EKG, EMG, EEG nedir?

EKG bir elektrokardiyogram, kalpten gelen elektrik sinyallerinin kaydıdır. Uyarımda kalpte potansiyel bir farkın ortaya çıkması, Dubois-Reymond döneminde 1856 gibi erken bir dönemde gösterildi. Bunu kanıtlayan deney, tam olarak Galvani'nin tarifine göre Kelliker ve Müller tarafından yapıldı: kurbağanın ayağına giden bir sinir izole bir kalbe atıldı ve bu “yaşayan voltmetre” her kalp atışına pençenin sarsılmasıyla cevap verdi.

Hassas elektriksel ölçüm cihazlarının ortaya çıkmasıyla, doğrudan kalp kasına değil cilde elektrotlar uygulayarak çalışan bir kalbin elektrik sinyallerini yakalamak mümkün hale gelmiştir.

1887 yılında, ilk kez bir insan EKG'sini bu şekilde kaydetmek mümkün oldu.Bu, İngiliz bilim adamı A.Walller tarafından bir kılcal elektrometre kullanılarak yapıldı (bu cihazın temeli, civa sülfürik asitle sınırlanmış olan ince bir kılcal, sınırdaki yüzey gerilimi). sıvılar değişti ve menisküs kılcal damar boyunca değişti.)

Bu cihazın kullanımı elverişsizdi ve daha gelişmiş bir cihazın (Einthoven tel galvanometresi) 1903'te ortaya çıkmasından sonra elektrokardiyografinin yaygın kullanımı daha sonra başladı. (Bu cihazın çalışması, bir manyetik alandaki bir akım ile bir iletkenin hareketine dayanmaktadır. İletkenin rolü, gümüş bir kuvars filamenti tarafından, birkaç mikrometre çapında, manyetik bir alana sıkıca gerilmiş olarak oynandı. Bu telden bir akım geçtiğinde, hafifçe büküldü. düşük ataletli ve hızlı elektriksel süreçlerin kaydedilmesine izin verilir.)

Bu cihazın bir dizi laboratuvarda ortaya çıkmasından sonra, sağlıklı bir kalp ve kalbin EKG'sinin farklı hastalıklarda nasıl farklı olduğunu ayrıntılı olarak incelemeye başladılar. Bu çalışmalar için V. Einthoven 1924'te Nobel Ödülü'nü aldı ve elektrokardiyografinin geliştirilmesi için çok şey yapan Sovyet bilim adamı A. F. Samoilov 1930'da Lenin Ödülü'nü aldı. Teknolojinin geliştirilmesinde bir sonraki adımın (elektronik amplifikatörlerin ve kayıt cihazlarının görünümü) bir sonucu olarak, her büyük hastanede elektrokardiyograflar kullanılmaya başlandı.

EKG'nin doğası nedir?

Herhangi bir sinir veya kas lifi uyarıldığında, bazı bölümlerindeki akım zardan fibere akar ve diğerlerinde akar. Bu durumda, akım mutlaka fiberi çevreleyen dış ortamdan akar ve bu besiyerinde potansiyel bir fark yaratır. Bu, hücrenin içine nüfuz etmeden, hücre dışı elektrotlar kullanarak fiberin uyarılmasını kaydetmenizi sağlar.

Kalp oldukça güçlü bir kastır. Birçok lif aynı anda heyecanlanır ve kalbi çevreleyen ortamda vücudun yüzeyinde bile 1 mV'lik potansiyel farklılıklar yaratan yeterince güçlü bir akım akar.

EKG'den kalbin durumu hakkında daha fazla bilgi edinmek için doktorlar vücudun farklı noktaları arasında birçok eğri kaydeder.Bu eğrileri anlamak için çok fazla deneyime ihtiyacınız vardır. Bilgisayar teknolojisinin gelişiyle, EKG'nin "okunması" sürecini önemli ölçüde otomatikleştirmek mümkün hale gelmiştir. Bir bilgisayar, belirli bir hastanın EKG'sini hafızasında saklanan örneklerle karşılaştırır ve doktora olası bir tanı (veya birkaç olası tanı) verir.

