Mavzuning dolzarbligi

I bob bo’yicha xulosa

2. 
   bob. Biosignallarning axborot beruvchi parametrlarini saralash
   

1. 
   Biosignallarning axborot beruvchi belgilari
   

Avvalgi boblarda ta’kidlaganimizdek, biosignallar yurak urishi tezligi, miya faoliyati va mushaklar qisqarishi kabi turli biologik jarayonlardan kelib chiqadigan elektr signallaridir. Biosignallar yozib olinib, yuqoridagi bobda keltirilgan jarayonlardan o’tgach ayrim parametrlari yordamida insonning sog'lig'i haqida muhim ma'lumotlarni taqdim etishi mumkin va ko'pincha turli xil tibbiy sharoitlarni tashxislash uchun ishlatiladi.
Ushbu bobda biz biosignallarning ayrim parametrlarini va ularning ahamiyati haqida tanishib chiqamiz:
1. Amplituda. Biosignalning amplitudasi tirik organizmlar tomonidan ishlab chiqarilgan elektr, mexanik yoki kimyoviy signallarning kattaligi yoki kuchini bildiradi. Amplituda odatda volt, millivolt yoki mikrovoltlarda o'lchanadi.
Elektrokardiogrammalar (EKG), elektroensefalogrammalar (EEG) va elektromiyogramlar (EMG) kabi fiziologik signallar nuqtai nazaridan amplituda asosiy fiziologik faollikning intensivligini aks ettiradi. Masalan, kattaroq EKG amplitudasi sistol paytida yurak mushaklarining kuchli qisqarishini ko'rsatishi mumkin. Xuddi shunday, yuqori EEG amplitudasi kognitiv vazifalar bilan bog'liq bo'lgan miyaning ma'lum joylarida neyron otishma kuchayganligini ko'rsatishi mumkin.
Ammo shuni ta'kidlash kerakki, biosignal amplitudalarining talqini bir nechta omillarga, jumladan, ishlatiladigan o'lchash texnikasiga, elektrodlarni joylashtirishga va signalni filtrlashga bog'liq. Shuning uchun biosignallarni tahlil qilish va sharhlashda ushbu omillarni hisobga olish juda muhimdir.
2. Chastota. Biosignalning chastotasi vaqt birligida sodir bo'ladigan signalning tsikllari yoki tebranishlari sonini bildiradi. Odatda u Hertz (Hz) yoki soniyada sikl (cps) bilan o'lchanadi. Fiziologik nuqtai nazardan, bu odatda elektroansefalografiya (EEG), elektrokardiografiya (EKG), elektromiyografiya (EMG) yoki elektrookulografiya (EOG) kabi tananing elektr faolligini anglatadi.
Ushbu biosignallarning chastotasi asosiy fiziologik jarayonlar haqida muhim ma'lumotlarni berishi mumkin. Masalan:

• 
  EEG chastotalari odatda delta (0,5-4 Gts), teta (4-8 Gts), alfa (8-13 Gts), beta (13-30 Gts) va gamma (>30) kabi turli diapazonlarga bo'linadi. Hz). Ushbu bantlar turli xil ong va kognitiv qayta ishlash holatlari bilan bog'liq.
  
• 
  EKG chastotasi yurak urish tezligi va ritmini ko'rsatishi mumkin, bu yurak kasalliklarini tashxislash uchun ishlatilishi mumkin.
  
• 
  EMG chastotasi mushaklarning faolligi va charchoqni ko'rsatishi mumkin, bu sport tibbiyotida yoki reabilitatsiya sharoitida foydali bo'lishi mumkin.
  
• 
  EOG chastotasi ko'z harakatlarini ko'rsatishi mumkin, bu uyqu rejimini o'rganish yoki nevrologik kasalliklarni aniqlashda foydali bo'lishi mumkin.
  

