ECG, EMG, EEG คืออะไร

คลื่นไฟฟ้าหัวใจเป็นคลื่นไฟฟ้าซึ่งเป็นการบันทึกสัญญาณไฟฟ้าของหัวใจ ความจริงที่ว่าความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นในหัวใจเมื่อกระตุ้นถูกแสดงเร็วเท่าที่ 1856 ในช่วงยุค Dubois-Reymond การทดลองพิสูจน์ว่าสิ่งนี้ถูกกำหนดโดย Kelliker และMüllerตามสูตรของ Galvani: เส้นประสาทวิ่งไปที่เท้าของกบวางอยู่บนหัวใจที่โดดเดี่ยวและ "โวลต์มิเตอร์ที่มีชีวิต" นี้ตอบสนองด้วยการกระตุกเท้าแต่ละจังหวะ

ด้วยการมาถึงของเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าที่ละเอียดอ่อนมันเป็นไปได้ที่จะจับสัญญาณไฟฟ้าของหัวใจทำงานโดยการใช้อิเล็กโทรดไม่ตรงกับกล้ามเนื้อหัวใจ แต่กับผิวหนัง

ในปี 1887 เป็นครั้งแรกที่มีความเป็นไปได้ที่จะลงทะเบียนคลื่นไฟฟ้าหัวใจมนุษย์ด้วยวิธีนี้สิ่งนี้ทำโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ A. Waller โดยใช้ capillary electrometer (พื้นฐานของอุปกรณ์นี้คือเส้นเลือดฝอยบางที่ปรอทถูกล้อมด้วยกรดซัลฟิวริก ของเหลวเปลี่ยนไปและวงเดือนเปลี่ยนไปตามเส้นเลือดฝอย)

อุปกรณ์นี้ไม่สะดวกต่อการใช้งานและการใช้คลื่นไฟฟ้าอย่างแพร่หลายเริ่มขึ้นในภายหลังหลังจากการถือกำเนิดในปี 1903 ของอุปกรณ์ที่ทันสมัยกว่านั่นคือเครื่องวัดกระแสไฟฟ้า Einthoven string galvanometer (การทำงานของอุปกรณ์นี้ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของตัวนำที่มีกระแสในสนามแม่เหล็กบทบาทของตัวนำถูกเล่นโดยไส้ควอตซ์สีเงินที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายไมโครเมตรยืดอย่างแน่นหนาในสนามแม่เหล็กเมื่อกระแสถูกส่งผ่านสายนี้มันเบี่ยงเบนไปเล็กน้อย ความเฉื่อยต่ำและได้รับอนุญาตให้ลงทะเบียนกระบวนการไฟฟ้าที่รวดเร็ว)

หลังจากการปรากฏตัวของอุปกรณ์นี้ในห้องปฏิบัติการหลายแห่งพวกเขาเริ่มศึกษาในรายละเอียดว่าคลื่นไฟฟ้าหัวใจของหัวใจที่แข็งแรงและหัวใจแตกต่างกันในโรคต่าง ๆ อย่างไร สำหรับงานเหล่านี้ V. Einthoven ได้รับรางวัลโนเบลในปี 1924 และนักวิทยาศาสตร์ชาวโซเวียต A. F. Samoilov ผู้ซึ่งทำสิ่งต่างๆมากมายเพื่อการพัฒนาของคลื่นไฟฟ้าหัวใจได้รับรางวัลเลนินในปี 1930 ผลที่ตามมาของขั้นตอนต่อไปในการพัฒนาเทคโนโลยี (การปรากฏตัวของเครื่องขยายเสียงอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องบันทึก) ทำให้การใช้คลื่นไฟฟ้าหัวใจเริ่มใช้ในโรงพยาบาลใหญ่ ๆ ทุกแห่ง

ECG มีลักษณะอย่างไร?

