Live_is_flow: Asal Usul Dari Biopotensial John W. Clark, Jr.

120

Bwt temen-temen teknik elektromedik, semoga berguna.....

Bab ini setuju dengan asal usul dari berbagai signal bioelektrik yang mana biasanya di catat dalam menjalankan klinis modern. Memberikan peralatan pemantauan yang cukup, teknisi sekarang dapat mencatat berbagai bentuk dari fenomena bioelektrik dengan kasus yang relatif. Fenomena ini termasuk electrocardiogram(ECG), electroencephalogram(EEG), electroneurogram(ENG), electromyogram(EMG), dan electroretinogram(ERG).

Para teknisi umumnya mempunyai wawasan pemeriksaan badan yang baik kedalam medan elektromagnetik yang alami yang di produksi oleh sumber bioelektrik dan karena mereka memiliki banyak hal yang bisa di tangani dari masalah pemeriksaan badan. Mereka harusnya menyumbang ke solusi dari masalah biological.

Bab ini pertama-tama menjelaskan fenomena bioelektrik di dalam bagian sel dan kemudian mendiskusikan volume medan konduktor dari sumber bioelektrik yang sederhana serta anatomi yang kompleks. Masalah volume medan konduktor berfungsi sebagai mata rantai yang di butuhkan antara aktivitas sel dan sel kasar, di luar catatan signal biological, contohnya seperti ECG. Kita seharusnya mendeskripsikan fungsi organisasi dari sekeliling(di luar otak dan saraf tulang belakang) system susunan saraf dan lalu menguji ENG dan EMG. Akhirnya kita mendiskusikan ECG, ERG, dan EEG.

4.1 AKTIVITAS ELEKTRIK DARI SEL-SEL YANG BISA DIRANGSANG

Potensial bioelektrik adalah produksi sebagai sebuah hasil dari aktivitas elektrokimia dari sebuah kelas yang sesuai dari sel-sel. Yang dikenal sebagai sel-sel yang bisa dirangsang adalah bagian dari susunan saraf, otot atau kandungan gelenjar. Sifat-sifat elektrik, mereka memperlihatkan potensi istirahat dan ketika tepat merangsang, sebagai aksi yang potensial, sebagai paragraf penjelas.

Keadaan Istirahat

Sel individual yang bisa di rangsang mempertahankan beda potensial elektrik antara didalam dan di luar lingkungan. Potensi dari keadaan istirahat adalah dalam garis medium dengan jarak -50 sampai -100 mV, relatif ke bagian luar medium.

121

Gambar 4.1 Catatan dari aksi potensial dari sebuah invertebrate saraf akson (a). Sebuah simulator elektronik menyuplai sebuah detak singkat saat ini ke akson cukup kuat untuk mengejutkan akson. Sebuah catatan dari aktivitas adalah membuat situs hilir melalui tembusan mikropipet. (b) Gerakan artifak mencatat sebagai ujung drive micropipet melalui membran untuk merekam potensial istirahat. Dalam waktu yang singkat kemudian, sebuah stimulus elektrikal menerima ke akson; ini adalah medan efek dari catatan instan didalam pengukuran di situs hilir sebagai rangsangan artifak. Gerakan potensial meneruskan sepanjang akson didalam kecepatan perambatan yang konstan. Periode waktu L adalah periode laten atau waktu transmisi dari rangsangan ke situs pencatatan.

Gambar 4.1(a) menunjukan bagaimana potensi istirahat biasanya di ukur. Sebuah kemajuan micromanipulator, sebuah mikroelektroda(lihat bagian 5.8) dekat ke permukaan dari sel yang dapat di rangsang dan kemudian oleh gerakan yang kecil menekan sepanjang membran sel. Untuk membran ke segel yang benar sekeliling ujung penetrasi, diameter dari ujung harus relatif kecil ke ukuran dari sel di dalam dimana sel ini berada. Gambar 4.1(b) menunjukkan tipikal pencatatan elektrikal dari sebuah serat saraf tunggal, mencakup potensial DC offset(potensi istirahat) yang mana sejak terjadinya penetrasi dari membran. Ini juga menunjukkan gangguan sementara dari potensi membran(gerakan potensial) ketika sebuah rangsangan yang cukup di berikan.

