Шта је ЕКГ, ЕМГ, ЕЕГ?

ЕКГ је електрокардиограм, снимак електричних сигнала срца. Чињеница да се у срцу појављује потенцијална разлика током узбуђења, показана је већ 1856. године, током ере Дубоис-Реимонд. Експеримент који је доказао да су то поставили Келликер и Муллер тачно по Галванијевом рецепту: нерв који иде до жабљег стопала положен је на изоловано срце, а овај „живи волтметар“ одговорио је трзајем шапе на сваки откуцај срца.

Појавом осетљивих електричних мерних инструмената постало је могуће хватање електричних сигнала радног срца применом електрода не директно на срчани мишић, већ на кожу.

Године 1887. први пут је било могуће регистровати хумани ЕКГ на овај начин. То је учинио енглески научник А. Валлер користећи капиларни електрометар (основа овог уређаја је танка капилара у којој је жива омеђена сумпорном киселином. Када је струја пролазила кроз такву капилару, површинска напетост на граници течности су се промениле и менискус се померао дуж капиларе.)

Овај уређај је био неугодан за употребу, а широка примена електрокардиографије почела је касније, након појаве 1903. године, напреднијим уређајем - Еинтховеновим галванским метром. (Рад овог уређаја заснован је на кретању проводника са струјом у магнетном пољу. Улогу водича имао је сребрни кварцни филамент пречника неколико микрометара, чврсто стегнут у магнетном пољу. Када је струја пролазила кроз овај низ, лагано се савила. Ова одступања примећена су микроскопом. Уређај је имао мала инерција и дозвољено је да се региструју брзи електрични процеси.)

Након појаве овог уређаја у бројним лабораторијама, почели су детаљно да проучавају како се ЕКГ здравог срца и срца разликује код различитих болести. За та дјела В. Еинтховен је 1924. године добио Нобелову награду, а совјетски научник А. Ф. Самоилов, који је много учинио на развоју електрокардиографије, 1930. добио је Лењинову награду. Као резултат следећег корака у развоју технологије (појава електронских појачала и диктафона), електрокардиографи су почели да се користе у свакој већој болници.

Каква је природа ЕКГ-а?

Када је неко живчано или мишићно влакно узбуђено, струја у неким његовим деловима тече кроз мембрану у влакно, а у другим истјече. У овом случају, струја нужно тече кроз спољно окружење које окружује влакно и ствара потенцијалну разлику у овом медијуму. То вам омогућава да региструјете побуђивање влакана користећи ванћелијске електроде, без продирања у ћелију.

Срце је прилично моћан мишић. У њему се истовремено побуђују многа влакна, а у околини која окружује срце тече довољно јака струја, која чак и на површини тела ствара потенцијалне разлике реда 1 мВ.

Да би са ЕКГ-а сазнали више о стању срца, лекари бележе многе кривине између различитих тачака тела. Да бисте разумели ове кривине, потребно вам је много искуства. Појавом рачунарске технологије постало је могуће значајно аутоматизовати процес „читања“ ЕКГ-а. Рачунар упоређује ЕКГ даног пацијента са узорцима који се чувају у њеној меморији и лекару даје претпостављену дијагнозу (или неколико могућих дијагноза).

Сада постоји много других нових приступа анализи ЕКГ-а. Чини се врло занимљивим. Према подацима забележеним са многих тачака тела и њиховој промени времена, могуће је израчунати како се талас ексцитације креће кроз срце и који делови срца постају неискоришћени (на пример, на њих утиче срчани удар). Ови прорачуни су веома напорни, али постали су могући с појавом рачунара.

Овај приступ анализи ЕКГ-а развио је Л. И. Титомир, запослени у Институту за проблеме преноса информација Академије наука СССР-а.Уместо многих кривих које је тешко разумети, рачунар црта на екрану срце и ширење узбуђења у својим одељењима. Можете директно видети у ком делу срца је побуђење спорије, који делови срца уопште нису побуђени итд.

Потенцијали срца коришћени су у медицини не само за дијагнозу, већ и за контролу медицинске опреме. Замислите да лекар треба да узме рендген срца у различитим фазама његовог циклуса, односно у време максималне контракције, максималне опуштања итд. Ово је неопходно за неке болести. Али како ухватити тренутак највеће контракције? Морате да снимите пуно слика у нади да ће неко од њих ући у праву фазу.

И тако су совјетски научници В, С. Гурфинкел, В. Б, Малкин и М. Л. Тсетлин одлучили да укључе рендгенску опрему из таласа ЕКГ. Ово је захтевало не баш компликован електронски уређај, који је укључивао снимање са заданим закашњењем у односу на талас ЕКГ-а. Духовито решење проблема по себи је посебно интересантно по томе што је то био један од првих (сада бројних) уређаја у коме природни потенцијали тела контролишу одређене вештачке уређаје; Ова област технологије назива се биофеедбацк.

