Apakah ECG, EMG, EEG?

ECG adalah elektrokardiogram, rakaman isyarat elektrik jantung. Fakta bahawa perbezaan yang berpotensi muncul di hati apabila pengujaan ditunjukkan pada awal tahun 1856, semasa era Dubois-Reymond. Eksperimen membuktikan ini telah ditetapkan oleh Kelliker dan Muller betul-betul mengikut resipi Galvani: saraf yang berlari ke kaki katak diletakkan di atas hati yang terpencil, dan ini "voltmeter hidup" bertindak balas dengan pukulan kaki untuk setiap denyutan jantung.

Dengan adanya instrumen pengukur elektrik yang sensitif, ia menjadi mungkin untuk menangkap isyarat elektrik hati yang bekerja dengan menggunakan elektrod tidak langsung ke otot jantung, tetapi kepada kulit.

Pada tahun 1887, untuk pertama kalinya, adalah mungkin untuk mendaftarkan ECG manusia dengan cara ini, yang dilakukan oleh saintis Inggeris A. Waller menggunakan elektrometer kapilari (asas peranti ini adalah kapilari nipis di mana merkuri bersempadan dengan asid sulfurik. Semasa arusnya melalui rapi, ketegangan permukaan di sempadan cecair berubah dan meniskus beralih di sepanjang kapilari.)

Peranti ini menyusahkan untuk digunakan dan penggunaan elektrokardiografi yang meluas bermula kemudian, selepas kedatangan pada 1903 peranti yang lebih maju - galurometer tali Einthoven. (Operasi peranti ini didasarkan pada pergerakan konduktor dengan arus dalam medan magnet. Peranan konduktor diputar oleh filamen kuarza perak beberapa mikrometer dalam diameter, dipasang dengan ketat dalam medan magnet Apabila arus dilalui melalui tali ini, ia membungkuk sedikit. Penyimpangan ini diperhatikan dengan mikroskop. inersia yang rendah dan dibenarkan mendaftarkan proses elektrik yang cepat.)

Setelah penampilan peranti ini dalam beberapa makmal, mereka mula mengkaji dengan terperinci bagaimana ECG jantung dan jantung yang sihat berbeza dalam pelbagai penyakit. Untuk kerja-kerja ini V. Einthoven menerima Hadiah Nobel pada tahun 1924, dan ahli sains Soviet A. F. Samoilov, yang banyak melakukan pembangunan elektrokardiografi, menerima Hadiah Lenin pada tahun 1930. Hasil daripada langkah seterusnya dalam pembangunan teknologi (kemunculan amplifier dan perakam elektronik), elektrokardiografi mula digunakan di setiap hospital besar.

Apakah sifat ECG?

Apabila apa-apa saraf atau serat otot teruja, arus dalam beberapa bahagiannya mengalir melalui membran ke serat, dan di lain-lain mengalir keluar. Dalam kes ini, aliran semasa semestinya mengalir melalui persekitaran luaran yang mengelilingi gentian, dan mencipta perbezaan yang berpotensi dalam medium ini. Ini membolehkan anda mendaftarkan pengujaan serat menggunakan elektrod ekstraselular tanpa menembusi sel.

Hati adalah otot yang cukup kuat. Banyak serat serentak bersemangat di dalamnya, dan aliran arus yang cukup kuat dalam persekitaran yang mengelilingi jantung, yang walaupun di permukaan badan menghasilkan perbezaan potensi susunan 1 mV.

Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai ECG tentang keadaan hati, doktor mencatatkan banyak lengkung di antara titik-titik tubuh yang berbeza. Untuk memahami keluk-keluk ini, anda memerlukan banyak pengalaman. Dengan kemunculan teknologi komputer, ia telah menjadi mungkin untuk mengautomasikan proses "membaca" ECG dengan ketara. Komputer membandingkan ECG pesakit yang diberikan dengan sampel yang disimpan dalam ingatannya dan memberi doktor diagnosis yang mengandaikan (atau beberapa diagnosis yang mungkin).

