מה זה א.ק.ג., EMG, EEG?

א.ק.ג הוא אלקטרוקרדיוגרמה, הקלטת האותות החשמליים של הלב. העובדה שההבדל הפוטנציאלי מתעורר בלב לאחר עירור הוצגה כבר בשנת 1856, בתקופת דובואה-ריימונד. הניסוי שהוכיח זאת נקבע על ידי קליקר ומולר בדיוק לפי המתכון של גלווני: עצב שרץ לרגליו של הצפרדע הונח על לב מבודד, ו"מתח המתח החי "הזה הגיב בקופץ הכפה לכל פעימות לב.

עם הופעתם של מכשירי מדידה חשמליים רגישים, התאפשר לתפוס את האותות החשמליים של לב עובד על ידי החלת אלקטרודות לא ישירות על שריר הלב, אלא על העור.

בשנת 1887, לראשונה, ניתן היה לרשום א.ק.ג. אנושי בדרך זו, הדבר נעשה על ידי המדען האנגלי א 'וולר באמצעות אלקטרומטר נימי (הבסיס למכשיר זה היה נימי דק שבו גובלה הכספית בחומצה גופרתית. כאשר הזרם עבר דרך נימה כזו, מתח השטח בגבול בגבול. נוזלים התחלפו והמניסקוס הועבר לאורך הנימי.)

מכשיר זה לא היה נוח לשימוש והשימוש הנרחב באלקטרוקרדיוגרפיה החל מאוחר יותר, לאחר הופעתו בשנת 1903 של מכשיר מתקדם יותר - גלווניומטר מיתרת איינתובן. (הפעולה של מכשיר זה מבוססת על תנועה של מוליך עם זרם בשדה מגנטי. את תפקיד המוליך שיחק נימה קוורץ מוכתרת בקוטר של כמה מיקרומטר, נמתח היטב בשדה מגנטי. כאשר עבר זרם במיתר זה, הוא התכופף מעט. סטיות אלה נצפו במיקרוסקופ. למכשיר היה אינרציה נמוכה ומאפשרת לרשום תהליכים חשמליים מהירים.)

לאחר הופעת מכשיר זה במספר מעבדות, הם החלו ללמוד בפירוט כיצד א.ק.ג של לב בריא ושונה נבדלים במחלות שונות. על עבודות אלה קיבל V. Einthoven את פרס נובל בשנת 1924, והמדען הסובייטי A. F. Samoilov, שעשה רבות למען פיתוח האלקטרוקרדיוגרפיה, קיבל את פרס לנין בשנת 1930. כתוצאה מהשלב הבא בהתפתחות הטכנולוגיה (הופעת מגברים ומקליטים אלקטרוניים), החלו להשתמש אלקטרוקרדיוגרפים בכל בית חולים גדול.

מה טיב הא.ק.ג.

כאשר סיבי עצב או שריר כלשהו נרגשים, הזרם בחלק מהקטעים שלו זורם דרך הממברנה אל הסיב, ובאחרים זורם החוצה. במקרה זה, הזרם בהכרח זורם בסביבה החיצונית המקיפה את הסיב, ויוצר הבדל פוטנציאלי במדיום זה. זה מאפשר לך לרשום את עירור הסיב באמצעות אלקטרודות חוץ תאיות, מבלי לחדור לתא.

הלב הוא שריר חזק למדי. סיבים רבים נרגשים בו בו זמנית, וזרם חזק מספיק זורם בסביבה המקיפה את הלב, שאף על פני הגוף יוצר הבדלי פוטנציאל בסדר גודל של 1 mV.

על מנת ללמוד יותר מ- ECG על מצב הלב, רופאים רושמים עקומות רבות בין נקודות שונות בגוף, בכדי להבין את העקומות הללו אתם זקוקים לניסיון רב. עם כניסת טכנולוגיית המחשבים התאפשר אוטומציה משמעותית של תהליך "קריאת" א.ק.ג. מחשב משווה את א.ק.ג של מטופלת נתונה עם הדגימות המאוחסנות בזיכרונה ומעניק לרופא אבחנה חזקה (או מספר אבחנות אפשריות).

