Метод функционального биоуправления с электроэнцефалографической обратной связью. Аппараты биоуправления. Перспективы развития

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

кафедра ЭТТ

РЕФЕРАТ на тему:

«Метод функционального биоуправления с электроэнцефалографической обратной связью. Аппараты биоуправления. Перспективы развития»

МИНСК, 2008

Метод функционального биоуправления с электроэнцефалографической обратной связью

Современная психофизиология активно использует показатели ЭЭГ активности в качестве индикаторов функционального состояния человека. Постоянно увеличивающаяся урбанизация, усложнение техники, рост информационной нагрузки, социальный стресс ведут к все большему росту во всех странах состояний психической дезаптации, в ряде случаев переходящей в тяжелую психическую патологию. Такие дезаптации являются также почвой для развития наркомании, алкоголизма, табакокурения. В связи с этим, идет интенсивный поиск методов и средств коррекции этих нарушений. В США, России и некоторых других странах для этих целей используются стационарные установки. Нами, в отличие от этого, предлагается разработать и изготавливать миниатюрные устройства, которые могут быть также использованы как рабочее место психолога, психиатра, специалиста по психической реабилитации.

Рис. 1 Схема физиологической установки для проведения сеансов биологической связи

На протяжении сеанса БОС, у ряда испытуемых наблюдается усиление a-ритма, у большинства - снижение q- и b-ритмов. Динамика изменения спектральной мощности ритмов ЭЭГ испытуемого во время сеанса биологической обратной связи. По оси абсцисс: частота ритмов (Гц), по оси ординат: нормированная мощность (мкВ²/Гц).

Аппараты биоуправления

Импульсный низкочастотный физиотерапевтический аппарат ИНФИТА предназначен для:

- лечения вегетососудистой дистонии по гипертоническому типу, гипертонической болезни с нарушением сна и головными болями, в том числе с нарушениями сердечного ритма, бронхоспазмов и бронхиальной астмы в пределах средней тяжести заболеваний;

- оздоровления и восстановления работоспособности людей, перегруженных физически и психически (шахтеров, металлургов, аэрооператоров, водолазов, космонавтов, сельскохозяйственных рабочих, перетренированных спортсменов и т.д.);- профилактики лицам, которые по роду своей работы могут оказаться в экстремальных условиях, с целью предотвращения чрезмерного утомления, эмоционального напряжения, стрессовых реакций, могущих привести к более тяжелым последствиям.

Патогенетическое действие ИНЭМП обусловлено регулирующим влиянием на нейро- и гемодинамику, микроциркуляцию и основано на биомедицинских оконно-частотных (Window-like) резонансных эффектах слабых электромагнитных полей, к которым организм человека проявляет особо высокую индивидуальную чувствительность.

Лечебное действие аппарата реализуется при неконтактном применении через оптико-таламо и гипоталамо-гипофизарную систему за счет регуляции подкорково-кортикальных биоэлектрических процессов, обмена нейромедиаторов эндорфинной и иммунной систем, гормональной деятельности эндокринных желез, улучшения нейро- и общей гемодинамики, в результате чего нормализуется микроциркуляция в тканях, общее и периферическое кровообращение, реология крови, возникает противовоспалительный эффект.

Параметры поля и механизмы биологического действия ИНЭМП

Аппарат ИНФИТА генерирует импульсное низкочастотное электромагнитное поле нетепловой интенсивности. В зоне индукции (терапии) электромагнитное поле имеет преимущественно электрическую составляющую, не имеет волнового характера и, как следствие, не переносит энергию. Такое поле называется импульсное низкочастотное квазистационарное электромагнитное поле нетепловой интенсивности с преимущественно электрической составляющей.

Приставка для биосинхронной ИНЧ терапии ИНФИТА-БИО

Приставка ИНФИТА-БИО предназначена для лечения трофических язв, трофоневрозов кистей и стоп. Лечебным фактором является импульсное низкочастотное электромагнитное поле нетепловой интенсивности, синхронизируемое с ритмами дыхания и сердечных сокращений.

Приставка для ИНЧ массажа ИНФИТА-БП

Приставка ИНФИТА-БП совместно с базовым аппаратом ИНФИТА формирует в зоне терапии перемещающееся в пространстве (бегущее, сканирующее) импульсное низкочастотное электромагнитное поле нетепловой интенсивности.

Приставка ИНФИТА-БП в сочетании с базовым аппаратом ИНФИТА предназначена для лечения:

1. Остеохондроз позвоночника с преходящими нарушениями спинномозгового кровообращения 1 степени.

2. Пояснично-крестцовые радикуоалгии, радикулоишалгические невриты, ишиас (люмбаго ишиас, аднекситишиас, сакроплеитишиас)

3. Лимфостазы, венозные стазы.

4. Варрикоз вен нижних конечностей.

5. Состояние после травм, гемартрозы.

6. Артрозы с нарушением венозного оттока, сопровождающиеся ночными болями.

7. Артрозы с вторичным синовитом.

8. Полиартриты (ревматоидный подагрический при 1-П степенях активности суставного процесса).

9. Аднекситы.

Физиотерапевтическая приставка ИНФИТА-С

Приставка дискретной электромагнитной и светотерапии (комплектуется белым и трехцветным излучателями) с микропроцессором, задающим различные автоматизированные режимы лечебных воздействий, позволяющих лечить подострые воспалительные процессы, болевые синдромы, ослабленных и пожилых людей.