Sekarang terdapat banyak lagi pendekatan baru untuk analisis ECG. Nampaknya sangat menarik. Menurut yang didaftarkan dari banyak titik badan, dan perubahannya dalam masa, adalah mungkin untuk mengira bagaimana gelombang pengujaan bergerak melalui jantung dan mana bahagian-bahagian jantung menjadi tidak dicela (contohnya, mereka terkena serangan jantung). Pengiraan ini sangat susah payah, tetapi mereka menjadi mungkin dengan kedatangan komputer.

Pendekatan seperti ini untuk analisis ECG telah dibangunkan oleh L. I. Titomir, seorang pekerja Institut Penyebaran Maklumat Masalah Akademi Sains USSR.Daripada banyak lengkung yang sukar difahami, komputer menarik pada skrin hati dan penyebaran pengujaan di jabatannya. Anda boleh melihat secara langsung di mana kawasan pengujaannya lebih perlahan, yang bahagian-bahagian jantung tidak teruja sama sekali, dsb.

Potensi jantung digunakan dalam perubatan bukan sahaja untuk diagnosis, tetapi juga untuk mengawal peralatan perubatan. Bayangkan seorang doktor perlu mengambil x-sinar jantung dalam fasa-fasa yang berlainan dalam kitarannya, iaitu, pada waktu penguncupan maksimum, kelonggaran maksimum, dan sebagainya. Ini adalah perlu untuk beberapa penyakit. Tetapi bagaimana untuk menangkap saat penguncupan terbesar? Anda perlu mengambil banyak gambar dengan harapan bahawa salah seorang daripada mereka akan masuk ke fasa yang betul.

Oleh itu saintis Soviet V, S. Gurfinkel, V. B, Malkin dan M. L. Tsetlin memutuskan untuk menghidupkan peralatan sinar-X dari gelombang ECG. Ini memerlukan peranti elektronik yang tidak rumit, yang termasuk menembak dengan kelewatan yang diberikan berbanding dengan gelombang ECG. Penyelesaian masalah pintar dengan sendirinya sangat menarik karena ia merupakan salah satu alat pertama (sekarang banyak) di mana potensi alami tubuh mengendalikan alat buatan tertentu; Bidang teknologi ini dipanggil biofeedback.

Otot rangka tubuh juga menghasilkan potensi yang boleh direkodkan dari permukaan kulit. Walau bagaimanapun, ini memerlukan peralatan yang lebih canggih daripada untuk rakaman ECG. Serat otot individu biasanya berfungsi secara asynchronously, isyarat mereka bertindih antara satu sama lain adalah pampasan sebahagian, dan sebagai hasilnya, potensi yang lebih rendah diperoleh daripada dalam hal ECG.

Aktiviti elektrik dari otot rangka disebut elektromogram - EMG. Buat kali pertama, potensi serat otot manusia ditemui dengan mendengarkan mereka menggunakan telefon, saintis Rusia N. E. Vvedensky kembali pada tahun 1882.

Pada tahun 1907, saintis Jerman, G. Pieper menggunakan galvanometer rentetan untuk pendaftaran objektifnya. Walau bagaimanapun, ia adalah kaedah yang kompleks dan susah payah. Hanya selepas oscilloscope katod dan peralatan elektronik muncul pada tahun 1923, elektromilografi mula berkembang secara intensif. Kini ia digunakan secara meluas dalam sains, perubatan, sukan, dan juga untuk kawalan biokimia.

Salah satu kegunaan utama biokontrol EMG ialah mewujudkan prostesis untuk orang yang kehilangan tangan mereka. Prostit tersebut mula-mula dicipta di negara kita.

Dan apa itu EEG?

Ini adalah elektroencephalogram, iaitu, aktiviti elektrik otak, turun naik berpotensi yang dihasilkan oleh kerja-kerja neuron otak dan direkodkan langsung dari permukaan kepala. Sel-sel saraf, seperti serat otot, berfungsi serentak: apabila sesetengahnya menghasilkan potensi positif pada permukaan kulit, yang lain membuat satu yang negatif. Pampasan bersama potensi di sini lebih kuat daripada dalam hal EMG. Akibatnya, amplitud EEG kira-kira seratus kali lebih kecil daripada ECG, oleh itu, pendaftaran mereka memerlukan peralatan yang lebih sensitif.

