Kas yra EKG, EMG, EEG?

EKG yra elektrokardiograma, širdies elektrinių signalų įrašymas. Faktas, kad galimas skirtumas širdyje atsiranda sužadinimo metu, buvo parodytas dar 1856 m., Dubois-Reymond laikais. Tai įrodantį eksperimentą Kellikeris ir Mülleris nustatė tiksliai pagal Galvani receptą: Varlės koja bėgantis nervas buvo uždėtas ant izoliuotos širdies, o šis „gyvasis voltmetras“ reagavo į letenos trūkčiojimą kiekvienam širdies plakimui.

Atsiradus jautriems elektriniams matavimo prietaisams, tapo įmanoma užfiksuoti darbinės širdies elektrinius signalus, elektrodus dedant ne tiesiai į širdies raumenį, bet į odą.

1887 m. Pirmą kartą tokiu būdu buvo galima užregistruoti žmogaus EKG. Tai padarė anglų mokslininkas A. Walleris, naudodamas kapiliarinį elektrometrą (šio prietaiso pagrindas buvo plonas kapiliaras, kuriame gyvsidabris buvo ribojamas sieros rūgštimi. Kai srovė buvo praleidžiama per tokį kapiliarą, paviršiaus įtempimas ties riba. pasikeitė skysčiai ir meniskas pasislinko išilgai kapiliarų.)

Šis prietaisas buvo nepatogus naudoti, o plačiau elektrokardiografija pradėta naudoti vėliau, 1903 m. Pasirodžius pažangesniam įrenginiui - Einthoveno stygų galvanometru. (Šio prietaiso veikimas pagrįstas laidininko, turinčio srovę, judėjimu magnetiniame lauke. Laidininko vaidmenį atliko sidabruotas kvarco siūlas, kurio skersmuo buvo keli mikrometrai, sandariai ištemptas magnetiniame lauke. Kai per šią stygą buvo tekėta srovė, jis šiek tiek sulenktas. Šie nukrypimai buvo pastebėti mikroskopu. Prietaisas turėjo. maža inercija ir leista greitai registruoti elektrinius procesus.)

Pasirodžius šiam prietaisui keliose laboratorijose, jie pradėjo išsamiai tirti, kaip skiriasi sveikos širdies ir širdies EKG, atsižvelgiant į skirtingas ligas. Už šiuos darbus 1924 m. V. Einthovenas gavo Nobelio premiją, o sovietų mokslininkas A. F. Samoilovas, daug nuveikęs kurdamas elektrokardiografiją, 1930 m. Gavo Lenino premiją. Tolesniam technologijos tobulinimo žingsniui (elektroninių stiprintuvų ir įrašymo įrenginių atsiradimui) kiekvienoje didelėje ligoninėje buvo pradėti naudoti elektrokardiografai.

Koks yra EKG pobūdis?

Kai nervų ar raumenų pluoštai sužadinami, kai kuriose jo atkarpose srovė teka per membraną į pluoštą, o kitose -. Tokiu atveju srovė būtinai teka per pluoštą supančią išorinę aplinką ir sukuria potencialų skirtumą šioje terpėje. Tai leidžia užregistruoti pluošto sužadinimą naudojant tarpląstelinius elektrodus, neįsiskverbiant į ląstelę.

Širdis yra gana galingas raumuo. Jame vienu metu sužadinama daugybė skaidulų, o širdį supančioje aplinkoje teka pakankamai stipri srovė, kuri net kūno paviršiuje sukuria galimus 1 mV dydžio skirtumus.

Norėdami sužinoti daugiau iš EKG apie širdies būklę, gydytojai užrašo daugybę kreivių tarp skirtingų kūno taškų.Šiems kreiviams suprasti reikalinga didžiulė patirtis. Atsiradus kompiuterinėms technologijoms tapo įmanoma žymiai automatizuoti EKG „skaitymo“ procesą. Kompiuteris palygina paciento EKG su jos atmintyje saugomais mėginiais ir suteikia gydytojui numatomą diagnozę (arba kelias galimas diagnozes).

