نقشه برداری مغزی

نقشه برداری مغزی

الکتروانسفالوگرافی یا همان EEG نوعي ثبت فعاليت هاي امواج مغزي است.  QEEG ، که بيشتر به عنوان نقشه برداری مغزی شناخته مي شود، به تجزيه و تحليل همه جانبه فرکانس هاي گستره باندي که EEG خام را تشکيل مي‌دهد اشاره مي کنند. نقشه بردار مغزی QEEG با همان روش EEG ثبت مي شود، اما داده هاي به دست آمده در اين ثبت براي ايحاد مکان نگاري و نقشه‌هاي رنگي که فعاليت هاي الکتريکي قشر مخ را تصوير مي کند مورد استفاده قرار مي گيرد.

آسیب های جسمانی به مغز، مانند ضربه مغزی، جریان عادی پالس های الکتریکی در مغز را دچار وقفه می کند. به همین گونه،آسیب های سمی، اختلال های حمله ای (صرع)، بیماری آلزایمر، کم اکسیژنی و عفونت مغز (برای نمونه، ورم مغزی مزمن لایم) فعالیت های امواج مغزی را تغییر می دهد اضطراب، افسردگي، OCD، ADDو ناتواني يادگيري “معرفه” هاي موج مغزي خاص خود را دارند. 

نقشه برداری مغز یاQEEG چیست؟

هانس برگر، روانپزشک آلمانی، مخترع نوار مغز (EEG) در سال ۱۹۲۴ است. او با تولید دستگاه الکتروانسفالوگرام توانست امواج مغزی را ثبت کند. همچنین او کاشف موج آلفا (یکی از چهار موج اصلی مغز) می باشد. هانس برگر بدلیل آنکه روانپزشک بود، سالها تلاش کرد تا بتواند رابطه بین امواج مغزی و رفتارهای طبیعی و غیر طبیعی انسان را کشف کند ولی موفق نشد. از آنزمان کاربرد اصلی نوار مغز در شناخت اختلالات صرعی و بررسی تغییرات حین خواب بود.

دهها سال بعد از هانس برگر، دانشمندان با ایجاد نقشه برداری مغز( Q-EEG) توانستند به رابطه بین امواج مغزی و عملکرد مغز در رفتارها پی ببرند. امروزه به کمک این روش میتوان از مغز نقشه برداری کرد و این نقشه را با نقشه افراد سالم مقایسه کرد تا تفاوت های غیرطبیعی مشخص گردد.

مثلا امروزه بسیاری از مشخصات غیرطبیعی نقشه مغزی در کودکان بیش فعال و یا افراد مبتلا به افسردگی، اضطراب و یا اختلالات حافظه مشخص شده است و متخصصین با نگاه به این نقشه ها می توانند راهکار درمانی مناسب افراد مختلف را بیابند.

نحوه ثبت امواج مغزی در هر دو روش نوار مغز (EEG) و نقشه برداری مغزی (Q-EEG) تقریبا یکسان است. ولی پردازش کامپیوتری این داده ها با هم تفاوت عمده ای دارد و این تفاوت همان چیزی است که هانس برگر نتوانست علی رغم تلاش زیاد آنرا کشف کند.

دو تفاوت بسیار مهم و کلیدی بین EEG و Q-EEG وجود دارد

۱. در EEG موج اصلی هر نقطه از مغز در الکترودهای مختلف ثبت می شود و پزشک متخصص با نگاه به این موج، یافته های غیر طبیعی را می یابد. چون در این روش چشم پزشک بدنبال یافته ها می گردد، در نتیجه بسیاری از داده ها را نمی بیند و عملا بسیاری از داده های مهم که نقش اصلی را در ارزیابی عملکرد مغز دارند، از دست می روند. ولی در نقشه برداری مغزی( Q-EEG ) تمام یافته ها توسط کامپیوتر جمع آوری و آنالیز می گردد و لذا حرف Q (مخفف Quantitavie یا کَمّی) در اول این عبارت آورده شده است.

۲. دومین و اصلی ترین تفاوت این دو روش این است که در نقشه برداری مغزی( Q-EEG ) داده های جمع آوری شده با اطلاعات جمعیت نرمال مقایسه می گردد و تفاوت ها بصورت تصاویر رنگی به پزشک متخصص نشان داده می شود. اطلاعات جمعیت نرمال بقدری با ارزش است که معدود شرکت های گردآورنده این داده ها حاضر به فروش این اطلاعات به میلیاردها دلار هم نمی باشند.

