Component
2.5.5Các đặc điểm tiến hành đo lờng y-sinh
Các phân tích ở trên cho phép hình thành các đặc điểm tiến hành đo lờng y-sinh để phân biệt với các kiểu đo lờng khác. Các đặc điểm đo lờng y-sinh xuất phát từ các đặc điểm của đối tợng sinh học trong vai trò là ĐTKS và mục đích đánh giá các chỉ tiêu y-sinh để mô tả trạng thái của cơ thể. Từ đây, tiến hành đo lờng y-sinh có những đặc điểm sau:
1).Tính đa dạng của các chỉ tiêu y-sinh
Trạng thái cơ thể đợc mô tả bởi rất nhiều các chỉ tiêu đặc trng cho các biểu hiện khác nhau của hoạt động sống nh sinh lý, hóa sinh, tâm lý. Đối với các nhóm chỉ tiêu khác nhau ngời ta sử dụng các phơng pháp khác nhau về nguyên lý.
Các chỉ tiêu sinh lý: yêu cầu cần phải đấu nối TBBĐ trực tiếp vào cơ thể khảo sát, do đó xâm phạm tính nguyên vẹn của cơ thể hoặc tiến trình nghiên cứụ
Các chỉ tiêu hóa sinh: có thể đợc đánh giá mà không cần tiếp xúc trực tiếp với cơ thể - bằng cách nghiên cứu các mẫu thử lấy từ môi trờng bên trong cơ thể. Các tham số của môi trờng bên trong mang nhiều thông tin chẩn đoán quan trọng về trạng thái cơ thể bổ sung cho các dữ liệu của các khảo sát sinh lý. Do đó bắt buộc phải sử dụng các phơng pháp phân tích trong khảo sát mẫu thử lấy từ môi trờng bên trong cơ thể. Tuy nhiên các tính chất của mẫu thử sau khi lấy ra khỏi cơ thể thờng bị thay đổi nhanh chóng nên giảm tính xác thực của phép đọ Vì vậy các phơng pháp này đòi hỏi các biện pháp đặc biệt để bảo vệ mẫu thử và tiến hành đo đạc trong thời gian ngắn nhất để không đánh mất “dấu ấn” của trạng thái cơ thể trong các đặc trng của mẫu thử.
Các chỉ tiêu tâm lý học nói chung không thể đo đợc trực tiếp. Chúng chỉ có thể đợc đánh giá gián tiếp thông qua sự thay đổi của các chỉ tiêu sinh lý hoặc theo các tham số hành vị
2).Các tính chất đặc thù và sự tơng quan của các tín hiệu sinh học mang thông tin về trạng thái đối tợng sinh học
Cùng một quá trình sinh lý có thể đợc phản ánh trong các quá trình vật lý và lý hóa khác nhau thông qua các trờng phát sinh khác nhaụ Nh vậy khi tiến hành đo l- ờng cùng một chỉ tiêu y-sinh nhng lại dựa vào các trờng phát sinh có bản chất vật lý khác nhau thì có thể nhận đợc các kết quả khác nhaụ Để phát hiện ra nguyên nhân của những sự khác nhau đó cần có sự thấu hiểu sâu sắc cơ chế hình thành các trờng phát sinh và quá trình đo lờng.
Trong phân tích tín hiệu có ý nghĩa to lớn là hình dạng của chúng (vì vậy nhiều chỉ tiêu phản ánh đặc trng của hình dạng nh biên độ và độ dài của các yếu tố hình dạng gồm các xung đột biến, các răng, chỗ thụt, quãng cách...), tốc độ tăng của tín hiệu, vị trí các điểm gãỵ.vv. Tuy nhiên tồn tại cả các tín hiệu dạng nhiễu mà để đánh giá chúng chỉ có thể sử dụng các phơng pháp đánh giá tham số tín hiệu ngẫu nhiên nh hàm phân bố, phơng sai, hệ số tơng quan..vv.
