MONOMER MEDİKAL NeXus Sensörleri Elektrofizyolojik Sensörler www.monomermedikal.com Uyarı: Bu dokümanda yer alan sensörler sadece örnek amaçlıdır. NeXus sistemleri çok yönlü ve işlevli sistemlerdir. Bu dokümanda yer almayan başka sensörler de kullanabilmektedir. Lütfen burada yer almayan sensörler için yerel dağıtıcınız Monomer Medikal <www.monomermedikal.com> veya Mind Media B.V. <www.mindmedia.nl> ile temasa geçiniz. Bu dokümandaki sensörler NeXus ailesinin tüm üyeleri; NeXus-4, NeXus-10, NeXus-16, NeXus-32 tarafından kullanılabilmektedir.
NeXus Sensörleri Elektro Fizyolojik Sensörler: A ve B girişleri, NeXus-4 içerisinde bulunan gelişmiş DC enstrümanlar ve amplifikatörler vasıtası ile elektro fizyolojik bilgileri toplar. Dizaynı sayesinde, her bir elektro fizyolojik uygulama için ayrı ve pahalı amplifikatörlere ihtiyaç kalmamıştır. DC enstrümantasyon amplifikatörleri, bir artı ve eksi sinyalin arasındaki değişimi amplifiye eder. Toprak elektrodu (referans) hasta ile cihazın potansiyellerini aynı seviyede tutmak için gereklidir. Toprak elektrodu A-D girişleri kullanıldığı sürece mutlaka kullanılmalıdır. Toprak elektrodunun vücuttaki yeri çok önemli değildir ve uygulamaya göre değişir. Örneğin, EEG çekimi sırasında toprak genellikle kulağa veya kafada herhangi bir yere takılır. Aktif kanalların empedansı çok yüksek olduğundan (10 12 Ω) elektrot empedansının etkisi çok azdır ve bu yüzden empedans kontrolü yapmak önemli değildir. Bunun yerine NeXus-4 OFFSET kontrolü sağlar ve bunu kayıt esnasında da yapar. Kötü elektrot teması yüksek elektrot ofsetine yol açar. Eğer ofset çok fazla ise sistem o elektrottan gelen sinyali düz çizgiye çevirir. Program sizi böyle durumlarda uyarır. Tüm elektrot kabloları artı ve eksi sinyallerin ortalamasıyla aktif olarak çevrelenmiştir. (Active Shielding) Bu sayede alınan sinyal tamamen dış etkilerden yalıtılmış olmaktadır. Ayrıca 50/60 Hz Notch filtreye de gerek kalmamıştır. İlk amplifikasyon aşamasının hemen ardından, sinyaller ADC çeviricisine gider. Bu sebeple High Pass veya Low Pass filtrelerine gerek kalmamış ve alınan verinin ham olması sağlanmıştır. Buradan sonra ham ve net veri bilgisayara aktarılır ve tüm dijital işleme yöntemleri ham veri üzerinde program tarafından yapılır. NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 2
Çift Kanallı EXG Snap Kablo (NX-EXG2-Snap) Bu kablo, iki bi-polar giriş için 4 standart snap-on (çıtçıt) konektör barındırır. DC ve 400 Hz arası EEG, Yüzeysel EMG, EKG, EOG gibi elektro fizyolojik sinyaller için kullanılır. NX-EXG2A-Snap Kablo Not: Bu kablonun SCP için kullanılması önerilmez. Slow Cortical Potentials için NX-SCP1A kablosu önerilir. Her giriş kanalı için bir KIRMIZI (pozitif) ve SİYAH (negatif) ataşman vardır. A&B girişinde kullanılırken, 1 olarak işaretlenmiş kırmızı ve siyah kablolar A girişi, 2 olarak işaretlenmiş kırmızı ve siyah kablolar ise B girişi için kayıt yaparlar. NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 3
Bi-polar giriş her zaman toprak elektrot gerektireceğinden, aşağıda görülen toprak kablosuna ihtiyaç duyulur. NX-EXG-Ref1A-Snap Kablo Bu kablonun bir ucunda snap-on ataşman, diğer ucunda ise micro-coax konnektor bulunur. Bu kablo NeXus-4 üzerinde Gnd. Girişine takılır. İlerleyen sayfalarda, bu kablolarla fakat farklı noktalardan kaydedilmiş EEG, EKG ve EMG sinyallerini görebilirsiniz. NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 4
