Home » ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФ, ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФ, ЭЛЕКТРОМИОГРАФ

ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФ, ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФ, ЭЛЕКТРОМИОГРАФ

June 22, 2024

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЕЛЕКТРОГРАФИИ.

Электрический диполь. Поле диполя.

Электрическим диполем называют систему из двух равных по величине и противоположных по знаку точечных зарядов , расположенных на расстоянии друг от друга. Характеристикой диполя является дипольный момент – вектор, равный произведению заряда на плечо диполя:

где – вектор, направленный от отрицательного к положительному заряду (плечо диполя).

Силовые линии поля электрического диполя

Дипольный момент молекулы воды.

Рис. 1 а) Силовые линии диполя. Рис. 1б) дипольный момент воды.

Найдем выражение для потенциала поля, созданного диполем в некоторой удаленной точке пространства О (рис. 2).

Рис. 2 Нахождение потенциала диполя в удаленной точке пространства.

Рис. 3 Нахождение разности потенциалов между двумя равноотстоящими от диполя точками.

Для точечного заряда

(2)

согласно принципу суперпозиции находим (рис. 4.5):

(3)

Здесь учтено, что..

Применим найденную формулу для нахождения разности потенциалов между двумя равноотстоящими от диполя точками А и В (рис. 4.6)

(4)

Здесь важно заметить, что разность потенциалов двух равноудаленных точек пропорциональна проекции дипольного момента на линию, соединяющую эти точки, и зависит от синуса половины угла, под которым видны эти точки.

Рассмотрим диполь, находящийся в центре равностороннего треугольника. В этом случае углы, под которыми видны с диполя каждую пару равноудаленных точек (стороны треугольника) равны. Поэтому разности потенциалов между вершинами треугольника пропорциональны соответствующих проекций вектора на стороны треугольника:

Рис. 5 диполь в центре равностороннего треугольника.

Токовый диполь.

В проводящей среде электрический диполь экранируется, или даже нейтрализуется движущимися заряженными частицами. Чтобы сохранить диполь, к нему можно подключить источник напряжения. Такая двухполюсная система называется токовым диполем, или дипольным электрическим генератором. Он состоит из положительного полюса (источники тока) и отрицательного полюса (стока тока), которые расположены на некотором расстоянии друг от друга. Полюса называют униполями. Эквивалентная схема токовой диполя показана на рисунке 6.

Рис. 6 Эквивалентная схема токового диполя

здесь і – внутренние сопротивление генератора и среды, – е.р.с. Согласно закону Ома для полной цепиРис. 6 Еквівалентна схема струмового диполя

Если, то. Следовательно, величина тока не зависит от сопротивления внешней среды. Поэтому токовый диполь можно характеризовать, по аналогии с электрическим диполем, токовой дипольным моментом:

(6)

где – вектор, соединяющий полюса диполя “-” и “+”

В однородной проводящей среде унипол создает электрическое поле, потенциал которого в удаленной точке поля равенде – вектор, який з’єднує полюси диполя “–” і “+”

(7)

где – ток через унипол, – расстояние до точки, в которой определяется потенциал, – удельная электропроводность.

Потенциал произвольного n-го элементарного диполя пропорционален (– модeль вектора), то есть проекции вектора дипольного момента на прямую, соединяющую начало диполя и точку, в которой измеряется потенциал.

Потенциал электрического поля сердца состоит из дипольных потенциалов элементарных диполей. Поскольку в процессе кардиоциклах возбуждаются небольшие участки миокарда, то расстояния от всех диполей к точке, в которой измеряют потенциал, можно считать одинаковыми, и можно записать в виде:

(8)

где R – одинакова для всех диполей расстояние до точки измерения потенциала,- количество диполей.

Теория Эйнтховена . Компоненты нормальной ЭКГ. Векторелектрокардиография .

Впервые зафиксировал биоэлектрические явления итальянский профессор анатомии и медицины Луиджи Гальвани около двухсот лет назад. Он заметил, что сокращение мышцы лягушки возникает при дотрагивании к ее телу одновременно двумя различными металлическими предметами – проволокой и пластинкой из меди , серебра или железа. Когда он прижимал медные крючки, вставленные в спинной мозг лягушки, к железной решетки – лапки лягушки сокращались. Позже Гальвани уже препарировал стеклянными ножами. Оказалось, что и при таком прикосновения бедренного нерва лягушки с ее мышцей приводило к заметному сокращению мышцы.

Биопотенциалы, возникающие в органах и тканях живого организма , чрезвычайно чутко отражают их функциональное состояние . Поэтому анализ зарегистрированных биопотенциалов получил широкое применение в медицинской практике . Регистрация разности потенциалов между точками среды, окружающей электрически активные ткани , называется электрография . Особое распространение получил метод электрокардиографии – исследование функционального состояния сердца , его автоматизма , возбудимости и проводимости путем графической регистрации изменения электрических потенциалов , возникающих в сердечной мышце во время его возбуждения и проведения возбуждения.

Английский физиолог А. Д. Уоллер одним из первых записал (1887) электрокардиограммы человека. Он предположил, что сердце можно рассматривать как диполи, и предложил (1887) концепцию электрокардиограммы, которую последовательно разработал в ХХ В. Эйнтховен .

Электрокардиограмма- это кривая изменения электрической активности сердца, которая характеризует деятельность сердечной мышцы как функции времени за период от поступления крови в предсердия до поступления ее в аорту . Она показывает изменение суммарного электрического потенциала , возникающего во время возбуждения и проведения возбуждения в совокупности мио кардиальных клеток с кардиоциклах. На графике по вертикали регистрируют изменение значения напряжения в милливольтах , по горизонтали – время в секундах.

Эйнтховен предложил моделировать электрическую деятельность сердца токовым диполем с дипольным моментом

(9)

где – дипольный момент элементарного токового диполя на клеточном уровне, который направлен от «-» к «+», то есть от возбужденного участка к невозбужденном.

Вектор – в медицинской литературе называют электрическим вектором сердца, или вектором ЭДС сердца.

Физико-математическая модель, в которой реальный генератор сердца сведено к точечним токовим диполем, называется моделью дипольного эквивалентного электрического генератора сердца.

Эквивалентный токовый диполь сердца создает в теле человека электрическое поле, силовые линии которого выходят на поверхность тела.

Эйнтховен установил соответствие между мгновенными значениями проекций электрического вектора сердца на фронтальную плоскость и разностью потенциалов между тремя точками этой плоскости на поверхности тела. Точки должны образовывать равносторонний треугольник, в центр которого приложен электрический вектор сердца.

Разность потенциалов, зарегистрированная между вершинами треугольника Эйнтховена, пропорциональна проекции электрического вектора на соответствующую сторону (рис. 7)

(10)

Рис. 7 Проекции электрического вектора сердца на стороны треугольника Эйнтховена.

Каждая из этих проекций соответствует одному из стандартных отведений, принятых в электрокардиографии: І-ЛР-ПР (RL); ІІ ПР-ЛН (RF); ІІІ ЛР-ЛН (LE).

