 ЭМГ 1+

ЭМГ 1- 2 2 ЭМГ 1-

ЭМГ 2+ 3 3 ЭМГ 2+

ЭМГ 2- 4 4 ЭМГ 2-

ЭМГ 3+ 5 5 ЭМГ 3+

ЭМГ 3- 6 6 ЭМГ 3-

ЭМГ4+ 7 7 ЭМГ 4+

ЭМГ 4- 8 8 ЭМГ 4-

9 9

С)

0

В

1

и &

си

1 &

53

Л

'О

ХР4

ВА0 1 1 ВА0

ВА1 2 2 ВА1

ВА2 3 3 ВА2

ВА3 4 4 ВА3

ВА4 5 5 ВА4

ВА5 6 6 ВА5

7 7

+ 9В 8 8 + 9В

ЗемляЬбщ] 9 9 Земля1общ]

XS6 —<

+ 9 В 1 1 + 9 В

Земля1общ.1 2 2 Земля1общ]

XS 7

Х5 4 Х3 5

ХР5

Видеокабель

ВА0 1 1 ВА0

ВА1 2 2 ВА1

ВА2 3 3 ВА2

ВА3 4 4 ВА3

ВА4 5 5 ВА4

ВА5 6 6 0А5

7 7

+ 9В 8 8 + 9В

Земля1общ.1 9 9 Земля1общ.1

ХР6

Знаковый

I стимулятор j

СВетоВой стимулятор

ХР7

Общий 1 1 Общий

ПраВый 2 2 ПраВый Стереонаушники

ЛеВыыи 3 3 ЛеВыи

Земля1общ.1 1 1 Земля1общ]

Канал 1 2 2 Канал 1

Канал 2 3 3 Канал 2

Канал 3 4 4 Канал 3

Канал 4 5 5 Канал 4

6 6

7 7

8 8

9 9

XX

-У-

ХР9 XS 9 У-

ЗемляШщ] 1 1 Земля1общ]

Канал 1 2 2 Канал 1

Канал 2 3 3 Канал 2

Канал 3 4 4 Канал 3

5 5

6 6

7 7

8 8

9 9

Геимпад

_1±ИРМА J

а

пэ

I

051204.00108

1 с

3

Изм. Лист

№ доким.

Подп.

Дата

Разраб.

Мачихин. В. А.

ПроВ.

АнтипоВ. О. И.

Тконтр.

Антипод. О. И.

Автоматизированное программируемое устройство. Схема электрического соединения блокоВ

Лит. Масса Масштаб

11

Лист I ЛистоВ 1

Н.контр.

АнтипоВ. О. И.

УтВ.

АнтипоВ. О. И.

с

к

I

в §

1

1

I

I

го

<С)

1

СО

а го

I

В

I

Катод

5£ 1

ЗВ2

ЗВЗ

5£4

>—/5 7

УСС

РУ1 10 к Ом УСС

Анод

О А 2

§ Ьи ^ \ с~1 ^ См ^ И '

^ ^ ^ ^ "-и к] сЗ С^ С^ С^ ^ ^ ^

Левый 1

Правый 2

земля 1общI 3

Г5!

С1 22 пФ

11

С2 ~22пФ

ШАТ

РЕБЕТ

ХТАИ

ХТА12

РА О/А 00

РА1/А01

РА2/А02

РАЗ/АОЗ

РА1+/А01+

РА5/А05

РА6/А06

РА7/А07

РВО/55

РВ1АСК

РВ2/М0Б1

РВЗ/МБО

РВ^/ОСО

РВ5/0С1А

РВ6/0С1В

РВ7/0С2/0С1С

РС0/А8

РС1/А9

РС2/А10

РСЗ/А11

РП/А12

РС5/А13

РС6/А%

РС7/А15

АРЕЕ

АУСС

и А 1

роо/Ба/мо

Р0А1/50А/№1 Р02/РХ01/Ш2

роз/тхоумз

Р05/ХЕК1 Р06/Т1 Р07/Т2 РЕ0/РХ00/Р01 РЕ1/ТХ00/Р00 РЕ2/ХСК0/А1Ш РЬЗМЗА/АМ Р11+/иив/т\1+ РЕ5/0СЗС/Ш5 РЕ6/ТЗ/ШТ6 РЕ7/1СРЗ/Ш7 РШ/АОШ РИ/АОП РЕ2/А0Е2 РЕЗ/АОЕЗ РЕ1*/А011*/ \1К РЕЗ/АОСЗ/тБ РЕ6/АОС6/ТОО РЕ7/А0С7/Т01 РОО/Ш РЫ/РО Р02/А1Е РБЗ/ШС2 Р&/ШС1 РЕИ

Р5 5,6 кОм -

УСС9

А

УС11

1

Рб

^70 Ом

5/1 1

>

ХР 1

Левый 1

Правый 2

земля 1общI 3

01 9В

_Т

н

йА 11

Р7

^70 Ом

Ц У02

УСС9

С16 _ +

470 мкФ

от

С17

470 мкФ

УСС

УСС

УСС9 >

'5/бШ

УСС9

С9

10 нФ

Топе 1

то

—С=Ь

620 0м

УСС9 У

С11 10 нФ

Топе 2

Р1з

Ч=Ь

620 0м

С7

Р9 1кОм -

5/1 2

йА 3

ОШ СУ

ТР ТН

о ос

Р УСС

с

УТ 2

СЮ 22 нФ

РУ 2 100 кОм

Р11

10 кОм

100 мкФ

Р15 56 Ом

Р16

С8

■с=ь

56 Ом 100 мкФ

-а <0

си ^

V

Щ_56 Ом

—□-

йА 5

Р19

^70 Ом

РУЗ