Studio delle modalità di gestione digitale dei biosegnali
Autore
Riccardo Addobbati - Politecnico di Milano - [1998]
Documenti
Abstract
Il corpo umano fa largo uso di segnali elettrici per veicolare informazioni lungo il corpo umano.
Questi segnali sono generalmente trasmessi dai nervi mediante l’attivazione di un potenziale d’azione. Questo potenziale d’azione è essenzialmente un rapido cambiamento nel gradiente di concentrazione di vari ioni. Ciò produce una scossa elettrica il cui impulso attraversa tutta la cellula nervosa. Il potenziale a riposo di una cellula è approssimativamente –70 mV e può raggiungere i +35 mV al momento della scossa. Poi ritorna rapidamente al suo valore a riposo mediante il meccanismo d’azione dell’ATP e degli ioni.
L’elettroencefalogramma, ad esempio, è il tracciato dei segnali elettrici rilevati da elettrodi posizionati sulla superficie dell’ encefalo. Gli elettrodi nell’EEG, comunque, misurano i potenziali postsinaptici dei neuroni nel cervello invece che la trasmissione del segnale elettrico vero e proprio.
I segnali elettrici, o biosegnali, sono anche sfruttati nelle cellule muscolari. Nell’elettrocardiogramma ad esempio si misura la depolarizzazione delle cellule muscolari del cuore. Questo segnale comunque viene trasmesso attraverso il gap esistente tra le cellule muscolari, all’interno di una stessa fibra muscolare, invece che attraverso i neuroni.
L’importanza di questi segnali biologici risiede nel tipo di informazione che trasportano e che è fondamentale per la comprensione di complessi meccanismi patofisiologici che caratterizzano il comportamento dei sistemi viventi. Tuttavia, tale informazione non è direttamente disponibile o interpretabile dal semplice segnale registrato. In generale, il segnale può essere mascherato da tutta una serie di rumori o interferenze aggiuntive dovute al metodo di rilevazione (effetti esogeni) oppure questi segnali possono interferire l’un l’altro quando vengono eseguite le misurazioni. Ciò è particolarmente vero se le misure per un tipo di segnale vengono condotte attraverso una regione del corpo già generatrice di un altro tipo di segnale elettrico (effetti endogeni).
Per tali ragioni, si rendono necessarie alcune operazioni addizionali per isolare l’informazione più importante e poter estrarre da essa i parametri che quantificano il comportamento del sistema in esame e che ne definiscono il grado della patologia....
Questi segnali sono generalmente trasmessi dai nervi mediante l’attivazione di un potenziale d’azione. Questo potenziale d’azione è essenzialmente un rapido cambiamento nel gradiente di concentrazione di vari ioni. Ciò produce una scossa elettrica il cui impulso attraversa tutta la cellula nervosa. Il potenziale a riposo di una cellula è approssimativamente –70 mV e può raggiungere i +35 mV al momento della scossa. Poi ritorna rapidamente al suo valore a riposo mediante il meccanismo d’azione dell’ATP e degli ioni.
L’elettroencefalogramma, ad esempio, è il tracciato dei segnali elettrici rilevati da elettrodi posizionati sulla superficie dell’ encefalo. Gli elettrodi nell’EEG, comunque, misurano i potenziali postsinaptici dei neuroni nel cervello invece che la trasmissione del segnale elettrico vero e proprio.
I segnali elettrici, o biosegnali, sono anche sfruttati nelle cellule muscolari. Nell’elettrocardiogramma ad esempio si misura la depolarizzazione delle cellule muscolari del cuore. Questo segnale comunque viene trasmesso attraverso il gap esistente tra le cellule muscolari, all’interno di una stessa fibra muscolare, invece che attraverso i neuroni.
L’importanza di questi segnali biologici risiede nel tipo di informazione che trasportano e che è fondamentale per la comprensione di complessi meccanismi patofisiologici che caratterizzano il comportamento dei sistemi viventi. Tuttavia, tale informazione non è direttamente disponibile o interpretabile dal semplice segnale registrato. In generale, il segnale può essere mascherato da tutta una serie di rumori o interferenze aggiuntive dovute al metodo di rilevazione (effetti esogeni) oppure questi segnali possono interferire l’un l’altro quando vengono eseguite le misurazioni. Ciò è particolarmente vero se le misure per un tipo di segnale vengono condotte attraverso una regione del corpo già generatrice di un altro tipo di segnale elettrico (effetti endogeni).
Per tali ragioni, si rendono necessarie alcune operazioni addizionali per isolare l’informazione più importante e poter estrarre da essa i parametri che quantificano il comportamento del sistema in esame e che ne definiscono il grado della patologia....
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