188846. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szívizom villamos mechanikai tulajdonságait jellemző paraméterek mérésére és azok statisztikai értékelésére és elrendezés az eljárás foganatosítására
1 188 846 2 A találmány tárgya eljárás szívizom villamos és mechanikai tulajdonságait jellemző paraméterek mérésére és azok statisztikai értékelésére és elrendezés az eljárás foganatosítására. A halálozási statisztikákban a szív- és érrendszeri betegségeknek vezető szerepük van, ezért ezek gyógyítására az orvostudomány nagy erőfeszítéseket tesz. A gyógyszerkutatás egyik igen fontos területe a szív működését befolyásoló gyógyszerek kidolgozása. A gyógyszerek hatásának laboratóriumi vizsgálatára egyéb módszerek mellett kipreparált és tápoldatban életben tartott szívizom darabokat használnak, amelyek működését, ill. a működésnek különböző gyógyszerek hatására történő változásait különböző, a preparátumból nyerhető villamos jelek kiértékelésével vizsgálják. E mérések végrehajtására használatos ismert berendezés vázlata a 4. ábrán látható. Az 1 jelforrásból 2 mérőátalakítón át érkező jeleket 3 jelrögzítőbe vezetik, a rögzített jeleket azután 4 mintavevő berendezéssel digitalizálják és 5 digitális számitógépen földolgozzák; az 5 digitális számítógép helyett 6 analóg vagy 7 hibrid számítógép is alkalmazható; bármelyik megoldásnál a számítógép a mérési 8 program által vezérelve végzi a kiértékelést. E módszer előnyei:- Többszörös ellenőrzés lehetősége a mért és átalakított mennyiségek valósághűségének ellenőrzésére ;- a rögzített jel módosított eljárásokkal újra földolgozható. Hátrányok ;- Hosszadalmas, sok berendezést és asszisztensi munkát igényel;- A többszöri jelátalakítás újabb zavarokkal terheli az általában amúgyis jelentős zavarokkal mért hasznos jelet ;- Több pontban nyílik lehetőség az önkényes döntésre, azaz a jelrögzítő által készített fölvétel vágására, amely ún. „tupírozott” kutatási eredményekhez vezet; ilyenekkel tele van a hazai és a külföldi szakirodalom. A fenti hátrányok kiküszöbölésére újabban olyan eljárások alkalmazására törekednek, amelyeknél a mérőátalakító közvetlenül a jelföldolgozó berendezés bemenetére csatlakozik, a mérés és jelföldolgozás önműködően történik, a kész eredményt pedig valamilyen terminálra — célszerűen pl. sornyomtatóra - kiírják. Itt tehát a jelrögzítést megelőzi a mikroprocesszorral vezéreit mintavételezés és a mintavételezett adatokat RAM-okban — író-olvasó memóriákban - tárolják. A mért adatok földolgozására a kívánt számú periódus mintavételezett adatainak rögzítése után kerül sor. Ilyen ismert berendezés vázlata az 5. ábrán látható. Az 1 jelforrás jele a 2 mérőátalakítón keresztül a pS mikroszámítógépbe kerül, amely A/D analóg/ digitális átalakítóból, továbbá pP mikroproceszszorból, RAM írható-olvasható memóriából, ROM csak olvasható memóriából, Ó óragenerátorből és KI kijelző és/vagy adatrögzítőkből áll. Az ilyen berendezések problémája az, hogy nagyon gyors - és ezért drága - A/D analóg-digitál átalakítóra, másrészt nagyon nagy memória kapacitásra, vagy ennek csökkentése érdekében igen bonyolult mintavételező eljárásra van szükség. A nehézségek közvetlenül láthatók az 1. ábrán bemutatott IAP görbe alapján. Ha a 100 ps hosszúságú Tde depolarizációs időn belül csupán 10 mintát veszünk, akkor 10 ps konverziós idejű D/A átalakítóra van szükség; az ilyen sürü mintavételezés minimális követelménynek tekinthető a differenciálhányadosnak differenciahányadossal való helyettesítése szempontjából. Ilyen sűrű és egyenközű mintavételezést alkalmazva csupán az. RT repolarízációs idő mintegy 500 ms tartamára az adatok tárolására 100 kbyte kapacitás szükséges. A RAM kapacitás lényeges csökkentésére nem egyenközű mintavételezést lehetne alkalmazni; ez azonban nagyon bonyolult, mert a mintavételezéssel egyidejűleg kell eldönteni, hogy melyik adat informatív és melyik nem. Könnyen lehetséges, hogy a jelenleg kereskedelmi forgalomban kapható mikroprocesszorok sebessége erre a feladatra nem is alkalmas, hiszen mint láttuk, a mintavételezés frekvenciája 100 kHz. A szokásos vizsgált jelek : IAP intracelluláris akció potenciál, az a feszültség, amely erre a célra kialakított mikroelektródnak a szívizom darab egy izomsejtébe történő bevezetésével nyerhető; EAP extracellularis akciós potenciál, amely egy másik elektróddal az izomsejteken kívül, a sejtek közötti térből nyerhető; mechanogratnm, amely a szívizom darabra erősített erő/feszültség átalakítóból kapott feszültség idődiagramja és a szívizom darab összehúzódásakor kifejtett kontrakciós erőre jellemző. E jelek külső stimuláló impulzusok nélkül, spontán működő szívizom darab esetén kvázi periodikus jelek, ami alatt azt értjük, hogy a PT periódusidő (ill. az f = — frekvencia), továbbá az egyes jelek paraméterei az egymás után következő periódusokban csupán keveset változnak. Az IAP görbe tipikus lefolyását az 1. ábrán mutatjuk be. Az f frekvenciának a gyakorlatban előforduló legnagyobb, ill. legkisebb értéke 5Hz, ill. 1Hz, az RP nyugalmi membrán potenciál tipikus értéke — 90.— 60 mV, az OS depolarizációs föllendülés tipikus értéke 0... + 20 mV, az APDW repolarizációs idő (az OS érték elérése után OS és RP értékek közötti amplitúdó 10 %-ának eléréséig mintegy 100...500 ms, a Tdc depolarizációs idő, amely az a., hajlásszöggel, vagy a Vmax = tg aa maximális depolarizációs meredekséggel is jellemezhető, mintegy 0,1... 1 ms. Az ábra vízszintes tengelye a t időtengely; APD50-eI jeleztük az 50 %-os repolarizációs időt. A vizsgálat folyamán mérni kell a fenti paramétereket, és minthogy a görbe csupán kvázi periodikus, több — maximálisan 100 — periódus mért értékeiből meg kell állapítani az átlagértékeket és az egyes mennyiségek szórását is. Az 1. ábra görbéje spontán működő szívizom darabon mérhető. Spontán működést nem mutató, kiilső stimuláló impulzusok hatására működő szívizom darab IAP görbéjét a 2. ábrán mutatjuk be, ahol a fölső görbe a stimuláló STI impulzusokat, az alsó az IAP változását mutatja. A mérés közben 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