Şimdi EKG analizine yönelik başka birçok yeni yaklaşım var. Çok ilginç görünüyor. Vücudun birçok noktasından kaydedilen verilere ve zamandaki değişikliklerine göre, uyarma dalgasının kalpten nasıl hareket ettiğini ve kalbin hangi bölümlerinin heyecansız hale geldiğini hesaplamak mümkündür (örneğin, bir kalp krizinden etkilenir). Bu hesaplamalar çok zahmetli, ancak bilgisayarların ortaya çıkmasıyla mümkün oldu.

EKG analizine böyle bir yaklaşım SSCB Bilimler Akademisi Bilgi Aktarımı Sorunları Enstitüsü çalışanı L. I. Titomir tarafından geliştirilmiştir.Anlaşılması zor birçok eğri yerine, bilgisayar kalbi ve uyarımını bölümlerine yayıyor. Kalbin hangi bölgesinde uyarmanın daha yavaş olduğunu, kalbin hangi bölümlerinin hiç heyecanlanmadığını vb. Doğrudan görebilirsiniz.

Kalbin potansiyelleri tıpta sadece teşhis için değil, aynı zamanda tıbbi ekipmanı kontrol etmek için de kullanıldı. Bir doktorun, kalbin röntgenini döngüsünün farklı aşamalarında, yani maksimum kasılma sırasında, maksimum gevşeme sırasında, alması gerektiğini düşünün. Bu, bazı hastalıklar için gereklidir. Ama en büyük kasılma anını nasıl yakalayabilirim? Bunlardan birinin doğru aşamaya geçmesi umuduyla birçok fotoğraf çekmelisiniz.

Ve böylece Sovyet bilim adamları V, S.Gurfinkel, V.B, Malkin ve M.L. Tsetlin X-ışını ekipmanını EKG dalgasından açmaya karar verdiler. Bu, EKG dalgasına göre belirli bir gecikmeyle çekim yapılmasını içeren karmaşık olmayan bir elektronik cihaz gerektiriyordu. Sorunun kendi esprili çözümü, vücudun doğal potansiyellerinin belirli yapay cihazları kontrol ettiği ilk (şimdi çok sayıda) cihazdan biri olması nedeniyle özellikle ilginçtir; Bu teknoloji alanına biofeedback denir.

Vücudun iskelet kasları ayrıca cildin yüzeyinden kaydedilebilecek potansiyeller üretir. Ancak, bu EKG kaydından daha gelişmiş donanım gerektirir. Bireysel kas lifleri genellikle eşzamansız çalışır, birbirleriyle örtüşen sinyalleri kısmen telafi edilir ve sonuç olarak bir EKG'den daha düşük potansiyeller elde edilir.

İskelet kasının elektriksel aktivitesine elektromiyogram - EMG denir. İlk kez insan kas liflerinin potansiyelleri, bir telefon kullanarak dinleyerek keşfedildi, Rus bilim adamı N.E. Vvedensky 1882'de geri döndü.

1907'de Alman bilim adamı G. Pieper objektif kayıtları için tel galvanometre kullandı. Ancak, karmaşık ve zahmetli bir yöntemdi. Sadece katod osiloskopu ve elektronik ekipman 1923'te ortaya çıktıktan sonra, elektromiyografi yoğun bir şekilde gelişmeye başladı. Şimdi bilim, tıp, spor ve ayrıca biyokontrol için yaygın olarak kullanılmaktadır.

EMG biyokontrolünün ilk büyük kullanımlarından biri, kollarını kaybeden insanlar için protezler oluşturmaktır. Bu tür protezler ilk olarak ülkemizde yaratıldı.

EEG nedir?

Bu bir elektroensefalogram, yani beynin elektriksel aktivitesi, beyin nöronlarının çalışmasıyla oluşturulan ve doğrudan kafanın yüzeyinden kaydedilen potansiyel dalgalanmalardır. Kas lifleri gibi sinir hücreleri aynı anda çalışır: bazıları cildin yüzeyinde pozitif bir potansiyel oluşturduğunda, diğerleri negatif bir hücre oluşturur. Buradaki potansiyellerin karşılıklı telafisi, EMG örneğinden bile daha güçlüdür. Sonuç olarak, EEG'nin genliği EKG'den yaklaşık yüz kat daha küçüktür, bu nedenle kayıtları daha hassas ekipman gerektirir.