Sel membran sangatlah tipis(7 – 15 nM) lipoprotein kompleks yang mana unsur dasarnya kedap ke antar sel protein dan organik anion(A^-) yang lain. Membran dalam keadaan istirahat hanya sedikit penyerapan ke Na⁺ dan jarang penyerapan yang bersifat bebas ke K⁺ dan Cl^-. Kemampuan penyerapan dari membran yang beristirahat ke potassium ion (P_k) kira-kira 50-100 kali lebih besar dari penyerapan sodium ion (P_Na).

123

Dari rangka otot katak, konsentrasi K⁺dari media dalamnya adalah 140 mmol/liter, sedangkan eksternal media adalah 2.5 mmol/liter. Demikian ketidak seimbangan konsentrasi menciptakan penyebaran gradient yang mana langsung ke luar melalui membrane. Gerakan dari K⁺sepanjang penyebaran gradient ( ketika tidak didifusi komponen anion tinggal di dalam sel) adalah dalam contoh sebuah arah sebagai untuk membuat bagian dalam dari sel lebih relatif negatif ke luat dari sel (yang mana, pengisian positif di hapus dari bagian dalam). Sebuah beda potential transmembran demikian di dirikan. Membran kemudian dapat dijelaskan sifat elektriknya sebagai kapasitor bocor. Yang mana, itu bertindak sebagai charge separator (pengisi pemisah), yang mana ini belum mempunyai material dielektrik (lipoprotein kompleks dari membrane itu sendiri) yang memungkinkan aliran kebocoran dari ion-ion yang menyebrang membran melalui proses. Medan elektrik didukung oleh membran kapasitor diarahkan ke dalam dari positif ke negatif melalui membran, dan ini cendrung menghalangi ke aliran luar dari sifat pengisian ion-ion positif (seperti K⁺) dan aliran ke dalam dari sifat pengisian ion-ion negatif (sperti Cl^-). Demikian difisional dan kekuatan elektrikal bertindak melalui membrane yang berlawanan ke satu samalian dan sebuah keadaan siap akhirnya di capai. Potensi membran yang mana dalam keadaan siap ada ( mengingat K⁺ menjadi jenis ionic utama dalam kedaan istirahat; yang mana P_k>P_Na) di sebut potential equilibrium dari Potassium E_k-. Itu pengukuran dalam Volts dan di hitung dari persamaan Nernst.

(4.1)

Di 37^oC (tempratur badan). Dimana n adalah valensi dari K⁺, [K]_idan [K]_o adalah intraseluler dan ekstraseluler konsentrasi dari K⁺ dalam mol/liter, R adalah konstanta gas Univesal (lampiran), Persamaan (4.1) memberikan alasan yang bagus kira-kira ke potensial dari membran yang beristirahat, yang menunjukan bahwa membrane yang beristirahat efektif potassium membran . Lebih akurat dari kesimbangan potensial E yang mana menjelaskan dari pengaruh dari jenis ionic lainnya dalam internal dan eksternal media pertama kali di kembangkan leh Goldman (1943) dan kemnudian di kembangkan oleh Hodgkin dan Katz (1949). Yang berasumsi sebuah medan electric konstan melalui membran.

(4.2)

Dimana E adalah kesetimbangan transmembran potensi istirahat ketika saat ini menangkap melalui membrane adalah nol dan P_M adalah koefisien daya serap dari membran dari jenis ionic M tertentu.

124

CONTOH 4.1 Dari kerangka otot frog. Nilai konsentrasi tertentu dari intraseluler dan ekstraseluler dari jenis Ion utama (dalam mMol/liter) adalah sebagai berikut.

Jenis	Intraseluler	Ekstraseluler
Na⁺	12	145
K^-	155	4
Cl^-	4	120

Di asumsikan suhu ruangan (20^oC) dan nilai tertentu dai koefisien daya serap untuk rangka otot frog (P_Na = 2 x 10^-8 cm/s. P_K = 2 x 10^-6 cm/s. dan P_Cl = 4 x 10^-6). Kalkulasi kesetimbangan potensi istirahat dari membrane ini. Mengunakan persamaan Goldman.

JAWAB Dari (4.2) :

E = -85,3 mV

Ini dekat ke pengekuran nilai tertentu dari potensi membrane beristirahat.

