EOG Úvod ke cvičení ERG Polysomnografie spánkové cykly poruchy spánku
Laboratorní úloha č. 11 Elektrookulogram Cíle úlohy: podstata a snímání EOG základní typy očních pohybů volní a mimovolní fixace při sledování pohybujícího se objektu skokové změny zaměření pohledu (sakadické pohyby při čtení) závislost mezi napětím a změnou úhlu pozorovaného objektu vyhodnocení prostorového pohybu očí detekce změny klasifikace místa bodu
Elektrookulogram EOG slouží k měření polohy oka pomocí elektrických potenciálů snímaných povrchovými elektrodami
EOG _ 0,4~1 mv + Podstatou potenciálové změny je napěťový rozdíl mezi rohovkou a sítnicí
EOG Potenciálová změny vyvolaná pohybem očního bulbu
Elektrookulogram EOG slouží k měření polohy oka pomocí elektrických potenciálů snímaných povrchovými elektrodami elektrody zaznamenávají signál generovaný kladným pólem rohovky signál se mění se vzdáleností rohovky od elektrod
Laboratorní úloha č. 11 Elektrookulogram 1. Sledování pohybujícího se objektu 2. Čtení textu 3. Změna napětí při úhlovém vychýlení oka 4. Hodnocení prostorového pohybu očí
Laboratorní úloha č. 11 Elektrookulogram 1. Sledování pohybujícího se objektu 2. Čtení textu 3. Změna napětí při úhlovém vychýlení oka 4. Hodnocení prostorového pohybu očí eog1 =load('eog_a_kyvadlo.txt'); % fs=200 Hz eog2 =load('eog_b_cteni.txt'); % fs=200 Hz eog3 =load('eog_c_uhly01.txt'); % fs=10 khz eog4_10=load('eog_d_kalibrace02_10k.txt'); % fs=10 khz eog5_10=load('eog_d_kalibrace02_10k_test.txt'); % fs=10 khz
Laboratorní úloha č. 11 1. Sledování pohybujícího se objektu Pro snímání EOG signálů v 1. až 3. bodě použijeme zapojení pouze s bipolárním horizontálním svodem + elektroda je u pravého oka elektroda je u levého oka zemnící elektroda je na čele
Laboratorní úloha č. 11 1. Sledování pohybujícího se objektu
Laboratorní úloha č. 11 1. Sledování pohybujícího se objektu volní a mimovolní fixace při sledování pohybujícího se objektu skokové změny při zaměření pohledu 0.4 sledovani pohybu - simulace 0.2 0-0.2-0.4-0.6 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 ---> cas [s]
Laboratorní úloha č. 11 2. Čtení textu Podzim na starém bělidle V okolí starého bělidla začínalo být smutno a ticho. Les byl světlejší, stráň žloutla, vítr a vlny odnášely chomáče starého listí bůh ví kam. Ozdoba sadu uschována byla v komoře. V zahrádce kvetla astra, měsíčky a umrlčí kvítky. Na louce za splavem růžověly se naháčky a v noci prováděla tam světélka svoje rejdy. Když babička šla s dětmi na procházku, nezapomněli chlapci na papírové draky, které pak na vrchu pouštěli.
Laboratorní úloha č. 11 2. Čtení textu 0.15 0.1 0.05 0-0.05-0.1-0.15-0.2 0 5 10 15 20 25 ---> cas [s] specifická struktura očních pohybů při čtení textu sakadické pohyby očí během fixace dochází k analýze vizuálního podnětu mozkem
Hodnocení dyslexie - nárůst četnosti sakád - zvýšení počtu regresních sakád - prodloužení doby fixací
Laboratorní úloha č. 9 2. Čtení textu Podzim na starém bělidle V okolí starého bělidla začínalo být smutno a ticho. Les byl světlejší, stráň žloutla, vítr a vlny odnášely chomáče starého listí bůh ví kam. Ozdoba sadu uschována byla v komoře. V zahrádce kvetla astra, měsíčky a umrlčí kvítky. Na louce za splavem růžověly se naháčky a v noci prováděla tam světélka svoje rejdy. Když babička šla s dětmi na procházku, nezapomněli chlapc na papírové draky, které pak na vrchu pouštěli.
Laboratorní úloha č. 9 2. Čtení textu Podzim na starém bělidle V okolí starého bělidla začínalo být smutno a ticho. Les byl světlejší, stráň žloutla, vítr a vlny odnášely chomáče starého listí bůh ví kam. Ozdoba sadu uschována byla v komoře. V zahrádce kvetla astra, měsíčky a umrlčí kvítky. Na louce za splavem růžověly se naháčky a v noci prováděla tam světélka svoje rejdy. Když babička šla s dětmi na procházku, nezapomněli chlapci na papírové draky, které pak na vrchu pouštěli.