По кардиоциклах конец вектора описывает сложную пространственную кривую. В теории Эйнтховена она в первом приближении принимается за плоскую, расположенную во фронтальной плоскости грудной клетки, и состоит из трех петель , , (рис. 8) Проекция пространственных петель на линию отведения по кардиоциклах образует кривую с тремя соответствующими зубцами P, , и называется электрокардиограмма.

Рис. 8. Пространственная кривая Эйнтховена.

Рис. 9. Изменение амплитуды и полярности QRS-комплекса при отклонении электрической оси сердца вправо или влево.

Для записи ЭКГ используют электрокардиограф. Существует много различных марок электрокардиографов, но все они состоят из следующих частей: переключателя отводов, усилителя биопотенциалов, регистрирующего устройства, источники питания.

На рисунке 10 схематически показана электрокардиограмма здорового человека в первом отведении.

Рис. 10. Электрокардиограмма здорового человека.

Отрезки на ЭКГ, размещенные между зубцами, называют сегментами, а отрезки, состоящие из сегмента и зубца – интервалами. Горизонтальные участки сегментов указывают на отсутствие разности потенциалов на поверхности тела: они изображены изоэлектрической линией. Зубцы и волны, направленные вершиной вверх от изоэлектрической линии, считаются положительными, вниз – отрицательными. Диагностическими показателями ЭКГ есть форма, высота зубцов и интервалы между ними (рис. 11).

Рис. 11. Электрокардиограмма во II стандартном отведении с основными диагностическими зонами.

Высота (амплитуда) зубцов измеряется в мм ( мВ ), а продолжительность – в долях секунды. Продолжительность кардиоциклах ~ 0,8-0,9 с . Зубец записывается во время распространения возбуждения в миокарде предсердий , его продолжительность 0,06-0,11 с. Сегмент соответствует времени распространения возбуждения от предсердий к желудочкам . Комплекс образуется при распространении возбуждения в миокарде желудочков в направлении от эндокарда к эпикарда, его продолжительность 0,8-0,1 с. Сегмент является отражением промежуточной стадии – поляризации желудочков, а зубец Т ее конечной стадии. После зубца начинается диастола и на ЭКГ наблюдается изолиния.

ЭКГ является очень информативным, недорогим и доступным тестом, который позволяет получить необходимую информацию о сердечной деятельности. ЭКГ является записью. Запись электрической активности сердца проводится с поверхности тела пациента (верхние и нижние конечности, грудная клетка), куда наклеиваются электроды или используются специальные приспособления и манжеты. ЭКГ регистрируют на различной скорости. Обычно скорость движения ленты составляет 25 мм/с, при этом 1 мм кривой равен 0,04 с, иногда для детального записи используют скорость 50 и даже 100 мм/с. При длительной регистрации ЭКГ используют меньшую скорость – от 2,5 до 10 мм/с.

ЭКГ является ценным диагностическим инструментом. С ее помощью можно оценить источник (управляемость) ритма, регулярность сердечных сокращений, их частоту. Все это имеет большое значение для диагностики различных аритмий. По продолжительности различных интервалов и зубцов ЭКГ можно оценить изменения сердечной проводимости. Изменения конечной части желудочкового комплекса (интервал ST и зубец Т) позволяют врачу определить наличие или отсутствие ишемических изменений в сердце (нарушение кровоснабжения). Важным показателем ЭКГ является амплитуда зубцов. Увеличение ее говорит о гипертрофии соответствующих отделов сердца, которая наблюдается при некоторых его заболеваниях и при гипертонической болезни.

Электрокардиограмма не дает нам представления о пространственной ориентации электрического вектора сердца, а для диагностики такая информация необходима. Для этого используют метод пространственного исследования электрического поля сердца – Векторкардиография.

В векторной кардиографии регистрируют два вида кривых, характеризующих вектор:

1) векторкардиограму – геометрическое место точек (траекторию) конца вектора в пространстве по кардиоциклах.

2) плоские векторелектрокардиограмы (петли), которые описывает конец вектора в проекции на любую из трех координатных плоскостей.

Проекция векторелектрокардиограмы получаемый при сложении двух взаимно-перпендикулярных отводов.

Прибор для визуального наблюдения векторелектрокардиограмы называют векторелектрокардиоскопом.

В 1934 г. В. Эйнтховеном за открытие метода электрокардиографии была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.

Тема 2. Усилитель. Принцип работы усилителя.

Усилитель – важная часть многих электронных медицинских приборов, используемых в клинике, а также при физиологических и лабораторных исследованиях. Например, приборы для регистрации биопотенциалов: электрокардиограф, электроэнцефалограф и др.. Так как амплитудные значения биопотенциалов очень малы, то обнаружить и зарегистрировать их можно только после предварительного усиления.

Для правильного использования этих медицинских приборов необходимо знать принцип работы усилителя, причины искажения усиленного сигнала, понимать значение амплитудной и частотной характеристик при выборе регистрирующих приборов.

Устройство для усиления напряжения, тока или мощности электрических сигналов без изменения их формы за счет энергии постороннего источника называется электронным усилителем. Элементарная схема усилителя напряжения на транзисторе n-p-n типа, включенного по схеме с общим эмиттером, показанная на рис.1. Перехидна характеристика транзистора зависимость коллекторного тока І_к от напряжения между базой и эмиттером U_б, показана на рис.2.

Коллекторный ток I_к при росте базовой напряжения не может расти больше величины, определяется напряжением источника питания E_к и сопротивлением R, включенным в круг коллектора: . На небольшом участке вблизи точки А (рис.2а) переходную характеристику можно считать линейной. При больших напряжениях на базе эта линейность, как видно из рисунка нарушается.

Входной сигнал Uвх создает переменное напряжение между базой Б и эмиттером Е транзистора. Входной конденсатор С_вх отделяет источник усиливаемого сигнала от цепи питания усилителя и на пропускает на вход усилителя постоянной составляющей (если она есть) входного напряжения. Делитель напряжения (R₁ і R₂) создает постоянную положительную напряжение («смещение») между базой и эмиттером. Напряжение смещения U_зм необходима для того, чтобы переменное напряжение входного сигнала не выходила за пределы линейного участка переходной характеристики. должна быть больше нуля, чтобы.

На рис.2. с помощью графика переходной характеристики показано, как переменное напряжение U_вх, поданная на базу транзистора (рис.2а, б) вызывает изменение во времени коллекторного тока (рис.2в) Ось времени “t” на рис.2б направлена вертикально, она соответствует оси времени “t” на рис.2в. На рис.3. показаны графики, которые объясняют принципы усиления переменного напряжения в схеме на рис.1.

