Mikä on EKG, EMG, EEG?

EKG on elektrokardiogrammi, joka tallentaa sydämen sähköiset signaalit. Se tosiasia, että potentiaalinen ero syntyy sydämessä herätessä, osoitettiin jo vuonna 1856, Dubois-Reymondin aikana. Kelliker ja Müller asettivat tämän todistavan kokeilun tarkalleen Galvanin reseptin mukaisesti: sammakon jalkaan kulkeva hermo asetettiin eristettyyn sydämeen, ja tämä ”elävä voltimittari” vastasi käpälän nykäisyllä jokaiseen sykeeseen.

Arkaluontoisten sähköisten mittauslaitteiden tultua markkinoille on tullut mahdolliseksi kaapata työskentelevän sydämen sähköiset signaalit levittämällä elektrodeja ei suoraan sydänlihakseen, vaan ihoon.

Ensimmäisen kerran ihmisen EKG: n rekisteröinti oli mahdollista vuonna 1887. Tämän teki englantilainen tutkija A. Waller kapillaarielektrometrillä (tämän laitteen perusta oli ohut kapillaari, jossa elohopea oli rikkihapon reunalla. Kun virta johdettiin sellaisen kapillaarin läpi, pintajännitys rajalla) nesteet vaihtuivat ja meniski muuttui kapillaaria pitkin.)

Tätä laitetta ei ollut helppo käyttää, ja elektrokardiografian laaja käyttö alkoi myöhemmin, kun vuonna 1903 oli kehitetty edistyneempi laite - Einthoven-jous galvanometri. (Tämän laitteen toiminta perustuu johtimen liikkeeseen, jolla on virta magneettikentässä. Kapellimen roolia pelasi hopeoitu kvartsilanka, jonka halkaisija oli useita mikrometriä ja joka oli tiiviisti venytetty magneettikenttään. Kun virta johdettiin tämän merkkijonon läpi, se taipui hieman. Nämä poikkeamat havaittiin mikroskoopilla. Laitteella oli alhainen hitaus ja annettiin rekisteröidä nopeat sähköprosessit.)

Laitteen ilmestymisen jälkeen useissa laboratorioissa he alkoivat tutkia yksityiskohtaisesti, kuinka terveen sydämen ja sydämen EKG eroaa eri sairauksissa. Näistä teoksista V. Einthoven sai Nobel-palkinnon vuonna 1924, ja Neuvostoliiton tutkija A. F. Samoilov, joka teki paljon elektrokardiografian kehittämiseksi, sai Lenin-palkinnon vuonna 1930. Seuraavan teknologian kehittämisvaiheen (elektronisten vahvistimien ja tallentimien ulkonäkö) seurauksena elektrokardiografioita alettiin käyttää jokaisessa suuressa sairaalassa.

Mikä on EKG: n luonne?

Kun hermo- tai lihaskuitu kiihtyy, virta joillakin sen osista virtaa kalvon läpi kuituun, ja toisissa virtaa. Tässä tapauksessa virta väistämättä virtaa kuitua ympäröivän ulkoisen ympäristön läpi ja luo potentiaaliero tähän väliaineeseen. Tämän avulla voit rekisteröidä kuidun herätyksen solunulkoisilla elektrodeilla tunkeutumatta soluun.

Sydän on melko voimakas lihas. Monet kuidut kiihtyvät siihen samanaikaisesti ja sydäntä ympäröivässä ympäristössä virtaa riittävän voimakas virta, joka jopa kehon pinnalla luo potentiaaliset erot luokkaa 1 mV.

Saadaksesi lisätietoja EKG: ltä sydämen tilasta lääkärit kirjaavat useita käyriä kehon eri kohtien välillä, jotta ymmärrät nämä käyrät, sinun on paljon kokemusta. Tietotekniikan myötä on tullut mahdollista automatisoida merkittävästi EKG: n "lukemisen" prosessi. Tietokone vertaa tietyn potilaan EKG: tä hänen muistiinsa tallennettujen näytteiden kanssa ja antaa lääkärille oletetun diagnoosin (tai useita mahdollisia diagnooseja).