3).Trị số nhỏ của biên độ các tín hiệu sinh học
Sự phức tạp của việc thực hiện các đo lờng sinh học còn gắn liền với các trị số t- ơng đối nhỏ của biên độ các tín hiệu sinh học (ở một số trờng hợp là một vài phần
àV) trong điều kiện mức nhiễu cao xấp xỉ với biên độ tín hiệu (nhiễu nội bộ do các phân hệ thống gây nên và nhiễu cảm ứng từ môi trờng bên ngoài). Ví dụ, điện thế não là 10-6 V khi tỷ lệ tín/tạp là 10-3; cờng độ từ trờng của tim là 10-6 erxtec trên nền cờng độ từ trờng của quả đất là 1 erxtec. Đồng thời cần phải tính đến nhiều tín hiệu sinh học có dải biên độ động lớn tới 40ữ50dB.
4).Các đặc điểm của dải tần tín hiệu sinh học
Dải tần của phần lớn các tín hiệu khảo sát (ví dụ, đối với các phơng pháp thể tích đồ, trình tâm đồ..vv khi ghi điện thế đáp ứng, phản ứng điện dạ.vv) nằm trong vùng ngoại thấp tần cha có các phơng pháp tin cậy và phơng tiện đo lờng chính xác, thích hợp. Đối với một loạt các tín hiệu (ví dụ của các phơng pháp điện não đồ, điện cơ đồ..vv) phổ tần lại rất rộng từ phần trăm Hz tới hàng nghìn Hz cũng gây khó khăn khi khảo sát chúng.
5).Khó khăn trong xây dựng các quan hệ toán học chính xác giữa các tham số ghi đợc và chỉ tiêu y-sinh tơng ứng: các chỉ tiêu y-sinh đợc xác định bằng cách đo các tham số tín hiệu sinh học mà đến lợt mình lại liên quan tới các tham số của các trờng phát sinh.
6).Sự phổ biến rộng rãi các phơng pháp đo đạc gián tiếp
Trong thực tế y-sinh rất phổ biến các phơng pháp đo lờng gián tiếp, trong đó việc đánh giá các chỉ tiêu này lại đợc thực hiện thông qua phép đo các chỉ tiêu khác, do các phép đo trực tiếp ở mức vĩ mô hoặc vi mô là không khả thi vì vi phạm tính sinh lý của thí nghiệm. Đối với những phép đo nh vậy ngời ta sử dụng các tơng quan tính toán liên kết các chỉ tiêu khác nhaụ Độ chính xác của các đánh giá phụ thuộc vào độ chính xác của các tơng quan thiết lập giữa các chỉ tiêu và trong số đó phần lớn nhận đợc bằng con đờng thực nghiệm.
7).Sự cần thiết phải tính đến trình tự các thao tác trong lu đồ công nghệ thực hiện các khảo sát y-sinh
Các phép đo là một phần cấu thành lu đồ công nghệ khảo sát đối tợng sinh học và chỉ có phân tích chất lợng thực hiện tất cả các giai đoạn mới cho phép nhận đợc các kết quả có chất lợng, tạo điều kiện xây dựng các kết luận chẩn đoán xác thực. Tuy nhiên việc tính toán ảnh hởng của các thao tác khác nhau đối với độ chính xác đo lờng các chỉ tiêu y-sinh là không khả thị Để thực hiện đầy đủ và cẩn thận một
phân tích nh vậy còn cha soạn ra các cách thức, phơng pháp và tiêu chuẩn cho phép đánh giá ảnh hởng của các sai số phơng pháp đối với mọi tình huống có thể khi giải quyết các nhiệm vụ y-sinh khác nhaụ
8).Sự cần thiết phải tính đến các nguyên nhân khác nhau về bản chất vật lý trong việc xuất hiện các sai số đi kèm theo các đo lờng y-sinh
Khi đánh giá độ xác thực của các kết quả khảo sát y-sinh cần đặc biệt chú ý tới nguồn gốc sai số kèm theo các thí nghiệm với đối tợng sinh học. Do trong khảo sát sử dụng các phơng tiện kỹ thuật nên độ chính xác của các phép đo tất nhiên phụ thuộc vào sai số dụng cụ, nhng không phải chỉ có thế. ý nghĩa chủ yếu trong các khảo sát y-sinh lại là: các sai số phơng pháp thể hiện trong sự ảnh hởng lẫn nhau của đối tợng và phơng tiện kỹ thuật, trong sự thực hiện không chính xác phơng pháp thí nghiệm, trong sự thay đổi tính chất của đối tợng trong quá trình khảo sát và trong các nhiễu có nguồn gốc nội bộ..vv. Các yếu tố tâm sinh lý chiếm vị trí đặc biệt vì chúng làm xấu đi đáng kể kết quả khảo sát.