EEG ilk olarak Rus bilim adamı V Pravdich-Nemsky tarafından bir tel galvanometre kullanarak köpeklere kaydedildi. Daha güçlü kas akımlarının beyin akımlarının kaydına müdahale etmemesi için köpeklere küratör tanıttı.

1924'te Alman psikiyatrist G. Berger, Jena Üniversitesi'nde insan EEG araştırmasına başladı. Alfa potansiyeli olarak adlandırılan bir kişinin EEG'sini ilk olarak epilepsi nöbeti geçiren bir kişinin EEG'sini kaydetti ve Galvani'nin doğru olduğu sonucuna vardı ve epilepsi ile sinir sisteminde bir bölümün ortaya çıktığı sonucuna vardı. akımların özellikle güçlü olduğu yerlerde (hücreler yüksek frekansta sürekli olarak uyarılır).

Az bilinen bir doktor tarafından kaydedilen çok zayıf potansiyellerden bahsettiğimizden, Berger'in sonuçları uzun süredir dikkat çekmedi; keşfin kendisinden sadece 5 yıl sonra yayınladı. Ve sadece 1930'dan sonraünlü İngiliz bilim adamları Adrian ve Matthews tarafından onaylandılar, Gaul laboratuvarında EEG'nin klinik yönlerini ele alan İngiliz bir bilim adamı olan G. Walter'ın sözleriyle "... akademik onayla damgalandılar". Bu laboratuvarda, EKG tarafından kalpteki kalp krizinin yerini belirlemek için daha önce öğrenilene benzer şekilde, EEG ile beyindeki bir tümörün veya kanamanın yerini belirlemeyi mümkün kılan yöntemler geliştirilmiştir.

Ayrıca, alfa ritmine ek olarak, diğer beyin ritimleri, özellikle farklı uyku tipleriyle ilişkili ritimler keşfedildi. Çok sayıda EEG biofeedback projesi var. Örneğin, sürücü EEG'yi sürekli olarak kaydediyorsa, anı, kodu belirlemek için bilgisayarı kullanabilirsiniz, uyutmaya başlar ve onu uyandırır. Ne yazık ki, EEG'nin genliği çok küçük olduğundan, tüm bu tür projelerin uygulanması hala zordur.

Özel etkilerin yokluğunda beynin potansiyelindeki EEG dalgalanmalarına ek olarak, uyarılmış potansiyeller (EP) adı verilen başka bir beyin potansiyeli formu vardır.

Uyarılmış potansiyeller, bir ışık parlaması, ses vb. Işığına tepki olarak ortaya çıkan elektriksel reaksiyonlardır. Beynin birçok nöronu neredeyse aynı anda parlak bir ışık ışığına tepki verdiğinden, uyarılmış potansiyeller genellikle EEG'den çok daha büyüktür. EEG'den çok daha erken keşfedilmeleri bir kaza değildi (1875'te İngiliz Keton tarafından ve bağımsız olarak 1876'da Rus araştırmacı V. Ya. Danilevsky tarafından).

Uyarılmış potansiyelleri kullanarak ilginç bilimsel problemleri çözebiliriz. Örneğin, bir ışık parıltısından sonra, yanıt (EP) önce beynin oksipital bölgesinde meydana gelir. Buradan ışığın sinyalleri bu bölgede gelebilir.

Elektriksel cilt tahrişi ile, beynin karanlık bölgesinde uyarılmış potansiyeller ortaya çıkar.

Elin derisinin tahrişi ile, bir yerde, ayağın derisinde başka bir yerde meydana gelirler. Bu cevapları haritalayabilirsiniz ve bu harita, cildin yüzeyinin insan beyninin korteksinin parietal bölgesine bir çıkıntı verdiğini gösterir. Bu tasarımda bazı oranların ihlal edilmesi ilginçtir, örneğin elin izdüşümü orantısız olarak büyüktür. Evet, bu doğal: beyin, el hakkında, örneğin arkadan çok daha ayrıntılı bilgiye ihtiyaç duyar.