[go: up one dir, main page]

RU2440024C2 - Method of testing human brain response to hypoxia - Google Patents

Method of testing human brain response to hypoxia Download PDF

Info

Publication number
RU2440024C2
RU2440024C2 RU2010114530/14A RU2010114530A RU2440024C2 RU 2440024 C2 RU2440024 C2 RU 2440024C2 RU 2010114530/14 A RU2010114530/14 A RU 2010114530/14A RU 2010114530 A RU2010114530 A RU 2010114530A RU 2440024 C2 RU2440024 C2 RU 2440024C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
eeg
hypoxia
human brain
brain response
reaction
Prior art date
Application number
RU2010114530/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010114530A (en
Inventor
Лев Исакович Иржак (RU)
Лев Исакович Иржак
Валентина Александровна Матушкина (RU)
Валентина Александровна Матушкина
Гульпият Мухтаралиевна Атуева (RU)
Гульпият Мухтаралиевна Атуева
Анна Николаевна Стахиева (RU)
Анна Николаевна Стахиева
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сыктывкарский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сыктывкарский государственный университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сыктывкарский государственный университет"
Priority to RU2010114530/14A priority Critical patent/RU2440024C2/en
Publication of RU2010114530A publication Critical patent/RU2010114530A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2440024C2 publication Critical patent/RU2440024C2/en

Links

Landscapes

  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention is related to physiology and medicine. Electroencephalography (EEG) is preceded by measuring alpha band and beta band wave amplitude in quiet breathing and in breath holding. The brain response to hypoxia is measured by formula: RH=(EEG2 - EEG1)/EEG1*100, where RH is the response to hypoxia, %, EEG1 is the wave amplitude in quiet breathing, mkV, EEG2 is the wave amplitude in breath holding, mkV, 100 is a data conversion constant, %.
EFFECT: method extends the range of products for testing the brain response to hypoxia.
1 tbl

Description

Изобретение относится к физиологии и медицине, в частности к функциональной диагностике, и может быть использовано при оценке общего состояния человека в условиях нормы и патологии.The invention relates to physiology and medicine, in particular to functional diagnostics, and can be used to assess the general condition of a person under normal and pathological conditions.

Реакция на гипоксию обусловлена большой зависимостью головного мозга от доставки кислорода. Известно, что у взрослого человека, для поддержания нормальной жизнедеятельности, головной мозг использует до 20% кислорода, потребляемого организмом [1]. Задержка доставки кислорода (гипоксия) сопровождается реакцией головного мозга в виде изменений его электрической активности, регистрируемой с помощью электроэнцефалографии.The reaction to hypoxia is due to the large dependence of the brain on oxygen delivery. It is known that in an adult, to maintain normal life, the brain uses up to 20% of the oxygen consumed by the body [1]. Delayed oxygen delivery (hypoxia) is accompanied by a reaction of the brain in the form of changes in its electrical activity, recorded using electroencephalography.

Известен способ исследования реакции головного мозга человека на гипоксию путем электроэнцефалографии [2].A known method of studying the reaction of the human brain to hypoxia by electroencephalography [2].

В соответствии с известным способом исследуется состояние ЭЭГ человека-оператора при острой гипоксии. Недостаток известного способа заключается в том, что используется ситуация, при которой человек в течение рабочей смены подвергается нервно-психическим перегрузкам, которые могут привести к развитию острой нехватки кислорода, отчего гипоксия приобретает патологический характер.In accordance with a known method, the state of an EEG of a human operator is studied in acute hypoxia. The disadvantage of this method is that it uses a situation in which a person undergoes psychological stress during the work shift, which can lead to the development of an acute lack of oxygen, which makes hypoxia pathological.

Известен также способ исследования реакции головного мозга человека на гипоксию путем электроэнцефалографии [3].There is also a method of studying the reaction of the human brain to hypoxia by electroencephalography [3].

В соответствии с известным способом испытуемый в течение 15 мин дышит через специальную маску газовой смесью с содержанием кислорода 8%.In accordance with the known method, the subject breathes for 15 minutes through a special mask with a gas mixture with an oxygen content of 8%.