Örnek Bir EEG Sinyali: Aşağıdaki resimde, Alpha ve düşük amplitüt Beta dalgalarından oluşmuş bir EEG sinyal örneği görülmektedir. Ham EEG sinyalleri 1-45Hz arasında ve tipik olarak 10-50 mikrovolt (pk-pk) amplitüdündedir. Buradaki EEG verisi A girişi kullanılarak kaydedilmiştir. Beyaz toprak / referans elektrodu sağ mastoid (A2), pozitif elektrot (kırmızı, 1 olarak işaretli olan) Cz bölgesinde ve negatif elektrot (siyah, 1 olarak işaretli olan) sol mastoid (A1) bölgesine yerleştirilmiştir. Aşağıdaki 10-20 sistemi şeması bu yerleri göstermektedir. 10-20 Elektrot Sistemi NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 5
1 veya 2 kanallı Neurofeedback için, C3 ve C4 bölgeleri de yaygın olarak kullanılır. NeXus-4 ile 4 kanala kadar EEG kaydı yapabilirsiniz. NX-EXG2-Snap kablosu kullanarak EEG sinyali kaydetmek için snap-on EEG elektrotlarına ihtiyaç vardır. Burada 2RT3 ** elektrotları kullanılmıştır. Bu elektrotların kullanımı için, deri temizlenmeli ve elektrot pastası gerekmektedir. ** 10-20 sistemine göre EEG ve Neurofeedback yapmak için ve deri temizlik hazırlıkları için lütfen profesyonel yayınlara başvurunuz. ** Uygun elektrotlar ve deri hazırlık ürünleri için lütfen NeXus-4 satıcınızla temasa geçiniz. NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 6
Örnek Bir EMG Sinyali: Aynı NX1-EXG2-Snap kablosu ile yüzey EMG kaydı da yapılabilir. Bu durumda da bir pozitif, bir negatif ve bir toprak/referans elektrodu kullanmanız gerekecektir. Tek kanallı rahatlama ve kasma durumunu gösteren EMG örneği aşağıdadır. Aralık 500 mikrovolttur (pk-pk). PC de programda EMG bandpass dijital filtresi uygulanmış ve bu filtre 20-500 Hz e ayarlanmıştır. Bu sinyal, masseter (çene kası) üzerinde kendinden jelli elektrotlarla alınmıştır. Bu özel sensörde, elektrotlar arasında 20 mm mesafe vardır ve kendinden yapışkan jeli mevcuttur. Daha farklı uygulamalar için tekli jelli elektrotlar da kullanılabilir. NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 7
Masseterde Üçlü Yapışkan Elektrot Üst Trapeziusda Geniş Yerleşim Geniş aralıklı yerleşim için tekli jel elektrotlar kullanılabilir. Uygun elektrotlar için lütfen satıcınızla temasa geçiniz. Kendinden jelli ve yapışkanlı elektrot kullanımını öneririz. NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 8
Örnek Bir EKG Sinyali: NX1-EXG2-Snap kablosu aynı zamanda EKG ile kalp atımını gösterebilir. B girişinden alınmış bir örnek EKG sinyali aşağıda görülmektedir. Kalp atımı verisinin işlenebilmesi için R tepe noktasının (QRS Kompleksine göre) yukarıda olmasının önemli olduğu unutulmamalıdır. Bu örnekte, sinyal 3000 mikro voltluk bir ölçekte gösterilmekte ve 12000 mikrovoltluk bir DC ofseti görülmektedir. Bu sinyal aşağıda gösterildiği şekilde alınmıştır. (Yerleşim Lead II olarak adlandırılır.) EKG Lead II Göğüs Yerleşimi NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 9
Göğüs yerleşimi mümkün olmadığında veya istenmediğinde, pozitif elektrot (Kırmızı) ve toprak/ref (Beyaz) sol bileğe ve negatif elektrot (siyah) sağ bileğe takılabilir. Bu yerleşim EMG artefaktı alacaktır. Aşağıda örnekler görülmektedir. EKG sinyal aralığının bu yerleşimde daha az olduğunu görürüz. (Bu örnekte 400 mikrovolt pk-pk) Bu yerleşimde sinyalin çok karmaşık olduğu gözlenir. Bu karmaşanın sebebi, aynı elektrotların kollardaki EMG aktivitesini de almalarıdır. EMG aktivitesi çok fazla arttığında tepe noktalarını tespit etmek oldukça zorlaşabilir ve program hesaplamaları yapamayabilir. Karmaşanın arttığı zamanlarda kolların gevşetilmesi ve hareket ettirilmemesi bu sorunu çözecektir. EKG Bilek Yerleşimi (Önden) NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 10
Örnek Bir EOG (DC) Sinyali: Aynı NX1-EXG2-Snap kablosu, DC sinyali olan ve gözlerin hareketlerinin aktivitesi olan EOG (electro-oculogram) sinyallerinin kaydında da kullanılabilir. EOG elektrotları yatay olarak takılırsa, sağ-sol göz hareketleri, düşey olarak takılırsa yukarı-aşağı göz hareketlerini gösterir. Burada negatif DC ofseti 8000 Mikrovolt civarındadır. Bu kısa 2 saniyelik örnek, önce karşıya bakan, sonra yukarı bakan ve sonrada aşağıya bakan ve son olarak tekrar karşıya bakan bir göz hareketini gösterir. Burada standart jelli elektrotlar kullanılmıştır. Düşey EOG Yerleşimi NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 11