Сменный сигнал U_вх (рис.3) добавляется с U_зм (мал.3б) , создает пульсацию коллекторного тока I_к (мал.3г), что приводит к изменению напряжения на сопротивлении R в цепи коллектора (мал.3д). Выходное напряжение снимают не по сопротивлению R в цепи коллектора, а с транзистора, напряжение на котором U_к (рис.1). Так как сумма спадов напряжения на резисторе R и на транзисторе U_к всегда равна напряжению источника питания (E_к) E_к: , то увеличение U_R приводит к уменьшению U_к и наоборот. Изменение коллекторного напряжения (рис.3) со временем происходит в противофазе с изменениями падения напряжения U_R , а значит и с изменением входного напряжения U_вх: .

Выходной конденсатор С_вх выделяет переменную составляющую коллекторного напряжения: . Выходное напряжение (рис.3ж.) Представляет собой усиленную входное напряжение (рис.3а), но колеблется по отношению к ней в противофазе.

Значительный недостаток транзисторов – это зависимость их характеристик от температуры. Повышение температуры вызывает увеличение токов и режим работы транзистора нарушается. Для борьбы с этим явлением используется схема стабилизации показана на рис.4.

Здесь резистор R_E в кругу эмиттера является стабилизирующим. Спад напряжения на этом резисторе действует навстречу напряжению, где Ид І_д – ток делителя напряжения (R1 и R2), поэтому напряжение смещения базы. Если под воздействием температуры токи в транзисторе начнут расти, то от роста тока I_E увеличится напряжение U_E и соответственно уменьшится напряжение смещения на базе, а это приведет к уменьшению токов. Для того, чтобы резистор R_E не создавал отрицательного обратной связи по переменному току, он зашунтирован конденсатором C_е, достаточно большой емкости.

Коэффициент усиления усилителя – величина, которая показывает во сколько раз амплитудное значение напряжения на выходе усилителя больше амплитудного значения напряжения на входе:

Для усилителя на транзисторе:

где b – коэффициент усиления транзистора по току, ;

R – сопротивление коллекторного цепи транзистора,

R_вх – входное сопротивление транзистора.

Подбирая параметры транзистора b, R, R_вх можно получить усиление входного напряжения в десятки раз. Усиливая напряжение в заданное число раз, усилитель не должен искажать форму сигнала (т.е. форму графика зависимости напряжения от времени). Искажение формы сигнала в усилителе на транзисторе могут быть, в основном, двух видов: амплитудные (нелинейные) и частотные (линейные).

Амплитудные искажения возникают, если напряжение на базе транзистора

выходит за пределы прямолинейного участка переходной характеристики выходит за пределы прямолинейного участка переходной характеристики (рис.5).

С рис.5 видно , что форма графика зависимости от времени коллекторного тока I_К(t) ( мал.5в ) , а значит и выходного напряжения U_вх(t) ( мал.5г ) не соответствует форме графика зависимости от времени входного сигнала U_вх (t) ( мал.5б ) . При этом нарушается прямолинейная (линейная ) зависимость между амплитудами входного и выходного сигнала. Чтобы избежать амплитудных искажений необходимо подавать на вход усилителя напряжение U_вх меньшую некоторого предельного значения U_гр . На практике U_гр находят не по переходной характеристике транзистора , а амплитудной характеристике усилителя – зависимость между амплитудой усиленной напряжения U_вих и амплитудой входного напряжения U_вх , при постоянной частоте : при .

На рис.6 показано как по типовой амплитудной характеристике определяется U_гр.

Частотными искажениями называют искажения формы негармонических сигнала вследствие зависимости коэффициента усиления гармонических составляющих сигнала от частоты.

Любой – которое негармонично колебания по теореме Фурье является можно представить как сумму гармонических колебаний с разными частотами и амплитудами ( гармоничный спектр) . Из-за зависимости коэффициента усиления от частоты различные гармонические составляющие усиливаются по разному. В результате этого в усиленной напряжении соотношение амплитуд составляющих окажется не таким как в входном напряжении и график U_вих(t) будет по форме отличаться от графика U_вх(t. Зависимость коэффициента усиления от частоты объясняется зависимостью от частоты индуктивных и емкостных сопротивлений в цепи усилителя.

Любой – негармонично колебания по теореме Фурье можно представить как сумму гармонических колебаний с разными частотами и амплитудами (гармоничный спектр). Из-за зависимости коэффициента усиления от частоты различные гармонические составляющие усиливаются по разному. В результате этого в усиленной напряжении соотношение амплитуд составляющих окажется не таким как в входном напряжении и график U_вх(t) будет по форме отличаться от графика U_вих(t). Зависимость коэффициента усиления от частоты объясняется зависимостью от частоты индуктивных и емкостных сопротивлений в цепи усилителя.

Полностью устранить частотные искажения невозможно, но можно свести их к минимуму правильным выбором усилителя. Для этого необходимо знать частоты главных составляющих гармоничного спектра усиливаемого сигнала, которые практически определяют его форму и выбрать усилитель с соответствующей частотной характеристикой.

Частотная характеристика усилителя – это зависимость коэффициента усиления от частоты гармонического выходного напряжения при постоянных значениях амплитуды входного напряжения , , при U_вх=const..

Частотную характеристику удобно строить в полулогарифмическом масштабе , то есть частоту откладывать по горизонтальной оси в логарифмическом масштабе , а коэффициент усиления – по вертикальной оси в линейном масштабе ( рис.7 ) .

Полосу пропускания принято определять как интервал частот , в котором уменьшение коэффициента усиления по сравнению с его наибольшим значением К_max составляет:

;

Для минимизации частотных искажений необходимо , чтобы частоты главных гармонических составляющих сигнала попадали в полосу пропускания усилителя.

Тема 3 . Медицинские приборы для функциональной диагностики.

Функциональная диагностика (ФД) – это раздел диагностики, основанный на использовании инструментальных и лабораторных методов исследования больных для объективной оценки функционального состояния различных систем, органов и тканей организма в покое и при нагрузках, а также для наблюдения за динамикой функциональных изменений, происходящих под влиянием лечения

В настоящее время это наиболее обширная группа приборов и аппаратов, с помощью которых осуществляется восприятие информации (выявление, измерение, регистрация, запоминание) и обработка биоэлектрических сигналов.

Классификация методов ФД зависимости от области исследования:

1 . Методы и приборы для диагностических исследований функций сердечно – сосудистой системы.

Электрокардиография – это метод регистрации электрической активности миокарда, распространяющейся в сердечной мышце в течение сердечного цикла. Графическое изображение электрической активности миокарда называется электрокардиограмме (ЭКГ). По ней определяется частота и ритмичность сердечной деятельности. Возможна диагностика аритмий, стенокардии, ишемической болезни сердца, инфаркта миокарда и других заболеваний сердечно – сосудистой системы.

Для получения ЭКГ применяют электрокардиографы. По количеству отводов от электродов, накладываемых на запястья рук, левую ногу и грудь, они подразделяются на одно-, двух-, трех-, четырех-и шестиканальный. Многоканальные приборы скорее осуществляют регистрацию биопотенциалов сердца, поскольку одновременно происходит запись нескольких отводов.