Nyt on monia muita uusia lähestymistapoja EKG-analyysiin. Se näyttää erittäin mielenkiintoiselta. Useiden kehon pisteiden perusteella rekisteröityjen ja niiden ajanmuutoksen mukaan on mahdollista laskea, kuinka viritysaalto liikkuu sydämen läpi ja mitkä sydämen osat tulevat käyttämättömiksi (esimerkiksi sydänkohtaus vaikuttaa niihin). Nämä laskelmat ovat erittäin työläitä, mutta niistä tuli mahdolliseksi tietokoneiden tulon myötä.

Tällaisen lähestymistavan EKG-analyysiin kehitti Neuvostoliiton tiedeakatemian tiedonsiirto-ongelmien instituutin työntekijä L. I. Titomir.Monien vaikeasti ymmärrettävien käyrien sijasta tietokone piirtää näytölle sydämen ja virityksen leviämisen osastoillaan. Voit suoraan nähdä, millä sydämen alueella herättäminen on hitaampaa, mitkä sydämen osat eivät ole kiihtyneitä jne.

Sydämen mahdollisuuksia käytettiin lääketieteessä paitsi diagnoosiin myös lääketieteellisten laitteiden ohjaamiseen. Kuvittele, että lääkärin on otettava röntgenkuva sydämen syklin eri vaiheissa, ts. Maksimaalisen supistumisen, maksimaalisen rentoutumisen jne. Hetkellä. Tämä on tarpeen joissakin sairauksissa. Mutta miten saada aikaan suurimman supistumisen hetki? Sinun on otettava paljon kuvia siinä toivossa, että yksi niistä tulee oikeaan vaiheeseen.

Ja niin Neuvostoliiton tutkijat V, S. Gurfinkel, V. B, Malkin ja M. L. Tsetlin päättivät kytkeä röntgenlaitteet päälle EKG-aallosta. Tämä vaati ei-niin monimutkaista elektronista laitetta, joka sisälsi kuvauksen tietyllä viiveellä suhteessa EKG-aaltoon. Niin nokkela ratkaisu sinänsä on erityisen mielenkiintoista, koska se oli yksi ensimmäisistä (nyt lukuisista) laitteista, joissa kehon luonnolliset potentiaalit hallitsevat tiettyjä keinotekoisia laitteita; Tätä tekniikan aluetta kutsutaan biopalauteksi.

Kehon luustolihakset tuottavat myös potentiaalia, joka voidaan tallentaa ihon pinnalta. Tämä vaatii kuitenkin edistyneempiä laitteita kuin EKG-tallennusta varten. Yksittäiset lihaskuidut toimivat yleensä asynkronisesti, niiden signaalit, jotka menevät päällekkäin, kompensoidaan osittain, ja sen seurauksena saavutetaan pienemmät potentiaalit kuin EKG: n tapauksessa.

Luuston lihaksen sähköistä aktiivisuutta kutsutaan elektromiogrammiksi - EMG. Ensimmäisen kerran ihmisen lihaskuitujen potentiaalit löydettiin kuuntelemalla niitä puhelimella, venäläinen tutkija N. E. Vvedensky jo vuonna 1882.

Vuonna 1907 saksalainen tiedemies G. Pieper käytti merkkijono galvanometriä niiden objektiiviseen rekisteröintiin. Se oli kuitenkin monimutkainen ja työläs menetelmä. Vasta sen jälkeen, kun katodioskilloskooppi ja elektroniset laitteet ilmestyivät vuonna 1923, elektromyografia alkoi kehittyä voimakkaasti. Nyt sitä käytetään laajalti tieteessä, lääketieteessä, urheilussa ja myös biokontrollissa.

Yksi ensimmäisistä EMG-biokontrollin suurista käyttökohteista on proteesien luominen kädestä menettäneille. Tällaiset proteesit luotiin ensin maassamme.

Ja mikä on EEG?

Tämä on elektroenkefalogrammi, ts. Aivojen sähköinen aktiivisuus, aivojen neuronien työn aiheuttamat potentiaaliset vaihtelut, jotka kirjataan suoraan pään pinnasta. Hermosolut, kuten lihaskuidut, toimivat samanaikaisesti: kun jotkut niistä luovat positiivisen potentiaalin ihon pinnalle, toiset luovat negatiivisen. Mahdollisuuksien keskinäinen korvaus on tässä jopa vahvempi kuin EMG: n tapauksessa. Seurauksena EEG: n amplitudi on noin sata kertaa pienempi kuin EKG, siksi niiden rekisteröinti vaatii herkempiä laitteita.

