Bioinformatika va Biomexanika” fanidan amaliy ish 1 Mavzu: : Inson tanasidagi mavjud biosignallar turlari Guruh

O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL‑XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI

“Bioinformatika va Biomexanika” fanidan


AMALIY ISH - 1
Mavzu: : Inson tanasidagi mavjud biosignallar turlari
Guruh: BAB004-2
Bajardi: Egamkulov Hidoyatbek
Tekshirdi: Jo’rayev Umidjon


TOSHKENT-2022
Mavzu: Inson tanasidagi mavjud biosignallar turlari
Topshiriqlar:

1. 
   Biosignallar haqida ma’lumotlar to’plang.
   

Biosignallar turlari:
Birinchi guruh funktsional diagnostikasining biosignallari:
· Elektrokardiogramma;
· Elektroansefalogramma;
· Galvanik teri reaktsiyasi signali;
· Stabilografik signal;
· Nutq signali.
Ikkinchi guruh funktsional diagnostikasining biosignallari: ·
Reografik signal;
· Fotopletizmografik signal;
· Lazerli doppler oqim o'lchovi;
· Puls oksimetriyasi;
· Miya va bo'yin tomirlarining ultratovush tekshiruvi dopler.
Bioinformatika hozirgi kunda rivojlangan davlatlar ilmiy jamoatchiligi orasida tez-tez quloqqa chalinib turadigan atamalardan biriga aylanib bo’ldi. Vaholanki bir necha o’n yillar avval biologiya va informatikani bir-biridan alohida fan sifatida tushunar edik. Lekin buni qarangki biologiya va informatika fanlarining ham o’zaro kesishgan nuqtasi bor ekan. Ana shu nuqtada bioinformatika fani yuzaga kelgan.
Bioinformatika bu biologik ko’rsatkichlarni ifodalashda foydalaniladigan usullar va dasturlarni ishlab chiquvchi fan. Tadqiqotchi tomonidan biologiyaning biror sohasida tajribalar olib borgan sayin ushbu yo’nalishga oid biologik ma’lumotlar ko’lami ortib boraveradi. Bu esa ushbu ma’lumotlarni qo’lda analiz qilish imkonini qiyinlashtiradi. Xuddi mana shu yerda biolog axborot texnologiyalariga ehtiyoj seza boshlaydi. Biologik ko’rsatkichlarni kompyuter unga yuklangan dastur asosida hisoblaydi, guruhlarga ajratadi, analiz qiladi, qayta ishlaydi. Bu ishning aniq va qisqa vaqtda amalga oshirilishini ta’minlaydi.
Bioinformatika qayerda qo’llaniladi?
Hozirgi rivojlangan dunyoda alohida fanlar katta yutuqqa erisha olmaydi. Integratsiyalashgan fanlar yoki yo’nalishlar esa nisbatan ulkan natijalarga erisha oladi. Shu bois agar biolog o’z navbatida axborot texnologiyalaridan, dasturlash tillaridan xabardor bo’lsa, mehnat bozorida unga bo’lgan ehtiyojning yuqori bo’lishiga va o’z navbatida katta moliyaviy manbaga erishishiga sabab bo’ladi. Ayni vaqtda farmatsevtika, biotexnologiya, meditsina, biokimyo, biofizika, ekologiya, filogenetika, genetika kabi sohalarda bioinformatika fani va uning metodlariga bo’lgan talab kundan kunga ortib bormoqda. Hattoki klassik fanlardan hisoblangan sistematika, zoologiya, botanika fanlari ham so’nggi o’n yillikda bioinformatikaga tez-tez murojaat qilmoqda. Ayniqsa turlarni aniqlash borasida bioinformatika usullaridan keng foydalanilmoqda.
Qo’llaniladigan eng muhim sohalari
Ayni vaqtda bioinformatika biologiyaning juda ko’p sohalarida qo’llaniladi. Shulardan biri evolutsion biologiyadir. Evolutsion biologiya turlarning kelib chiqishi hamda uzoq vaqt mobaynida qanday shakllanishini tadqiq etadi. Bioinformatika quyidagi yo’nalishlarda evolutsion biologlarga yordam beradi:
— Ko’pgina organizmlar (tur sonining ahamiyati yo’q) DNK sidagi o’zgarishlarni o’rgangan holda ularni evolutsiya jarayonini o’rganishda;
— Butun boshli genomlarni solishtirishda (BLAST yordamida); bu esa evolutsion jarayonlarni yaxlit holatda o’rganish imkonini beradi.
— Populyatsiyalarning kompyuter modelini ishlab chiqishda; bu uzoq vaqt davomida ushbu biologik tizimdagi o’zgarishlar va o’ziga xoslik jarayonini o’rganish imkonini beradi.
— Juda ko’p turlar haqidagi ma’lumotlarni o’zida jamlagan maqolalarning yaratilishida.
Bioinformatika qo’llaniladigan eng mashhur dasturlar:
ACT – genom tahlilida qo’llaniladi.
Arlequin – populyatsion-genetik ma’lumotlarni tahlil etishda qo’llaniladi.
BLAST – nukleotidlar va aminokislotalar ketma-ketligi xalqaro bazasidan eng yaqin bo’lgan qarindosh tur ketma-ketlikni aniqlashda qo’llaniladi.
Clustal – ko’pgina nukleotid va aminokislotalar ketma-ketligini o’zaro o’xshashlarini aniqlab bir qatorga yig’ishda qo’llaniladi.
DnaSP – DNK ketma-ketligidagi polimorfizm holatini tahlil qilish uchun qo’llaniladi.
FigTree – filogenetik daraxtni tahrir qilishda foydalaniladi.
MEGA – molekulyar-evolutsion genetik tahlillarda foydalaniladi.
Bundan tashqari yuzlab dasturlar mavjud bo’lib, ular ushbu sohada faoliyat olib boruvchi tadqiqotchiga qulayliklarni yaratadi. Ushbu maqolani yozish davomida hisoblab ko’rsam men o’zim ayni vaqtdagi faoliyatim davomida deyarli kuni o’rtacha 6 ta mana shunday dasturlar bilan ishlatar ekanman.
Elektroansefalogramma (EEG) - bu miyaning bioelektrik faolligini qayd etish va baholash uchun ishlatiladigan test. Elektr potentsiali bemorning bosh qismida joylashgan elektrodlar orqali olinadi.
Yozuvlar EEG orqali harakatlanuvchi qog'ozga bosib chiqarilishi yoki monitorda ko'rish mumkin. Miyaning elektr faolligini asosiy dam olish, bedorlik yoki uxlash sharoitida o'lchash mumkin.