Недостаток известного способа заключается в том, что применяется заранее приготовленная газовая смесь с 8% содержания кислорода, масочный метод и время записи ЭЭГ до 15 мин.The disadvantage of this method is that it uses a pre-prepared gas mixture with 8% oxygen content, the mask method and the EEG recording time of up to 15 minutes

Предложенный способ исследования реакции головного мозга человека на гипоксию отличается тем, что испытуемый задерживает дыхание на вдохе в течение удобного для него времени, которое длится у взрослого человека без специальной тренировки в пределах 2 мин. Это время в 7 раз короче, чем по способу [3] и в сотни раз короче, чем по способу [2]. Не требуется приготовления газовой смеси, не возникает клиническое состояние, т.к. сам испытуемый контролирует удобную для него продолжительность задержки дыхания. Запись ЭЭГ ведется при спокойном дыхании испытуемого и во время задержки дыхания.The proposed method for studying the reaction of the human brain to hypoxia is characterized in that the subject holds his breath on inhalation for a time convenient for him, which lasts for an adult without special training within 2 minutes. This time is 7 times shorter than by the method [3] and hundreds of times shorter than by the method [2]. There is no need to prepare a gas mixture, a clinical condition does not occur, because the subject himself controls the length of breath holding convenient for him. EEG recording is carried out with calm breathing of the subject and during breath holding.

Реакция головного мозга человека на гипоксию в соответствии с предлагаемым способом определяется по формуле.The reaction of the human brain to hypoxia in accordance with the proposed method is determined by the formula.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Испытуемому после предварительной гипервентиляции (трех максимальных вдохов и выдохов) предлагается определить время, в течение которого он способен задерживать дыхание на вдохе. Затем начинается запись ЭЭГ, во время которой испытуемый спокойно дышит, а затем задерживает дыхание на максимальном вдохе. Исследование реакции головного мозга человека на гипоксию ведется по формуле:The proposed method is implemented as follows. After preliminary hyperventilation (three maximum breaths and exhalations), the subject is asked to determine the time during which he is able to hold his breath on inhalation. Then begins the EEG recording, during which the subject breathes calmly, and then holds his breath for maximum breath. The study of the reaction of the human brain to hypoxia is carried out according to the formula:

РГ=(ЭЭГ2-ЭЭГ1)/ЭЭГ1*100,RG = (EEG 2 -EEG 1 ) / EEG 1 * 100,

где РГ - реакция на гипоксию, %,where RG is the reaction to hypoxia,%,

ЭЭГ1 - амплитуда волн при спокойном дыхании, мкВ,EEG 1 - the amplitude of the waves with calm breathing, μV,

ЭЭГ2 - амплитуда волн при задержке дыхания, мкВ,EEG 2 - the amplitude of the waves during breath holding, μV,

100 - коэффициент для пересчета данных, %.100 - coefficient for data conversion,%.

Протокол результатов приведен в таблице.The results protocol is shown in the table.

Испыту-
емый
The test
being
Возраст,
годы
Age,
years
Масса тела,
кг
Body mass,
kg
Рост,
см
Height,
cm
Задержка
исходная,
с
Delay
source
from
Амплитуда волн в альфа-диапазоне, мкВThe amplitude of the waves in the alpha range, μV Амплитуда волн в бета-диапазоне, мкВThe amplitude of the waves in the beta range, μV
ФонBackground ЗадержкаDelay Измене-
ния, %
Change-
%
ФонBackground ЗадержкаDelay Изменения, %% Changes
КTO 2222 4545 152152 6565 9494 3939 58,558.5 4141 7272 43,143.1 ЛL 2222 5959 176176 4545 8484 5656 33,333.3 3939 6161 36,136.1 ЦTs 2323 5454 168168 5555 8787 4545 48,348.3 3838 6666 42,442,4

Как видно из таблицы, индивидуальная реакция головного мозга на гипоксию по показателям ЭЭГ различается у испытуемых в 1,5-2 раза. При этом задержка дыхания на вдохе приводит, как видно из протокола (таблица), к снижению на 33-58% амплитуд волн в альфа-диапазоне и к увеличению на 36-43% волн в бета-диапазоне.As can be seen from the table, the individual reaction of the brain to hypoxia in terms of EEG differs in the subjects by 1.5-2 times. At the same time, breath holding on inspiration leads, as can be seen from the protocol (table), to a decrease of 33-58% of the wave amplitudes in the alpha range and to an increase of 36-43% of waves in the beta range.