Námět na semestrální práci V SOUVISLOSTI S VÝZKUMEM NA CAMBRIDGE UNIVERSITY VYŠLO NAJEVO, ŽE NEZÁLEŽÍ NA POŘADÍ PÍSMEN VE SLOVĚ. JEDINÁ DŮLEŽITÁ VĚC JE, ABY BYLA PRVNÍ A POSLEDNÍ PÍSMENA NA SPRÁVNÉM MÍSTĚ. ZBYTEK MŮŽE BÝT TOTÁLNÍ SMĚS A TY TO POŘÁD BEZ PROBLÉMŮ PŘEČTEŠ. JE TO PROTO, ŽE LIDSKÝ MOZEK NEĆTE KAŽDÉ PÍSMENO, ALE SLOVO JAKO CELEK. V SUOIVSOLTSI S VZÝKEUMM NA CMABRIDGE UINERVTISY VLŠYO NJAVEO, ŽE NZEÁELŽÍ NA POŘDAÍ PSÍEMN VE SOLVĚ. JEDNINÁ DLEŮITŽÁ VĚC JE, ABY BLYA PNVRÍ A PSOELNDÍ PÍMESNA NA SRPVÁÉNM MSTÍĚ. ZYBETK MŽŮE BÝT TOTÁNLÍ SĚMS A TY TO PŘOÁD BEZ PORLBMÉŮ PEŘČETŠ. JE TO PORTO, ŽE LDIKSÝ MEZOK NETĆE KDAŽÉ PENSÍMO, ALE SVOLO JKAO CLEEK.
Námět na semestrální práci V SOUVISLOSTI S VÝZKUMEM NA CAMBRIDGE UNIVERSITY VYŠLO NAJEVO, ŽE NEZÁLEŽÍ NA POŘADÍ PÍSMEN VE SLOVĚ. JEDINÁ DŮLEŽITÁ VĚC JE, ABY BYLA PRVNÍ A POSLEDNÍ PÍSMENA NA SPRÁVNÉM MÍSTĚ. ZBYTEK MŮŽE BÝT TOTÁLNÍ SMĚS A TY TO POŘÁD BEZ PROBLÉMŮ PŘEČTEŠ. JE TO PROTO, ŽE LIDSKÝ MOZEK NEĆTE KAŽDÉ PÍSMENO, ALE SLOVO JAKO CELEK.
Námět na semestrální práci V SUOIVSOLTSI S VZÝKEUMM NA CMABRIDGE UINERVTISY VLŠYO NJAVEO, ŽE NZEÁELŽÍ NA POŘDAÍ PSÍEMN VE SOLVĚ. JEDNINÁ DLEŮITŽÁ VĚC JE, ABY BLYA PNVRÍ A PSOELNDÍ PÍMESNA NA SRPVÁÉNM MSTÍĚ. ZYBETK MŽŮE BÝT TOTÁNLÍ SĚMS A TY TO PŘOÁD BEZ PORLBMÉŮ PEŘČETŠ. JE TO PORTO, ŽE LDIKSÝ MEZOK NETĆE KDAŽÉ PENSÍMO, ALE SVOLO JKAO CLEEK.
Laboratorní úloha č. 9 3. Změna napětí při úhlovém vychýlení oka + Výchozí pozice sledovaného objektu
EOG [mv] Laboratorní úloha č. 9 3. Změna napětí při úhlovém vychýlení oka 1 0.5 0-0.5-1 0 10 20 30 40 50 60 ---> cas [s]
Laboratorní úloha č. 9 3. Změna napětí při úhlovém vychýlení oka -> přibližné vyhodnocení
spicka - spicka EOG EOG [mv] Laboratorní úloha č. 9 3. Změna napětí při úhlovém vychýlení oka 1 0.5 0-0.5-1 0 10 20 30 40 50 60 ---> cas [s] 1.5 1 0.5 0 0 10 20 30 40 50 60 ---> cas [s] -> přibližné vyhodnocení
Laboratorní úloha č. 9 3. Změna napětí při úhlovém vychýlení oka delka_okna=20000; k=1; for start = 1:delka_okna/2:length(eog3)-delka_okna, segm = eog3(start+1:start+delka_okna); min_max(k)=max(segm)-min(segm); k=k+1; end; plot(min_max,'xr') ylabel('spicka - spicka EOG'), xlabel('---> cas [s]') Vztah mezi úhlem a napětím můžeme přibližně vyhodnotit z velikosti napětí špička-špička pro jednotlivé změny úhlů.