EEG pertama kali didaftarkan oleh saintis Rusia V, V. Pravdich-Nemsky pada anjing menggunakan galvanometer rentetan. Dia memperkenalkan penglihatan kepada anjing supaya arus otot yang kuat tidak mengganggu pendaftaran arus otak.

Pada tahun 1924, ahli psikiatri Jerman G. Berger mula belajar di Universiti Jena kajian EEG manusia. Dia menggambarkan turun naik berkala dalam potensi otak dengan kekerapan kira-kira 10 Hz, yang dipanggil irama alfa. Dia pertama kali mencatatkan EEG seseorang dengan merampas epilepsi dan sampai pada kesimpulan bahawa Galvani betul, menunjukkan bahawa satu bahagian muncul dalam sistem saraf dengan epilepsi di mana arus adalah sangat kuat (sel-sel yang sentiasa teruja pada frekuensi tinggi).

Oleh kerana kita bercakap mengenai potensi yang sangat lemah yang dicatatkan oleh seorang doktor yang kurang dikenali, keputusan Berger tidak menarik perhatian untuk jangka masa yang panjang; dia sendiri menerbitkannya hanya 5 tahun selepas penemuan itu. Dan hanya selepas tahun 1930mereka disahkan oleh saintis Inggeris terkenal Adrian dan Matthews, mereka "... dicap dengan kelulusan akademik", dengan kata-kata G. Walter, saintis Inggeris yang menangani aspek klinikal EEG di makmal Gaul. Di makmal ini, kaedah telah dibangunkan yang memungkinkan untuk menentukan lokasi tumor atau pendarahan di otak oleh EEG, seperti yang pernah dipelajari oleh ECG untuk menentukan lokasi serangan jantung di dalam hati.

Selain itu, sebagai tambahan kepada irama alfa, irama otak lain telah ditemui, terutamanya, irama yang dikaitkan dengan jenis tidur yang berlainan. Terdapat banyak projek biofeedback EEG. Sebagai contoh, jika pemandu sentiasa merekodkan EEG, maka anda boleh menggunakan komputer untuk menentukan momen, kod itu, ia mula membekukan, dan membangunkannya. Malangnya, semua projek itu masih sukar untuk dilaksanakan, kerana amplitud EEG sangat kecil.

Sebagai tambahan kepada EEG - turun naik potensi otak jika tiada kesan istimewa, terdapat satu lagi potensi otak yang dipanggil potensi yang ditimbulkan (EP).

Potensi yang dibangkitkan adalah tindak balas elektrik yang berlaku sebagai tindak balas kepada kilauan cahaya, bunyi, dan sebagainya. Oleh kerana banyak neuron otak merespon hampir serentak dengan cahaya kilat terang, potensi yang timbul biasanya lebih besar daripada EEG. Tidak ada kemalangan yang diketahui lebih awal daripada EEG (pada tahun 1875 oleh Keton Inggeris dan secara bebasnya pada tahun 1876 oleh penyelidik Rusia V. Ya Danilevsky).

Menggunakan potensi menimbulkan masalah, seseorang boleh menyelesaikan masalah saintifik yang menarik. Sebagai contoh, selepas kilauan cahaya, tindak balas (EP) mula-mula berlaku di kawasan otak otak. Dari sini kita dapat menyimpulkan bahawa di rantau ini isyarat tentang cahaya datang.

Dengan kerengsaan kulit elektrik, potensi yang timbul berlaku di kawasan gelap otak.

Dengan kerengsaan kulit tangan, mereka berlaku di satu tempat, kulit kaki yang lain. Anda boleh memetakan jawapan ini dan peta ini menunjukkan bahawa permukaan kulit memberikan unjuran ke rantau parietal korteks otak manusia. Adalah menarik bahawa dalam reka bentuk ini beberapa bahagian dilanggar, contohnya, unjuran tangan adalah tidak seimbang. Ya, ini adalah semula jadi: otak memerlukan maklumat yang lebih terperinci tentang tangan daripada, sebagai contoh, tentang belakang.