المحاضرة الرابعة
الأربعاء، تشرين الأول 29, 2014
9:44 AM
| 19 |
مراجعة:
كمون العمل يعبر عن استجابة الخلية للتنبيه، وتكون الاستجابة بانعكاس قطبية الخلايا أي إزالة استقطاب الغشاء.
ينتشر كمون العمل عن طريق تيارات دوارة بحيث يتم بالنتيجة إزالة استقطاب الغشاء بالكامل.
بالنسبة للتيارات الحيوية تنتشر عبر الأعصاب بسرعات مختلفة تتعلق بقطر العصب بشكل أساسي.
لدينا نوعين من الأعصاب C و A.
يتم إزالة الاستقطاب في العصب المغمد عبر الحلقات فقط.
الإشارات الحيوية يوجد لها عدة أنواع مثل ECG تعبر عن الفعالية الكهربائية للعضلة القلبية لها عدة مميزات من حيث التردد والمطال.
وهي عبارة عن مجموعة موجات، تشكل الإشارة النهائية وأي تغير في بارامترات هذه الإشارة يعبّر عن مرض معين يمكن تشخيصه.
لها أطوار عمل وهي الطور الانقباضي والانبساطي.
انقباضي يمثل عملية إزالة الاستقطاب، انبساطي يمثل عملية استعادة الاستقطاب.
الإشارة القلبية: هي منبع الكمونات الحيوية داخل الإنسان وهي ذاتية المنشأ، وتبدأ من عقدة معينة.
جملة الخلايا المكونة للعضلة القلبية:
- العقدة الجيبية الأذينية هي منبع الإشارة القلبية.
- العقدة الأذينية البطينية.
- شبكة بيركينج Purkinje.
- الخلايا العضلية للبطين هي مجموعة من الخلايا الطويلة والرفيعة والمتوازية فيما بينها.
| 20 |
المحاضرة الجديدة:
مصدر الصورة http://ecgguru.com/ecg/ecg-waveform-illustration
العقدة الجيبية الأذينية هي منبع الإشارة القلبية، تقع في قاعدة القلب من الجهة اليمنى (عند الأذينة اليمنى)، تعطي إشارة نبضية بتواتر 72 دقة في الدقيقة، يختلف مع العمر وحسب الإجهاد العضلي الذي يتعرض له الإنسان.
سرعة الانتشار عبر الخلايا الأذينية هي 1 متر في الثانية.
توجد نبضة كهربائية تؤدي إلى حدوث كمون عمل ينتشر في الأذينتين بسرعة 1 متر في الثانية، ثم تنتقل هذه الإشارة من العقدة الجيبية الأذينية إلى العقدة الأذينية البطينية (طولها 30 ميللي متر، بسماكة 2-3 ميللي متر) تقوم بتأخير الإشارة بمقدار 120 ميللي ثانية، الهدف منه التأكد من تفريغ الأذينتين بشكل كامل (إتمام تقلص أو استجابة الأذينتين)، ثم تنتقل الإشارة عبر حزمة هيس.
حزمة هيس تتفرع إلى فرعين، فرع في جدران البطين الأيمن والفرع الآخر في جدران البطين الأيسر. أما انتشار كمون العمل عبر هذه الحزمة فيكون بسرعة 2 متر في الثانية.
نلاحظ في كل مرحلة وجود شكل خاص لكمون العمل، وعند أخذ الإشارة المحصلة نلاحظ تشكل الإشارة الفعالية الكهربائية للقلب.
| 21 |
مصدر الصورة http://www.ni.com/white-paper/6349/en/
مميزات إشارة الفعالية القلبية ECG:
- الموجة P ناتجة عن تقلص الأذينتين، بسبب العقدة الأذينية البطينة.
- الموجة QRS تعبر بشكل أساسي عن إزالة استقطاب البطينات.
- الموجة T (مداخلة: يبدأ ضخ البطينات من قمة القلب في الأسفل باتجاه القاعدة في الأعلى) تبدأ بعد إزالة استقطاب العضلة القلبية بالكامل، يتم استعادة استقطاب الغشاء ينتج عنها الموجة T.
- الموجة u، في بعض الأحيان تظهر إشارة للخلايا الشعرية للعضلات البطينية بنبضة تسمى u وذلك بسبب إزالة الاستقطاب.
لكل مرحلة يوجد تأخير زمني، يعبر عن حالة العمل الصحيحة للعضلة.
البطين الأيسر له تأخير زمني مقداره 5 ميللي ثانية، QRS 20 ميللي ثانية، إزالة الاستقطاب بالكامل 30 ميللي ثانية.
يتم انتشار الإشارات الكهربائية بشكل سطحي من قاعدة القلب إلى القمة ، ويدعى ها المسار بـ مسار ثنائي الأقطاب القلبي.
تفعيل العضلة القلبية ينتج عنها تيارات تدعى بـ تيارات كمونات العمل، ويمكن تسجيل الإشارة المنتقلة عبر الناقل الحجمي إلى السطح باستخدام الكترودات على سطح الجسم.