poradi znacek Laboratorní úloha č. 9 3. Změna napětí při úhlovém vychýlení oka L <--- ---> P 60 L <--- ---> P 60 60 celk. uhel 50 50 50 40 40 40 30 30 30 20 20 20 10 0-1 0 1 [m] 10 0-50 0 50 [stupne] 10 znacky pohyb oci 0 0 20 40 60 80 [stupne]
Laboratorní úloha č. 9 4. Hodnocení prostorového pohybu očí Pro snímání jsou použity horizontální i bipolární svody + elektroda horizontálního svodu je u pravého oka + elektroda vertikálního svodu je nad pravým okem elektroda horizontálního svodu je u levého oka elektroda horizontálního svodu je pod pravým okem zemnící elektrody jsou na čele
y ---> [mv] Laboratorní úloha č. 9 4. Hodnocení prostorového pohybu očí Signály pořídíme ve dvou fázích: učící 0.4 0.3 EOG 0.2 0.1 0-0.1-0.2 Pohyb očí při trénovaní fázi: 1, 2, 3, 4, 5-0.3-0.8-0.6-0.4-0.2 0 0.2 0.4 0.6 x ---> [mv]
y ---> [mv] y ---> [mv] Laboratorní úloha č. 9 4. Hodnocení prostorového pohybu očí Signály pořídíme ve dvou fázích: učící 0.4 0.3 0.2 EOG 0.1 0-0.1-0.2 Pohyb očí při trénovaní fázi: 1, 2, 3, 4, 5 rozpoznávací -0.3-0.8-0.6-0.4-0.2 EOG 0 0.2 0.4 0.6 0.5 x ---> [mv] 0.4 0.3 Pohyb očí při rozpoznávací fázi: 1, 3, 2, 4, 2, 5, 1, 3, 5, 4, 1 0.2 0.1 0-0.1-0.2-0.8-0.6-0.4-0.2 0 0.2 0.4 0.6
stavy detekce ---> EOG [mv] Laboratorní úloha č. 9 4. Hodnocení prostorového pohybu očí fáze trénování pro stavy 1, 2, 3, 4, 5, 1 0.5 0 Trenovaci faze x y -0.5-1 0 1 2 3 4 5 6 x 10-4 4 2 0 0 1 2 3 4 5 6 6 4 2 0 0 1 2 3 4 5 6 ---> cas [s]
stavy detekce ---> EOG [mv] Laboratorní úloha č. 9 4. Hodnocení prostorového pohybu očí fáze rozpoznávání pro stavy 1, 3, 2, 4, 2, 5, 1, 3, 5, 4, 1 0.5 0 Rozpoznavaci faze x y -0.5-1 0 2 4 6 8 10 12 x 10-4 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12 ---> cas [s]
Laboratorní úloha č. 9 4. Hodnocení prostorového pohybu očí % detekce x1=(diff(eog4(:,1))).^2+(diff(eog4(:,2))).^2;
Laboratorní úloha č. 9 4. Hodnocení prostorového pohybu očí function h = vzdal(p,q); h = sqrt(sum( (p(:) - q(:)).^2 )); h N p[ n] q[ n] n 1 2
Laboratorní úloha č. 9 4. Hodnocení prostorového pohybu očí % klasifikace for m=1:length(eog4) for k=1:5 d(m,k)=vzdal(vzor(k,:),eog4(m,:)); end; end; [m,n]=min(d'); plot([0:length(eog4)-1]/fs,n,'.')
Diagnostické použití EOG hodnocení funkčnosti okohybných svalů
Diagnostické použití EOG hodnocení funkčnosti okohybných stavů hodnocení asymetrie
Diagnostické použití EOG hodnocení funkčnosti okohybných stavů hodnocení asymetrie polysomnografie
Diagnostické použití EOG hodnocení funkčnosti okohybných stavů hodnocení asymetrie polysomnografie psychiatrická a psychofyziologická vyš.