เมื่อเส้นประสาทหรือเส้นใยกล้ามเนื้อตื่นเต้นกระแสในบางส่วนจะไหลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปในเส้นใยและส่วนอื่นจะไหลออกมา ในกรณีนี้กระแสจำเป็นต้องไหลผ่านสภาพแวดล้อมภายนอกโดยรอบเส้นใยและสร้างความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นในสื่อนี้ วิธีนี้ช่วยให้คุณสามารถบันทึกการกระตุ้นของเส้นใยโดยใช้ขั้วไฟฟ้านอกเซลล์โดยไม่ต้องเจาะเข้าไปในเซลล์

หัวใจเป็นกล้ามเนื้อที่ทรงพลังพอสมควร เส้นใยจำนวนมากตื่นเต้นไปพร้อม ๆ กันและกระแสไฟฟ้าไหลเวียนที่เพียงพอในสภาพแวดล้อมรอบ ๆ หัวใจซึ่งแม้แต่บนพื้นผิวของร่างกายก็สามารถสร้างความแตกต่างของลำดับ 1 mV ได้

เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมจากคลื่นไฟฟ้าหัวใจเกี่ยวกับสถานะของหัวใจแพทย์บันทึกเส้นโค้งจำนวนมากระหว่างจุดต่าง ๆ ของร่างกายเพื่อทำความเข้าใจกับเส้นโค้งเหล่านี้คุณต้องมีประสบการณ์มากมาย ด้วยการกำเนิดของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์มันเป็นไปได้ที่จะทำให้กระบวนการอ่าน "ECG" เป็นไปโดยอัตโนมัติ คอมพิวเตอร์เปรียบเทียบคลื่นไฟฟ้าหัวใจของผู้ป่วยที่ได้รับกับตัวอย่างที่เก็บไว้ในหน่วยความจำของเธอและให้แพทย์วินิจฉัยสันนิษฐาน (หรือการวินิจฉัยที่เป็นไปได้หลายอย่าง)

ขณะนี้มีวิธีการใหม่อีกมากมายในการวิเคราะห์คลื่นไฟฟ้าหัวใจ ดูเหมือนว่าน่าสนใจมาก จากข้อมูลที่บันทึกจากหลาย ๆ จุดของร่างกายและการเปลี่ยนแปลงในเวลามันเป็นไปได้ที่จะคำนวณว่าคลื่นกระตุ้นการเคลื่อนไหวผ่านหัวใจและส่วนใดของหัวใจกลายเป็นไม่ตื่นเต้น (ตัวอย่างเช่นพวกเขาได้รับผลกระทบจากหัวใจวาย) การคำนวณเหล่านี้ลำบากมาก แต่ก็เป็นไปได้ด้วยการกำเนิดของคอมพิวเตอร์

วิธีการวิเคราะห์ ECG ดังกล่าวได้รับการพัฒนาโดย L. I. Titomir พนักงานของสถาบันปัญหาการส่งข้อมูลของสถาบันวิทยาศาสตร์ล้าหลังแทนที่จะเป็นเส้นโค้งจำนวนมากที่เข้าใจได้ยากคอมพิวเตอร์นำหน้าจอมาสู่หัวใจและความตื่นเต้นในแผนก คุณสามารถเห็นได้โดยตรงว่าบริเวณใดของหัวใจที่มีการกระตุ้นช้าลงส่วนใดของหัวใจที่ไม่ตื่นเต้น ฯลฯ

ศักยภาพของหัวใจถูกนำมาใช้ในการแพทย์ไม่เพียง แต่สำหรับการวินิจฉัย แต่ยังสำหรับการควบคุมอุปกรณ์ทางการแพทย์ ลองนึกภาพว่าแพทย์จะต้องใช้รังสีเอกซ์ของหัวใจในขั้นตอนต่าง ๆ ของวัฏจักรของมันนั่นคือในเวลาที่หดตัวสูงสุดผ่อนคลายมากที่สุดเป็นต้น นี่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับโรคบางชนิด แต่จะจับช่วงเวลาของการหดตัวที่ยิ่งใหญ่ที่สุดได้อย่างไร คุณต้องถ่ายรูปจำนวนมากด้วยความหวังว่าหนึ่งในนั้นจะเข้าสู่ระยะที่ถูกต้อง

ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์โซเวียต V, S. Gurfinkel, V. B, Malkin และ M. L. Tsetlin ได้ตัดสินใจที่จะเปิดอุปกรณ์ X-ray จากคลื่น ECG สิ่งนี้ต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ซับซ้อนซึ่งรวมถึงการถ่ายภาพด้วยความล่าช้าที่กำหนดเมื่อเทียบกับคลื่น ECG การแก้ปัญหาที่เฉียบแหลมของปัญหาในตัวมันเองนั้นเป็นเรื่องที่น่าสนใจเป็นอย่างยิ่งว่ามันเป็นหนึ่งในอุปกรณ์แรก (ตอนนี้มีมากมาย) ที่ศักยภาพตามธรรมชาติของร่างกายควบคุมอุปกรณ์เทียมบางอย่าง เทคโนโลยีนี้เรียกว่า biofeedback