نقشه برداری مغزی

تشخیصADHD با نقشه برداری مغزی
تصویر سمت چپ: نقشه مغز کودک سالم
تصویر سمت راست: نقشه مغز کودکی که دچار اختلال کم‌توجّهی – بیش‌فعالی شده است.

 

سخنان افراد برجسته ی حوزه ی علوم اعصاب درباره ی نقشه برداری مغزی

دبير علمی کنگره نقشه برداری مغز: 

نقشه برداری مغز هزینه های بیماری های عصبی را کاهش می دهد!

دکتر علی يونسی:

نقشه برداری از مغز می تواند به کسانی که دچار بيماری های عصبي (ام اس، پارکينسون، سکته مغزی) و همچنين بيمارن روانی مانند شيزوفرنی ها و افسردگي های حاد کمک کند تا هزنيه های هنگفت را که بر سلامت تحميل مي شود، جبران کنند.

دکتر مجتبی زارعی رئيس دومين کنگره نقشه برداری مغز:

ما با استفاده از تکنولوژي مي توانيم ساختار عملکرد مغز را مورد مطالعه قرار دهيم.


جهت ثبت ‏نام در دوره تخصصی پیاده سازی شبکه‌های عصبی در متلب، و کسب اطلاعات بیشتر به این لینک مراجعه کنید و یا با شماره ‏ی زیر تماس بگیرید: 

۰۹۳۶۰۳۸۲۶۸۷

جزئیات هر دوره در کانال تلگرام و سایت توضیح داده شده است:

کانال تلگرام:  @IUST_Bioelecteric

تشخیص موج QRS

 

در بررسی بیماری های قلبی تشخیص موج QRS اولین و مهمترین مرحله است.
 این ویدیو مراحل تشخیص یک موج را توضیح میدهد.


برای مشاهده ی مطالب علمی و همچنین ویدئوهای آموزشی رایگان درباره، شبکه های عصبی، شناسایی آماری الگو، پردازش سیگنال، پردازش تصاویر پزشکی و …به کانال تلگرام ما مراجعه کنید(سوالات خود را با ادمین کانال در میان بگذارید).

اولین کانال آموزش رایگان دروس مربوط به رشته ی مهندسی پزشکی

لینک کانال

 

پردازش سیگنالهای حیاتی(EEG)

سیگنالهای حیاتی
بخش اول : الکتروانسفالوگرافی (EEG)


نوار مغزی(EEG)

نوارمغزی یا الکتروانسفالوگرافی (Electroencephalography) یا الکترومغزنگاری، ثبت فعالیت الکتریکی مغز است، این تکنیک شامل اخذ سیگنال توسط الکترودهای سطحی، بهبود سیگنال (معمولاً تقویت و حذف نویز)، چاپ سیگنال و آنالیز آن می‌شود. آنچه روی کاغذ چاپ می‌شود، الکتروانسفالوگرام نامیده می‌شود.

مغز انسان دارای میلیاردها سلول عصبی است. این سلولها برای برقراری ارتباط با یکدیگر و دیگر سلولهای بدن ، پیامهای عصبی رد و بدل می کنند. پیامهای عصبی ماهیت الکتریکی-شیمیایی دارند. در اینجا بیشتر ماهیت الکتریکی پیام های عصبی مدنظر است و به آن سیگنال الکتریکی گفته می شود. جهت ثبت سیگنال های الکتریکی مغز می توان از دستگاه EEG یا Electroencephalography استفاده کرد. این دستگاه با استفاده از الکترودهایی که در سطح سر قرار می گیرند، سیگنال های الکتریکی مغز را ثبت می کند. الکترودها به منظور دریافت سیگنال در مکانهای خاصی از سر قرار می¬گیرند. خروجی این الکترودها به ورودی تقویت کننده EEG متصل می شود و پس از انجام تقویت و فیلتر شدن، مورد استفاده قرار می گیرد.

دستگاه ثبت EEG
ماشین‌های EEG بالینی، معمولاً شامل ۸، ۱۶ یا ۳۲ کانال است. به صورت معمول ۲۰ الکترود روی سر بیمار قرار می‌گیرد که پتانسیل حیاتی مذکور را به پیش تقویت کننده می‌رساند. معمولاً با استفاده از یک سیگنالکالیبراسیون پالسی، سیستم کالیبره می‌شود. سیگنال‌های دریافت شده، تقویت و حذف نویز می‌شود. سیگنال‌ها را می‌توان به همین شکل ثبت کرد یا جهت انجام پردازش‌های بیشتر مانند محاسبه طیف فرکانسی سیگنال و طبقه‌بندی و اعمال الگوریتم‌های تشخیصی، به دیجیتال تبدیل و وارد کامپیوتر کرد. ثبت پتانسیل‌هایی که پس از تحریک‌های بینایی و شنوایی ثبت می‌شوند را پتانسیل‌های برانگیخت (evoked potential) می‌نامند. می‌توان این گونه تفسیر کرد که قسمت اعظم سیگنالی که از این طریق ثبت می‌شود در نتیجه محرک‌های بینایی یا شنوایی است. از این یافته‌ها می‌توان در مطالعه اعصاب مربوط به این دو حس استفاده کرد.

