Mjerni sustav za intraoperacijski nadzor neurofizioloških funkcija

doctoral thesis

• Title (english): Measurement System for Neurophysiological Functions Monitoring
• Author: Igor Krois
• Mentor: Stanko Tonković (mentor)
• Committee member: Petar Biljanović (član povjerenstva)
• Committee member: Stanko Tonković (član povjerenstva)
• Committee member: Marija Šoštarko (član povjerenstva)
• Committee member: Željko Butković (član povjerenstva)
• Committee member: Zoran Stare (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; (Department of Electronics, Microelectronics, Computer and Intelligent Systems); Zagreb
• Defense date and country: 2001-07-05, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering; Electronics
• Universal decimal classification (UDC): 621.3 - Electrical engineering

Abstract

U radu je opisana realizacija sustava kojim se ubrzava snimanje intraoperacijskih evociranih potencijala. Ubrzavanje snimanja intraoperacijskih evociranih potencijala ima veliku dijagnostičko-terapijsku važnost prilikom neurokirurških zahvata. Kritični parametar kod snimanja evociranih potencijala o kojem ovisi učinkovitost nadzora je vrijeme, koje protekne od promjene u izgledu evociranih potencijala do njene detekcije, a temeljni problem kod snimanja je visoka razina smetnji, koje postoje za vrijeme kirurškog zahvata. Kod danas dostupnih izvedbi uređaja, te smetnje dovode pojačalo u zasićenje, onemogućavajući tako snimanje evociranih potencijala. Konstrukcija mjernog sustava je stoga podređena skraćivanju tog vremena. U tom cilju napravljena je analiza mjernog sustava, vrsta smetnji koje se javljaju kod operacijskih zahvata, te prenosnih puteva preko kojih se one prenose u mjerni sustav. Temeljem te analize uočeni su kritični parametri sustava (ulazna impedancija, faktor potiskivanja i šum) i određene vrijednosti, koje oni moraju dosegnuti kako bi sustav mogao uspješno funkcionirati u uvjetima operacijskih zahvata. Prikazana je detaljna razrada konstrukcije pojedinih dijelova sustava te je pokazano na koji način i u kojoj mjeri njihove karakteristike utječu na dostizanje zacrtanih karakteristika cijelog sustava. Temeljem analize svojstava smetnji, koje se pojavljuju u isprekidanim intervalima za vrijeme operacijskog zahvata, te činjenice da je konstrukcijskim zahvatima moguće skratiti vrijeme trajanja zasićenja pojačala, predložena je nova metodologija snimanja evociranih potencijala. Nova metodologija omogućava iskorištavanje pauzi između pojavljivanja smetnji na način da se okidanje stimulatora, pa time i početak snimanja sekvence evociranih potencijala, iniciraju tek kada nema smetnji i pojačalo nije u zasićenju. Mjerenjem u stvarnim uvjetima pokazano je da se predloženim sklopovskim rješenjem može postići skraćenje trajanja snimanja od 2,5 do 5 puta. Veličina skraćenja ovisi o vrsti evociranih potencijala koji se snimaju. Ta ovisnost proizlazi kao posljedica različitog trajanja sekvence evociranih potencijala te prosječnog trajanja pauze u kojoj se ona može snimiti.

Abstract (english)

Realisation of the system for faster recording of intraoperative evoked potentials was described in the thesis. Faster recording of intraoperative evoked potentials has huge diagnostic and therapeutic importance during neurosurgical procedures. Crucial parameter in an evoked potential recording on which efficient monitoring depends is the time interval between evoked potential change and notice of this change. The main problem that lengthened this interval is high level of noise present during surgical procedure. This level of noise will saturate standard equipment’s amplifiers and making recording of evoked potentials impossible. A shortening of time interval between change of an evoked potential and its notice was chosen as the primary design goal. The thorough analysis of various noise types and possible paths of interference into recording system was made. Based on this analysis critical parameters of the system were recognised (input impedance, common mode rejection ratio and amplifier noise). Necessary level of performance for each parameter is established which will assure that complete system performance goals will be reached. Detailed analysis of each system parts was presented along with the description of dependencies between their and system characteristics. Based on the noticed interval occurrence of noise during surgical procedure and the fact that is possible to shortened amplifier saturation by means of additional circuits, new method of recording is proposed. New method of recording enables using of time intervals between noise occurrence by synchronisation between amplifier and stimulator. Trigger impulses are generated only if there are no excessive noise on an amplifier’s output and it is not saturated. Measurements in an operating room were revealed that the new method of recording can shorten time interval between evoked potential change and notion of this change between 2,5 and 5 times. Enhancement depends on the type of an evoked potential that is recorded. Difference come from the different length of time window of an evoked potential and the pause between occurrences of noise.

• Keywords: Intraoperacijski nadzor; neurofiziološke funkcije; evocirani potencijali; skraćenje trajanja snimanja; ulazna impedancija; faktor potiskivanja; šum
• Keywords (english): Intraoperative monitoring; neurophysiology functions; evoked potentials; recording time shortening; input impedance; common mode rejection ratio; noise
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:378425
• Study programme: Title: Doctoral study programme "Electrical Engineering and Computing"; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti, po-dručje tehničkih znanosti (doktor/doktorica znanosti, po-dručje tehničkih znanosti)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2019-04-26 11:33:29