กล้ามเนื้อโครงร่างของร่างกายยังสร้างศักยภาพที่สามารถบันทึกได้จากพื้นผิวของผิวหนัง อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ต้องการอุปกรณ์ที่ทันสมัยกว่าการบันทึกคลื่นไฟฟ้าหัวใจ เส้นใยกล้ามเนื้อส่วนบุคคลนั้นทำงานแบบอะซิงโครนัสสัญญาณของพวกเขาที่ทับซ้อนกันได้รับการชดเชยบางส่วนและเป็นผลให้ได้รับศักยภาพที่ต่ำกว่าในกรณีของคลื่นไฟฟ้าหัวใจ

กิจกรรมไฟฟ้าของกล้ามเนื้อโครงร่างเรียกว่าคลื่นไฟฟ้า - EMG เป็นครั้งแรกที่ค้นพบศักยภาพของเส้นใยกล้ามเนื้อมนุษย์โดยการฟังโดยใช้โทรศัพท์นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย N. E. Vvedensky กลับมาในปี 1882

ในปี 1907 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน G. Pieper ใช้เครื่องวัดกระแสไฟฟ้าแบบกัลวามิเตอร์สำหรับการลงทะเบียนอย่างมีวัตถุประสงค์ อย่างไรก็ตามมันเป็นวิธีการที่ซับซ้อนและลำบาก หลังจากออสซิลโลสโคปแคโทดและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ปรากฏขึ้นในปีพ. ศ. 2466 เครื่องใช้ไฟฟ้าก็เริ่มพัฒนาอย่างเข้มข้น ตอนนี้มันถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในวิทยาศาสตร์, ยา, กีฬาและยังสำหรับ biocontrol

หนึ่งในการใช้งานที่ยอดเยี่ยมครั้งแรกของ EMC คือการสร้างอวัยวะเทียมสำหรับผู้ที่สูญเสียแขน ขาเทียมดังกล่าวถูกสร้างขึ้นครั้งแรกในประเทศของเรา

และ EEG คืออะไร

นี่คืออิเลคโตรโฟโลแกรมเช่นกิจกรรมไฟฟ้าของสมองความผันผวนที่อาจเกิดขึ้นจากการทำงานของเซลล์ประสาทสมองและบันทึกโดยตรงจากพื้นผิวของศีรษะ เซลล์ประสาทเช่นเส้นใยกล้ามเนื้อทำงานพร้อมกัน: เมื่อบางเซลล์สร้างศักยภาพที่เป็นบวกบนพื้นผิวของผิวหนังเซลล์อื่น ๆ ก็สร้างเซลล์ที่เป็นลบ ค่าตอบแทนรวมของศักยภาพที่นี่ยิ่งแข็งแกร่งกว่าในกรณีของ EMG เป็นผลให้แอมพลิจูดของ EEG มีขนาดเล็กกว่า ECG ประมาณหนึ่งร้อยเท่าดังนั้นการลงทะเบียนของพวกเขาจึงต้องใช้อุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนมากขึ้น

EEG ได้รับการลงทะเบียนครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย V, V. Pravdich-Nemsky ในสุนัขโดยใช้เครื่องวัดกระแสไฟฟ้า เขาแนะนำ curare ให้กับสุนัขเพื่อให้กระแสกล้ามเนื้อแข็งแรงขึ้นไม่รบกวนการลงทะเบียนของกระแสสมอง

ในปี 1924 จิตแพทย์ชาวเยอรมัน G. Berger เริ่มต้นที่ Jena University เพื่อศึกษา EEG ของมนุษย์ เขาอธิบายความผันผวนของสมองเป็นระยะ ๆ ด้วยความถี่ประมาณ 10 เฮิร์ตซ์ซึ่งเรียกว่าอัลฟาจังหวะเขาบันทึก EEG ของบุคคลที่มีอาการชักของโรคลมชักและสรุปว่า Galvani นั้นถูกต้อง ที่กระแสมีความแข็งแรงเป็นพิเศษ (เซลล์มีความตื่นเต้นอย่างต่อเนื่องที่ความถี่สูง)