Diagnostické použití EOG hodnocení funkčnosti okohybných stavů hodnocení asymetrie polysomnografie psychiatrická a psychofyziologická vyš. charakteristické oční pohyby při čtení
Spolupráce s katedrou radioelektroniky Záznam prvních čtyř sekund pozorování
EOG 1.obrázek
EOG 2.obrázek
EOG 4.obrázek
Elektroretinogram (ERG) FOTOPICKÝ (čípky, světlo) SKOTOPICKÝ (tyčinky, tma)
Elektroretinogram FOTOPICKÝ ERG záblesk B vlna = 125 mv A vlna
Elektroretinogram SKOTOPICKÝ ERG A vlna B vlna = 300 mv
Tvary normálních ERG vln Fotopický Skotopický
Elektroretinogram Dystrofie čípků vs. normální
Elektroretinogram Dystrofie tyčinek vs. normální
Elektroretinogram Dystrofie tyčinek i čípků vs. normální
Elektroretinogram Vrozená šeroslepost negativní vlna při fotopickém i skotopickém testu normální EOG
Elektroretinogram Rozštěp sítnice Reduced photopic ERG Hluboká záporná a-vlna, žádná b-vlna
Polysomnografie diagnostická metoda při vyšetřování poruch spánku provádí se simultánní záznam mnoha parametrů na základě analýzy dat lze rozlišit fáze spánku a typ poruchy
Polysomnografie EEG min. 2 svody (C4-A1 nebo C3-A2) EOG oční pohyby (2 svody) EMG svalstvo brady (1 svod)
Polysomnografie EEG min. 2 svody (C4-A1 nebo C3-A2) EOG oční pohyby (2 svody) EMG svalstvo brady (1 svod) EMG svalstvo končetin (1 svody) EKG 1 svod Průtok vzduchu před nosem a ústy 1 svod Pohyby při dýchání (hrudník, břicho) 2 svody Saturace krve O 2 1 svod Poloha těla 1 svod Video, mikrofon
Polysomnografie pacient v tmavé zvukotěsné místnosti počet kanálů: 12 až 16 (epilepsie více svodů EEG) doba záznamu: běžně 1 noc (2 noci, 24 hodin), ideál 4 noci placebo, pak natočení vyhodnocení: stand. popis 2 hodiny (detailní 8 hodin)
Polysomnografie
Historie výzkumu spánku 1929 EEG 1937 cykly spánku 1953 EOG 1957 EMG 1968 vyhodnocovací systém spánku 90.léta uznání spánkové medicíny
Historie výzkumu spánku 1929 EEG 1937 cykly spánku 1953 EOG 1957 EMG 1968 vyhodnocovací systém spánku 90.léta uznání spánkové medicíny Význam spánku konzervace energie pokles bazálního metabolismu (hlavně během delta spánku) obnova celého těla CNS
Spánkové cykly Bdělost 1.stadium NonREM několik minut 2.stadium NonREM 5 až 15 min. 3.stadium NonREM 4.stadium NonREM 20 až 40 min. REM spánek
Polysomnografie - experiment EEG C4-A1 EOG oční pohyby (svod horizontálních pohybů) EMG svalstvo brady (1 svod) EKG EOG artefakt EKG artefakt
Polysomnografie - experiment květen 2007, muž 25 let data: 4 x 2797931 vzorků => 7,77 hodin Nízkovoltážní aktivita EMG.. 1h30min
Polysomnografie - experiment
Polysomnografie - experiment
Polysomnografie - experiment
Bdělost EEG: při zavřených očích α aktivita EOG: EMG:
Bdělost EEG: při zavřených očích α aktivita EOG: rychlé pohyby očí EMG:
Bdělost EEG: při zavřených očích α aktivita EOG: rychlé pohyby očí EMG: tonická aktivita vyšší amplitudy
1.stadium NonREM EEG: rozpad α aktivity, převládá θ EOG: EMG:
1.stadium NonREM EEG: rozpad α aktivity, převládá θ EOG: pomalé pohyby EMG:
1.stadium NonREM EEG: rozpad α aktivity, převládá θ EOG: pomalé pohyby EMG: klesá tonická aktivita
2.stadium NonREM EEG: θ aktivita, K-komplexy, vřeténka EOG: EMG:
2.stadium NonREM EEG: θ aktivita, K-komplexy, vřeténka EOG: bez pohybu EMG:
2.stadium NonREM EEG: θ aktivita, K-komplexy, vřeténka EOG: bez pohybu EMG: mírná tonická aktivita
3. a 4. stadium NonREM EEG: δ spánek EOG: EMG:
3. a 4. stadium NonREM EEG: δ spánek EOG: bez pohybů (přenáší se δ) EMG:
3. a 4. stadium NonREM EEG: δ spánek EOG: bez pohybů (přenáší se δ) EMG: velmi nízká tonická aktivita svalů brady
REM spánek EEG: nízkovoltážní desynchronizovaná aktivita EOG: EMG:
EEG: nízkovoltážní desynchronizovaná aktivita EOG: nepravidelné rychlé oční pohyby EMG: REM spánek
EEG: nízkovoltážní desynchronizovaná aktivita EOG: nepravidelné rychlé oční pohyby EMG: atonie, nepravidelné tonické projevy REM spánek
REM spánek EEG: nízkovoltážní desynchronizovaná aktivita EOG: nepravidelné rychlé oční pohyby EMG: atonie, nepravidelné tonické projevy nepravidelný dech a srdce