NX-SCP1A:Örnek Bir SCP (DC) Sinyali: NeXus-4 EEG ve SCP sinyallerini aynı anda kaydedebilir. Başka bir deyişle cihaz DC (0 HZ) ve EEG için 40-100 Hz aralığını tamamen kaydedebilir. SCP sinyali genellikle belirli bir pencereden ortalama alınarak gösterilir, bu yüzden sadece yavaş DC değişimleri görünür olacaktır. Aşağıda örnek bir SCP sinyali gösterilmiştir. Bu örnekte, SCP sinyalinin 11400 mikrovolt civarında DC offseti (pk-pk) olduğu görülmektedir ve negatif değerler yukarıya doğrudur. Bu nörofizyolojide kullanılan bir polarite geleneğidir. Buradaki SCP sinyalinin trendi pozitif yöndedir. (Sinyal aşağıya doğru = pozitif trend) NX-SCP2A Kablosu NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 12
SCP için, NX-SCP1A kablosu, KIRMIZI Cz de, SİYAH-1 sol mastoidde ve SİYAH-2 sağ mastoidde kullanılmıştır. Bu kablo özellikle çift kanallıdır ve aynı zamanda 2 kanallı EEG kaydı da yapabilir. (sol mastoid-cz ve Sağ mastoid- Cz) Pozitif (Kırmızı) elektrot iki kanalda da ortaktır ve 1&2 kanallarının pozitif elektrodu olarak görev yapar. Bu elektrotlar SCP yi en net şekilde alabilmek için özel külçelerle hazırlanmıştır. SCP Elektrot Yerleşimi Topraklama için NX-Ref1-SCP elektrodu önerilir. Bu kablonun elektrodu da külçe dökümdür ve SCP için daha uygundur. Bu elektrot boyun, alın veya omuz üzerinde herhangi bir yere terleştirilebilir. Külçe döküm elektrotlar DC stabilitesi iyi elektrotlardır ve bu yüzden SCP için daha uygundur. Her kullanımdan önce derinin dikkatli bir şekilde alkol ve deri hazırlık maddesi (NuPrep) ile temizlenmesi gerekir ve EEG pastasıyla elektrotların yapıştırılması gerekir. Genellikle kayıt ilk başladığında elektrotların stabilize olması süre alır. Tam anlamıyla gerçek değerlerde SCP kaydı yapmak için 5 dakika kadar zaman geçtikten sonra çekimin başlatılması önerilir. Çekimden sonra elektrotlar suyla yıkanarak EEG pastasından temizlenmelidir. Bu kablo ile aynı anda hem EEG hem SCP verisi toplanabilir. NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 13
Çift Kanallı EEG Kablosu (NX-EEG2B) Bu bi-polar kablo, gümüş-gümüş kaplama standart 10 mm EEG cup elektrotlara sahiptir. İki adet negatif (Siyah), iki adet pozitif (Kırmızı) elektrodu vardır. 1 numara olan kablolar A girişini (kanal 1), 2 numara olan kablolar B girişini (kanal 2) temsil eder. EEG Elektrot Kablosu Bu kablo bi-polardır, yani 1 kanallı ya da 2 kanallı EEG çekiminde kullanılabilir. Her iki durumda da mutlaka toprak elektrodu kullanılmalıdır. EEG için snap-on elektrotlu NX-EXG-Ref1-Snap kablosu tavsiye edilir. Örnek olarak tek kanallı bir çekim için, toprak elektrodu mastoidlerden birine yerleştirilir (A1), pozitif elektrot (Kırmızı 1) Cz ye ve negatif elektrot (Siyah 1) A2 ye yerleştirilebilir. Diğer iki elektrot (Kırmızı2, Siyah2) bu durumda kullanılmaz. (Fig. 17) İki kanallı montaja örnek olarak, C3-F3 (1. kanal) ve C4-F4 (2. kanal) şeklinde olabilir. (Fig. 18) EEG Literatüründe çok daha fazla montaj ve yerleşim noktası bulunur, lütfen detaylar ve farklı bölgeler için literatüre bakınız. NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 14
1 Kanallı, Mono-polar Yerleşim Örneği. Çift Kanal, Bi-polar Yerleşim Örneği. NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 15