يعبَّر عن إزالة استقطاب العضلة القلبية بشعاع كهربائي يسمى الشعاع المكافئ الكهربائي القلبي، يأخذ اتجاه انتشار كمون العمل، ويعبر هذا الشعاع عن الإشارة الكهربائية التي يتم تسجيلها.
توجد وضعيات اقتباس مختلفة لهذه الالكترودات مبينة في الشكل:
| 22 |
الفرق في الكمون يساوي الجداء السلمي لإشارة الاقتباس ضرب الشعاع المكافئ القلبي مطال a ضرب M:
من هذه العلاقة يمكن ملاحظة أن أعلى إشارة يمكن الحصول عليها تكون عند أخذ نقاط الاقتباس ما بين اليد اليمنى والرجل اليسرى (Lead II) وذلك لأن الزاوية هي الصفر بين الشعاعين وتجيبها يساوي الواحد.
مداخلة: الالكترود المرجعي يؤخذ من الرجل اليمنى، أما تسجيل الإشارة فيتم من اليدين والرجل اليسرى.
تعرفنا على مميزات العضلة القلبية (P, QRS, T)، وتختلف هذه المميزات من شخص لآخر، كما تختلف بوضعية الاقتباس التي تم اتباعها.
بما أن الجسم له مناطق عازلة، فالإشارات الحيوية التي يتم تسجيلها تكون مركزية، أي أنه عند تغيير مكان الالكترود يتغير معها مطال الإشارة.
وجد أينتهوفين، أنه يمكن أخذ القياسات من الأطراف البعيدة عن القلب، لأنه عندها الفروقات في إشارة الفعالية الكهربائية صغيرة جدا، وبالتالي يمكن الحصول على إشارات تتصف بالتكرارية.
| 23 |
أنظمة الاقتباس، أو أنظمة تسجيل الإشارة القلبية:
- مثلث أينتهوفن: يمكن أخذ الإشارة القلبية بثلاث الكترودات الذراع الأيمن والأيسر والقدم اليسرى، وهو نظام معياري في تسجيل الإشارة القلبية.
حيث أن:
LA: Left Arm.
RA: Right Arm.
LL: Left Leg.
القدم اليمينية هي نقطة مرجعية مشتركة لتسجيل الإشارة الحيوية باستخدام المضخم التفاضلي، وأيضا تعتبر نقطة أرضية تساعد على تقليل الضجيج الكهربائي بنسبة مقبولة لقربها من نظام الاقتباس.
- نظام الـ 12 الكترود: يعتمد نفس إشارات المثلث ويضيف لها جهد الذراع اليمنى والذراع اليسرى والقدمين، وذلك لتشكيل نقطة مرجعية وهمية تتوضع في مركز الصدر، ثم إضافة إلى هذه الست نقاط يتم توضيع ست الكترودات أخرى تتوضع على الريشة من الصدر التي تتوضع أمام العضلة القلبية وإلى الأسفل. ولذلك أصبح لدينا 12 نقطة.
يعرف الأطباء من خلال التغيرات في الإشارات المأخوذة من الـ 12 نقطة الفعالية القلبية للمريض.
انتهت إشارة الفعالية القلبية، ننتقل إلى EMG.
- إشارة الفعالية الكهربائية العضلية EMG:
الهدف منها تشخيص الأمراض العضلية العصبية. توجد أعصاب حسية وأعصاب حركية، هذه الإشارة تعطي مؤشر عن حالة الأعصاب الحركية الحسية.
حالة التقلص في العضلة ينتج عنها كمون عمل، (غالبا إرادي) ينتشر بسرعة 3-5 متر في الثانية، ويستمر حتى 2-15 ميللي ثانية.
إشارة عضلة القلب ذاتية المنشأ (أي أنها غير إرادية)، أما هذه الإشارة فهي إرادية.
| 24 |
ملاحظة: توجد مراحل لا يمكن فيها إحداث كمون عمل أبدا. (فترة الممانعة في المحاضرة الثالثة).
تيارات حيوية بمطالات عالية، هذه التيارات الحيوية يتم تسجيلها بمطالات من رتبة الميللي فولت.
تتعلق مطالاتها بقوة التقلص المطبق، في حال زاد تقلص العضلة تزداد مطال الإشارة كما تظهر ترددات كثيرة. وذلك لأنه تزداد الألياف التي تساهم في عملية التقلص.
يمكن النظر لهذه الإشارة على انها عشوائية غير منتظمة، وبالتالي يمكن تمثيلها على أنها ضجيج عشوائي باستخدام تابع توزع غوصي (متل الـ ر5)
ملاحظة خارجية، شكل تابع التوزع الغوصي:
تردداتها الأعظمية 30-150 هرتز، تكون عندها الطاقة أيضا أعظمية.
عند الترددات 500 هرتز، تكون الطاقة منخفضة.
في حالة التعب ينزاح التردد نحو الترددات المنخفضة مع انخفاض مطال الإشارة.
