Биопотенциалдар ағзалар мен ұлпалардың функционалдық күйін өте жақсы көрсететін болғандықтан,оларды тіркеуді және талдау жүргізудің физиологиялық зерттеулерде және диагностикада маңызы өте зор.Қазіргі уақытта биопотенцияларды тіркеудің көптеген әдістері қолданылады: Журек биопотенцияларын тіркеу-электрокардиографиялық( ЭКГ), мидың электроэнцефалография ( ЭЭФГ),бұлшықеттердің-электромиография( ЭМГ),және т.б.Солардың ішінде аса кең таралғаны –электрокардиография.
Электрокардиографияда тіркелетін потенциялар айырымы жүректің жүйке бұлшықет апаратының қозу нәтижесінде пайда болады.Жүректің жүйке бұлшықет жүйесінің түрліше элементерінде пайда болған потенциалдар өзара қосыла келіп, осы жүйені қозған( теріс потенциалдар) және қозбаған (оң потенциалдар) бөлшектеріндегі потенциалдар айырымы пайда болады.Жүректің жүйке бұлшықет жүйесінің түрліше бөлімдерінде қозу процесі,өзіне тән ерекшелікпен біртіндеп тарайды.Сондықтан пайда болған потенциалдар айырымы жүрек жұмысының циклда шамасы жағынан да, нүктелердің орналасуы бойынша да өзгереді.Электрокардиографияның негізгі мақсаты-осы өзгерістерді тіркеу.
Электрокардиография әдісі Эйнтховен теориясына негізделген.Бұл теорияда жүректі өткізгіштік ортада орналасқан электрлік диполь деп қарастырамыз.Осы дипольдің электр өрісі адам денесінің сыртқы бетінде тіркеуге болатын потенциалдарды тудырады. Дипольдің электрлік моментінің векторы-жүрек биопотенциалдарының қорытқы айырмасын сипаттайтын вектор болады ИЭВ деп аталады да,Е әрпімен белгіленеді.
Кеңістіктің кез келген А және В нүктелеріндегі потенциалдар айырымы осы нүктеде түсірілген дипольдің электрлік моментінің векторының проекциясына пропорционал болады.
Қалыпты жағдайда жүректің ИЭВ-ы оның анатомиялық осімен сәйкес келеді.Бірақ бір циклда ИЭВ өзінің бағытында,шамасында өзгертеді.Бұл өзгерістер жүректің қозуын жүйелік бұлшық еттің бойымен біртіндеп таралуына байланысты болады.Сонда ИЭВ-дың бастапқы нүктесі,яғни басы өзгермейді,тұрақты болады.Ал ұшы немесе соңы кеңістікте күрделі қисық сызады.Осы өзгерістерді бақылау үшін электрокардиография қолданылады.
Жүректің биопотенциялдарын зерттеу үшін Эйтховен үшбұрышының электрлік эквиваленттік А,В және С нүктелеріне электродтар қойылады.
Электродтар-электр тізбегінің екі нүктесін қосуға арналған пішіндегі өткізгіштер.Бұл арада электр импульсының көзі ретінде адам денесін,ал электр импульсын қабылдаушы ретінде ЭКГ аппаратын қарастырып отырамыз.
Электродты адам денесіне жапсырғанда тері мен электродтың арасында өтпелі кедергі пайда болып,биопотенциалдардың амплитудасын азайтып,пішінін бұзады.Осы кедергіні электродтың ауданын үлкейту арқылы азайтуға болады.Бірақ аудан неғұрлым үлкен болса,қоршаған ортаның әсері соғұрлым көбейеді де, сигнал пішінінің өзгеру ықтималдығы артады.Сондағы бұл әдісті ЭКГ-де қолдануға болмайды.
Өтпелі кедергіні азайту үшін электрод пен терінің арасында физиологиялық ерітіндіге (электролит) шыланған дәке орналастырылады.
Жүрек өзінің ырғағын жүргізушінің жетекшілігімен атқарады.Ол жүргізуші электр импульстарын қорытып шығарып,оларды өткізгіштік ортаға қарай бағыттайды.Жүрек ырғағын (ритмін) жүргізуші қуыс веналардың( полые вены) қосылған жерінде,оң жүрекшеде орналасқан.Осы нүктені синус түйіні деп (синусовый узел) атайды.
Қалыпты жағдайда синус түйіні минутына 60-90 электр импульсын қорытып шығарып,оларды жүректің өткізгіштік жүйесіне бірқалыпты таратып тұрады.Осы импульстар өткізгіштік жолындағы миокарда бөлімдерін қоздырады.