REM spánek EEG: nízkovoltážní desynchronizovaná aktivita EOG: nepravidelné rychlé oční pohyby EMG: atonie, nepravidelné tonické projevy nepravidelný dech a srdce sny, erekce
EEG ve spánku
EEG ve spánku
Spánkové cykly Typický průběh spánku 1.stadium NonREM několik minut 2.stadium NonREM 5 až 15 min. 3.stadium NonREM 4.stadium NonREM 20 až 40 min. k ránu chybí delta spánek REM narůstá v 2. části noci
Spánek starších lidí Spánkové cykly
Výskyt poruch spánku v populaci
Poměr REM a NonREM spánku Analýza
Poměr REM a NonREM spánku
Délka spánku
Syndrom spánkové apnoe snížený svalový tonus zapadávání jazyka uzavírání trubice během spánku zvýšená únava bolesti hlavy postižení oběhového systému Poruchy spánku
Syndrom spánkové apnoe snížený svalový tonus zapadávání jazyka uzavírání trubice během spánku zvýšená únava bolesti hlavy postižení oběhového systému Poruchy spánku
Syndrom spánkové apnoe snížený svalový tonus zapadávání jazyka uzavírání trubice během spánku zvýšená únava bolesti hlavy postižení oběhového systému Poruchy spánku Syndrom neklidných nohou nepříjemné pocity na končetinách pohyb brání v usnutí až několik hodin
Syndrom spánkové apnoe snížený svalový tonus zapadávání jazyka uzavírání trubice během spánku zvýšená únava bolesti hlavy postižení oběhového systému Poruchy spánku Syndrom neklidných nohou nepříjemné pocity na končetinách pohyb brání v usnutí až několik hodin Narkolepsie náhlá, celková, více či méně dokonalá ztráta svalového tonu po emotivní reakci
Parasomnie stavy abnormálního chování poruchy probouzecích mechanizmů poruchy přechodu spánek bdění parasomnie spojené s REM spánkem Syndrom spánkové apnoe snížený svalový tonus zapadávání jazyka uzavírání trubice během spánku zvýšená únava bolesti hlavy postižení oběhového systému Poruchy spánku Syndrom neklidných nohou nepříjemné pocity na končetinách pohyb brání v usnutí až několik hodin Narkolepsie náhlá, celková, více či méně dokonalá ztráta svalového tonu po emotivní reakci
Polysomnografie 2 0 EKG -2 150 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 srdeèní frekvence 100 1.50 500 1000 1500 2000 2500 3000 1 pohyby hrudníku pri dýchání 0.5 40 500 1000 1500 2000 2500 3000 2 pohyby bricha pri dýchání 0 10 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 prutok vzduchu nosem -1 100 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 99 saturace kyslíkem 98 10 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 EMG -1 0.50 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 EOG -0.5 0.50 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 EGG -0.5 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 pritomnost nns, fs=100hz, delka 30s
Polysomnografie 2 0 EKG -2 140 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 120 srdeèní frekvence 100 1.50 500 1000 1500 2000 2500 3000 1 pohyby hrudníku pri dýchání 0.5 40 500 1000 1500 2000 2500 3000 2 pohyby bricha pri dýchání 0 0.50 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 prutok vzduchu nosem -0.5 102 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 100 saturace kyslíkem 98 0.10 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 EMG -0.1 10 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 EOG -1 10 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 EGG -1 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 nepritomnost nns, fs=100hz, delka 30s
Polysomnografie 2 0 EKG -2 140 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 120 srdeèní frekvence 100 1.50 500 1000 1500 2000 2500 3000 1 pohyby hrudníku pri dýchání 0.5 40 500 1000 1500 2000 2500 3000 2 pohyby bricha pri dýchání 0 0.50 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 prutok vzduchu nosem -0.5 102 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 100 saturace kyslíkem 98 0.10 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 EMG -0.1 10 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 EOG -1 10 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 EGG -1 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 nepritomnost nns, fs=100hz, delka 30s
Aktigraf
Desatero pro lepší spánek
JET LAG