بیوسیگنال یا سیگنال زیستی

بیوسیگنال یا سیگنال زیستی


سیگنال هایی که اطلاعات سیستم‌‌‌‌های بیولوژیکی را حمل می‌کنند بیوسیگنال‌‌‌‌های پزشکی نامیده می‌شود. سیگنال‌‌‌‌های زیست پزشکی ممکن است یک پالس ساده مچ دست یک فرد یا سیگنال فراصوت پیچیده یک بافت نرم داخلی باشد. انواع مختلفی از بیوسیگنال های پزشکی به ترتیب وجود دارد:

بیوسیگنال‌‌‌‌های الکتریک

بیوسیگنال‌های الکتریکی تنها مختص سیستم‌های بیوپزشکی هستند. این سیگنال‌ها توسط سلول‌های عصبی و ماهیچه‌ای ساخته می‌شوند و منشاء آن‌ها اختلاف پتانسیلی است که در دو طرف غشای سلولی وجود دارد. در شرایطی خاص این اختلاف پتانسیل تغییر می‌کند، اگر بخواهیم تغییرات پتانسیل یک سلول را اندازه‌گیری کنیم، می‌توانیم از میکروالکترودهای فوق‌العاده کوچکی به عنوان حسگر استفاده کنیم. تغییرات پتانسیل که ناشی از فعالیت گروه متعددی از سلول‌ها می‌باشد میدان الکتریکی خاصی را در نزدیکی الکترود به وجود می‌آورد و به صورت یک سیگنال بیوالکتریک از الکترود عبور می‌کند سیگنال‌های بیوالکتریکی در زمره مهم ترین بیوسیگنال ها قرار می‌گیرند. در حقیقت اکثر بیوسیستم‌ها از طریق بیوسیگنال‌ها عمل‌کرد سلول‌های مختلف در قسمت‌های مختلف بدن را مورد بررسی قرار می‌دهند.

میدان الکتریکی از طریق یک واسط بیولوژیک انتشار می‌یابد این میدان تا مجاورت سطح پوست ادامه پیدا میکند و در بسیاری از مواقع نیاز برای ایجاد برش و قرار دادن حسگرها در داخل بدن را مرتفع می کند سیگنال‌های بیوالکتریکی به یک مبدل نیاز دارند چرا که تغییرات پتانسیل در سلول‌ها از طریق کاهش یا افزایش یون‌های مثبت و منفی که آن‌ها را احاطه کرده‌اند صورت می‌گیرد. اما یون‌ها در سیستم‌های اندازه‌گیری جایی ندارند. سیستم‌های اندازه‌گیری تنها با الکترون‌ها سروکار دارند و در‌واقع به همین دلیل است که سیگنال‌های بیوالکتریک توسط مبدل‌ها به وجود می‌آیند .

سیگنال‌‌‌‌های بیوآکوستیک

این سیگنال ها از صدا‌‌‌‌های ایجاد شده توسط سیستم بیولوژیکی و ارائه اطلاعات در مورد پدیده‌‌‌‌های اساسی است. جریان خون در قلب از طریق دریچه ها، جریان هوا از طریق راه‌‌‌‌های هوایی و جریان هوا در ریه عامل این سیگنال‌‌‌‌های صوتی است.

سیگنال‌‌‌‌های بیومکانیکی

این سیگنال ها از عملکرد مکانیکی در سیستم بیولوژیکی به دست می‌آیند. حرکت دیواره قفسه سینه یک مثال خوب برای این نوع سیگنال است. انواع این سیگنال عبارتند از سیگنال‌‌‌‌های حرکت و جابجایی، سیگنال‌‌‌‌های فشار و جریان.

سیگنال‌‌‌‌های بیوشیمیایی

این نوع سیگنال ها از اندازه گیری ترکیب شیمیایی یا ترکیب یون‌‌‌‌های مختلف یا فشار جزئی اکسیژن یا دی اکسید کربن در بافت زنده یا نمونه ها به دست می‌آیند.

سیگنال‌‌‌‌های بیومغناطیس

علاوه بر سیگنال‌‌‌‌های بیوالکتریک، بعضی از ارگان ها سیگنال‌‌‌‌های الکترومغناطیسی بسیار ضعیفی تولید می‌کنند. این سیگنال ها، سیگنال‌‌‌‌های بیومغناطیسی نامیده می‌شود. به عنوان مثال مغز، قلب و ریه ها اندام هایی هستند که سیگنال‌‌‌‌های مغناطیسی تولید می‌کنند.