خصوصیات امواج مغزی
دامنه امواج مغزی قابل ثبت در سطح جمجمه بسیار ضعیف و در حدود ۱۰۰-۰ میکرو ولت و فرکانس آنها در حدود ۱۰۰-۰/۵ هرتز است. امواج مغزی را می توان بر اساس فرکانس آنها به دسته های زیر طبقه بندی کرد:

امواج دلتا: ۴ – ۰/۵ هرتز
امواج تتا: ۸ – ۴  هرتز
امواج آلفا: ۱۳ – ۸ هرتز
امواج بتا: ۳۰ – ۱۳ هرتز
امواج گاما: بیشتر از ۳۰ هرتز

مقدار امواج فوق به عوامل متعددی از جمله وضعیت فعلی فرد (خواب بودن ، بیدار بودن ، باز یا بسته بودن چشم و …) سن ، جنسیت و … بستگی دارد. متخصصان با توجه به این ویژگی ها ، وضعیت افراد را مورد بررسی قرار می دهند. به طور کلی می توان گفت که یک رابطه عمومی بین درجه فعالیت مغزی و فرکانس متوسط امواج الکتروانسفالوگرام وجود دارد. بدین صورت که فرکانس متوسط امواج به تدریج با زیاد شدن درجه فعالیت مغز افزایش می یابد. در دستگاه های EEG بسته به کاربرد ، ۳ تا ۲۵۶ عدد الکترود روی پوست سر قرار می گیرد. برای کاربردهای بالینی معمولا بین ۳۲-۸ کانال EEG موردنیاز است. به منظور کاهش امپدانس بین سطح الکترود و پوست ، از ژل استفاده می شود. بهترین مقدار امپدانس تماسی بین ۱ تا ۱۰ کیلو اُهم است. امپدانس بیش از ۱۰ کیلو اهم می تواند سبب ایجاد آرتیفکت شود. همچنین مواردی از قبیل: خشک شدن ژل ، عرق کردن پوست سر ، حرکات فرد (پلک زدن ، تنفس و …) در ثبت سیگنال ها تأثیر منفی دارند.

الکترود های ثبت EEG

الکترودهای EEG، جریان‌های یونی را از بافت سربرال به صورت ولتاژ اخذ کرده و به پیش‌ تقویت‌کننده های  EEG، منتقل می‌کند. مشخصات الکترود در ثبت، بسیار مهم است. معمولاً در صفحات این الکترودها، از کلرید نقره – نقره (Ag-AgCl) استفاده می‌شود.  

معمولاً پنج نوع الکترود جهت ثبت EEG  به کار می‌رود:
۱- الکترود پوست سر، کاپ‌ها، دیسک‌های پد نقره، میله‌هایی از جنس فولاد ضد زنگ و سیم‌های نقره کلریده شده
۲- الکترودهای sphenoidal: در این الکترودها، نقره عایق و سیم لخت که نوک آن کلریده شده به صورت متناوب قرار گرفته و به وسیله بافت ماهیچه توسط یک سوزن در جای خود قرار می‌گیرد
۳- الکترودهای Nasopharyngeal: میله نقره‌ای با توپ نقره که از طریق سوراخ بینی وارد می‌شود
۴- الکترودهای Electrocorticoyraphic: فیلترهای کتانی خیس خورده در محلول سالین که روی سطح مغز قرارداده می‌شود 
۵- الکترودهای اینتراسربرال: دسته‌های سیم‌های پلاتین یا طلای پوشیده شده از تفلون که در فواصل مختلف از نوک دسته بریده شده است و برای تحریک الکتریکی مغز به کار می‌رود.
الکترودهای کاپ یا دیسک، قابلیت استفاده مجدد دارد، هر بار با استفاده از یک کرم هادی روی پوست سر قرار می‌گیرد. قبل از قراردادن الکترود بایستی، چربی‌های نقطه مورد نظر در سر را با الکل یا استون پاک کرد. دامنه، فاز و فرکانس سیگنال‌های EEG به طرز قرار گرفتن الکترودها بستگی دارد. الکترودگذاری سطحی (روی سطح پوست) طبق یک الگوی استاندارد انجام می‌گیرد.