Teri-galvanik reaktsiya - Teri-galvanik reaktsiya (RAG) - ter bezlari faolligi tufayli terining yuzasiga o'rnatiladigan va orientatsiya refleksining tarkibiy qismi, organning hissiy reaktsiyasining bir qismi bo'lgan bioelektrik faollik ... Psixologik lug'at
galvanik terining reaktsiyasi - (sin: psixo-galvanik reaktsiya, galvanik-teri refleksi, psixo-galvanik refleks, Tarxanov fenomeni) potentsial farqning o'zgarishi va teri sirtining ikki qismi (masalan, palma va ... ... orasidagi elektr qarshiligining pasayishi). Katta tibbiy lug'at
Signal (lot. signum — belgi) — 1) axborot, maʼlumot va boshqalarni muayyan masofaga uzatish uchun ishlatiladigan shartli belgi. Mexanik, issiqlik, yorugʻlik (mas, sfetofor Si), elektr, elektromagnit, tovush va boshqa turlari boʻladi.Siganal ikki xil bo'ladi analog(vaqt boyicha uzluksiz) va raqamli(1(Ha) va 0(Yo'q))."S." tushunchasi kibernetika fanida aniq ifodalab berildi. Shunga koʻra, aniq bir hodisa toʻgʻrisidagi axborotni eltuvchi S. 4 tarkibiy qism birligidan iborat. Bular: S.ning fizik vositasi (eltuvchisi), S.ni ifodalash shakli (sintaksis); interpretatsiya mazmuni (semantika); ayni bir S.ga har xil maʼno berish qoidalari (pragmatika). S.larni oʻzgartirish va uzatishga oid umumiy qonuniyatlarni informatsiya nazariyasi oʻrganadi; 2) geodeziyaaa triangulyasiya punktlarida oʻrganiladigan yogoch yoki metall belgi (minora). Bir minoradagi S. ikkinchisidan koʻrinib turishi kerak. Joylarda burchak oʻlchash paytida teodolitni oʻrnatish va boshqa geodezik oʻlchash ishlari uchun qoʻllanadi .
REG reografik-biriktirma va yozib olish moslamasi yordamida amalga oshiriladi. Bola ko'zlarini yumgan holda orqa tomonida yotadi (tashqi ta'sirga ta'sir qilmaslik uchun). Frontal-mastoid abdüksiyonda (ichki karotis arteriyalarining hovuzida) elektrodlar frontal tubercles va mastoid jarayonlarga, oksipitomastoid abdüksiyonla (vertebral arteriyalar hovuzida) - mastoid jarayonlar va oksipital tuberclesga joylashtiriladi. Bir vaqtning o'zida EKGni standart qo'rg'oshin II va ikkita differentsial REGda yozib oling. Standart qarshilik kalibrlash signalining qiymati odatda 0,1 ohmga teng. Qog'oz lentasining tezligi 50 mm / s.
Fotopletizmografik signal:Bu fotopletizmografiya usuliga asoslangan analog sensordir - yurak aylanishining fazasiga qarab tomirlar orqali qon oqimining o'zgarishi tufayli o'lchov amalga oshiriladigan hududda (masalan, barmoq yoki quloqcha) qon hajmining optik zichligining o'zgarishi. Sensor yorug'lik manbai (yashil LED) va fotodetektorni (2-rasm) o'z ichiga oladi, kuchlanish yurak pulsatsiyasi paytida qon hajmiga qarab o'zgaradi. Ushbu grafik (fotopletizmografiya yoki BCP diagrammasi) shaklda ko'rsatilgan shaklga ega. 
Lazer (ing . laser; Light Amplifi cation by Stimulated Emission of Radiation — majburiy nurlanish yordamida yorugʻglikning kuchayishi maʼnosini anglatadigan soʻz birikmalarining bosh harflaridan olingan), optik kvant generator — ultrabinafsha, infraqizil va koʻzga koʻrinadigan soha diapozondagi nurlanishlarni hosil qiluvchi qurilma; kvant elektronikadagi asosiy qurilmalardan biri. Birinchi L. 1960 yilda yoqutda amerikalik olim T. Meyman tomonidan yaratilgan. Ishi atom va molekulalarning majburiy nurlanishiga asoslangan. L. har xil energiya (elektr, yorugʻlik, kimyoviy, issiklik va h.k.)ni optik diapozondagi kogerent elektromagnit nur energiyasiga aylantirib beradi. U 3 element — energiya manbai, aktiv muhit (modda), teskari bogʻlanishdan iborat (agar L. kogerent nurni kuchaytirish uchun xizmat qilsa, teskari boglanish zarur emas)
Doppler effekti (yoki Doppler siljishi), toʻlqin manbayi bilan oʻzaro nisbiy harakatlanayotgan kuzatuvchiga nisbatan toʻlqin chastotasi yoki toʻlqin uzunligining oʻzgarish hodisasi. Bu hodisani 1842-yilda avstriyalik fizik olim Christian Doppler tasvirlab bergan, va uning sharafiga bu hodisa "Doppler effekti" (Doppler taʼsiri) nomi bilan fanga kiritilgan.
Miya va bo'yin tomirlarining ultratovush tekshiruvi dopler:
Ultratovush tekshiruvi va miya tomirlarining Doppler tekshiruvi echoensephalografiyasi ultratovush signallarini to'qimalarga yuboradigan qurilma sensori yordamida amalga oshiriladi. Yansıtılan to'lqinlar monitördeki tasvirga aylanadi. Har ikki usul ham qon oqimining tezligi va yo'nalishi, tomirlarda aterosklerotik plakatlar va qon pıhtılarının mavjudligi haqida ma'lumot beradi. Ultratovush va dopplerografiya tufayli, anevrizma va miyaning zararlangan hududlari mavjudligi aniqlanadi.
Elektrokardiogramma [elektro., kadio… va gramma] (EKG) – yurak mushagi ishlyotganda hosil boʻlgan elektr impulslari yozib olingan egri chiziq. Elektrokardiogramma elektrokardiograf yordamida qogʻozga yoki fotoplyonkaga tushiriladi.
Butun tanaga tarqatuvchi yurak toklari (harakat toklari) EKGsi tananing turli qismlari (koʻkrak qafasi, qoʻl va oyoqlar)ga oʻrnatilgan va elektrokardiografga ulangan elektrodlar bilan yozib olinadi. Hoz. zamon tibbiy texnika yutuqlari tekshirilayotgan odam ancha uzoq masofada boʻlsa ham tele yoki radiouzatkichlar yordamida EKGni yozib olish imkoniyatiga ega.