Venäläinen tiedemies V, V. Pravdich-Nemsky rekisteröi EEG: n ensimmäisen kerran koirissa koiranäppäimellä. Hän esitteli koiraa koirille, jotta voimakkaammat lihasvirtaukset eivät häirinneet aivovirtojen rekisteröintiä.

Vuonna 1924 saksalainen psykiatri G. Berger aloitti Jenan yliopistossa ihmisen EEG-tutkimuksen. Hän kuvasi aivojen potentiaalien jaksottaisia ​​vaihteluita, joiden taajuus on noin 10 Hz, joita kutsutaan alfa-rytmiksi. Hän tallensi ensin epilepsian kohtauksen saaneen henkilön EEG: n ja päätteli, että Galvani oli oikeassa, mikä viittasi siihen, että hermostoon syntyy kohta, jossa on epilepsia. missä virrat ovat erityisen voimakkaita (solut ovat jatkuvasti kiihtyneitä korkealla taajuudella).

Koska puhuimme hyvin heikoista potentiaaleista, jotka tunnusomainen lääkäri oli kirjannut, Bergerin tulokset eivät herättäneet huomiota pitkään; hän itse julkaisi ne vasta viiden vuoden kuluttua löytöstä. Ja vasta vuoden 1930 jälkeenTunnetut englantilaiset tutkijat Adrian ja Matthews vahvistivat heidät, heidät "leimattiin akateemisella hyväksynnällä", sanoo englantilainen tiedemies G. Walter, joka käsitteli EEG: n kliinisiä näkökohtia Gaulin laboratoriossa. Tässä laboratoriossa kehitettiin menetelmiä, joiden avulla EEG pystyi määrittämään kasvaimen tai verenvuodon sijainnin aivoissa, samaan tapaan kuin EKG on aiemmin oppinut määrittämään sydänkohtauksen sijainnin.

Lisäksi alfa-rytmin lisäksi löydettiin muita aivorytmejä, erityisesti rytmejä, jotka liittyvät erityyppisiin unen tyyppeihin. EEG: n biopalauteprojekteja on paljon. Esimerkiksi, jos kuljettaja tallentaa EEG: tä jatkuvasti, voit tietokoneella määrittää hetken, koodin, hän alkaa hämmentää ja herättää hänet. Valitettavasti kaikkia tällaisia ​​hankkeita on edelleen vaikea toteuttaa, koska EEG: n amplitudi on hyvin pieni.

EEG: n lisäksi aivojen potentiaalivaihtelujen lisäksi ilman erikoistehosteita, on olemassa myös toinen aivojen potentiaalimuoto, jota kutsutaan herätetyiksi potentiaaliksi (EP).

Aiheutetut potentiaalit ovat sähköisiä reaktioita, jotka tapahtuvat vasteena salamavalolle, äänelle jne. Koska monet aivojen neuronit reagoivat melkein samanaikaisesti kirkkaaseen valon salamaan, herätetyt potentiaalit ovat yleensä paljon suuremmat kuin EEG. Ei ollut sattumaa, että ne löydettiin paljon aikaisemmin kuin EEG (vuonna 1875 englantilainen Keton ja siitä riippumattomasti vuonna 1876 venäläinen tutkija V. Ya. Danilevsky).

Käytettyjen potentiaalien avulla voidaan ratkaista mielenkiintoisia tieteellisiä ongelmia. Esimerkiksi valon välähdyksen jälkeen vaste (EP) tapahtuu ensin aivojen takarauhasalueella. Tästä voidaan päätellä, että juuri tällä alueella signaalit valosta tulevat.

Sähköisellä ihoärsytyksellä aivojen pimeässä alueella esiintyy potentiaalisia potentiaaleja.

Käden ihon ärsytyksen yhteydessä niitä esiintyy yhdessä paikassa, jalan iho toisessa. Voit kartoittaa nämä vastaukset ja tämä kartta osoittaa, että ihon pinta antaa heijastuksen ihmisen aivojen aivokuoren parietaalialueelle. On mielenkiintoista, että tässä mallissa joitain mittasuhteita rikotaan, esimerkiksi käden projektio on suhteettoman suuri. Kyllä, tämä on luonnollista: aivot tarvitsevat paljon yksityiskohtaisempia tietoja kädestä kuin esimerkiksi selästä.