Kas ir EKG, EMG, EEG?

EKG ir elektrokardiogramma, sirds elektrisko signālu reģistrēšana. Fakts, ka, ierosinot sirdī, rodas potenciālas atšķirības, tika parādīts jau 1856. gadā, Dubois-Reimondas laikmetā. Eksperimentu, kas to pierādīja, Kellikers un Millers veica tieši pēc Galvani receptes: uz izolētas sirds tika uzlikts nervs, kas skrēja uz vardes pēdu, un šis “dzīvais voltmetrs” atbildēja ar ķepas raustīšanos uz katru sirdsdarbību.

Ar jutīgu elektrisko mērinstrumentu parādīšanos kļuva iespējams uztvert strādājošas sirds elektriskos signālus, uzklājot elektrodus nevis tieši uz sirds muskuli, bet gan uz ādu.

1887. gadā pirmo reizi šādā veidā bija iespējams reģistrēt cilvēka EKG.To izdarīja angļu zinātnieks A. Vallers, izmantojot kapilāru elektrometru (šīs ierīces pamats bija plāns kapilārs, kurā dzīvsudrabs tika aprobežots ar sērskābi. Kad caur šādu kapilāru tika izvadīta strāva, virsmas spraigums pie robežas mainījās šķidrumi, un menisks pārvietojās gar kapilāru.)

Šīs ierīces lietošana bija neērta, un plaša elektrokardiogrāfijas izmantošana sākās vēlāk, pēc tam, kad 1903. gadā tika parādīta modernāka ierīce - Einthovenas virknes galvanometrs. (Šīs ierīces darbība ir balstīta uz diriģenta kustību ar strāvu magnētiskajā laukā. Diriģenta lomu spēlēja sudrabots kvarca kvēldiegs, kura diametrs bija vairāki mikrometri, cieši izstiepts magnētiskajā laukā. Kad caur šo virkni tika izvadīta strāva, tas nedaudz saliecās. Šīs novirzes tika novērotas ar mikroskopu. Ierīcei bija zema inerce un ļāva reģistrēt ātrus elektriskos procesus.)

Pēc šīs ierīces parādīšanās vairākās laboratorijās viņi sāka detalizēti pētīt, kā veselīgas sirds un sirds EKG atšķiras dažādās slimībās. Par šiem darbiem V. Einthovens 1924. gadā saņēma Nobela prēmiju, un padomju zinātnieks A. F. Samoilovs, kurš daudz paveica elektrokardiogrāfijas izstrādē, 1930. gadā saņēma Ļeņina balvu. Nākamā tehnoloģiju attīstības posma rezultātā (elektronisko pastiprinātāju un ierakstītāju parādīšanās) elektrokardiogrāfus sāka izmantot katrā lielākajā slimnīcā.

Kāds ir EKG raksturs?

Kad kāda nervu vai muskuļu šķiedra tiek satraukta, strāva dažās tās sekcijās caur membrānu plūst šķiedrā, bet citās - ārā. Šajā gadījumā strāva noteikti plūst caur ārējo vidi, kas ieskauj šķiedru, un šajā vidē rada potenciālu atšķirību. Tas ļauj reģistrēt šķiedras ierosmi, izmantojot ārpusšūnu elektrodus, neiekļūstot šūnā.

Sirds ir diezgan spēcīgs muskulis. Tajā vienlaikus tiek ierosinātas daudzas šķiedras, un vidē, kas apņem sirdi, plūst pietiekami spēcīga strāva, kas pat uz ķermeņa virsmas rada iespējamās atšķirības secībā 1 mV.

Lai uzzinātu vairāk no EKG par sirds stāvokli, ārsti reģistrē daudzas līknes starp dažādiem ķermeņa punktiem.Lai izprastu šīs līknes, jums ir nepieciešama liela pieredze. Ar datortehnoloģijas parādīšanos ir kļuvis iespējams ievērojami automatizēt EKG "lasīšanas" procesu. Dators salīdzina konkrētā pacienta EKG ar paraugiem, kas glabājas viņas atmiņā, un dod ārstam iespējamo diagnozi (vai vairākas iespējamās diagnozes).

