RU2440024C2 - Method of testing human brain response to hypoxia - Google Patents
Method of testing human brain response to hypoxia Download PDFInfo
- 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
Links
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 title claims abstract description 14
- 230000020874 response to hypoxia Effects 0.000 title claims abstract 5
- 238000010998 test method Methods 0.000 title 1
- 238000000537 electroencephalography Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 206010006322 Breath holding Diseases 0.000 claims abstract description 7
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 claims abstract description 6
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 claims description 14
- 230000007954 hypoxia Effects 0.000 claims description 13
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 208000000122 hyperventilation Diseases 0.000 description 1
- 230000000870 hyperventilation Effects 0.000 description 1
- 230000001146 hypoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
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.
емыйThe test
being
годыAge,
years
кгBody mass,
kg
смHeight,
cm
исходная,
сDelay
source
from
ния, %Change-
%
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)
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,%.
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)
| 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)
| 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)
| 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 |
-
2010
- 2010-04-12 RU RU2010114530/14A patent/RU2440024C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| 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)
| 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)
| 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 |