СПОСОБ ГИБРИДНОЙ РЕГИСТРАЦИИ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА ЧЕЛОВЕКА
METHOD FOR HYBRID RECORDING OF HUMAN CEREBRAL METABOLIC ACTIVITY

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.