Tagad ir daudz citu jaunu pieeju EKG analīzei. Tas šķiet ļoti interesanti. Saskaņā ar datiem, kas reģistrēti no daudziem ķermeņa punktiem, un to izmaiņām laikā, ir iespējams aprēķināt, kā ierosmes vilnis pārvietojas caur sirdi un kuras sirds daļas kļūst neizmantotas (piemēram, viņus ietekmē sirdslēkme). Šie aprēķini ir ļoti darbietilpīgi, taču tie kļuva iespējami, parādoties datoriem.

Šo pieeju EKG analīzei izstrādāja PSRS Zinātņu akadēmijas Informācijas pārraides problēmu institūta darbiniece L. I. Titomira.Daudzu grūti saprotamu izliekumu vietā dators uz ekrāna pievelk sirdi un ierosmes izplatību tās nodaļās. Tieši var redzēt, kurā sirds rajonā uzbudinājums ir lēnāks, kuras sirds daļas vispār nav satrauktas utt.

Sirds potenciālu medicīnā izmantoja ne tikai diagnozei, bet arī medicīniskā aprīkojuma kontrolei. Iedomājieties, ka ārstam jāveic sirds rentgena attēli dažādās tā cikla fāzēs, tas ir, maksimālās kontrakcijas laikā, maksimālā relaksācijā utt. Tas ir nepieciešams dažām slimībām. Bet kā noķert vislielākās saraušanās brīdi? Jums ir jāuzņem daudz attēlu, cerot, ka kāds no tiem nonāks pareizajā fāzē.

Un tā padomju zinātnieki V, S. Gurfinkel, V. B, Malkin un M. L. Tsetlin nolēma ieslēgt rentgena iekārtas no EKG viļņa. Tam bija nepieciešama ne tik sarežģīta elektroniska ierīce, kas ietvēra fotografēšanu ar noteiktu kavēšanos attiecībā pret EKG viļņu. Asprātīgais problēmas risinājums pats par sevi ir īpaši interesants ar to, ka tā bija viena no pirmajām (tagad daudzskaitlīgajām) ierīcēm, kurā ķermeņa dabiskais potenciāls kontrolē noteiktas mākslīgās ierīces; Šo tehnoloģiju jomu sauc par bioatgriezenisko saiti.

Ķermeņa skeleta muskuļi rada arī potenciālu, ko var reģistrēt no ādas virsmas. Tomēr tas prasa modernāku aprīkojumu nekā EKG reģistrēšanai. Atsevišķas muskuļu šķiedras parasti darbojas asinhroni, to signāli, kas pārklājas viens ar otru, tiek daļēji kompensēti, un rezultātā tiek iegūti zemāki potenciāli nekā EKG gadījumā.

Skeleta muskuļa elektrisko aktivitāti sauc par elektromiogrammu - EMG. Pirmoreiz cilvēka muskuļu šķiedru potenciālu atklāja, klausoties tos, izmantojot tālruni, krievu zinātnieks N. E. Vvedenskis 1882. gadā.

1907. gadā vācu zinātnieks G. Piepers objektīvajai reģistrācijai izmantoja stīgu galvanometru. Tomēr tā bija sarežģīta un darbietilpīga metode. Tikai pēc katoda osciloskopa un elektroniskā aprīkojuma parādīšanās 1923. gadā elektromiogrāfija sāka intensīvi attīstīties. Tagad to plaši izmanto zinātnē, medicīnā, sportā, kā arī biokontrolē.

Viens no pirmajiem lieliskajiem EMG biokontroles lietojumiem ir protēžu radīšana cilvēkiem, kuri zaudējuši roku. Šādas protēzes vispirms tika izveidotas mūsu valstī.

Un kas ir EEG?

Šī ir elektroencefalogramma, t.i., smadzeņu elektriskā aktivitāte, iespējamās svārstības, ko rada smadzeņu neironu darbs un reģistrē tieši no galvas virsmas. Nervu šūnas, tāpat kā muskuļu šķiedras, darbojas vienlaicīgi: kad dažas no tām rada pozitīvu potenciālu uz ādas virsmas, citas rada negatīvu. Savstarpējā kompensācija par potenciālu šeit ir pat spēcīgāka nekā EMG gadījumā. Rezultātā EEG amplitūda ir aptuveni simts reizes mazāka nekā EKG, tāpēc to reģistrēšanai nepieciešams jutīgāks aprīkojums.

