Experimentální přístroje pro měření biologických signálů

MediSIG navrhuje a realizuje především experimentální zařízení proměření a zpracování biologických signálů. MediSIG se zaměřuje především na taková zařízení, která nejsou dostupná na trhu a umožňují realizaci původních měření s vysokou informační hodnotou.

Příklady realizací:

Detektor aktivity stimulace vagového nervu.
Detektor slouží k neinvazivní detekci aktivity stimulátoru vagového nervu. Stimulátor je implantován epileptickýmpa­cientůmza účelemsnížení počtu a zmírnění epileptických záchvatů. Detektor umožňuje současnéměření EEGa stimulace s vysokou časovou přesností (1 ms). To umožňuje vyhodnocovat okamžitý vliv stimulace na mozkovou aktivitu, provádět zprůměrnění a zesilování velmi slabých signálů. Pomocí detektoru je možné optimalizovat nastavení vagového stimulátoru.Toto zařízení bylo patentováno v USA.

RECO – zařízení pro řízení respirace.
RECO umožňuje pomocí sloupce světelných diod kontrolovat frekvenci a hloubku dýchání. Používá se k řízené excitaci změn tepové frekvence a krevního tlaku. Lze nastavit frekvenci dýchání v rozsahu 1–3 dechů za minutu, různé modulace (trojúhelník, sinus) s proměnnou hloubkou 25–100 %.

SGP – StrainGauge Plethysmograf.
SGP je určen proměření změn objemů. Nejčastější aplikací je měření hloubky a frekvence dýchání v oblasti hrudníku a břicha. SGP lze také využít pro neinvazivníměření svalové kontrakce v končetinách, proměření změn toku krve a krevního tlaku a pro šíření pulzní vlny. SGP zahrnuje celkem10 nezávislých kanálů. Lze tak například současněměřit hrudníkové a břišní dýchání, kontrakci končetin a dobu šíření tlakové vlny.

Experimentální míchací pumpa pro sonografické kontrastní látky.
Pumpa umožňuje kontinuální infuzi a bolus za stálého promíchávání obsahu injekční stříkačky. Řízení pumpy je zajištěno mikrořadičem a je uživatelem plně programovatelné. Zařízení je napájeno akumulátorem a má robustní konstrukci.Technic­ké parametry: injekční stříkačka standardní 10ml nebo 20ml, rychlost infuze 0,3..4,0 ml/min, rychlost bolusu 0,3..4,0 ml/min, programovatelný čas bolusu max. 0 s, rychlostmíchání 30 cyklů+/–1 0⁰ /minutu,minimál­nídoba chodu naplný akumulátor 4,5 hodiny.

Vícekanálová impedanční kardiografie.
Impedanční kardiografie jemetoda založená naměření změn impedance hrudníku. Ze změn elektrické impedance je možné následně vypočítat důležité parametry kardiovaskulárního systému jako je srdeční výdej. Monitor umožňujeměřit malé změny impedance na různých částech subjektu a určit krevní tok, a zejména šíření pulzní vlny v celém těle. Zároveň je možné stanovit pružnost cév. Komerční přístroje jsou vybaveny jedním nebo dvěma kanály a současnéměření celého těla není tak dostupné. Hlavní výhodou našeho monitoru je vysoká kvalita impedančního signálu, koherentní detekce ve všech kanálech, měření změn fáze impedance a měření záznamů do vnitřní paměti bez připojení k počítači a vnějšímu napájení.

• Vícekanálová impedanční jednotka se skládá z dvoukanálovýchmo­dulů. Každý modul obsahuje 2 zdroje proudu a dva napěťové detektory. Celkemlze propojit až modulů pomocí synchronizačních signálů a vytvořit tak 1 ti kanálový systém. Moduly mohou zapisovat naměřený signál do SD/SDHC paměťové karty, přenášet jej v reálném čase přes USB linku do PC a případně vysílat signál na analogové výstupy.
• Parametry modulů jsou:
  • měřící frekvence 30 kHz až 0 kHz nebo 1 kHz až 1 MHz (volitelně)
  • měřicí proud 1 mA, nastavitelný
  • frekvence hodin přímého digitálního syntezátoru, AD převodníku a synchronního detektoru 0 MHz
  • celkový dynamický rozsah 12 dBc/√Hz
  • rozlišení fáze lepší než 0,001 stupně
  • výstupní formát dat 1 -bit komplexní obálka na 10 kS/s
  • čas provozu na plně nabitý akumulátor 3 hodiny.

Zařízení proměření signálů z nervů – mikroneurografie.
Mikroneurogra­fieměří sympatickou aktivitu přímo z nervových vláken prostřednictvím­speciální tenké jehly. Zařízení zahrnuje zesilovač pro záznamvelmi slabých elektrických signálů (jedná se o jednotkymikro­voltů, šířka pásma 40 kHz), další zesilovače a integrátory. Výstup lze napojit na jakoukoliv digitalizační jednotku.

12 svodové EKG.
EKG zesilovač umožňuje záznam až 12 svodů s šířkou pásma do 500 Hz. Zařízení je určeno pro experimentální záznamEKG, který nelze realizovat pomocí komerčních EKGmonitorů. EKG zesilovač je plně bateriově napájený s 12 paralelními BNC výstupy a s USB konektorem pro datovou komunikaci.

Kromě přístrojů uvedených v příkladech realizací MediSIG navrhuje a konstruuje širokou škálu zařízení pro měření biologických signálů. Patří sem například zesilovače, filtry, zařízení pro měření tlaku v ústech a plicích pro přesný záznam řízené plicní ventilace, zařízení pro záznam srdečních zvuků (phonocardiograp­hy), spirometry a další. Převážná většina těchto zařízení je bateriově napájena a lze je použít pro měření velmi slabých signálů v elektromagneticky čistých prostředích. Jejich nezávislost na síťovém napájení umožňuje realizaci experimentů s vypnutým síťovým rozvodem. Tímto postupem lze zcela eliminovat vliv 50 Hz signálu.