Источники информацииInformation sources

1. Физиология человека. Под. ред. Г.И.Косицкого. М.: Медицина. 1985. 420 С.1. Human physiology. Under. ed. G.I.Kositsky. M .: Medicine. 1985.420 s.

2. Шеховцев И.К., Шпатенко В.М., Тимофеева Т.В. Изменение электроэнцефалограммы человека-оператора при острой гипоксии // Нур. Med. J. 1997. v.5, N1, p.11-13.2. Shekhovtsev I.K., Shpatenko V.M., Timofeeva T.V. Change in the electroencephalogram of a human operator in acute hypoxia // Nur. Med. J. 1997. v.5, N1, p. 11-13.

3. Бурых Э.А. Взаимосвязь изменений локальных и пространственно-временных спектральных характеристик ЭЭГ при гипоксическом воздействии у человека // Рос. физиол. ж. 2005. Т.91. №11, с.1260-1279.3. Brown E.A. The relationship of changes in local and spatio-temporal spectral characteristics of EEG under hypoxic exposure in humans // Ros. fiziol. g. 2005.V. 91. No. 11, p. 1260-1279.

Claims (1)

Способ исследования реакции головного мозга человека на гипоксию путем электроэнцефалографии (ЭЭГ), отличающийся тем, что предварительно измеряют амплитуду волн альфа-диапазона или бета-диапазона ЭЭГ при спокойном дыхании и при задержке дыхания на вдохе, а реакцию головного мозга на гипоксию исследуют по формуле:
РГ=(ЭЭГ2-ЭЭГ1)/ЭЭГ1·100,
где РГ - реакция на гипоксию, %;
ЭЭГ1 - амплитуда волн при спокойном дыхании, мкВ;
ЭЭГ2 - амплитуда волн при задержке дыхания, мкВ;
100 - коэффициент для пересчета данных, %.
A method for studying the reaction of the human brain to hypoxia by electroencephalography (EEG), characterized in that the amplitude of the alpha or beta waves of the EEG is measured first with calm breathing and breath holding on inspiration, and the brain response to hypoxia is studied by the formula:
RG = (EEG 2 -EEG 1 ) / EEG 1 · 100,
where RG is the reaction to hypoxia,%;
EEG 1 - wave amplitude with calm breathing, μV;
EEG 2 - the amplitude of the waves when holding the breath, µV;
100 - coefficient for data conversion,%.
RU2010114530/14A 2010-04-12 2010-04-12 Method of testing human brain response to hypoxia RU2440024C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010114530/14A RU2440024C2 (en) 2010-04-12 2010-04-12 Method of testing human brain response to hypoxia

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010114530/14A RU2440024C2 (en) 2010-04-12 2010-04-12 Method of testing human brain response to hypoxia

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010114530A RU2010114530A (en) 2011-11-27
RU2440024C2 true RU2440024C2 (en) 2012-01-20

Family

ID=45317328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010114530/14A RU2440024C2 (en) 2010-04-12 2010-04-12 Method of testing human brain response to hypoxia

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2440024C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2559414C1 (en) * 2014-08-27 2015-08-10 Юрий Александрович Кукушкин Method for identifying dangerous hypoxic state

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114594852B (en) * 2020-12-07 2025-04-29 北京小米移动软件有限公司 Electronic device control method and device, electronic device and storage medium

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2218072C1 (en) * 2002-04-23 2003-12-10 Гора Елена Петровна Method for biologically controlling functional state of human organism
EP1009989B1 (en) * 1997-06-10 2006-04-12 Brainz Instruments Limited Brain rescue instrument and method
RU2314747C2 (en) * 2006-02-14 2008-01-20 ГУ Научно-исследовательский институт кардиологии Томского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (ГУ НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН) Method for detecting cerebral resistance to hypoxia