כעת ישנן גישות חדשות רבות נוספות לניתוח ה- ECG. זה נראה מאוד מעניין. על פי הנתונים שנרשמו מנקודות רבות בגוף, ושינוי הזמן שלהם, ניתן לחשב כיצד גל ההתעוררות עובר דרך הלב ואיזה חלקים בלב הופכים ללא עוררין (למשל, הם מושפעים מהתקף לב). חישובים אלה עמלים מאוד, אך הם התאפשרו עם כניסתם של מחשבים.

גישה כזו לניתוח א.ק.ג. פותחה על ידי ל. I. Titomir, עובד המכון לבעיות העברת מידע של האקדמיה למדעים של ברית המועצות.במקום עקומות רבות שקשה להבין, המחשב מצייר על המסך את הלב ואת התפשטות העירור במחלקותיו. ניתן לראות ישירות באיזה אזור בלב ההתרגשות איטית יותר, אילו חלקים בלב לא מתרגשים וכו '.

הפוטנציאלים של הלב שימשו ברפואה לא רק לאבחון, אלא גם לשליטה בציוד רפואי. תאר לעצמך שרופא צריך לקחת צילומי רנטגן של הלב בשלבים שונים של המחזור שלו, כלומר בזמן ההתכווצות המרבית, הרפיה מירבית וכו '. זה הכרחי עבור כמה מחלות. אבל איך לתפוס את רגע ההתכווצות הגדול ביותר? צריך לצלם הרבה תמונות בתקווה שאחת מהן תיכנס לשלב הנכון.

וכך החליטו המדענים הסובייטים החמישי, ש. גורפינקל, V. B, Malkin ו- M. L. Tsetlin להפעיל את ציוד הרנטגן מגל ה- ECG. זה דרש מכשיר אלקטרוני לא כל כך מסובך, שכלל צילום באיחור נתון יחסית לגל ה- ECG. הפיתרון השנון של הבעיה כשלעצמו מעניין במיוחד בכך שהוא היה אחד המכשירים הראשונים (כיום רבים) שבהם הפוטנציאלים הטבעיים של הגוף שולטים במכשירים מלאכותיים מסוימים; תחום טכנולוגי זה נקרא ביופידבק.

שרירי השלד בגוף מייצרים גם פוטנציאלים הניתנים לתיעוד מעל פני העור. עם זאת, הדבר דורש ציוד מתקדם יותר מאשר להקלטת א.ק.ג. סיבי שריר נפרדים פועלים לרוב באופן אסינכרוני, האותות שלהם חופפים זה את זה מקבלים פיצוי חלקי, וכתוצאה מכך מתקבלים פוטנציאלים נמוכים יותר מאשר במקרה של א.ק.ג.

הפעילות החשמלית של שריר השלד נקראת אלקטרומיוגרמה - EMG. לראשונה נתגלו הפוטנציאלים של סיבי שריר אנוש על ידי האזנה להם בטלפון, המדען הרוסי נ 'וובדנסקי בשנת 1882.

בשנת 1907 השתמש המדען הגרמני G. Pieper בגלוונומטר מיתר לצורך רישומם האובייקטיבי. עם זאת, זו הייתה שיטה מורכבת ועמלנית. רק לאחר הופעת אוסצילוסקופ הקתודה והציוד האלקטרוני בשנת 1923, האלקטרומוגרפיה החלה להתפתח באופן אינטנסיבי. כעת משתמשים בו נרחב במדע, רפואה, ספורט, וגם לבקרת ביולוגיה.

אחד השימושים הגדולים הראשונים של בקרת הביולוגיה של EMG הוא יצירת תותבות לאנשים שאיבדו את זרועם. תותבות כאלה נוצרו לראשונה בארצנו.

ומה זה EEG?

מדובר באלקטרואנספלוגרמה, כלומר הפעילות החשמלית של המוח, תנודות פוטנציאליות שנוצרו על ידי עבודתם של נוירונים במוח והוקלטו ישירות משטח הראש. תאי עצב, כמו סיבי שריר, פועלים במקביל: כאשר חלקם יוצרים פוטנציאל חיובי על פני העור, אחרים יוצרים שלילית. פיצוי הדדי של פוטנציאלים כאן הוא אפילו חזק יותר מאשר במקרה של EMG. כתוצאה מכך, משרעת ה- EEG קטנה פי מאה מה- ECG, לכן הרישום שלהם דורש ציוד רגיש יותר.