Основными характеристиками ЭКГ является форма и высота зубьев длина интервалов. В таблице 1 приведены значения характеристик ЭКГ в норме:

Зубцы ЭКГ. Амплитуда А, мВ. длительность Д, с

0,05-0,25

0-0,1

0-0,2

max 0,03

0,3-1,6

max 0,03

0-0,03

max 0,03

Зубцы ЭКГ. Амплитуда А, мВ. длительность Д, с

Интервалы, с

РQ

QRS

QRSТ

SТ

0,25-0,6

max 0,25

0,12-0,2

0,06-0,09

0,30-0,49

0-0,15

0,7-1

(зависит от частоты пульса)

При патологических изменениях в сердце происходит изменение этих характеристик, что позволяет использовать электрокардиограммы для диагностики заболеваний сердца.

Зная высоту зубцов ЭКГ, можно определить углы, образованные вектором дипольного момента сердца с линиями отводов. Определяют угол α, образованный диполем с линией и отвода. Считают, что линия АВ (рис. 3) соответствует отводу І, АС – отводу ІІ, ВС. – отводу Тогда U_АВ = U_I, U_АС = U_ІІ, U_ВС = U_ІІІ і α_АВ = α.. В соответствии с этим получим

где U_I, U_ІІ, U_ІІІ – высота зубца R ЭКГ соответственно в отведениях I, II, III.

Электрокардиографы выпускаются портативные и стационарные. В зависимости от вида пишущего элемента и носителя информации различают электрокардиографы: перьевые (с записью чернилами на диаграммной или теплочувствительной бумаге) и струйные (с записью на обычной или фотобумаге). В настоящее время выпускаются специализированные ЭКГ – комплексы для получения традиционных и долговременных (24 ч) кардиограмм, в частности с автоматической обработкой данных.

Рис. 12 Структурная схема электрокардиографа.

Биоэлектрические сигналы через кабель отведений и переключатель отведений (ПО) подают на вход усилителя напряжения (УН). Ко входу усилителя напряжения подключается также источник калибровочной напряжения (КС). Сигнал усиленный усилителем напряжения подается на вход усилителя мощности (УМ), после которого сигнал поступает на электромеханический преобразователь (ЭМП), которой осуществляет преобразование электрического сигнала в движение теплового пера. Теплочувствительные бумага движется равномерно относительно пера с помощью лент протяженного механизма (ЛПМ). Для питания усилителя биопотенциалов , электродвигателя лент – протяженного механизма теплового пера в приборе применяется блок питания ( БП ).

Основные узлы электрокардиографа:

· пульт управления;

· блок питания;

· блок усиления;

· гальванометр;

· лентопротяжный механизм;

· кабель отведений.

На панели пульта управления располагаются:

· включатель сети;

· кнопка успокоения;

· ручка регулировки усиления сигнала;

· кнопка калибровочного сигнала;

· ручка установки пера;

· ручка переключателя отведений;

· переключатель скорости движения ленты;

· кнопка записи;

· гнезда для подключения кабеля отведений;

· шнур сетевого питания и заземления;

· гнезда для подключения приставок и датчиков.

В аппаратах с термозаписом используется ручка регулировки нагрева пера.

Принцип работы электрокардиографа Принцип работы электрокардиографа (рис. 12) заключается в том, что электрические сигналы, которые попали на электроды проходят по кабелю отведений через коммутатор на блок усилителя, усиливаются в сотни, тысячи раз и передаются на гальванометр. Электрические колебания в гальванометре превращаются в механические, вследствие чего смещается якорь электромагнита гальванометра и приводится в движение устройство, который ведет запись.

Рассмотрим рис.13 , на котором изображена схема электрокардиографа . На рисунке показаны органы управления электрокардиографа ; штриховые линии указывают тот блок , управление которым осуществляется с помощью данного переключателя. Соединительный провод соединяет электроды , содержащиеся на пациенте с электрокардиографом . Кнопка « Стандарт 1 мВ » на передней панели позволяет установить калибровочную напряжение 1 мВ для калибровки электрокардиографа . Хотя современные электрокардиографы стабильные и их чувствительность не изменяется со временем , введение калибровочного импульса до или после каждой записи при снятии ЭКГ на 12 отведениях все еще практикуется. От переключателя отведений сигнал ЭКГ попадает на предусилитель сигнала (ПС). Этим устройством является дифференциальный усилитель с высокой степенью подавления ( резекции ) общего ( синфазного ) сигнала . УПЧ также содержит переключатель для регулировки чувствительности или усиления. Для большинства пациентов этот переключатель остается в положении « 1». Если кривая ЭКГ имеет очень малый размах , то чувствительность можно , удвоить , переместив переключатель в положение «2». Для пациентов с большими сигналами ЭКГ интенсивность сигналов можно уменьшить вдвое, установив переключатель в положение «1 / 2». В ЭКГ, которые использовались ранее использовалось непрерывное регулирование чувствительности , так называемая « Настройка калибровки ». С помощью такой настройки можно так подобрать чувствительность электрокардиографа , чтобы калибровочный импульс 1 мВ вызывал отклонение пера на 10 мм (при положении «1» переключателя усиления) . В современных усилителях усиления обычно остается стабильным , если его однажды отрегулировали , поэтому непрерывное регулирование усиления сейчас можно встретить лишь изредка и то в виде винта настройки (который можно регулировать с помощью отвертки), расположенного на боковой или на задней стенке электрокардиографа.

Рис.13 Основные блоки и органы управления современного электрокардиографа.

После ПС следует усилитель постоянного напряжения, так называемый усилителем самописца (УС). УС обеспечивает необходимую мощность для перемещения регистрирующего пера, осуществляющего запись ЭКГ. На вход этого усилителя обычно можно подать и сигнал от внешнего источника, что делается с помощью специального разъема. Вспомогательный вход на боковой или на задней стенке электрокардиографа. Таким образом, электрокардиограф можно использовать и для записи выходных сигналов других приборов.

Обычно во всех современных электрокардиографов используется теплочувствительные бумага и термопере, перо является иглой с электрическим нагревом, температуру которой можно регулировать с помощью ручки « Нагрев пера », что позволяет получить оптимальный запись сигнала. Кроме записывающего пера на ЭКГ используется «маркер времени», который включается с помощью кнопки. Это позволяет оператору наносить кодированную метку записываемого отвода в начале ЭКГ. Обычно ЭКГ записываются при скорости перемещения бумаги 25 мм/с, но в приборе предусмотрена и выше скорость 50 мм/с, которая позволяет получить подробную информацию о QRS комплекс при очень высоком ритме сердцебиения или в тех случаях, когда нужно исследовать некоторые специфические детали записанной кривой .

Выключатель питания имеет три положения. В положении «Включено» питания к усилителю подается , но бумага не перемещается . Чтобы включить протяжку бумаги, выключатель необходимо установить в положение «Протяжка». В устаревших электрокардиограф с помощью кнопки или специального металлического контакта оператор может проверить, правильно ли установлен полярность подключения прибора к линии питания. Поскольку неправильное подключение может создать опасность электрошока для пациента, поэтому такая проверка является обязательной к подключению электродов к пациенту.