3. Faza. Biosignal fazasi mos yozuvlar nuqtasiga nisbatan to'lqin shaklining vaqtini yoki holatini bildiradi. Odatda daraja yoki radian bilan o'lchanadi. Elektroansefalografiya (EEG), elektromiyografiya (EMG) va elektrokardiografiya (EKG) kabi fiziologik signallar kontekstida faza signalning turli komponentlari o'rtasidagi vaqtinchalik munosabatlar haqida ma'lumot beradi.
Masalan, EEG signalida ma'lum bir chastota komponentining fazasi miyaning turli mintaqalarida asabiy faoliyat vaqtini ko'rsatishi mumkin. Bu turli xil miya hududlari o'rtasidagi funktsional ulanish va sinxronizatsiyani o'rganish uchun ishlatilishi mumkin.
Xuddi shunday, EMG signallarida faza mushaklar qisqarishining vaqti va muvofiqlashtirilishi haqida ma'lumot berishi mumkin. Bu vosita nazorati va muvofiqlashtirishni o'rganish uchun ishlatilishi mumkin.
EKG signallarida faza yurakning turli qismlarida elektr faolligi vaqtini ko'rsatishi mumkin. Bu turli yurak kasalliklarini tashxislash va vaqt o'tishi bilan yurak faoliyatidagi o'zgarishlarni kuzatish uchun ishlatilishi mumkin.
4. Polarizatsiya. Biosignalning polarizatsiyasi signal ichidagi elektr zaryadining yo'nalishini anglatadi. Bu elektrokardiogrammalar (EKG), elektroansefalogrammalar (EEG) va elektromiyogrammalar (EMG) kabi ko'plab biologik signallarning muhim xususiyatidir.
Biosignalning polarizatsiyasi organizmdagi elektr faolligining yo'nalishi va taqsimlanishi haqida ma'lumot beradi. Misol uchun, EKGda signalning qutblanishi yurakning depolarizatsiya yoki repolyarizatsiya ekanligini ko'rsatishi mumkin. EEGda polarizatsiya miyaning turli mintaqalarining joylashuvi va faoliyati haqida ma'lumot berishi mumkin.
Biosignalning polarizatsiyasiga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan boshqa omillar elektrodlarning joylashishi, to'qimalarning o'tkazuvchanligi va suyaklar va mushaklar kabi atrofdagi tuzilmalarni o'z ichiga oladi. Shuning uchun polarizatsiya ma'lumotlarini sharhlashda ushbu omillarni diqqat bilan ko'rib chiqish muhimdir.
5. Davomiylik. Davomiylik biosignal davom etadigan vaqtni bildiradi. U mushaklarning qisqarishi yoki miya faoliyati kabi o'ziga xos fiziologik jarayonlarning davomiyligini o'rganish uchun ishlatilishi mumkin
Masalan, elektrokardiografiyada (EKG) uzluksiz signal yurakning muntazam va doimiy ravishda urishini ko'rsatadi. Signaldagi har qanday uzilishlar yoki tartibsizliklar yurakning elektr faoliyati bilan bog'liq muammolarni, masalan, aritmiya yoki blokirovkalarni ko'rsatishi mumkin.
Xuddi shunday, elektroensefalografiyada (EEG) uzluksiz signal miyaning normal faoliyatini ko'rsatadi va epilepsiya yoki uyqu buzilishi kabi kasalliklarni tashxislash uchun ishlatilishi mumkin. Signaldagi uzilishlar yoki buzilishlar tutilish faolligini yoki boshqa nevrologik muammolarni ko'rsatishi mumkin.
6. Ko'tarilish vaqti. Biosignalning ko'tarilish vaqti signalning boshlang'ich qiymatidan maksimal qiymatiga ko'tarilishi uchun zarur bo'lgan vaqtni bildiradi. Ushbu ma'lumot fiziologik hodisaning sodir bo'lish tezligini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin. Odatda soniyalarda o'lchanadi. Misol uchun, EKG signalining tezroq ko'tarilish vaqti sekinroq ko'tarilish vaqtiga qaraganda jiddiyroq yurak hodisasini ko'rsatishi mumkin. Elektromiyogrammada (EMG) mushak qisqarishining ko'tarilish vaqti mushakning qisqarishi va kuch hosil qilish tezligini ko'rsatishi mumkin. Xuddi shunday, nafas olish signallarida ko'tarilgan vaqt nafas olish va ekshalatsiyaning tezligi va samaradorligi haqida ma'lumot berishi mumkin. Umuman olganda, biosignalning ko'tarilish vaqti asosiy fiziologik jarayonlar haqida qimmatli ma'lumotlarni taqdim eta oladigan muhim parametrdir.
7. Yemirilish vaqti. Yemirilish vaqti biosignalning dastlabki darajasiga qaytishi uchun ketadigan vaqtni bildiradi. Bundan tashqari, odatda soniyalarda o'lchanadi. Parchalanish vaqti fiziologik jarayonlarning tezligi va davomiyligi haqida ma'lumot berishi mumkin. Qisqarish vaqti tizimning tezroq bo'shashishini ko'rsatadi, uzoqroq parchalanish vaqti esa sekinroq bo'shashish jarayonini ko'rsatadi. Bu biosignalni yaratadigan asosiy fiziologik jarayonlar haqida ma'lumot olish uchun ishlatilishi mumkin.
Masalan, elektrokardiografiyada (EKG) T to'lqinining parchalanish vaqti yurak faoliyatining muhim jihati bo'lgan qorincha repolarizatsiyasi haqida ma'lumot berishi mumkin. T to'lqinining uzoqroq yemirilish vaqti qorincha repolarizatsiyasidagi anormalliklarni ko'rsatishi mumkin va ba'zi yurak kasalliklarini tashxislash uchun ishlatilishi mumkin.
Xuddi shunday, elektromiyografiyada (EMG) mushaklar qisqarishining parchalanish vaqti mushaklarning charchoqlari va nerv-mushak kasalliklari haqida ma'lumot berishi mumkin. Qisqaroq parchalanish vaqti mushaklarning ko'proq charchoqlanishini yoki nerv-mushak disfunktsiyasini ko'rsatishi mumkin.
8. Amplituda spektri. Biosignalning amplituda spektri signal chastotasi tarkibini uning amplitudasi bo'yicha ifodalashni anglatadi. U biosignalning Furye konvertatsiyasini olish yo'li bilan olinadi, bu esa uni tarkibiy chastotalarga parchalaydi.
Amplituda spektri biosignal haqida muhim ma'lumotlarni beradi, masalan:

• 
  Chastotani taqsimlash: amplituda spektri signalning chastota taqsimotini ochib beradi, qaysi chastotalar mavjudligini va qanday nisbatda ekanligini ko'rsatadi.
  
• 
  Dominant chastotalar: amplituda spektri signaldagi dominant chastotalarni aniqlay oladi, ular ma'lum fiziologik jarayonlar yoki patologiyalar bilan bog'liq bo'lishi mumkin.
  
• 
  Signal sifati: amplituda spektri shovqin darajasi va signal-to-shovqin nisbati kabi signal sifati haqida ma'lumot berishi mumkin.
  
• 
  Signal xususiyatlari: biosignalning o'ziga xos xususiyatlarini uning amplituda spektridan, masalan, eng yuqori chastotalar yoki tarmoqli kengligidan aniqlash mumkin.
  
• 
  Signalni qayta ishlash: amplituda spektri ko'pincha signalni qayta ishlash dasturlarida kiruvchi chastotalarni filtrlash yoki muayyan chastota diapazonlarini yaxshilash uchun ishlatiladi.
  

9. Quvvat spektri. Biosignalning quvvat spektri signalning chastota tarkibining grafik tasviridir va har bir chastotada qancha quvvat mavjudligini ko'rsatadi. U signalda mavjud bo'lgan dominant chastota komponentlari, shuningdek ularning nisbiy kuchi haqida ma'lumot beradi. Odatda vatt yoki desibelda (dB) o'lchanadi.
Quvvat spektrini vaqt domeni signalini chastota domeniga aylantiradigan biosignalning Furye transformatsiyasi orqali olish mumkin. Olingan spektr har bir alohida chastota komponentida quvvat yoki energiyani ko'rsatadi.
Biomedikal ilovalarda quvvat spektri odatda elektroensefalografiya (EEG) va elektrokardiografiya (EKG) da miya to'lqinlari va yurak ritmlarini tahlil qilish uchun ishlatiladi. EEG tahlilida, masalan, alfa yoki beta to'lqinlari kabi ma'lum chastota diapazonlarida yuqori quvvat ongning o'ziga xos holatini yoki kognitiv jarayonlarni ko'rsatishi mumkin.
Bundan tashqari, vaqt o'tishi bilan quvvat spektridagi o'zgarishlar asosiy fiziologik jarayonlardagi dinamik o'zgarishlar haqida tushuncha berishi mumkin. Masalan, turli faoliyatlar yoki stresslar paytida yurak urish tezligi o'zgaruvchanligining o'zgarishi EKG quvvat spektrlaridagi o'zgarishlar yordamida tahlil qilinishi mumkin.
10. Kogerentlik. Biosignalning kogerentligi ikki signalning chastota tarkibi va fazaviy munosabatlari bo'yicha o'xshashlik darajasini bildiradi. Bu ikkita signalning bir-biri bilan qanchalik yaxshi sinxronlanganligini o'lchovidir.
Xususan, kogerentlik tahlili turli xil miya hududlari o'rtasidagi funktsional bog'liqlikni baholash uchun nevrologiya sohasida keng qo'llaniladi. Miyaning turli qismlaridan qayd etilgan elektr faolligi (ya'ni, miya to'lqinlari) o'rtasidagi uyg'unlikni o'rganib, tadqiqotchilar bu hududlar bir-biri bilan qanchalik yaxshi aloqada ekanligini aniqlashlari mumkin.
Ikki signal o'rtasidagi yuqori darajadagi muvofiqlik ularning o'zaro bog'liqligini va ba'zi bir umumiy asosiy fiziologik jarayonga ega ekanligini ko'rsatadi. Aksincha, past muvofiqlik ikki signal o'rtasida nisbatan kam aloqa yoki sinxronizatsiya mavjudligini ko'rsatadi.
Masalan, EKG va nafas olish signallari o'rtasidagi muvofiqlik yurak va o'pka faoliyati o'rtasidagi sinxronlik haqida ma'lumot berishi mumkin.
Biosignallarning yuqorida berilgan kabi ma’lumot beruvchi parametrlarini yanada chuqurroq tahlil qilish uchun ularni chastota va vaqt sohalariga ajratib o’rganish maqsadga muvofiqdir.

2.