Dny lékařské biofyziky/XLV/Biosignalsplux HYBRID-8/Abstrakt

BIOSIGNALSPLUX HYBRID-8 (Abstrakt)

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.