Передняя панель современного электрокардиографа с и элементы его управления показана на рис14.

Рис . 14 Вид передней панели современного электрокардиографа.

На рис.13 указаны основные блоки типичные для сравнительно старых электрокардиографов . Современные приборы рис. 14 сложные и содержат дополнительные элементы . На рисунке, например показано, что отвод RL соединенное с землей. В современных аппаратах часто используется так называемое ведомое ( возбуждающее ) отвода RL , что позволяет уменьшить чувствительность прибора к помехам , вызываемых переменным напряжением . Вместо подключения резисторов центральной точки непосредственно к электродам в современных электрокардиографов используются изолирующие усилители, которые устанавливаются во всех активных подключениях к пациенту. Итак , входное сопротивление усилителя увеличивается и подготовка мест для наложения электродов становится не такой важной, поскольку в этом случае можно допустить и выше импеданс электродов.

ПС в современных электрокардиографов часто изолируется от земли , при этом линии питания и линии для передачи сигналов решаются с помощью оптических устройств или трансформаторов. Изолированные отведения от пациента уменьшают опасность поражения током , которые могут возникнуть в некоторых случаях.

Модификацией электрокардиографии является векторкардиорафия как метод регистрации электрической активности сердца, в частности , величины и направления электрического поля сердца в течение сердечного цикла . В клинике метод применяется для выявления очаговых поражений миокарда, гипертрофии желудочков сердца , особенно на ранних стадиях.

Получение векторкардиограм осуществляется посредством векторэлектрокардиографов и векторэлектрокардиоскопов.

Фонокардиография – это метод регистрации звуков (тоны, шумы), возникающих в результате деятельности сердца. Применяется для определения нарушений работы сердца, в частности пороков клапанов. Фонокардиограммы получают с применением приборов фонокардиограф.

Лабораторная работа 1.

Порядок выполнения работы. Етап 1. Подготовка прибора к использованию.

1. Заправте электрокардиограф бумажной лентой;

2. Установите выключатель в положение отключено (противоположное отмеченному красной точкой);

3. Установите переключатель отведений в положение “1mV”;

4. Установите переключатель чувствительности в положение 10 mm / mV;5;

5. Установите кнопку записи “М” в положение отключено (верхнее положение);

6. Установите кнопку переключения скорости “50/25” в верхнее или нижнее положение в зависимости от необходимой скорости движения ленты;

7. Заземление электрокардиограф, соединив гнездо заземления “^” с заземляющим контуром;

8. Подключите сетевой кабель к разъему “127/220V” электрокардиографа;

9. Включите кабель в розетку сети 127 или 220 В;

10. Подключите кабеля отведений к вилке 7 (рис.1) электрокардиографа;

11. Наложите четыре электрода на конечности и грудной электрод на грудь согласно общепринятой методике;

12. Для лучшего контакта положите между кожей пациента и электродами прокладки из марли или фильтровальной бумаги, смоченные 5-10% раствором поваренной соли в воде и слегка отжатые.

13. Соедините наконечники кабеля с электродами в соответствии с расцветкой проводов кабеля отведений и закрепите винтами.

Провода кабеля отведений присоединяются к электродам в следующем порядке:

· R красный – к электроду на правой руке;

· L желтый – к электроду на левой руке;

· F зеленый – к электроду на левой ноге;

· N черный – к электроду на правой ноге;

· C белый – к грудному электроду.

2 Этап. Запись электрокардиограммы.

1. Включите электрокардиограф, передвинув сетевой выключатель в направлении красной точке. При этом должен загореться индикатор включения питания;

2. Регулятором смещения пера установите перо 15 (рис.1) на середину поля записи и установите кнопку успокоения «О – МТ” в верхнее положение;

3. Установите переключатель отведений в положение ” 1″ (первый стандартное отведение ), включите кнопку записи и запишите необходимое количество циклов электрокардиограммы;

4. Переключая переключатель отведений, запишите электрокардиограммы для других стандартных отведений;

Оторвите использованную диаграммную ленту. Результаты амплитудных и временных значений зубцов и интервалов ЭКГ занесите в таблицу № 1 и № 2 .

Таблица № 1. Измерение амплитуды зубцов.

Калиброванный сигнал

Амплитуда зубцов

Норма, мВ

Высота зубцов в мм

Э.Р.С. зубцов в мВ

Таблица № 2.Измерение временных интервалов.

P – Q

Q – R

R – S

S – T

P – T

R – R

Норма в с

Расстояние в мм

Продолжительность в сек.

3 Этап. Обработка результатов

1. По калибровочному сигнала напряжением 1мВ определите масштаб напряжения, где- высота калиброванного сигнала в мм.

2. Зная масштаб напряжения и высоту зубцов определите э.р.с. зубцов

3. По скорости движения ленты определите масштаб времени

4. Определите интервалы зубцов по масштабу времени и расстояния между зубцами

5. Найдите ритм работы сердца временной интервал “t” между

зубцами “R – R”

6. Вычислите высоту сердечных сокращений (ЧСС) по формуле: где t – значение временного интервала в с.

Тема 4. Методы и приборы для диагностических исследований нервной и мышечной системы.

Электроэнцефалография (ЭЭГ). Аппаратура для проведения ЭЭГ.

Энцефалография – метод электрофизиологического объективного исследования функционального состояния головного мозга, основанный на графической регистрации его биопотенциалов. Регистрируемая кривая колебаний биопотенциалов мозга называется электроэнцефалограммой. Применяется для установления локализации патологического очага в головном мозге, дифференциального диагноза заболеваний центральной нервной системы (ЦНС), изучение механизма эпилепсии и выявления ее на ранних стадиях.

Изменение ЭЭГ в покое, а также под влиянием функциональных нагрузок (фото-, фоностимуляция и др..) является ценной дополнительной информацией для диагностики эпилепсии, нарушений мозгового кровообращения, опухолей головного мозга, травматических повреждений головного мозга. В настоящее время благодаря разработке новой современной аппаратуры возможно получение данных автоматизированной обработки ЭЭГ сигналов в виде цветных изображений (на экране монитора или отпечатанном на лазерном принтере) зон измененных биопотенциалов мозга.

В ряде случаев применяют инвазивный метод регистрации биопотенциалов мозга. При этом с помощью аппликационных (кортикография) или имплантированных (субкортикография) электродов четко определяется локализация эпилептического очага и контролируется полнота его удаления. При проведении стереотаксических операций на глубинных структурах головного мозга через такие электроды не только регистрируется эпилептическая активность, но и может проводиться электролитическая деструкция патологического процесса.