روش های ثبت سیگنال EEG

دو روش برای ثبت سیگنال های EEG استفاده می شود که عبارت اند از:

  • ثبت نسبت به مرجع: در این روش پتانسیل تمام الکترودها نسبت به یک مرجع سنجیده می شود.
  • ثبت دو قطبی: در این روش اختلاف پتانسیل بین دو الکترود دلخواه بنا به انتخاب کاربر ثبت می شود و لذا در اینجا مرجع مشخصی وجود ندارد.

نحوه چیدمان الکترودها

برای داشتن امکان مقایسه نتایج ثبت سیگنال مغزی و امکان تعمیم نتایج ، یک شیوه چیدمان الکترود به عنوان استاندارد بین لمللی شناخته شده است. این چیدمان جهانی الکترودها که به عنوان استاندارد ۲۰-۱۰ شناخته می شود ، امکان پوشاندن تقریباً تمام نواحی سر را توسط الکترودها فراهم می کند.  انتخاب محل الکترودها بر اساس نقاط ویژه استخوان جمجمه انجام پذیرفته است. الکترودها در نواحی تلاقی سطوح استخوان جمجمه قرار می گیرند و سایر الکترودهای میانی بر اساس ۱۰ و ۲۰ درصد کل فاصله چیده خواهند شد. در شکل زیر این چیدمان نشان داده شده است.

کاربردهای بالینی:

نتایج حاصل از مغزنگاره (انسفالوگرام) را نمی‌توان به صورت مستقیم و تنها با مشاهده سیگنال مورد بررسی و تفسیر قرار داد و از روی آن ناهنجاری را تشخیص داد.

معمولاً طیف فرکانسی این سیگنال حاوی اطلاعات مفیدی است که کاربردهای تشخیصی و تحقیقاتی از جمله موارد زیر دارد:

  1. کمک به تشخیص و تعیین محل آسیب مغزی سربرال
  2. کمک به مطالعه صرع ( حملات گذرای برگشت‌پذیر عمل مغز دچار مشکل با حس نامنظم و فعالیت حرکتی نظیر تشنج)
  3. کمک به تشخیص اختلالات روانی
  4. کمک به مطالعه خواب
  5. اجازه مشاهده و آنالیز پاسخ‌های مغز به محرک‌های سنسوری

 


اولین کانال آموزش رایگان دروس مربوط به رشته ی مهندسی پزشکی

 لینک کانال  

سوالات و دیدگاه خود را درباره ی این پست با ما درمیان بگذارید

آشنایی با تولباکس EEGLAB

 


در این ویدیوی آموزشی با محیط EEGLAB آشنا خواهید شد.
 بخش اول:مقدماتی

دوستان علاقه مند به برنامه نویسی متلب، پردازش تصویر، پردازش سیگنال ، شبکه های عصبی ، شناسایی_آماری_الگو (پترن ) به کانال تلگراممون مراجعه کنند.


اولین کانال آموزش رایگان دروس مربوط به رشته ی مهندسی پزشکی

 لینک کانال  

سوالات و دیدگاه خود را درباره ی این پست با ما درمیان بگذارید

آموزش نحوه خواندن داده از سایت فیزیونت

آموزش نحوه خواندن داده از سایت فیزیونت

سایت فیزیونت یک سایت معتبری است که دیتاهای مربوط به مهندسی پرشکی را دارد. در بیشتر مقالات از این دیتاها استفاده میکنند. افراد مبتدی در هنگام دانلود دیتا از سایت فیزیونت دچار مشکل می شوند که در این مقاله ما این مشکلات را بیان می کنیم و راه حل های آنها را نیز بیان خواهیم کرد.

یکی از این مشکلات این است که دیتا را با چه فرمتی از  دانلود کنیم؟ دیتاهای سایت فیزیونت بصورت .dat هستند که در متلب نمیتوانیم این فایل ها را اجرا کنیم. یک روش این است که باید یک تولباکسی را اضافه کنیم و از طریق تولباکس این کار را انجام دهیم. روش دوم این  است که خود سایت فیزیونت بخشی دارد که میتوانیم تغییر فرمت را انجام دهیم. در ویدئوی زیر نحوه ی دانلود دیتا از سایت فیزیونت را بطور کامل توضیح می دهیم.

 

 

 


اولین کانال آموزش رایگان دروس مربوط به رشته ی مهندسی پزشکی

 لینک کانال  

سوالات و دیدگاه خود را درباره ی این پست با ما درمیان بگذارید