Адам ағзасына өтетін және өлшеуге болатын параметрлерді екі топқа бөлуге болады: тікелей өлшеуге болатын параметрлер және тікелей өлшеуге болмайтын, бірақ жанама тәсілмен анықталатын параметрлер.
Тікелей өлшеуге болатын параметрлерге жүрек бұлшық еттерінің жиырылуы, температура, биоэлектрлік потенциалдар жатады. Тікелей өлшеуге болмайтын, бірақ жанама тәсілмен анықталатын параметрлерге мыналарды жатқызуға болады: адам денесінің бір учаскесінің электрлік кедергісін анықтау арқылы сол учаскенің қанмен қамтамасыз ету шамасын анықтауға болады; тіндердің жарықты жұту шамасы сол ағзаның көлемі туралы ақпарат береді және с.с. көптеген әдістер бар.
Медико-биологиялық ақпаратты алуға арналған қондырғыларға қойылатын басты талаптар:
- адам ағзасынан алынатын биопотенциалдардың және басқадай медико-биологиялық ақпараттардың пішініне ақаудың мейлінше аз болуы;
- алынатын ақпаратты қоршаған ортаның зиянды әсерінен қорғау;
- ағзаға зиянсыз болуы;
- зарарсыздауға (стерильдеуге) қолайлы және бірнеше рет қолданатындай болуы керек.
Медициналық-биологиялық ақпаратты алуға арналған құралдар электродтар мен датчиктер болып екі топқа бөлінеді.электродтар адам ағзасында пайда болған биопотенциалдар алу үшін, ал датчиктер адам ағзасында өтетін электрлік сигналдарына түрлендіру үшін қолданылады.
Электродтар.
Электродтар деп электр тізбегінің бір нүктесін сол тізбектің екінші нүктесімен қосуға арналған арнайы пішінді өткізгішті айтады.
Биоэлектрлік потенциалдарды алынатын мүшесіне байланысты түрліше айтады. Мысалы, ЭКГ (электрокардиография) – жүрек потенциалдарын зерттеу, ЭЭГ (электроэнцефалограф) – мидың биопотенциалдарын зерттеу, ЭМГ (электромиография) – жүйке бағанаы мен бұлшық еттердің биопотенциалдарын зерттеу және т.б. әдістер бар. Сонымен қатар электродтар адам ағзасына электр сигналдарымен әсер ету үшін де қолданылады. Мысалы, кардиостимулятор – жүректің функционалдық мүмкіншілігін арттыру үшін және адам ағзасына арнайы пішінді электр сигналдарын енгізіп, шығыс жолында сол сигналдың пішіннің өзгеруін диагностикада қолдануға болады.
Қорыта айтқанда, электродтар медицинада мынандай үш бағытта қолданылады:
а) адам ағзасындағы биопотенциалдарды тіркеп оны диагностикада қолдану;
ә) адам ағзасына үздікті электр сигналдарымен ісер ету. Сол арқылы жүйенің функционалдық қабілетін арттыру (электростимуляция);
б) адам ағзасына түрліше пішінді (үздікті) сигналдармен әсер етіп, олардың өзгерісін диагностикада қолдану (электродиагностика).
Адам ағзасындағы пайда болатын биопотенциялдар өте әлсіз болады. Сондықтан да оларды диагностикада қолдану мақсатына жеткізу үшін күшейткіштер қолданылады.
Электрокардиограмма дегеніміз-жүрек биотоктарын график түрінде тіркеу.Электрокардиограммада P,Q,R,S,T тістері болады.
Синус түйінінен шыққан электр потенциалы,алдымен оң жүрекшені (предсердие) қоздырады.Ол қозу ЭКГ де тіркелді.Содан кейін электр импулсы сол жүрекшені қоздырады.Сол жүрекшенің қозуы оң жүрекше қозған кезде басталады.Екі бірдей жүрекшенің қозуы оң жүрекше қозған кезде басталады.Екі бірдей жүрекшенің қозуын ЭКГ-аппараты таспаға Р-тісі ретінде жазады.Олай болса,Р- тісі импульстың алдымен оң жүрешенің ( қисықтың көтерілген бөлігі) ,содан кеін сол журекшенің (қисықтың төмен түскен бөлігі) қозуын сипаттайды.Қалыпты жағдайда осы екі бөлік симетриялы болады.
Жүректің қарыншалары белгілі бір ретпен қозады.Алдымен 0,03с аралығында қарыншааралық перде( межжелудочковая перегородка) қозады.Осы қозуы Q тісін тудырады.
