آزمایشگاه بیوالکتریک

معرفی آزمایشگاه بیوالکتریک

در ماموریت‌های فضایی سرنشین‌دار، نظارت بر سلامت موجود زنده امری بسیار مهم و حیاتی است. به این منظور، لازم است ابزارهایی برای اندازه‌گیری، ثبت، پایش و کنترل علایم حیاتی و محیط قرارگیری موجود زنده طراحی و ساخته شود، در این راستا در پژوهشگاه هوافضا آزمایشگاه مهندسی پزشکی- بیوالکتریک تجهیز و راه‌اندازی شده است.

آزمایشگاه بیوالکتریک پژوهشگاه هوافضا در سه حوزه فعالیت دارد که عبارتند از :

1. شبیه‌سازی علایم حیاتی

به منظور ارزیابی عملکرد سامانه‌های ثبت علایم حیاتی و محیطی و اطمینان از صحت کار آن‌ها نیاز به شبیه‌سازی سیگنال ورودی این دستگاه‌ها وجود دارد. به این منظور بخشی از آزمایشگاه بیوالکتریک به دستگاه‌های شبیه‌ساز استاندارد علائم حیاتی همچون ضربان قلب، نوار قلب با امکان ایجاد انواع آریتمی‌های قلبی، فشار خون غیر تهاجمی و نرخ تنفس تجهیز شده است.

2. پایش علایم حیاتی

به منظور مانیتورینگ وضعیت سلامتی موجود زنده از دستگاه های استاندارد مانیتورینگ پزشکی با قابلیت ردیابی همزمان نوار قلب، فشار خون(غیر تهاجمی)، دما، نرخ تنفس و درصد اشباع اکسیژن استفاده می شود. تعدادی از این دستگاه‌ها به منظور استفاده در شرایط خاص ماموریت های فضایی بازنگری و بازطراحی شده اند. 

3. ثبت علایم حیاتی و انجام تحقیقات بیوالکتریکی

 دستگاه‌های ثبت سیگنال به دو منظور طراحی می‌شوند؛ یک دستگاه‌های کلینیکی که مصارف پزشکی دارند و دو، دستگاه های تحقیقاتی که به منظور پژوهش استفاده می‌شود. پژوهشگاه هوافضا با در اختیار داشتن جدیدترین نسل از دستگاه‌های ثبت داده بیوالکتریکی تحقیقاتی از شرکت‌های معتبر بین‌المللی قابلیت ثبت همزمان 144 کانال داده بیوالکتریکی را دارد. بنابراین امکان ثبت و تحلیل داده‌های EEG (الکتروانسفالوگرافی) برای انجام مطالعات مغزی، ECG (الکتروکاردیوگرافی) برای مطالعات قلبی و عروقی، EMG (الکترومایوگرافی) برای مطالعه روی سیستم عضلانی، EOG (الکترواکولوگرافی) برای مطالعه در مورد چشم و بینایی وجود دارد. به علاوه با وجود سنسورهای ثبت حرکت اندام‌ها، اندازه‌گیری تعداد تنفس و ثبت شکل موج تنفس شکمی، دبی‌سنج برای ثبت تغییرات جریان اکسیژن، سنسور درصد اشباع اکسیژن در خون و  حسگرهای اندازه‌گیری مقاومت سطحی پوست برای ثبت تغییرات امپدانس پوست زمینه‌های تحقیقاتی فراوانی در رابطه با تنفس، استرس، بیومکانیک اندام‌ها و.. فراهم است.

از دیگر امکانات این آزمایشگاه در اختیار داشتن دستگاه‌های فرستنده/گیرنده و خوانشگر قابل حمل است که توانایی ثبت و ارسال EEG، ECG و EOG را در حین تحرک و راه رفتن با تکنولوژی بی‌سیم فراهم می‌کند.