9).Sự hiện diện của các nguồn nhiễu và tiếng ồn
Quá trình đo đạc các chỉ tiêu y-sinh của bất kỳ hệ thống chức năng nào của cơ thể đều kèm theo các loại nhiễu và tiếng ồn liên quan tới hoạt động của các hệ thống. Ví dụ việc phân tích tín hiệu điện tâm đồ luôn bị kèm theo với các nhiễu cơ đồ, các sóng hô hấp và các quá trình cùng xảy ra đồng thờị Chất lợng ghi nhận các âm thanh và tiếng ồn của tim bị ảnh hởng bởi tiếng ồn của phổị.vv. Hơn nữa biên độ nhiễu lại xấp xỉ với tín hiệu hữu ích và phổ tần lại đan xen nhaụ
10).Sự cần thiết phải thực hiện một số lợng lớn các phép đo và sử dụng các ph- ơng pháp xử lý thống kê kết quả khảo sát
Nhiều chỉ tiêu sống của cơ thể thuộc loại đại lợng động học có giá trị thay đổi theo từng nhịp tim. Ngoài ra có một số chỉ tiêu phụ thuộc vào trạng thái hiện hành
của cơ thể, các tín hiệu bên ngoài, tuổi tác, đặc điểm cá nhân và nhiều yếu tố khác. Việc nhận đợc các đánh giá xác thực cho các chỉ tiêu trong những điều kiện nh vậy chỉ có thể nếu sử dụng các phơng pháp xử lý thống kê các phép đọ Mặt khác cũng cần lu ý là việc sử dụng phơng pháp thống kê tham số không phải lúc nào cũng khả thi và hợp lý. Chính vì vậy, để xử lý kết quả thí nghiệm y-sinh, ngoài các phơng pháp thống kê, các cách tiếp cận khác cũng đang đợc phát triển.
11).Yêu cầu độ nhậy cao của các thiết bị biến đổi
Việc đấu nối thiết bị biến đổi vào cơ thể xâm phạm vào các quá trình mà tham số của chúng cần đợc đọ Bản thân việc đo chỉ có thể dựa trên việc sử dụng năng l- ợng của trờng phát sinh lấy từ cơ thể. Đây chính là lý do của xu hớng tối thiểu hóa ảnh hởng của thiết bị biến đổi đối với các quá trình sinh lý đợc khảo sát.
Các đặc điểm nêu trên đợc phản ánh trong các phơng pháp sử dụng của tất cả các phơng tiện kỹ thuật phục vụ các khảo sát y-sinh.
Tóm lại, chơng này chủ yếu tìm hiểu các vấn cơ bản liên quan đến tín hiệu điện sinh học và đặc điểm đo lờng các chỉ tiêu y-sinh, làm cơ sở cho các phần tiếp theo nghiên cứu tổ chức hẹ thống thu thập số liệu y-sinh phục vụ cho chẩn đoán và điều trị. Sau đây sẽ đi tìm hiểu các vấn đề liên quan đến khía cạnh ứng dụng công nghệ COM để tổ chức chơng trình thu thập số liệu trong đo lờng y-sinh dựa trên card thu thập số liệu của hãng AXIOM và các thành phần nhị phân.
Chơng 3
ứng dụng công nghệ COM, OLE, ACTIVEX
xây dựng hệ thống thu thập số liệu đo lờng y-sinh 3.1 Hệ thống thu thập số liệu đo lờng y-sinh sử dụng máy tính