2. 
   Biosignallar olish uckunalari bilan tanishib chiqing va ularni taxlil qiling.
   

Yurakning eng oddiy matematik modeliga kinetik modelni kiritish mumkin . Unda yurak ritmi modellashtirishning asosiy parametri sifatida belgilanadi. Kinetik tizimda yurak keltirilgan massaning bazi hildagi obekti sifatida tariflanadi. Yurakning tebranishi garmonik qonun bo’yicha belgilanadi: cos ; 0 U U t x    (1) bunda U0 -dastlabki birigish;  -aylanali chastota; t - vaqt. Shunga nisbatan, harakat tenglamasi quyidagi turda beriladi: 0. 2 2   x  x U dx d U  (2) (2) tenglama yurakning tebranishin doimiy amplitudali erkin tebranish sifatida ko’rsatadi, va bunda qarshilik kuchi va dastlabki tebranishning so’nishi hisobga olinmaydi. Tebranish modelining kengaytirilishi uchun tizimga qo’shimcha parametrlar kiritilishi bilan, differentsial tenglamaga, kiritilgan shartlarni belgilovchi qo’shimcha ko’rsatkichlar kiritiladi. Tizimga tebranish modellarini belgilovchi qo’shimcha parametrlar kiritilishida, differentsial tenglamaga tegishli shartlarni xarakterlovchi qo’shimcha ko’rsatkichlar kiritiladi.