 

پروژه‌های انجام شده در آزمایشگاه بیوالکتریک پژوهشگاه هوافضا

1. آموزش کاهش اضطراب با استفاده از محرک‌های سمعي بصري بازخوردیِ تنظیم‌شوندۀ متناسب با امواج مغزی

اضطراب آثار مخربی بر روح و جسم افراد بجا می‌گذارد. استرس علاوه بر اینکه زمینه را برای وقوع مرگ زودرس در اثر بیماری‌هایی نظیر سکته قلبی، ضعف سیستم ایمنی و اختلالات روحی فراهم می سازد با ایجاد اختلال در خواب، زنجیره ای از بیماری‌زایی را باعث می شود. خواب نامناسب، خود یکی از عواملی است که شخص را مستعد اضطراب و استرس می‌سازد. بنابراین چرخه معیوبی میان بی‌خوابی و استرس به وجود می‌آید که رفته رفته باعث کاهش کارایی جسمانی فرد می شود. در کوتاه مدت استرس با کاهش عملکرد افراد خسارت‌های هنگفتی در عرصه مشاغل خطیر به‌جا می گذارد. سامانه‌های بیوفیدبک و نوروفیدبک امروزه با شتاب روز افزونی در حال تبدیل شدن به ابزارهای تسهیل مدیتاسیون هستند. با پیوند تجربیات هزاران ساله تکنیکهای مراقبت ذهن شرقی و دستاوردهای تکنولوژیک علوم غربی، در عصر حاضر فرصتی تاریخی برای توانمندسازی بشر در مهار نقیصه‌های ساختار روانی‌اش فراهم شده است. در این راستا پروژه ای به نام " آموزش کاهش اضطراب با استفاده از محرک‌های سمعي بصري بازخوردیِ تنظیم‌شوندۀ متناسب با امواج مغزی" تعریف شد. هدف در این پروژه راه‌اندازی سامانه ای بود که با بازخورد علایم و سیگنالهای حیاتی مرتبط با استرس، مشخصا امواج مغزی، کاربران به سمت استراتژی ها و مهارتهای ذهنی سوق داده شوند که تاثیر آنها در کاهش استرس در مطالعات دیگر به اثبات رسیده است. تمرکز استراتژی در این پژوهش ابتدا افزایش امواج آلفا کاربران و سپس افزایش امواج بتای خوب کاربران بود. 

در این طرح پس از طراحی و بهینه‌سازی دستگاه‌های جانبی سامانه ثبت سیگنال‌های مغزی؛ آزمون بر روی تعدادی افراد سالم انجام گرفت تا کارایی سامانه و مطلوبیت آن بر اساس اطلاعات امواج مغزی و دیدگاه‌های استفاده‌کنندگان ارزیابی شود. آزمودنی ها به صورت داوطلب از میان همکاران پژوهشگاه هوافضا و نیز تعدادی از از خارج پژوهشگاه برای شرکت در مطالعه دعوت شدند. آزمودنی ها ابتدا در پنج جلسه نیم ساعته بازخورد امواج آلفا و سپس پنج جلسه بازخورد امواج بتا شرکت نمودند. 

در آلفا نوروفیدبک از فرد خواسته می شد تا به راحتی و آرامی بر روی تخت ویژه مجهز به سه موتور برای رسیدن به بهترین ارگونومی مستقر شده و در حالی‌که به پشت تکیه داده چشمان خود را بسته و عضلات خود را شل و آزاد نماید. از انجام تفکر سنگین و محاسبات ذهنی بپرهیزد و در عین حال که ذهنش را رها و آزاد می‌گذارد خود را در شرایط مثبت و رهاشدگی تجسم نموده و در ذهنش مناظر دلپذیری از طبیعت همچون امواج آب دریا، آبشار یا سبزه‌زارهای مفرح را از نظر بگذراند. از آنجا که در حین آزمایش چشم افراد بسته بود، بازخورد سطح امواج آلفا به صورت صوتی انجام گرفت. یک جنبه از نوآوری به کار گرفته شده در این روش استفاده از موسیقی به عنوان بازخورد صوتی بود. زیرا موسیقی‌های آرامش‌بخش به خودی خود به ایجاد آرامش و تمرکز کمک می نمایند.