Скелетни мишићи на телу такође стварају потенцијале који се могу снимити са површине коже. Међутим, за ово је потребна напреднија опрема него за снимање ЕКГ-ом. Појединачна мишићна влакна обично раде асинкроно, њихови се сигнали који се преклапају једни с другима делимично компензују, и као резултат, добијају се нижи потенцијали него у случају ЕКГ-а.

Електрична активност скелетног мишића назива се електромиограм - ЕМГ. Први пут су откривени потенцијали људских мишићних влакана слушајући их телефоном, руски научник Н. Е. Введенски још давне 1882. године.

Године 1907, немачки научник Г. Пиепер користио је жичани галванометар за њихову објективну регистрацију. Међутим, то је била сложена и напорна метода. Тек након што се 1923. године појавио катодни осцилоскоп и електронска опрема, електромиографија је почела интензивно да се развија. Сада се широко користи у науци, медицини, спорту, а такође и за биоконтролу.

Једна од првих великих употреба ЕМГ биоконтроле је креирање протеза за људе који су изгубили руку. Овакве протезе су први пут створене у нашој земљи.

А шта је ЕЕГ?

Ово је електроенцефалограм, тј. Електрична активност мозга, потенцијална колебања створена радом можданих неурона и снимљена директно са површине главе. Нервне ћелије, попут мишићних влакана, раде истовремено: када неке од њих стварају позитиван потенцијал на површини коже, друге стварају негативне. Међусобна компензација потенцијала је овде још јача него у случају ЕМГ-а. Као резултат, амплитуда ЕЕГ-а је око сто пута мања од ЕКГ-а, па је за њихову регистрацију потребна осетљивија опрема.

ЕЕГ је први пут регистровао руски научник В, В. Правдич-Немски на псима користећи гудачки галванометар. Увео је кураре псима тако да јаче мишићне струје не ометају регистрацију можданих струја.

1924. немачки психијатар Г. Бергер започео је на Јена Универзитету студију људског ЕЕГ-а. Описао је периодичне флуктуације потенцијала мозга са фреквенцијом од око 10 Хз, што се назива алфа ритмом. Прво је забележио ЕЕГ особе са нападом епилепсије и дошао до закључка да је Галвани у праву, што сугерише да настаје пресек у нервном систему са епилепсијом где су струје посебно јаке (тамо су ћелије непрекидно побуђене на високој фреквенцији).

Пошто смо говорили о врло слабим потенцијалима које је забележио мало познати лекар, Бергерови резултати дуго нису привлачили пажњу; он их је објавио само 5 година након открића. И тек након 1930потврдили су их познати енглески научници Адриан и Маттхевс, они су "жигосани академским одобрењем", по речима Г. Валтера, енглеског научника који се у лабораторији у Гали бавио клиничким аспектима ЕЕГ-а. У овој лабораторији развијене су методе које су омогућиле да се утврди локација тумора или хеморагије у мозгу помоћу ЕЕГ-а, слично ономе што је раније сазнао ЕКГ да би се утврдило место срчаног удара у срцу.

Након тога, поред алфа ритма, откривени су и други мождани ритмови, нарочито ритмови повезани са различитим врстама сна. Постоји пуно ЕЕГ пројеката за биофеедбацк. На пример, ако возач стално бележи ЕЕГ, можете помоћу рачунара да одредите тренутак, код, он почне да успава и пробуди га. Нажалост, сви су такви пројекти још увек тешко спровести, јер је амплитуда ЕЕГ врло мала.

Поред ЕЕГ-а - флуктуације потенцијала мозга у одсуству специјалних ефеката, постоји и други облик можданих потенцијала - који се назива потенцијали (ЕП).

Позивани потенцијали су електричне реакције које настају као одговор на блиц светлости, звука итд. Пошто многи неурони мозга реагују готово истовремено на сјајни блиц светлости, евоцирани потенцијали су обично много већи од ЕЕГ-а. Није случајно што су их открили много раније од ЕЕГ-а (1875. године, Енглез Кетон, а независно од њега 1876. године, руски истраживач В. Иа. Данилевски).

Користећи евоциране потенцијале може се решити занимљив научни проблем. На пример, након трептаја светлости, одговор (ЕП) се најпре појављује у окципиталној регији мозга. Из овога можемо закључити да управо у ову регију долазе сигнали о светлости.

Уз електричну иритацију коже, евоцирани потенцијали настају у тамном пределу мозга.

Код иритације коже руку оне се јављају на једном месту, коже стопала на другом. Можете пресликати ове одговоре и ова карта показује да површина коже даје пројекцију на париеталну регију кортекса људског мозга. Занимљиво је да су у овом дизајну неке пропорције кршене, на пример, пројекција руке је несразмерно велика. Да, то је природно: мозгу су потребне много детаљније информације о руци него, на пример, о леђима.