При исследовании механизмов нарушений деятельности головного мозга при заболеваниях ЦНС особое значение имеет метод регистрации потенциалов мозга, возникающие в ответ на слуховые, зрительные или соматосенсорные раздражение. Этот метод широко используется в экспериментальной нейрофизиологии, но в последнее время все чаще применяется с диагностической целью в клинических условиях.

Рис. 20. Структурная схема электроэнцефалографа.

Электроэнцефалограф состоит из коммутатора отведений, усилителя биопотенциалов, регистрирующего устройства, устройства калибровки, конструктивно объединены в общий корпус. Неотъемлемой составляющей ЭЭГ являются электроды, световой и звуковой стимуляторы.

При использовании современной элементной базы электроэнцефалографы отвечают высоким эксплуатационным характеристикам, позволяет эффективно применять приборы в различных областях медицины – в частности в области функциональной диагностики, диагностика эпилепсии и нарушения сна, исследования зрительных функций обусловленных потенциалами мозга, фундаментальные нейрофизиологические исследования, общая регистрация ЭЭГ и ЯМР данных.

Рис. 15. Електроенцефалограф .

Для получения нужной информации о деятельности головного мозга применяются приборы:

• электроэнцефалограф (8 -, 16 -, 32-канальные)

• анализаторы биопотенциалов;

• электроэнцсфалоскоп.

Современные электроэнцефалографы представляют собой многоканальные регистрирующие устройства, сочетающие от 8 до 24 и более идентичных усилительно-регистрирующих блоков (каналов), позволяющие регистрировать электрическую активность от соответствующего числа пар электродов, установленных на голове обследуемого.

В зависимости от того, в каком виде регистрируется и выдается для анализа електроенцефалографисту ЭЭГ, электроэнцефалографы делятся на традиционные «бумажные» (перьевые) и более современные – «без бумажные».

В первых ЭЭГ сигнал после усиления попадал на катушки электромагнитных или термопишущих гальванометров и записывался непосредственно на бумажную ленту. Электроэнцефалографы второго типа превращают ЭЭГ в цифровую форму и на экране компьютера отображается непрерывный процесс регистрации ЭЭГ.

Электроды для электроэнцефалографии представляют собой металлические пластины или стержни различной формы. Обычно поперечный диаметр электрода, имеющего форму диска, составляет около 1 см. Наибольшее распространение получили два типа электродов – мостовые и чашеобразные .

Рис. 1. Типы электродов и способы их крепления на голове.

а – мостовой электрод;

б – игольчатый;

в – чашеобразный электрод:

1. металл;

2. липкая лента;

3. электродная паста;

4. кожа.

г – закрепление электродов на голове с помощью шапочки из резиновых жгутов.

Мостовой электрод представляет собой металлический стержень, закрепленный в держателе. Нижний конец стержня, контактирующего с кожей головы, покрытый гигроскопичным материалом, который перед установкой смачивают физиологическим раствором хлорида натрия. Электрод крепят с помощью резинового жгута таким образом, что контактный нижний конец металлического стержня прижимается к коже головы. К противоположному концу стержня отсоединяют отводящий провод с помощью стандартного зажима или разъема. Преимуществом таких электродов является скорость и простота их подключения, отсутствие необходимости использовать специальной электродной пасты, поскольку гигроскопический контактный материал долго удерживает и постепенно выделяет на поверхность кожи изотонический раствор хлорида натрия. Использование электродов этого типа преимущественно при обследовании контактных больных, способных находиться сидя или полулежа.

При обследовании больных с нарушением сознания и при длительных записях преимущественно используются чашеобразные электроды, имеющие форму диска с приподнятыми краями, к которому припаян провод. Чашечка заполняется контактной электродной пастой, содержащей помимо раствора хлорида натрия желеобразные связывающее вещества, которые размягчают верхний слой эпидермиса. Электрод крепят на голове с помощью специальной резиновой шапочки, липкой лентой.

Рис . 18 Резиновая шапочка для крепления электродов на голове.

При регистрации ЭЭГ для контроля наркоза и состояния центральной нервной системы во время хирургических операций допустимо отведении потенциалов с помощью игольчатых электродов, которые вводят в покровы головы.

После регистрации электрические потенциалы подаются на вход усилительно – регистрирующего устройства. Электроэнцефалограф содержит 20-40 и более пронумерованных контактных гнезд, с помощью которых к электроэнцефалографу может быть подсоединено соответствующее количество электродов. Кроме этого, на коробке есть гнездо нейтрального электрода, который обозначается знаком заземления или соответствующим буквенным символом, например «Gnd» или «N». Соответственно электрод, установленный на теле обследуемого и присоединяется к этому разъему, называется электродом заземления. Он служит для выравнивания потенциалов тела пациента и усилителя.

Рис. 19. Блок-схема электроэнцефалографа.

1. председатель исследуемого с отводящими электродами (вид сверху) ;

2. входная коробка;

3. соединительные кабели;

4. селекторный блок с переключателями для каждого канала;

5. блок усиления с регуляторами фильтров высокой и низкой частоты (Ф) и грубого или плавной регулировки усиления (В);

6. блок регистрации.

В современных электроэнцефалографе электродная коробка обычно представляет собой единый блок с усилителями, а в безбумажных (компьютерных) системах содержит и блок аналого-цифрового преобразования ЭЭГ.

Усиливающий и регистрирующий приборы , как правило , монтируются из двух отдельных блоков , связанных в свою очередь соединительным кабелем , – блока предварительного усиления и блока собственно регистрации ( рис. 19). Блок предварительного усиления состоит из набора идентичных усилителей количество которых соответствует числу каналов регистрации. Каждый из каналов усиления имеет ручки управления, выведены на переднюю панель блока предварительного усиления.

К каждому усилительного блока присоединен много контактный коммутатор отведений ЭЭГ, позволяет по каждому каналу коммутировать электроды находятся на голове испытуемого в нужной комбинации. Для изменения полярности входных клемм (положительная и отрицательная), используются ступенчатые переключатели, которые могут занимать одно из положений согласно нумерации контактных гнезд на входной коробке электроэнцефалографа. Таким образом, установив, например, на каком-нибудь канале переключатель, соответствующей отрицательной клеммы, в положение 1, а переключатель, соответствующей положительной клеммы, в положение 2, получают возможность регистрировать по этому каналу разность потенциалов между электродами, подключенными к гнездам 1 и 2 входной коробки электроэнцефалографа. При этом отрицательный сдвиг потенциала под электродом 1 будет сопровождаться отклонением кривой регистрации вверх.

Кроме коммутации по отдельным каналам, большинство современных электроэнцефалографов позволяет с помощью специальных переключателей включать заранее смонтированы схемы и коммутировать электроды в определенных комбинациях сразу по всем каналам отвода. Обычно предполагается 4-5 таких схем. Преимуществом данной системы коммутации является, то, что она избавляет от необходимости коммутировать отведения отдельно на каждом из каналов усиления. В цифровых электроэнцефалографах все регулировки чувствительности и коммутации электродов осуществляются программно с клавиатуры компьютера или специализированного процессора. Регулировка чувствительности позволяют подобрать усиления таким образом, чтобы получить оптимальный режим регистрации в зависимости от амплитуды входного сигнала. Возможность регулировки коэффициента усиления прибора в широких пределах позволяет использовать электроэнцефалограф для записи не только ЭЭГ, но и других биологических сигналов, таких как ЭМГ, ЭКГ, а также сигналов от различного рода датчиков – преобразователей дыхания, сопротивления, механических колебаний и др..