ה- EEG נרשם לראשונה על ידי המדען הרוסי V, V. Pravdich-Nemsky על כלבים בעזרת גלוונומטר מחרוזת. הוא הציג בפני כלבים curare כך שזרמי שרירים חזקים יותר לא הפריעו לרישום זרמי המוח.

בשנת 1924 החל הפסיכיאטר הגרמני ג 'ברגר באוניברסיטת ג'נה במחקר EEG אנושי. הוא תיאר תנודות תקופתיות בפוטנציאלים במוח בתדירות של כ 10 הרץ, המכונות קצב האלפא, הוא תיעד לראשונה את ה- EEG של אדם עם התקף אפילפסיה והגיע למסקנה שגלווני צדק, מה שמציע כי מתעורר קטע במערכת העצבים עם אפילפסיה. שם הזרמים חזקים במיוחד (התאים שם מתלהבים בתדירות גבוהה).

מכיוון שדיברנו על פוטנציאלים חלשים מאוד שרשמו רופא ידוע מעט, תוצאות ברגר לא משכו תשומת לב במשך זמן רב; הוא עצמו פרסם אותם רק 5 שנים לאחר הגילוי. ורק אחרי 1930הם אושרו על ידי המדענים האנגלים המפורסמים אדריאן ומת'יו, הם "... הוטבעו באישור אקדמי", במילותיו של ג 'וולטר, מדען אנגלי שעסק בהיבטים הקליניים של EEG במעבדה של גאול. במעבדה זו פותחו שיטות שאיפשרו לקבוע את מיקום הגידול או דימום במוח על ידי EEG, בדומה לאופן שנלמד בעבר על ידי ECG לקבוע את המיקום של התקף לב בלב.

בהמשך, בנוסף לקצב האלפא, התגלו מקצבים מוחיים אחרים, במיוחד מקצבים הקשורים לסוגי שינה שונים. יש הרבה פרויקטים של ביו-פידבק של EEG. לדוגמה, אם הנהג מקליט כל העת את ה- EEG, אתה יכול להשתמש במחשב כדי לקבוע את הרגע, את הקוד, הוא מתחיל לנמנם ולהעיר אותו. למרבה הצער, כל הפרויקטים מסוג זה עדיין קשים ליישום, מכיוון שהמשרעת של ה- EEG קטנה מאוד.

בנוסף ל- EEG - תנודות בפוטנציאל המוח בהיעדר השפעות מיוחדות, קיימת צורה אחרת של פוטנציאלים במוח - המכונה פוטנציאלים (EP).

פוטנציאלים מעוררים הם תגובות חשמליות המתרחשות כתגובה להבזק של אור, צליל וכו '. מכיוון שנוירונים רבים של המוח מגיבים כמעט בו זמנית לפנס אור בהיר, הפוטנציאלים המעוררים הם בדרך כלל גדולים בהרבה מה- EEG. לא במקרה הם התגלו מוקדם הרבה יותר מ- EEG (בשנת 1875, על ידי האנגלי קטון ובלי קשר אליו בשנת 1876 על ידי החוקר הרוסי V. יה. דנילבסקי).

בעזרת פוטנציאלים מעוררים ניתן לפתור בעיות מדעיות מעניינות. לדוגמא, לאחר הבזק אור, תגובה (VP) מתרחשת תחילה באזור המוח. מכאן ניתן להסיק כי באזור זה אותות על אור בא.

עם גירוי בעור חשמלי, נוצרים פוטנציאלים מעוררים באזור החשוך של המוח.

עם גירוי של עור היד, הם מופיעים במקום אחד, עור כף הרגל במקום אחר. ניתן למפות תשובות אלה והמפה הזו מראה כי פני העור נותנים השלכה על האזור הפריטיאלי של קליפת המוח האנושית. מעניין שבתכנון זה מופרים פרופורציות מסוימות, למשל, הקרנת היד מתגלה כגדולה לא פרופורציונלית. כן, זה טבעי: המוח זקוק למידע מפורט הרבה יותר על היד מאשר למשל על הגב.