Исследование электрических проявлений жизнедеятельности организма

Живой организм животных и человека — носитель огромнейших источников разнообразной информации, отражающей его ультрасложную и многофункциональную структуру. Биопотенциалы являются предметом изучения одного из обширных разделов современной электрофизиологии. Важнейшим проявлением жизнедеятельности являются электрические процессы, протекающие во всех органах и тканях организма и лежащие в основе таких физиологических функций, как возбуждение, торможение, секреция. Необходимость регистрации этих изменений появляется при изучении жизненных процессов, диагностике, лечении и профилактике заболеваний, контроле состояния и работоспособности человека и т. д. Поэтому изучение суммарной электрической активности различных биологических структур занимает большое место в физиологических исследованиях. Следует подчеркнуть, что применяемые в настоящее время электрофизиологические методики ориентированы в основном на измерение биоэлектрических явлений как функций времени t рисунок 1, т.е. электрофизиологических процессов. Источники же биоэлектрической активности создают четырехразмерное ноле биопотенциалов ℷ (r) = ℷ(t, R), где R = (x, y, z) - вектор пространственных координат. Ясно, что при регистрации вместо полноразмерной реализации поля его временного или линейного сечения теряется значительная часть информации, необходимой для корректной постановки и решения образных физиологических задач.

При проведении медико-биологических исследований с использованием биотелеметрии кроме электрофизиологических параметров измеряют и контролируют ряд не электрофизиологических функций.

Рисунок 1 –Потенциал действия

В табл. 1.1 приведены некоторые параметры биообъекта, наиболее часто регистрируемые в эксперименте в амплитудно-частотном диапазоне, принятом на практике. В текущей таблице знак «+» означает, что амплитудный диапазон зависит от типа датчика.

Таблица 1.1

Параметры, наиболее часто используемые при исследование электрических проявлений жизнедеятельности организма

Обширный перечень только некоторых физиологических параметров, приведенных в табл. 1.1, свидетельствует о большой сложности и многофункциональности организма в целом. Следует, однако, отметить, что при проведении тех или иных исследований не все параметры имеют одинаковую информационную ценность. Более того, многие из них не несут новой информации относительно другого параметра. Примером могут служить ЧП и ЧД, информация о которых может быть извлечена из ЭКГ и ЭПИГ соответственно.

Характерной особенностью большинства измеряемых физиологических параметров является их стохастическая структура, обусловленная сложностью и много связностью биосистем, а также действием различного рода помех рисунок 2.

Рисунок 2 – Электроэнцефалография головного мозга

В зависимости от биоэлектрической активности тканей или органов различают следующие основные классы методов исследования биоэлектрических потенциалов.