اما نکته مهمی که در مورد این طرح وجود داشت این بود که از موسیقی‌هایی استفاده شد که با هدف تاثیرگذاری بر امواج مغزی طراحی شده بودند. موسیقی‌هایی که در بطن آهنگ دلپذیر ظاهریشان، تون‌های مهندسی شده‌ای داشتند. این موسیقی‌ها نیز فن‌آوری تولید مجزایی دارند. اعتقاد بر این بود که در دل آهنگی که درحال پخش است، پیام‌هایی درخصوص الگوی امواج مغزی کاربر گنجانده شود به این شرط که نباید روح و تداوم فضای احساسی ایجاد شده توسط موسیقی را خدشه دار نماید. از  میان گزینه‌های مختلفی که برای مطلع سازی کاربر مد نظر بود همچون تغییر سرعت پخش موسیقی و میزان بلندی صدا، افزایش یا کاهش بلندی آهنگ به عنوان متغیر وابسته به تغییر شدت امواج مغزی بکار گرفته شد.

برای آنکه بازخوردی متناسب با رفتار کاربر که منجر به افزایش امواج مورد نظر می‌شد به وی داده شود ، با توجه به این جنبه از روانشناسی موسیقی که سوژه از موسیقی دلپذیر لذت می برد، بلند شدن صدا به عنوان پاداش در ازای افزایش شدت امواج مغزی مطلوب تعریف شد و بالعکس با کاهش بلندی صدای موسیقی، فرد متوجه می‌شد که از شدت امواج مغزی مطلوب وی کاسته شده است و بلندی صدا را به عنوان سیگنالی تشویقی مد نظر داشت. این نحوه کار دستگاه از ویژگی منحصر به فردی در سطح جهانی برخوردار بوده و مشخصا با خلاقیت بومی پیاده سازی شد. در طول انجام پروژه بر روی آزمودنی ها تمامی آنان این شیوه بازخورد را تایید نمودند و به آسانی توانستند با سامانه ارتباط برقرار نمایند.

 

----

 

 

2. تحریک بصری افراد هنگام مشاهده طرح های ساختمانی متفاوت با هدف طراحی معماری

 در این آزمایش هدف بررسی تاثیر ساختار معماری های مختلف بر مغز افراد بوده است.

در این مطالعه طرح‌های  معماری مختلف با همکاری اساتید معماری  و متخصصان علوم شناختی تهیه شد. ابتدا از داوطلبان نوار مغزی ثبت میشد و سپس طرح‌های معماری مختلف طبق پروتکل خاصی  به نمایش در می آمد تاثیر این طرحها بر روی نوار مغز همزمان با تکنیک پتانسیل‌های برانگیخته ثبت می‌شد. این نتایج به صورت نقشه های مغزی ارائه میشد تا مشخص شود برای هر تصویر بصورت میانگین کدام بخش های مغز فعالتر می شود. 

 

 

خدمات قابل ارائه در آزمایشگاه بیوالکتریک پژوهشگاه هوافضا

با توجه به امکانات کم نظیر وتجهیزات پیشرفته و به‌روز این آزمایشگاه، خدمات زیر قابل ارائه است:

  • همکاری در انجام پروژه‌های تحقیقاتی و پژوهشی دانشجویان دانشگاه‌ها، بخش‌های خصوصی و دولتی و مراکز تحقیقاتی 
  • قابلیت برگزاری کارگاه‌های آموزشی پس از هماهنگی با معاونت پژوهشی و اخذ مجوزهای لازم

 

 

 

گالری تصاویر آزمایشگاه بیوالکتریک

Previous ◁ | ▷ Next

حاضرین در سایت

ما 35 مهمان و بدون عضو آنلاین داریم

شما اینجا هستید: صفحه ی اصلی آزمایشگاه بیوالکتریک