سیگنال‌‌‌‌های بیو اپتیک

این اندازه گیری ها با استفاده از ویژگی‌‌‌‌های نوری سیستم‌‌‌‌های بیولوژیکی ساخته می‌شوند. به عنوان مثال، اکسيژن خون ممکن است با استفاده از خواص کدری و پراکنده خون در فرکانس خاصی از نور محاسبه شود.

سیگنال‌‌‌‌های بیو-امپدانس

امپدانس بافت اطلاعات مهمی مانند ترکیب، توزیع خون و حجم خون را می‌دهد. اندازه گیری مقاومت نسبت به سیگنال سینوسی وارد شده به بافت می‌تواند برای اندازه گیری امپدانس استفاده شود. اندازه گیری مقاومت پوستی گالوانیک و اندازه گیری میزان تنفس براساس تکنیک بیو امپدانس، نمونه ای از این نوع اندازه گیری هستند.

انواع  بیوسیگنال الکتریکی کدام اند؟

  • ECG  (ضبط سیگنال‌هایی که باعث حرکت عضلات قلب می‌شود)
  • EMG  ( ضبط سیگنال‌های الکتریکی که از عضله دریافت می‌شوند)
  • EEG  (ضبط  سیگنال‌هایی که از مغز دریافت می‌شوند)
  • EOG  (ضبط سیگنال‌هایی که از قرینه یا شبکیه دریافت می‌شوند)
  • GSR  (پاسخ اعصاب موجود در پوست به محرک‌ها)
  • HRV  (تغییرات سرعت ضربان قلب)

برای کسب اطلاعات بیشتر درباره EEG و نحوه ثبت و پردازش آن اینجا کلیک کنید.

طبقه بندی سیگنال ها

بیوسیگنال‌ها به روش‌های گوناگونی طبقه‌بندی می‌شوند. در ادامه به صورت خلاصه در مورد برخی از مهم‌ترین روش‌های طبقه‌بندی سیگنال توضیحاتی ارائه شده‌است .

طبقه بندی بر اساس منبع

گاهی اوقات، بیوسیگنال‌ها بر اساس منبع تولید یا ماهیت فیزیکی‌شان طبقه‌بندی می‌شوند. این طبقه‌بندی در قسمت قبل توضیح داده شد از این نوع طبقه‌بندی هنگامی استفاده می‌شود که خواص فیزیکی یک فرایند مد‌نظر باشد.

طبقه‌بندی بر اساس کاربرد بیوپزشکی

هر سیگنال ممکن است برای نیل به هدفی خاص اندازه‌گیری شود و متخصصان قصد داشته باشند بافتی خاص را مورد بررسی قرار دهند که این طبقه‌بندی بر اساس اعضای بدن ( قلب ، سیستم عصبی و …) انجام می‌گیرد .

طبقه‌بندی بر اساس مشخصات سیگنال

از نقطه نظر آنالیز سیگنال ، این شیوه طبقه بندی بهترین روش می‌باشد هنگامی که هدف اصلی اندازه‌گیری و پردازش خود سیگنال است مهم نیست که منشاء سیگنال چیست یا به کدام سیستم بیولوژیکی تعلق دارد از این طبقه بندی استفاده می‌شود .

این نوع طبقه بندی به دو دسته تقسیم می‌شود :

(۱) سیگنال‌های پیوسته

(۲) سیگنال‌های ناپیوسته

سیگنال‌های پیوسته تابعی پیوسته از زمان هستند که ما در اینجا آن را s(t) می‌نامیم، اما سیگنال‌های ناپیوسته یک سری می‌باشند که در نقاط ناپیوسته‌ای روی محور زمان اطلاعاتی را در اختیار ما قرار می‌دهند. اکثر سیگنال‌های بیوپزشکی پیوسته هستند البته گاهی اوقات از سیگنال‌های پیوسته در بازه‌های زمانی مشخص نمونه‌برداری می‌شود و به این ترتیب سری از سیگنال‌های ناپیوسته به وجود خواهد آمد که در اینجا s(m) نامیده می‌شود.

مجموعه اعصاب و روان نوین مفتخر است با ارائه خدمات نوروتراپی و روانپزشکی که نقشی اثر گذار در درمان انواع اختلال مغزی دارد در خدمت شماست. توصیه می شود اگر سوالی دارید به صفحه سوالات متداول مراجعه بفرمایید از طریق فرم تماس اقدام کنید و یا با شماره تلفن های مرکز تماس حاصل فرمایید.

برای مطالعه بیشتر درباره بیوسیگنال ها اینجا کلیک کنید.

دیدگاه

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

four × two =