أصل الإشارة العضلية هو من الوحدة العضلية الأساسية: أصغر وحدة عضلية يمكن تفعيلها من جهد إرادي.
توجد حزمة واسعة من هذه الوحدات التي يمكن تفعيلها بشكل متزامن.
مصدر الصورة: http://www.arabscoach.com/?tag=%D8%A3%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D8%A7%D9%84%D8%B9%D8%B6%D9%84%D8%A7%D8%AA
| 25 |
تتكون الوحدة الحركية بشكل أساسي من عصب حركي وحيد (قادم من النخاع الشوكية) بالإضافة إلى حزمة من الألياف العضلية. يتم تنبيهها بشكل متزامن.
زمن الإشارة العضلية 3-15 ميللي ثانية، وكموناتها من 20-2000 ميكرو فولت. أما ترددات التفريغ (استعادة الاستقطاب) فتتغير بين 6-30 هرتز.
عندما يكون التنبيه بسيط تتنبه وحدة حركية واحدة، كلما زاد التنبيه تزداد قيمة الإشارة والترددات تعبيرا عن مشاركة عدد أكبر من الألياف العضلية في هذه الإشارة، كما يظهر في الشكل التالي:
هذه الإشارة سهلة الاقتباس، حيث أن تداخلها مع إشارات الضجيج يكون أقل. يمكن الحصول عليها بكل بساطة من مضخم تفاضلي أو مضخم عملياتي، ولذلك لها تطبيقات عملية واسعة.
اقتباسها ليس غزوي.
| 26 |
يجب أن يتم فلترتها بمرشح تمرير عالي للتخلص من الضجيج الناتج عن حركة الالكترودات أثناء تحرك العضلة ومهمة المرشح التخلص من الاهتزازات بترددات 20-500 هرتز.
يمكن الاستفادة منها في إشارات التحكم لمساعدة ذوي الاحتياجات الخاصة، ويتم ذلك بعد عدة مراحل:
- تقويم الإشارة، بحيث نتخلص من النبضات السالبة.
- تمرير الإشارة على مرشح تمرير منخفض، مما يمكننا من أخذ غلاف الموجة بحيث تكون واضحة.
- تمرير الإشارة على مرحلة تعتيب (وضع عتبة) للحصول على إشارة مربعة، يمكن استخدامها في إعطاء أوامر تحكم متنوعة.
- الفعالية الكهربائية العصبية ENG:
الهدف هو صورة تشخيصية للعصب الذي تكون وظيفته نقل الإشارة الكهربائية، فهل يعمل العصب بشكل صحيح أم أنه في حالة مرضية.
يتم ذلك بتطبيق إشارتي تنبيه على نقطتين من العصب ثم نسجل أثر هذا التنبيه عند نقطة مختلفة. تعطى سرعة نقل الإشارة بالقانون:
وفي حال تضرر العصب ستتناقص هذه السرعة عن الحالة الطبيعية.
كمونات الحقل في الأعصاب الحسية من السهل تسجيلها باستخدام الالكترودات الحلقية، حيث يتم تطبيق التنبيه عند الإصبع ثم تسجيله عند المعصم أو المرفق، ورتبتها من الـ 10 ميكرو فولت.
السبب الأساسي في الاختلاف في المطالات هو الناقلية الحجمية.
| 27 |
يمكن ان يتداخل تردد الشبكة الكهربائية مع الإشارة الحيوية ولذلك يتم جدل أسلاك التوصيل.
من سيئات الكمونات العصبية:
- إذا كانت طويلة تؤدي إلى تقلصات عضلية مزعجة للمريض.
- حركات خاطئة للأطراف.
ولذلك يتم تقليص زمن التنبيه إلى 100-300 ميكرو ثانية مع مطالات مرتفعة تصل إلى 100 فولت تعطي نفس الأثر، وبذلك تعطي تهييج سريع لألياف العصب الحسي وبدون ألم.
لتقليل إشارات الضجيج نستخدم وحدات عزل للتنبيه، بالإضافة إلى الكترودات تأريض تكون ما بين إشارة التنبيه من جهة ونقطة اقتباس الإشارة من جهة أخرى.
بالنسبة لـ الأعصاب الحركية، نستخدم نفس مبدأ تطبيق إشارتين وتسجيل الزمن اللازم لوصلهما إلى المقبس واستخدام الفرق الزمني لحساب سرعة انتقال الإشارة عبر العصب، كمثال عن العصب الحركي يوجد العصب الشظوي (يمر في الساق) يتم تنبيهه من خلف الركبة والنقطة الثانية يتم عندها التسجيل من خلف الكاحل ويتم تسجيل سرعة انتقال الإشارة.
عند بداية تطبيق التنبيه تظهر إشارة H نسبة للعالم Hoffmann، وتعبّر هذه الإشارة عن الفعل الانعكاسي، أي الاستجابة الناتجة عن وصول الإشارة إلى الحبل الشوكي. لكن مع زيادة التنبيه تتناقص إشارة المنعكس (الإشارة H)، وتظهر الإشارة M التي تمثل الاستجابة العضلية.
رامي قباني 