SC/GSR Sensörü (NX-GSR1A) NeXus-4 deri iletim sensörü (veya GSR - galvanic skin response), ter bezi aktivitesini ölçerek farkındalık ve uyanıklığın durumunu tespit eder. Deri iletimi, micro-mho veya micro-siemens ile ölçülür ve arousal arttıkça değerlerde artar. Rahatlama sırasında, SC değerleri düşüşe geçer. NeXus-4 ün ultra yüksek 24 bit çözünürlüğü sayesinde, 0.001 micro-mho lık değişimler bile anında toplanır ve yansıtılır. Deri İletimi Sensörü Bu sensör, konektörlerine yapışan Ag-AgCl parmak elektrodu ile çalışır. Sensör deri iletkenliğindeki çok küçük relatif değişimleri algılar. NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 16
Aşağıdaki örnek sinyal, rahatlama sırasındaki örnek bir deri iletim sinyalini gösterir ve 00 07 de yükseliş olsa de genel trendi düşüş yönündedir. SC Sinyali Örneği NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 17
Deri Isısı Sensörü (NX-TMP1A) NeXus-4 ısı sensörü, çok yüksek çözünürlüklü deri ısısı tespiti yapar. Binde birlik değişimleri tespit eder ve 10-40 C veya 50-104 F arasında çalışabilir. Deri ısısı genellikle parmak uçlarından alınır ve değişimi çok ani olmaz. Sensörü parmağa yapıştırmak için medikal bantlar kullanılabilir. Aşağıdaki örnekte, 15 saniyelik bir sürede ısı 0.01 derece Fahrenheit değişim göstermiştir. Isı Sinyali Örneği (Fahrenheit) NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 18
Kan Hacmi Nabız Sensörü (NX-BVP1A) Kan Hacmi Nabzı sensörü (Blood Volume Pulse) relatif kan akımını, infrarede yakın bir optik/elektronik aygıt ile ölçer. Her kalp atışı esnasında, kan arterlerde ve damarlarda hareket eder. Kan akımının maksimum olduğu yerde BVP sinyali de maksimum olur. Tepelerin yüksekliği, kan akışının, damar genişlemesi / daralmasının (vasodilation / vasoconstriction) o anki konumuyla olan korelâsyonuna göre relatif olarak oluşur. Tepeler arasındaki yatay mesafe ise, Nabzı (HR) veya atım arası zamanı (interbeat interval - IBI) gösterir. HRV genellikle 128 örnek/saniye şeklinde gösterilir. Eğer nabız ölçümünde veya IBI hesabında daha kesin sonuçlar elde etmek istenir ise, EXG kablosu ile EKG kaydı 1024 örnek/saniye ile yapılabilir. Klinik uygulamalarda genellikle BVP sensörü yeterlidir ve sadece parmağa takıldığı için EKG elektrotlarına göre daha konforludur. Önemli Not BVP sensörü hareketten ve yerçekiminden etkilenir. Bu sensör kullanılırken, kişinin rahatça oturması ve elini oynatmaması gerekir. NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 19
Aşağıda tipik bir BVP sinyali örneği görülmektedir. Güçlü bir nabız ve artifaktsız bu sinyalin pulse amplitud değeri 200 millivolts (mv) civarındadır. Artifaktsız Bir BVP Sinyal Örneği Aşağıdaki resimde daha zayıf (10 mv amplitude) ve 00 29 dan 00 31 e kadar hareket artefaktı almış bir sinyal görülmektedir. Bu tür artefaktlar çok olduğu zaman program hesaplamaları doğru yapamayabilir. BVP sensörünün en azından 10 mv luk ölçüm alabilmesi doğru HR ve damar genişliği hesabı açısından önemlidir. Artefaktlı bir BVP Sinyali Örneği NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 20
Solunum Sensörü (NX-RSP1A) NeXus-4 solunum sensörü, karın veya göğüsün relatif kabarmasını ölçerek nefes alış verişini tespit eder. Bir elastik kemerden ve kemere takılan sensörden oluşur. Elastik kemer küçük ve büyük olmak üzere iki boydan oluşur. Sensör kıyafetlerin üzerinden takılabilir. Ancak çok kalın kıyafetler veya 2 kattan fazla giyilmiş kıyafet varken kullanımı tavsiye edilmez. Kemer elastik olduğundan, her durumda aynı sıkılıkta olacaktır ve relatif hareket ölçümü yapıldığı için, kalibrasyona ihtiyaç duyulmaz. NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 21
Aşağıdaki resimde solunum sensörünün karına veya göğse takılma şekilleri gösterilmektedir. Karın Bölgesi Solunum Eğrisi Örneği <Doküman Sonu> NeXus Serisi Biofeedback / Neurofeedback Sistemleri ile birlikte kullanılabilen sensörler 22