EEG pirmo reizi reģistrēja krievu zinātnieks V, V. Pravdich-Nemsky suņiem, izmantojot auklu galvanometru. Viņš iepazīstināja suņus ar sudrabu, lai spēcīgākas muskuļu straumes netraucētu smadzeņu straumju reģistrēšanu.

1924. gadā vācu psihiatrs G. Bergers Jenas universitātē uzsāka cilvēka EEG izpēti. Viņš aprakstīja periodiskas smadzeņu potenciāla svārstības ar frekvenci aptuveni 10 Hz, kuras sauc par alfa ritmu.Vispirms viņš reģistrēja EEG personai, kurai bija lēkme ar epilepsiju, un nonāca pie secinājuma, ka Galvani bija taisnība, liekot domāt, ka nervu sistēmā rodas sadaļa ar epilepsiju. kur straumes ir īpaši spēcīgas (šūnas tur nepārtraukti tiek ierosinātas ar augstu frekvenci).

Tā kā mēs runājām par ļoti vājiem potenciāliem, ko pierakstījis mazpazīstams ārsts, Bergera rezultāti ilgu laiku nepievērsa uzmanību; viņš pats tos publicēja tikai 5 gadus pēc atklāšanas. Un tikai pēc 1930. gadatos apstiprināja slavenie angļu zinātnieki Adrians un Metjūss, viņi bija "... apzīmogoti ar akadēmisku apstiprinājumu", teikts angļu zinātnieka G. Valtera vārdos, kurš Galija laboratorijā apskatīja EEG klīniskos aspektus. Šajā laboratorijā tika izstrādātas metodes, kas ļāva noteikt EEG audzēja vai asiņošanas vietu smadzenēs, līdzīgi tam, ko iepriekš mācījās EKG, lai noteiktu sirdslēkmes vietu sirdī.

Pēc tam papildus alfa ritmam tika atklāti arī citi smadzeņu ritmi, jo īpaši ritmi, kas saistīti ar dažādiem miega veidiem. EEG biofeedback projekti ir ļoti daudz. Piemēram, ja draiveris pastāvīgi reģistrē EEG, tad jūs varat izmantot datoru, lai noteiktu brīdi, kodu, viņš sāk sastingt un pamodināt viņu. Diemžēl visus šādus projektus joprojām ir grūti īstenot, jo EEG amplitūda ir ļoti maza.

Papildus EEG - smadzeņu potenciāla svārstībām, ja nav īpašu ietekmju, ir arī cits smadzeņu potenciāla veids - to sauc par potenciālu (EP).

Izsauktie potenciāli ir elektriskas reakcijas, kas notiek, reaģējot uz gaismas, skaņas utt. Zibspuldzi. Tā kā daudzi smadzeņu neironi gandrīz vienlaikus reaģē uz spilgtu gaismas zibspuldzi, izdalītie potenciāli parasti ir daudz lielāki nekā EEG. Nebija nejaušība, ka tie tika atklāti daudz agrāk nekā EEG (1875. gadā anglis Ketons un neatkarīgi no tā 1876. gadā krievu pētnieks V. Ya. Danilevskis).

Izmantojot radušos potenciālus, var atrisināt interesantas zinātniskas problēmas. Piemēram, pēc gaismas zibspuldzes reakcija (EP) vispirms rodas smadzeņu pakauša rajonā. No tā mēs varam secināt, ka tieši šajā reģionā signāli par gaismu nāk.

Ar elektrisku ādas kairinājumu smadzeņu tumšajā zonā rodas potenciāli potenciāli.

Ar rokas ādas kairinājumu tie rodas vienā vietā, pēdas āda - citā. Jūs varat kartēt šīs atbildes, un šī karte parāda, ka ādas virsma sniedz projekciju uz cilvēka smadzeņu garozas parietālo reģionu. Interesanti, ka šajā dizainā tiek pārkāptas dažas proporcijas, piemēram, rokas projekcija izrādās nesamērīgi liela. Jā, tas ir dabiski: smadzenēm ir vajadzīga daudz detalizētāka informācija par roku nekā, piemēram, par muguru.