Dabar yra daug kitų naujų EKG analizės metodų. Atrodo labai įdomu. Pagal duomenis, užfiksuotus iš daugelio kūno taškų, ir jų pasikeitimą laike galima apskaičiuoti, kaip sužadinimo banga juda per širdį ir kurios širdies dalys tampa neeksploatuojamos (pavyzdžiui, jas veikia širdies priepuolis). Šie skaičiavimai yra labai sunkūs, tačiau jie tapo įmanomi atsiradus kompiuteriams.

Tokį požiūrį į EKG analizę sukūrė SSRS mokslų akademijos informacijos perdavimo problemų instituto darbuotoja L. I. Titomiras.Vietoj daugelio sunkiai suprantamų kreivių kompiuteris ekrane traukia širdį ir sužadinimo sklidimą jos padaliniuose. Jūs galite tiesiogiai pamatyti, kurioje širdies srityje sužadinimas yra lėtesnis, kurios širdies dalys visai nesujaudintos ir pan.

Širdies potencialas buvo naudojamas medicinoje ne tik diagnozuojant, bet ir kontroliuojant medicininę įrangą. Įsivaizduokite, kad gydytojui reikia atlikti širdies rentgeno spindulius skirtingose ​​jo ciklo fazėse, tai yra maksimalaus susitraukimo metu, maksimaliai atsipalaiduoti ir pan. Tai būtina sergant kai kuriomis ligomis. Bet kaip pagauti didžiausio susitraukimo momentą? Turite daug nufotografuoti tikėdamiesi, kad vienas iš jų pateks į reikiamą fazę.

Taigi sovietų mokslininkai V, S. Gurfinkel, V. B, Malkin ir M. L. Tsetlin nusprendė įjungti rentgeno įrangą iš EKG bangos. Tam reikėjo ne tokio sudėtingo elektroninio prietaiso, kuris apėmė fotografavimą tam tikru delsimu, palyginti su EKG banga. Šmaikštus problemos sprendimas pats savaime yra ypač įdomus tuo, kad tai buvo vienas iš pirmųjų (dabar daugybė) prietaisų, kuriuose natūralus kūno potencialas kontroliuoja tam tikrus dirbtinius prietaisus; Ši technologijos sritis vadinama biologiniu grįžtamuoju ryšiu.

Skeleto kūno raumenys taip pat sukuria potencialą, kurį galima užfiksuoti iš odos paviršiaus. Tačiau tam reikia sudėtingesnės įrangos, nei įrašyti EKG. Atskiros raumenų skaidulos paprastai veikia asinchroniškai, jų signalai, persidengiantys vienas su kitu, yra iš dalies kompensuojami, ir dėl to gaunamas mažesnis potencialas nei EKG atveju.

Skeleto raumenų elektrinis aktyvumas vadinamas elektromiograma - EMG. Pirmą kartą žmogaus raumenų skaidulų potencialas buvo aptiktas klausant jų naudojant telefoną, rusų mokslininko N. E. Vvedensky dar 1882 m.

1907 m. Vokiečių mokslininkas G. Pieperis objektyviam jų registravimui panaudojo styginį galvanometrą. Tačiau tai buvo sudėtingas ir daug darbo reikalaujantis metodas. Tik po to, kai 1923 m. Pasirodė katodo osciloskopas ir elektroninė įranga, elektromiografija pradėjo intensyviai vystytis. Dabar jis plačiai naudojamas moksle, medicinoje, sporte, taip pat biokontrolei.

Vienas iš pirmųjų puikių EMG biokontrolės būdų yra protezų sukūrimas žmonėms, netekusiems rankos. Tokie protezai pirmą kartą buvo sukurti mūsų šalyje.

O kas yra EEG?

Tai elektroencefalograma, t.y., smegenų elektrinis aktyvumas, galimi svyravimai, kuriuos sukuria smegenų neuronų darbas ir registruojami tiesiai iš galvos paviršiaus. Nervų ląstelės, kaip ir raumenų skaidulos, veikia vienu metu: kai kurios iš jų sukuria teigiamą potencialą odos paviršiuje, kitos sukuria neigiamą. Abipusė potencialo kompensacija čia yra dar stipresnė nei EMG atveju. Dėl to EEG amplitudė yra maždaug šimtą kartų mažesnė nei EKG, todėl jų registracijai reikalinga jautresnė įranga.