P-тісімен Q–тісінің арасында электрлік өзгерістер болмайды,ЭКГ- де түзу сызық сызылады.Осыны изоэлектрлік процесс дейді.Cодан кейін жүректің ұшы және оған орналасқан облыстар қозады.Соның нәтижесінде R- тісі пайда болады.Жүрек ұшының қозу уақыты,қалыпты жағдайда ,орта шамамен алғанда 0,05с болады.
Ақыры жүректің негізі қозады да, S пайда болады.Оның қозу уақыты шамамен 0,02с болады.
Жоғарыда айтылған Q,R және S тістері біртұтас қарыншалық кешенін QRS құрайды. Оның ұзақтығы шамамен 0,1с.
Миокарда жасушалары қозған күйде ұзақ уақыт тұра алмайды.Сондықтан синустық түйіннен басталған қозу процесі қарыншаларды қоздырғаннан кейін біртіндеп өше бастайды.Бұл арада аса күрделі физиологиялық процесс жүреді.Ол процестерді әдетте бір ғана ұғыммен тұжырымдап айтады.Ол ұғым-реполяризация.Реполяризация процесі ЭКГ-де –Т кесіндісімен және Т тісімен кескінделеді.Реполяризация уақыты,қалыпты жағдайда 0,3+0,02с.Осы уақыт ішінде жүрек қозғанға дейінгі алғашқы күйіне қайта оралады,яғни келесі қозу процесіне дайын күйге келеді.
Жоғарыда қарастырылған ЭКГ-нің құрамынан мынадай қорытындыға келеміз:ЭКГ-нің P,Q,R,S және Т тістерінің бйіктіктері,олардың пішіндері,R-R,P-Q,Q-R-S және Q-T интервалдары жүректің соғу зонасының функционалдық ерекшеліктерін,яғни физиологиялық күйін сипаттайтын басты диагностикалық әдіс болып табылады.
Мысалы: R-R интервалы уақыт қалыптан аз болса,жүректің соғу жиілігі қалыптан жоғары болады,оны тахикардия дейді.Ал сол интервал қалыптан кем болса жүректің соғу жиілігі төмен болады,оны брадикардия дейді.Егер –интервалы бірде артып бірде кемісе-оны артмия деп дейді.
Электрокардиограмма жүректің биопотенциалдарының шамасының,пішінінің уақытқа тәуелді өзгерісін ғана көрсетеді.Ол жүректің интегралдық электрлік векторының бағытын анықтай алмайды.ИЭВ бағытын анықтау үшін векторэлектрокардиограмма әдісі қолданылады.
ВЭКГ-ны Эйнтховен үшбұрышының екі тармағының өріс кернеулігі қосу арқылы анықтайды.Ол үшін нүктелерді қосатын сызықтар өзара перпендикуляр болуы керек.Эйнтховен үшбұрышында тармақтар арасында пайда болған өріс кернеуліктері тік бұрышты кординаталар жүйесінде қарастырылады.Оң қолдан сол қолға Х-осінің бағытымен сол қолдан сол аяққа қарай,У-осінің бойымен,сол қолдан сол аяққа қарай Z –осінің бойымен бағытталады.Сол векторлардың горизонталь,фронталь және сагиталь жазықтықтарына проекциясын қарастыру арқылы ИЭВ-кеңістіктегі орнын α-бұрышын анықтайды.
Электрокардиографтың блок-схемасын келтірілген.Кардиографтың тармақтарын қосатын кілттің (ТҚК) көмегімен биопотенциалдар кернеуді күшейту блогының КК кірісіне беріліп,одан кейін қуатын күшейту( ҚК) блогына беріледі.Солай күшейтілген сигнал электромеханикалық түрлендіргішке (ЭМТ) беріледі.Осы блокта электр сигналдары бақылауға қолайлы сигналға түрленеді,қажет болғанда таспаға жазып алуға болады.
Сұрақтарға жауап беріңдер:
- Электрокардиография дегеніміз не?
- Электрокардиографияның негізгі мақсаты не болып табылады?
- Электрокардиография әдісі кімнің теориясына негізделген?
- Эйнтховен теориясында жүректі өткізгіштік ортада орналасқан не деп қарастырады?
- Дипольдің электрлік моментінің векторы қандай вектор?
- Электродтар дегеніміз не?
- Синус түйіні дегеніміз не?
- Электрокардиограмма дегеніміз не?
- Жүректің қарыншалары қозуынан қандай тіс пайда болады?
- Тахикардия, брадикардия, артмия дегеніміз не?