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1009989B1 (en) * 1997-06-10 2006-04-12 Brainz Instruments Limited Brain rescue instrument and method
RU2218072C1 (en) * 2002-04-23 2003-12-10 Гора Елена Петровна Method for biologically controlling functional state of human organism
RU2314747C2 (en) * 2006-02-14 2008-01-20 ГУ Научно-исследовательский институт кардиологии Томского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (ГУ НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН) Method for detecting cerebral resistance to hypoxia

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БУРЫХ Э.А. Взаимосвязь изменений локальных и пространственно-временных характеристик ЭЭГ при гипоксическом воздействии у человека. - Росс. Физиолог. Журнал, 2005, 91, 11, с.11-13. *
СОРОКО С.И. и др. ЭЭГ-маркеры нарушения системной деятельности мозга при гипоксии. - Физиология человека, 2007, 33, 5, с.39-53. LEE Y.C. et al. Accuracy of clinical signs, SEP, and EEG in predicting outcome of hypoxic coma: a meta-analysis. Neurology. 2010 Feb 16; 74(7):572-80. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2559414C1 (en) * 2014-08-27 2015-08-10 Юрий Александрович Кукушкин Method for identifying dangerous hypoxic state

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010114530A (en) 2011-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12383194B2 (en) Depth of consciousness monitor
Faye et al. Newborn infant pain assessment using heart rate variability analysis
Hardy et al. Sympathetic and blood pressure responses to voluntary apnea are augmented by hypoxemia
AU2010282150A1 (en) Anaesthesia and consciousness depth monitoring system
Bloch-Salisbury et al. Acute changes in carbon dioxide levels alter the electroencephalogram without affecting cognitive function
Poulin et al. Changes in cerebral blood flow during and after 48 h of both isocapnic and poikilocapnic hypoxia in humans
Brandimore et al. Respiratory kinematic and airflow differences between reflex and voluntary cough in healthy young adults
Kossowsky et al. Responses to voluntary hyperventilation in children with separation anxiety disorder: Implications for the link to panic disorder
Puthon et al. Effect of ageing on hypoxic exercise cardiorespiratory, muscle and cerebral oxygenation responses in healthy humans
Goldschmied et al. Effects of slow-wave activity on mood disturbance in major depressive disorder
Ali et al. Antenatal substance misuse and smoking and newborn hypoxic challenge response
Tank et al. Effect of acute ozone induced airway inflammation on human sympathetic nerve traffic: a randomized, placebo controlled, crossover study
RU2440024C2 (en) Method of testing human brain response to hypoxia
Akins et al. Young, non‐Hispanic Black men and women exhibit divergent peripheral and cerebral vascular reactivity
Al‐Hathlol et al. A study of breathing pattern and ventilation in newborn infants and adult subjects
MEYER et al. Arterial oxygen saturation and alveolar carbon dioxide during electroencephalography: I. Comparison of hyperventilation and induced hypoxia in subjects without brain disease
OTTO et al. Differences in quantitated electroencephalographic variables during surgical stimulation of horses anesthetized with isoflurane
Beckerman et al. Brain-stem auditory response in Ondine's syndrome
Yoon et al. Electroencephalography and Anesthetic Depth in Children Under 2 Years of Age: A Prospective Observational Study
Chardon et al. Effects of warm and cool thermal conditions on ventilatory responses to hyperoxic test in neonates
Johnston et al. Repetitive hypoxia rapidly depresses cardio-respiratory responses during active sleep but not quiet sleep in the newborn lamb
Aldrete-Cortez et al. Fetal growth restriction: From Polyvagal theory to developmental impairments?
Querido et al. Cerebrovascular response to CO2 following 10 days of intermittent hypoxia in humans
Sunaga et al. Auditory brainstem responses in congenital heart disease
Wang et al. Design of wireless multi-parameter monitoring system for oral feeding of premature infants

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120413