EEG pirmą kartą rusų mokslininkas V. Pravdich-Nemsky užregistravo šunims, naudodamas stangrinį galvanometrą. Jis šunims pristatė kuratorių, kad stipresnės raumenų srovės netrukdytų registruoti smegenų srovių.

1924 m. Vokiečių psichiatras G. Bergeris Jenos universitete pradėjo žmogaus EEG tyrimą. Jis aprašė periodinius smegenų potencialo svyravimus, kurių dažnis yra maždaug 10 Hz, kurie vadinami alfa ritmu. Pirmiausia jis užfiksavo epilepsijos priepuolį turinčio asmens EEG ir padarė išvadą, kad Galvani buvo teisus, teigdamas, kad nervų sistemoje atsiranda skyrius su epilepsija. kur srovės yra ypač stiprios (ląstelės ten nuolat sužadinamos aukštu dažniu).

Kadangi mes kalbėjome apie mažai žinomo gydytojo užfiksuotus labai silpnus potencialus, Bergerio rezultatai ilgą laiką nekreipė dėmesio; jis pats juos paskelbė tik praėjus 5 metams po atradimo. Ir tik po to, kai 1930 mjuos patvirtino garsūs anglų mokslininkai Adrianas ir Matthewsas, jie buvo „užklijuoti akademinio patvirtinimo antspaudu“, pasak G. Walterio, anglų mokslininko, kuris nagrinėjo EEG klinikinius aspektus Gaulio laboratorijoje. Šioje laboratorijoje buvo sukurti metodai, kurie leido EEG nustatyti naviko ar hemoragijos vietą smegenyse, panašiai kaip anksčiau EKG išmoko nustatyti širdies priepuolio vietą.

Be to, be alfa ritmo, buvo atrasti ir kiti smegenų ritmai, visų pirma, ritmai, susiję su skirtingais miego tipais. Yra daug EEG biologinio grįžtamojo ryšio projektų. Pvz., Jei vairuotojas nuolat įrašo EEG, tada naudodamiesi kompiuteriu galite nustatyti momentą, kodą, jis pradeda dusti ir jį pažadinti. Deja, visus tokius projektus vis dar sunku įgyvendinti, nes EEG amplitudė yra labai maža.

Be EEG - smegenų potencialo svyravimai, nesant specialiųjų efektų, yra ir kita smegenų potencialo forma, vadinama išprovokuotu potencialu (EP).

Išprovokuojami potencialai yra elektrinės reakcijos, atsirandančios reaguojant į šviesos, garso ir pan. Blyksnį. Kadangi daugelis smegenų neuronų beveik tuo pačiu metu reaguoja į ryškią šviesos blykstę, išprovokuojami potencialai paprastai yra daug didesni nei EEG. Neatsitiktinai jie buvo aptikti daug anksčiau nei EEG (1875 m. Anglas Ketonas ir 1876 m. Nepriklausomai nuo Rusijos tyrinėtojo V. Ya. Danilevsky).

Panaudojant iškeltus potencialus, galima išspręsti įdomias mokslines problemas. Pavyzdžiui, po šviesos blyksnio atsakas (EP) pirmiausia įvyksta pakaušio srityje. Iš to galime daryti išvadą, kad būtent šis regionas signalizuoja apie šviesą.

Esant elektriniam odos dirginimui, tam tikroje smegenų srityje atsiranda potencialas.

Dirginant plaštakų odą, jie atsiranda vienoje vietoje, pėdos oda kitoje vietoje. Galite pavaizduoti šiuos atsakymus ir šis žemėlapis parodo, kad odos paviršius suteikia projekciją į žmogaus smegenų žievės parietalinę sritį. Įdomu tai, kad šiame dizaine yra pažeidžiamos kai kurios proporcijos, pavyzdžiui, rankos projekcija yra neproporcingai didelė. Taip, tai natūralu: smegenims reikia daug išsamesnės informacijos apie ranką nei, pavyzdžiui, apie nugarą.