เนื่องจากเรากำลังพูดถึงศักยภาพที่อ่อนแอมากซึ่งบันทึกโดยแพทย์ที่ไม่ค่อยมีคนรู้จักผลลัพธ์ของเบอร์เกอร์ไม่ได้ดึงดูดความสนใจเป็นเวลานาน เขาเองตีพิมพ์พวกเขาเพียง 5 ปีหลังจากการค้นพบ และหลังจากนั้นในปี 2473พวกเขาได้รับการยืนยันจากนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อเอเดรียนและแมทธิวส์พวกเขาคือ "... ประทับตราด้วยการอนุมัติทางวิชาการ" ในคำพูดของ G. Walter นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษที่เกี่ยวข้องกับลักษณะทางคลินิกของ EEG ในห้องทดลองของกอล ในห้องปฏิบัติการนี้ได้มีการพัฒนาวิธีการที่ทำให้สามารถระบุตำแหน่งของเนื้องอกหรือเลือดออกในสมองโดย EEG ซึ่งคล้ายกับวิธีที่ ECG เรียนรู้มาก่อนเพื่อกำหนดตำแหน่งของหัวใจวายในหัวใจ

ยิ่งไปกว่านั้นนอกเหนือไปจากจังหวะอัลฟาจังหวะสมองอื่น ๆ ที่ถูกค้นพบโดยเฉพาะอย่างยิ่งจังหวะที่เกี่ยวข้องกับการนอนหลับประเภทต่างๆ มีโครงการ biofeedback ของ EEG จำนวนมาก ตัวอย่างเช่นหากคนขับบันทึก EEG อย่างต่อเนื่องคุณสามารถใช้คอมพิวเตอร์เพื่อกำหนดช่วงเวลาที่รหัสเขาเริ่มที่จะหลับในและปลุกเขาขึ้นมา น่าเสียดายที่โครงการดังกล่าวทั้งหมดยังคงใช้งานได้ยากเนื่องจากแอมพลิจูดของ EEG นั้นมีขนาดเล็กมาก

นอกจาก EEG - ความผันผวนของศักยภาพของสมองในกรณีที่ไม่มีเทคนิคพิเศษมีศักยภาพของสมองอีกรูปแบบหนึ่งที่เรียกว่า evoked potentials (EP)

ศักย์ไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเป็นปฏิกิริยาทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในการตอบสนองต่อแสงแฟลชเสียง ฯลฯ เนื่องจากเซลล์ประสาทจำนวนมากของสมองตอบสนองเกือบพร้อมกันกับแสงแฟลชที่สว่างของแสงศักยภาพที่ปรากฏนั้นมักจะมีขนาดใหญ่กว่า EEG ไม่มีอุบัติเหตุที่พวกเขาถูกค้นพบเร็วกว่า EEG (ในปี 1875 โดยชาวอังกฤษ Keton และเป็นอิสระจากมันในปี 1876 โดยนักวิจัยชาวรัสเซีย V. Ya. Danilevsky)

การใช้ศักยภาพที่ปรากฏทำให้สามารถแก้ไขปัญหาทางวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจ ตัวอย่างเช่นหลังจากแสงแฟลชการตอบสนอง (EP) เกิดขึ้นครั้งแรกในบริเวณท้ายทอยของสมอง จากนี้เราสามารถสรุปได้ว่าในภูมิภาคนี้มีสัญญาณเกี่ยวกับแสงมา

ด้วยการระคายเคืองผิวหนังด้วยไฟฟ้าปรากฏศักยภาพเกิดขึ้นในบริเวณที่มืดของสมอง

ด้วยการระคายเคืองของผิวหนังของมือพวกเขาเกิดขึ้นในที่เดียวผิวของเท้าในอีก คุณสามารถแมปคำตอบเหล่านี้และแผนที่นี้แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวของผิวหนังให้ภาพที่ฉายไปยังบริเวณขม่อมของเยื่อหุ้มสมองของสมองมนุษย์ เป็นที่น่าสนใจว่าในการออกแบบนี้สัดส่วนบางอย่างถูกละเมิดเช่นการฉายภาพของมือมีขนาดใหญ่เกินสัดส่วน ใช่นี่เป็นเรื่องธรรมชาติ: สมองต้องการข้อมูลที่มีรายละเอียดมากเกี่ยวกับมือมากกว่าตัวอย่างเช่นเกี่ยวกับด้านหลัง