Физиологические помехи. 
Медицинская электроника: основы биотелеметрии

Так как все органы и ткани организма способны генерировать биопотенциалы, то вследствие многосвязности биосистем возможны мешающие воздействия одних параметров на другие. Причем это влияние может быть настолько сильным, что регистрируемый сигнал полностью подавляется помехами, создаваемыми другими органами и системами организма. Так, например, мышечные потенциалы могут служить артефактами для ЭЭГ; кожные потенциалы и ЭКГ — артефактами для ЭМГ и т. д. Характерно, что мешающее воздействие тех или иных потенциалов зависит от психофизиологического состояния исследуемого объекта и не поддается систематическому учету. Борьба с помехами этого типа представляет наибольшую трудность. Кроме того, вследствие относительно высокой электропроводности тканей возможно взаимное влияние отдельных каналов БТМС через биообъект.

Поле физиологических помех можно классифицировать по различным признакам; важнейшие из них: источники возникновения помех, их статистика и характер взаимодействия с измеряемым полем. Источниками возникновения физиологических помех являются все органы и ткани, не входящие непосредственно в исследуемую структуру. Проблема выделения исследуемой структуры из системы физиологически связанных подсистем организма решается физиологом в рамках принятой физиологической модели. Поля этих источников обычно содержат как информационную компоненту, так и различные биологические «шумы» (шумы тканей, концевых пластин и т. д.).

Статистика полей помех определяется статистическими характеристиками источников и видом пространственно-временного оператора А, отображающего первичное поле x_N в поле помех N, накладывающееся на измеряемый сигнал. Учитывая наличие огромного числа источников микрополей и шумовых потенциалов, результирующее поле последних во многих случаях можно считать гауссовским. Гауссовская аппроксимация может оказаться достаточно точной и для результирующих полей независимых источников других типов при условии, что вклад каждого из них в результирующее поле невелик, а пространственно-временной оператор, А имеет ограниченную пространственно-временную характеристику (см.§ 2.3). Вместе с тем мешающие источники могут создавать поля с существенно отличной от гауссовской статистикой, например поле биопотенциалов сердца, поле фоновой активности нейронов в коленчатом теле и ретикулярной формации [111, 112] и др. Так, импульсная активность многих нейронных структур хорошо согласуется с пуассоновским распределением, законами Эрланга, Вейбулла и Лапласа (см. § 2.4).

Характер взаимодействия поля помех с исследуемым полем в точках измерения определяется видом пространственно-временного оператора А, характеризующего свойства биосреды. Так, для линейного пространственновременного оператора обычно имеет место аддитивный характер взаимодействия полей сигнала л (г) и помех:

где Л.(г) — аддитивная смесь сигнала и помехи; N (г) — поле помех в точке измерения г (г = (t, R) — вектор времени t и пространственных координат R = (х, у, z) (см. § 2.3)). Для нелинейного пространственно-временного оператора взаимодействие помех может быть как аддитивным, так и мультипликативным [34].

Отличительное свойство помех физиологического происхождения — их многомерность, т. е. они могут быть сосредоточены по времени, частоте и пространству. Поэтому борьба с помехами данного типа представляет большие трудности и является одной из центральных проблем биотелеметрии.