Для установки полосы пропускания усилителя на каждом из каналов имеются регуляторы фильтров высокой и низкой частоты. Фильтр низкой частоты определяет верхний предел частот, будут без искажения пропускаться усилителем.

Современные электроэнцефалографы позволяют регулировать пределы частот от 1500 до 15 Гц. Фильтры низкой частоты используют обычно в тех случаях, когда в записи присутствуют высокочастотные помехи, которые не могут быть исключены другим способом. В частности, при обследовании некоторых больных невозможно добиться достаточного расслабления; в таких случаях для исключения из ЭЭГ информации мышечной активности приходится пользоваться фильтрами высоких частот.

Регулировка нижней полосы пропускания электроэнцефалографа используют фильтрами высоких частот путем изменения постоянной времени усилителя. Ограничение нижней полосы пропускания прибора необходимо для исключения из записи информации о медленных изменений потенциала кожи , изменений потенциала , связанных с незначительными смещениями электродов и изменениями в области контакта между кожей и электродом . По международному стандарту в электроэнцефалографии принята постоянная времени усилителя , равная 0,3 секунды , которая обеспечивает неискаженную регистрацию всех основных низкочастотных составляющих ЭЭГ. Чем больше постоянная времени , тем более низкочастотных составляющих пропускается усилителем.

Для стандартизации режима работы электроэнцефалографа применяют калибровочное устройство. Устройство подает одновременно на входы всех усилителей сигнал попеременно положительной и отрицательной полярности, амплитуда которого может быть различной в зависимости от выбранного масштаба усиления. Для записи ЭЭГ используют стандартный калибровочный сигнал, соответствующий 50 мкВ.

Для проверки качества установки электродов также омметр, позволяющий измерить сопротивление в области контакта электрода с исследуемым объектом. Для получения правильной записи это сопротивление не должно превышать 20 кОм.
После усиления сигнал подается в блок регистрации электроэнцефалографа

      Кроме того, из блоков предварительного усиления соответствующая информация может быть выведена с помощью дополнительных выходов на внешние системы регистрации или обработки : магнитописець, катодный осциллограф , анализатор – интегратор или специализированную ЭВМ .
           В зависимости от особенностей конструкции блок регистрации электроэнцефалографа может содержать еще один каскад усиления или регуляторы нулевого уровня электроэнцефалографического записи . После этой степени усиленные электрические потенциалы подаются на катушки магнитоэлектрических чернила пишущих гальванометров . Переменное магнитное поле, возникающее в катушке в результате прохождения тока ЭЭГ , заставляет ее вращаться в поле постоянного магнита в направлении , зависящем от направления тока в катушке , и со скоростью и амплитудой , соответствующими изменениям тока . Запись этих механических движений производится металлическим капиллярным пером , связанным с катушкой гальванометра , на движущейся бумажной ленте чернилами , которые подаются в капилляр по гибкой трубочке из чернильницы.
       Для осуществления движения бумажной ленты с постоянной скоростью в регистрирующем блоке лентопротяжный . Стандартная скорость записи , одобренная в клинической электроэнцефалографии , составляет 30 мм / с. При записи ЭЭГ ночного сна принят международный стандарт 15 мм / с. В блоке регистрации есть отдельные тумблеры для включения и выключения перья гальванометра и двигателя лентопротяжного .

Использование металлического пера для регистрации ЭЭГ вносит дополнительные изменения в запись . Металлическое перо обладает существенной инерционностью и собственной резонансной частотой , что приводит разную точность воспроизведения колебаний в различных диапазонах частот. Колебания потенциала частотой выше 80-100 Гц металлическими пером воспроизведены быть не могут, что и определяет истинную верхнюю полосу регистрируемой активности . Кроме того , частота выше 30-40 Гц также оказываются несколько заниженной по амплитуде , что ограничивает возможности изучения с помощью чернильной записи ритмов ЭЭГ в диапазоне р и у- частот. Из сказанного следует, что ограничение с помощью регуляторов частоты верхней полосы пропускания до 70-100 Гц не внесет существенных изменений в регистрируемую активность.

Компьютеризированные устройства в принципе обеспечивают воспроизведение любых частот, и конкретная полоса пропускания определяется только специализацией и степени универсальности электроэнцефалографическое установки.
В цифрового электроэнцефалографу ЭЭГ записывается на диск компьютера с одновременным выводом изображения на экран. По окончании регистрации нужные страницы записи могут быть выведены в виде бумажной копии на принтере или самописца.

На рис. 20 представлена типичная структурная схема цифрового электроэнцефалографа. Чаще всего такие системы встречаются на основе персонального компьютера, реже – на основе встроенного процессорного блока.
Цифровые электроэнцефалографы, как и аналоговые, имеют входные коммутаторы, предусилители и фильтры. Аналого–цифровой преобразователь (АЦП) обеспечивает возможность использования компьютера для дальнейшей обработки и хранения сигналов.

При достаточном быстродействии компьютера и канала ввода данных фильтрация сигналов может производиться программно, что упрощает построение аналоговых фильтров, обеспечивает стабильность характеристик пути обработки сигналов, дает возможность оперативного регулирования частотной характеристики.

Электромиография – это метод измерения функционального состояния скелетных мышц, основанный на регистрации электрических потенциалов, возникающих в них. С помощью прибора – электромиографа изучаются рефлекторные реакции двигательных систем организма, периферического нейромоторного аппарата, а также проводится функциональная диагностика периферических нервов и мышц.

Рис. 21 Основные блоки и органы управления современного электромиографа.
Впервые электромиограммы (ЭМГ) была зарегистрирована с помощью телефонного устройства Н.Е. Введенским в 1884 г. В 1907 г. удалось осуществить графическую запись ЭМГ человека [Piper, 1907]. Интенсивное развитие электромиографии в качестве клинической диагностической методики начался в 30 – 40-и годы ХХ века [Юсевич Ю.С., 1958; Altenburger, 1937; Buchthal, 1949].
В последнее время отмечается значительный прогресс ЭМГ в теоретическом и аппаратурно–техническом направлениях. Расширение методических приемов стало возможным изучение всех звеньев периферического нейромоторного аппарата: мотонейронов, их аксонов (включая двигательные и чувствительные волокна), нервно–мышечных синапсов и состояния мышечных волокон.

Принципы техники отвода и регистрации ЭМГ не отличаются от техники электроэнцефалографии, электрокардиографии и других электрографических методов. Система состоит из отводящих электродов потенциалы мышцы, усилителя этих потенциалов и регистрирующего устройства. Современные аппараты, разработанные на базе компьютеров, имеют процессоры, с помощью которых осуществляется управление всеми параметрами и режимами работы.

