Dny lékařské biofyziky/XLV/Biosignalsplux HYBRID-8/Abstrakt
BIOSIGNALSPLUX HYBRID-8 (Abstrakt)
[editovat]Petr Heřman, Bronislav Balek, Gracian Tejral, Aleksei Pashchenko, Jana Nečasová, Evžen Amler
Ústav biofyziky 2.LF UK
V minulých letech jsme prezentovali využití kitu biosignalsplux-Explorer portugalské firmy PLUX pro akvizici a monitoring biosignálů ve výuce biofyziky. Ke 4-kanálovému analogovému hubu jsme měli jen 5 senzorů.
Nyní jsme dostali jeho nástupce, biosignalsplux HYBRID-8, hub s osmi hybridními (analogo/digitálními) vstupy, vzorkovací frekvencí 3 kHz a s velkou škálou sensorů. Hub komunikuje on-line s PC či s mobilem/tabletem atd. pomocí Bluetooth. S interní pamětí může fungovat i off-line jako holter.
Základní software je volně šiřitelný open-source OpenSignals (r)evolution pro různé OS, umí komunikovat s více huby; tak můžeme zaznamenávat 12 kanálů v otevřených datových formátech H5, EDF či TXT.
V naší konfiguraci máme řadu sensorů pro různé metody snímání biosignálů:
Elektrické biosignály:
- ECG – Elektrokardiografie
- EEG – Elektroencefalografie
- EMG – Elektromyografie
- EGG – Elektrogastrografie
- EOG – Elektrookulografie
- EDA – Elektrodermální aktivita
- Sensor Adapter – galvanicky oddělený s konektorem Cinch pro další signály
Mechanické biosignály:
- ACC – Akcelerometr
- PZT – Piezoelektrický plethysmograf pro snímání dechu
- RIP – Induktivní plethysmograf pro snímání dechu
- GON – Goniometr
- FSR – snímače mechanického tlaku různých velikostí
- Load cell – snímač síly
- Tonometr
Optické snímače:
- LUX – Luxmetr
- SpO2 – Oxymetr
- BVP – Snímač pulsu
- FNIRS – Functional Near-Infrared Spectroscopy
Další fyzikální veličiny:
- TMP – Teplota
Výstupní:
- LED dioda
Pomocné:
- SYNC – synchrokit pro video
- různé kabely
K základnímu software OpenSignals (r)evolution je možno dokoupit řadu add-ons pro různá další zpracování pořízených dat. V rámci akce jsme obdrželi zdarma SW pro:
- Heart Rate Variability (HRV)
- Electromyography (EMG) Analysis
- Electrodermal Activity (EDA) Analysis
- Respiration Analysis
- Muscle Load Analysis
- Video Synchronization
HYBRID-8 jsme obdrželi letos. Za tu dobu jsme jej použili při demonstraci biosignálů prakticky u všech bakalářských oborů, které v letním semestru vyučujeme: Všeobecné i pediatrické ošetřovatelství, Fyzioterapie a Radiologická asistence.
Vyučující má na sobě během přednášky připevněny sensory různých modalit a biosignály je možno on-line promítat společně s prezentací. Na začátku hodiny se studenti pokouší zjistit, o jaké biosignály se jedná a jaké jsou mezi nimi vzájemné souvislosti. Možné varianty jsou např.:
Heart rate variability – souvislost EKG s dechem a s tělesnou aktivitou:
- EKG, PZT, RIP, BVP, ACC, GON, Load cell, Tonometr
Je možné vysvětlit různé typy plethysmografů a porovnání jejich výstupů.
Chůze:
- FSR na patě a pološpičce, ACC na kotníku, EMG na různých svalech DK, GON – ohyb kolene, BVP, Load cell
Podobně můžeme analyzovat např. pohyby a práci HK:
- Load cell, FSR, ACC, EMG, EDA, GON
Při akvizici různých druhů biosignálů upozorňujeme studenty na různé rozsahy jejich amplitud a použité frekvenční filtry. Zároveň demonstrujeme vznik různých artefaktů, které mohou také imitovat různé biosignály.
V letním semestru při výuce bakalářských oborů jsme si ověřili možnost a vhodnost využití daleko širšího spektra biosignálů než v uplynulých letech. Studenti se nakonec dokázali celkem dobře orientovat v osmikanálovém průběhu různých biosignálů a v jejich vzájemných vztazích.
Na konci semestru čeká studenty fyzioterapie biofyzikální praktikum, na kterém si budou moci sami na sobě ověřit, co jim bylo předtím demonstrováno. Bohužel vzhledem k velkému počtu studentů všeobecného a pediatrického ošetřovatelství jim nelze zorganizovat výuku biofyzikálního praktika a tak vedle dvouhodinové přednášky EKG+Biosignály zbývá už pouze další dvouhodina demonstrací různých praktických úloh.