Аппарат "ГЕФЕСТ"

Аппарат биоуправляемой низкочастотной электромагнитотерапии представляет собой устройство малых размеров, выполненное в ударопрочном корпусе прямоугольной формы. Внутри корпуса размещены блок управления (процессор), генерирующий низкочастотные импульсы сложной формы, которые подаются на четыре пары лечебных индукторов и датчик обратной связи. Процессор соединен с блоком питания (на 12 В). Корпус блока питания имеет встроенную сетевую вилку. Размещаемые на теле больного индукторы преобразуют подаваемые импульсные электрические сигналы в магнитное поле сложной формы, параметры которого автоматически меняются с помощью датчика биорегуляции, включенным последовательно с лечебными индукторами. В результате на больного воздействует магнитное поле с изменяющимися частотой и амплитудой.

Технические характеристики аппарата "ГЕФЕСТ"

Диапазон несущей частоты импульсов магнитного поля - не более 200 Гц

Частота модуляции - от 0,5 до 0,8 Гц

Девиация частот импульсного модулированного электромагнитного поля ± 10%

Индукция магнитного поля на поверхности индукторов при частоте импульсов 100Гц - не более 12 мТл

Номинальное напряжение питания - 12 В

Потребляемая мощность - не более 12 Вт

Класс электробезопасности аппарата - II BF

Габаритные размеры аппарата - не более 160х60х41мм

Масса аппарата - не более 0.8 кг.

Рис. 2А. Внешний вид аппарата.

А - верхняя, передняя панель: 1- регулятор; 2- установка таймера; 3 -кнопка "биорегуляция / сброс"; 4- кнопка "лечебная процедура"; 5 - кнопка "стоп"; 6 - индикатор включения индукторов; 7 - индикатор включения аппарата в сеть; 8 - индикатор таймера; 9 - индикатор обратной связи; 10 - гнездо включения датчика обратной связи; 11 - гнездо включения блока питания; 12 - гнезда включения индукторов.

Рис 2Б. Периферийные устройства.

Б - периферийные устройства: 1 - датчик обратной связи; 2 - лечебный индуктор; 3 - источник питания; 4 - массажный индуктор.

Лечебно-реабилитационная игра VIRA

Компьютерная лечебно-реабилитационная игра VIRA - уникальный тренажер для профилактики и лечения пограничных (предболезненных) состояний и снятия стресса методами биологической обратной связи (биоуправления). С помощью тренажера можно научиться быстро входить в состояние релаксации, при котором все системы организма работают в режиме естественного оздоровления. Позже, натренировавшись, можно перенести полученные у экрана монитора релаксационные навыки в реальную стрессовую ситуацию. Быть заранее готовым к ней, владеть собой, не допуская неконтролируемых вспышек эмоций - вот задача, которую можно решить, сидя у компьютера.

Под контролем биологической обратной связи можно анализировать свое поведение во время сеансов и пробовать различные способы расслабления (визуализация, дыхательные упражнения, мышечная релаксация), что позволит подобрать наиболее подходящую для человека индивидуальную стратегию релаксации.

В ходе тренинга обнаруживаются новые возможности поведения в стрессирующей ситуации. В ходе игры нарабатываются физические ощущения комфорта и релаксации, а в случае реального стресса можно быстро вернуться в состояние покоя, используя приобретенные навыки саморегуляции.Перед клиентом стоит цель: достигнуть состояния расслабления и обязательно ощутить, как оно проявляется на уровне дыхания, позы, участков тела, мышечных ощущений, и т.д. После окончания тренинга также необходимо в спокойной обстановке постараться запомнить состояние релаксации, зафиксировать все испытанные ощущения, чтобы потом можно было закрепить их и воспроизводить их в различных условиях без привязки к компьютеру.

Перспективы развития.

Среди новых медицинских (лечебно-диагностических) информационных технологий биоуправление занимает особое место. Во-первых, оно аккумулирует нынешний опыт в области Computer Science, ибо погружено в мультимедийную среду и использует все существенные преимущества современного программного обеспечения.

Во-вторых, опирается на современные системотехнические решения, в частности, широкое использование инструментальных систем и технологии цифровых сигнальных процессоров.

Наконец, в-третьих, биоуправление в силу всеобъемлющего охвата многопараметрического (многоканального) мониторинга физических параметров физиологических систем стимулирует необходимость новых алгоритмических решений. Каждое “рабочее место” (каждый врач-исследователь) постоянно генерирует новые приложения, что, в свою очередь, ведет к возникновению новых математических моделей, а как следствие этого, к изменению программной конфигурации системы.

Сегодня возникает абсолютно новое терапевтическое направление, появившееся на стыке нейробиологии и научной медицины, кардинально отличающееся от фармакологического или лекарственного. Применение новых методов приводит к уникальным результатам при лечении многих хронических заболеваний, клинических синдромов и симптомов. Благодаря использованию базового принципа кибернетики - обратной связи, т.е. информации о результатах деятельности, мы получаем своего рода зеркало, в котором отражаются ключевые физиологические параметры, обычно недоступные нашему сознанию.

ЛИТЕРАТУРА

1. Белова А.Н. Нейрореабилитация .-М. Антидор, 2000 г. - 568с.

2. Прикладная лазерная медицина. Под ред. Х.П. Берлиена, Г.И. Мюллера.- М.: Интерэкспорт, 2007г.

3. Александровский А.А. Компьютеризованная кардиология. Саранск; "Красный Октябрь" 2005: 197.

4. Разработка и постановка медицинских изделий на производство. Государственный стандарт Республики Беларусь СТБ 1019-2000.

5. Штарк М.Б., Скок А.Б. Применение электроэнцефалографического биоуправления в клинической практике. М. - 2004 г

6. Боголюбов В.М., Пономаренко Г.Н. Общая физиотерапия. М.,СПб.: СЛП, 2008.