Transcript BME_2_bioelekter2

IEM0700
Biomeditsiinielektroonika
Bioelektrilised protsessid
rakkudes ja kudedes 2
Rauno Gordon
ÜLEVAADE
Electronic prosthetic means.
Implantable cardiac pacemakers and cardioverters/defibrillators.
Electronic prosthetic means (cont. 2).
Introductory lecture.
Behind-the-ear and in-the-channel analogue and digital hearing aids.
Introduction
Electronic prosthetic means (cont. 2).
Bio-electrical phenomena and signals.
Bioelectrical processes in cells and tissues.
Bio-electrical phenomena and signals (continued)
Bioelectrical phenomena and signals
Electrical Bio-Impedance
Essentials of Electrical Bio-Impedance.
Electrical Bio-impedance (cont. 1).
Measurement of Electrical Bio-impedance. Biomedical applications
Electronic circuits for the pick-up of the biopotentials.
Amplifiers for bioelectrical signals' pick-upfail
Electronic aids for vision impaired and other prosthetic means.
Electronic means for physiological monitoring.
Electronic means for cardiac monitoring.
Bio-electronic stimulators and electronic means in therapy.
Bio-electronic stimulators and electronic means in therapy
Special topics of biomedical electronics.
Aspects of system design. Circuit design.
Special topics of biomedical electronics (cont.1)
Galvanic isolation. Electrical power supply.
Electronic circuits for pick-up of the biopotentials (continued).
Other means for analogue processing of the bioelectrical signals.
Electrical Bio-Impedance (cont. 2).
Applications of the bio-impedance in Medical Diagnostics.
Methods and means for measurement of bio-impedance.
Special topics of biomedical electronics (cont.2).
Conclusions.
Normatives and standards. Conclusions.
ÜLEVAADE
Loeng 2
Bioelektrilised signaalid.
•Aju
•Närvisüsteem
•EEG (aju signaalid)
•MEG (aju signaalid)
•Lihas
•EMG (lihase signaalid)
•Süda
•EKG (südame signaalid)
•Signaali allika tuvastamine (pöördprobleem)
Bioelektrilised signaalid
Aju
Aju
Hallollus koosneb närviraku kehadest,
Valgeollus koosneb aksonitest
Aju
Näide... Üks paljudest
süsteemidest
Vertikaalsed kiud ühendavad primaarse motoorse
keskuse (primary motor cortex) selja-ajuga.
Aju
MRI – Diffusion
Tensor Imaging
ÜLEVAADE
Loeng 2
Bioelektrilised signaalid.
•Aju
•Närvisüsteem
•EEG (aju signaalid)
•MEG (aju signaalid)
•Lihas
•EMG (lihase signaalid)
•Süda
•EKG (südame signaalid)
•Signaali allika tuvastamine (pöördprobleem)
Närvisüsteem
•Kesknärvisüsteem (peaaju ja
seljaaju),
•Perifeerne närvisüsteem
3 suunda:
•Tundmis-süsteem (sensory)
•Käsu-süsteem (efferent)
•Relee-süsteem (relay)
Närvisüsteem
Närvisüsteem
ÜLEVAADE
Loeng 2
Bioelektrilised signaalid.
•Aju
•Närvisüsteem
•EEG (aju signaalid)
•MEG (aju signaalid)
•Lihas
•EMG (lihase signaalid)
•Süda
•EKG (südame signaalid)
•Signaali allika tuvastamine (pöördprobleem)
EEG (Elektroentsefalogramm)
EEG
100 µV peanahal
1-2 mV ajokoorel
EEG
Rahvusvaheline standardiseeritud 10-20 EEG
elektroodide süsteem.
EEG
Bipolaarsed ja unipolaarsed signaalid.
EEG
EEG signaalid sõltuvad teadvuse astmest.
EEG
EEG signaalide spekter.
ÜLEVAADE
Loeng 2
Bioelektrilised signaalid.
•Aju
•Närvisüsteem
•EEG (aju signaalid)
•MEG (aju signaalid)
•Lihas
•EMG (lihase signaalid)
•Süda
•EKG (südame signaalid)
•Signaali allika tuvastamine (pöördprobleem)
MEG (Magnetoentsefalogramm)
SQUID
Superconducting
Quantum
Interference
Device
•Tuba magnetiliselt varjestatud
•50000 neuronit koos annavad signaali
•Meekärje kujuline poolide asetus
•Kuni 300 pooli
MEG
Üks pool
MEG
Kaks pooli
(planar gradiometer)
ÜLEVAADE
Loeng 2
Bioelektrilised signaalid.
•Aju
•Närvisüsteem
•EEG (aju signaalid)
•MEG (aju signaalid)
•Lihas
•EMG (lihase signaalid)
•Süda
•EKG (südame signaalid)
•Signaali allika tuvastamine (pöördprobleem)
LIHAS
LIHAS
LIHAS
LIHAS
LIHAS
LIHAS
ÜLEVAADE
Loeng 2
Bioelektrilised signaalid.
•Aju
•Närvisüsteem
•EEG (aju signaalid)
•MEG (aju signaalid)
•Lihas
•EMG (lihase signaalid)
•Süda
•EKG (südame signaalid)
•Signaali allika tuvastamine (pöördprobleem)
EMG (Electromyography)
Biitsepsi rahulik olek ja tõmme.
Üks müofibrill tõmbab 7-20 Hz.
EMG signaali sagedus on kuni 2kHz.
Mõõdetav pinge on 50 uV – 20 mV.
ÜLEVAADE
Loeng 2
Bioelektrilised signaalid.
•Aju
•Närvisüsteem
•EEG (aju signaalid)
•MEG (aju signaalid)
•Lihas
•EMG (lihase signaalid)
•Süda
•EKG (südame signaalid)
•Signaali allika tuvastamine (pöördprobleem)
SÜDA
SÜDA
SÜDA
SÜDA
SÜDA
ÜLEVAADE
Loeng 2
Bioelektrilised signaalid.
•Aju
•Närvisüsteem
•EEG (aju signaalid)
•MEG (aju signaalid)
•Lihas
•EMG (lihase signaalid)
•Süda
•EKG (südame signaalid)
•Signaali allika tuvastamine (pöördprobleem)
ECG (Electrocardiogram)
ECG
ECG
12-leads ECG measurement system.
ECG
ECG
ÜLEVAADE
Loeng 2
Bioelektrilised signaalid.
•Aju
•Närvisüsteem
•EEG (aju signaalid)
•MEG (aju signaalid)
•Lihas
•EMG (lihase signaalid)
•Süda
•EKG (südame signaalid)
•Signaali allika tuvastamine (pöördprobleem)
Signaali allika tuvastamine
heart, ECG, normal sinus
rythm
head, EEG, normal patient
with open eyes
muscles, EMG, flexing
biceps muscles
eyes, EOG, movement of
eyes from left to right
Otseprobleem ja pöördprobleem
ÜLEVAADE
Loeng 2
Bioelektrilised signaalid.
•Aju
•Närvisüsteem
•EEG (aju signaalid)
•MEG (aju signaalid)
•Lihas
•EMG (lihase signaalid)
•Süda
•EKG (südame signaalid)
•Signaali allika tuvastamine (pöördprobleem)