Электромиографическая установка представляет собой 2 – или 4 – канальный прибор с широкой частотной характеристикой , низким уровнем шумов и хорошей помехоустойчивостью . Она состоит из усилителя , катодной осциллографа для визуального наблюдения и регистрации колебаний потенциала мышц .
В настоящее время применяется ряд дополнительных устройств – для записи механограмм , сигналов , поступающих при движениях обследуемого . Во всех электромиографических установках есть возможность включить звуковое воспроизведение сигналов позволяет слушать электрическую активность мышц.

Рис. 22. Схема соединения блоков, входящих в устройство для регистрации биопотенциалов мышц.

Устройство для записи биопотенциалов мышц состоит из усилителя биопотенциалов (1), коммутационного устройства (2), соединительного кабеля (3), блока сопряжения и встроенного контроля (4) и регистрирующего устройства (5) (рис. 22)

Он функционирует следующим образом: биопотенциалы мышц, усиленные усилителем (1), через коммутационное устройство (2) и соединительный кабель (3) поступают на входы усилителей записи блока сопряжения и встроенного контроля (4). Выходные сигналы с блока сопряжения и встроенного контроля через соединительный кабель поступают на гальванометры свет лучевого осциллографа (5), на котором и происходит регистрация исследуемых потенциалов.

Различают глобальную (интерференционную) электромиографию с применением поверхностных или игольчатых электродов и Стимуляционная Электронейромиография – регистрацию электрических процессов, возникающих в мышцах в ответ на раздражение нерва.
В электромиографии используется два вида электродов – поверхностные и игольчатые.

Рис.23 Поверхностные электроды

Рис. 24 Игольчатый электрод.

С помощью глобальной поверхностной электромиографии изучают электрическую активность мышц – регистрируют суммарную (интерференционную) активность большего числа двигательных единиц. Метод поверхностных отведений биопотенциалов отличается атравматичность, простотой обращения с электродами, отсутствием опасности раневой инфекции.

Для получения электромиограммы используются различные электроды в зависимости от задач исследования. При регистрации потенциалов действия (ПД) мышечных волокон или их групп можно пользоваться только иголочными электродами (рис. 24), которые вводятся в толщу мышцы. Чаще всего при этом используют концентрический игольчатый электрод – стальную иглу (канюлю) диаметром 03-07 мм, в которую вставлена изолированная проволока. Неизолированным остается только ее конец, который является активным электродом. Вторым – индифферентным электродом в этом случае является сама канюля.

При использовании концентрического игольчатого электрода регистрируются только ПД той части мышечных волокон, которые находятся в непосредственной близости (до 2 мм) от активного электрода. При необходимости регистрации еще более ограниченного числа мышечных волокон применяют биполярный игольчатый электрод. Он отличается от концентрического тем, что в канюли содержится 2 изолированных провода малого диаметра. Концы их изолированы и являются двумя регистрирующими электродами.

Разработаны и применяются также игольчатые электроды, содержащие 5-14 изолированных проводов, выходящих вдоль поверхности канюли на расстоянии I-2 5 мм друг от друга (мультиелектроды). Применение мультиелектродив и специальных коммутаторов, позволяющих подсоединять к усилителю различные электроды, позволяет исследовать последовательно процессы, происходящие в различных участках мышцы.

Для регистрации суммарной электрической активности мышц используются коже (поверхностные ) электроды ( рис. 23) – пластины с отводной поверхностью 20-50 мм2. Две такие пластины размещаются на коже с помощью лейкопластыря или специального устройства. Относительная несложность и безболезненность выполнения ЭМГ с помощью поверхностных электродов позволяет ее применение при решении ряда клинических задач в тех случаях , когда предварительно установлено отсутствие повреждения где и необходимо исследовать мышцы только поверхностно . В этих случаях запись ЭМГ проводят в состоянии покоя , т.е. полного расслабления мышц, при тонических напряжениях , выполнении произвольных сокращений и реакции на растяжение.

Запись ЭМГ осуществляется на фотобумаге , фотопленке или бумажной ленте с помощью чернила писца . В последнем случае форма и амплитуда отдельных колебаний может быть искажена , вследствие механических особенностей не воспроизводит частоты выше 100-200 Гц.
ЭМГ – запись осуществляется при скорости движения бумаги или фотопленки 4-5 см / с , а для подсчета частоты колебаний скорость движения бумаги увеличивается до 20 см / с .

Для ввода результатов ЭМГ в рассматриваемом – счетное устройство запись осуществляется на магнитную ленту или на жесткий диск. Для борьбы с помехами от сети необходимо тщательное заземление обследуемого , токопроводящих предметов , источников питания и т. д. При использовании поверхностными электродами кожу под ними тщательно обезжиривают , а для создания хорошего контакта с электродом применяют специальную пасту или пользуются прокладками , смоченными в растворе натрия хлорида.
С учетом частоты , амплитуды и последовательности ритмов выделяют следующие основные типы поверхностных электромиограммы :

• тип I – частые ( до 50-100 кругов / с ) , меняющиеся по амплитуде колебания потенциалов при произвольном сокращении мышц ;
• тип II – редкие (до 20-40 кругов / с ) , выразительные по ритму колебания потенциалов в виде ” частокола ” . Наряду с высокоамплитудными регистрируются меняющиеся по ритму потенциалы относительно низкой амплитуды. В зависимости от частоты и устойчивости ритма в этом типе электромиограммы выделяют подтип IIa – очень редко ( 5-15 в 1 с) , с пониженной амплитудой (50-150 мкВ ) , относительно постоянные по ритму колебания и подтип ИIб – колебания с частотой до 20 -40 в 1 с , амплитуда которых иногда достигает 3000-5000 мкВ ;
• тип III – высокие по амплитуде по сравнению с нормой колебания в состоянии покоя и при тонической напряжении мышц , ритмично повторяющиеся ” залпы ” частых осциляций ;

• тип IV – полное биоэлектрической молчания в покое, при тонической напряжении или попытке к произвольному сокращению.

Глобальная электромиография с применением поверхностных электродов, хотя и дает общее представление о состоянии нервно-мышечного аппарата, однако бывает недостаточно информативной. Поэтому после общей оценки электрической активности мышц, выявленной таким образом, запись ЭМГ проводят путем выборочных локальных отводов потенциалов ограниченного числа мышечных волокон в пределах одной двигательной единицы с применением игольчатых электродов.

ІІ. Семинарское обсуждение – 12³⁰-14⁰⁰ (2 час.)

Методическое указание составили: ас. Паласюк Б.Н., ас. Грибков А.В. , доц. Дидух В.Д., доц. Ладыка Р.Б., доц. Сверстюк А.С. к.ф.-м.н. н. Рудяк Ю. А ас. Гураль С.Я., ас. Багрий–Заяц О.А.,