Mempertahankan keadaan siaga tidak seimbang ionik antara internal dan eksternal media dari sel, membutuhkan pengangkut berkelanjutan yang aktif dari jenis Ionik melawan gradient elektrokimia normal mereka. Pengangkut aktif berada dalam membran dan terkadang sebagai pompa sodium-potassium. Ini dengan aktif mengangkut Na⁺ keluar dari sel dan K⁺ ke dalam sel dengan rasio 3Na⁺:2K⁺. Terkait pompa saat ini i_NaK adalah jaringan luar yang mana cenderung meningkat ke negatif dari potensial intraseluler. Energy untuk pompa disediakan oleh sumber yang umum dari energi sel, adenosine triphosphate (ATP).

Demikian faktor yang mempengaruhi aliran dari ion-ion memlalui membran (1) penyebaran gradient-gradient, (2) di masukan langsung ke dalam medan elektrik, (3) struktur membran (tersedianya pori-pori) dan (4) pengangkut aktif dari ion melawan sebuah gradient elektrokimia yang didirikan.Distribusi dari ion-ion melalui membran sel dan struktur dari membrane ini (P_K, P_Na, P_Cl) menjelaskan untuk pontesi istirahat. Penyebaran ion-ion Potassium ke luar dari cell menurut konsentrai gradient mereka, ketika tidak di sebarkan sisa komponen anion organik didalam, membuat beda potensial melalui membran. Demikian kurang lebih sebuah kation di luar membran. Nomor dari ion-ion yang bertanggung jawab dari potensial membran. Ini sangat relatif kecil ke total nomor presentasi dalam internal dan eksternal media. Arus Na⁺tidak mengimbangi untuk arus K⁺ karena dalam keadaan istirahat. P_Na< P_K⁺. Penyebaran ion klorida masuk kedalam konsentrasi gradien, tapi gerakan ini di seimbangkan oleh gradien elektrik.

125

KEADAAN AKTIF

Sifat lain dari sebuah sel yang dapat di rangsang adalah kemampuan untuk melakukan sebuah gerakan potensial[gambar 4.1(b)] ketika simulasi tercukupi. Sebuah rangsangan yang cukup adalah salah satu yang membawa tentang depolarisasi dalam sebuah membran bahwa ini cukup untuk melebihi ambang potensial dari membran dan demikian mendatangkan semua atau tidak sama sekali aksi potensial yang dalam perjalanannya bentuknya tidak dilemahkan dalam kondisi kecepatan yang konstan sepanjang membran dari sel yang dapat di rangsang. Karena keadaan siap, sel membran tersebut menjadi polar. Berkurangnya dari besarnya polarisasi disebut depolarisasi. Sebuah kenaikan dalam besarnya polarisasi disebut sebagai hyper polarisasi. Semuanya atau tidak sama sekali sifat dari aksi potensial berarti potensial membran melewati siklus yang spesifik: perubahan dalam potensial dari keadaan tingkat beristirahat dari jumlah yang spesifik untuk memperaiki durasi. Untuk serat saraf. ∆v ≡ 120 mV dan waktu ini kira-kira 1 ms. Sementara peningkatan dalam intensitas atau durasi dari rangsangan yang dibutuhkan untuk memperbanyak tingkat ambang produksi hanya hasil yang sama.

Asal usul dari aksi potensial dalam voltage dan tergantung waktu alami dari kemampuan daya serap membrane(atau dipersamakan dalam istilah elektrik, konduktifitas membran) untuk ion-ion yang spesifik terutama Na⁺dan K⁺sebagai membran yang depolarisasi. Daya serap membran ke sodium P_Na⁺(atau dipersamakan konduktasi dari membran ke sodium g_Na) ini kenaikan yang signifikan. Sebagai sebuah hasil Na⁺ mengalir dengan cepat kedalam internal medium dari sel membawa sekitar membawa depolarisasi lebih lanjut. Yang dalam bagian kenaikan lebih lanjut dalam g_Na (yaitu g_Naberdasarkan tegangan yang melintas di membran). Jika ambang membrane diperbanyak, proses ini meregenerasi sendiri dan yang menyebabkan depolarisasi dicapai dengan mudah. Dibawah kondisi ini potensial membrane cenderung mendekati potensial Nernst dari sodium, E_Na yang mana mempunyai nilai sekitar +60 mV.

Membran Potensial tidak pernah mencapai level ini, dengan kata lain karena disebabkan dua faktor: (1) g_Na tidak hanya bergantung pada tegangan, tapi juga bergantung pada waktu dan(seperti yang ditunjukkan dalam gambar 4.2). Ini relatif tidak dapat bertahan dibandingkan dengan aksi potensial. (2) ini disebabkan perlambatan g_kyang mana bertindak sebagai pengaruh hyper polarisasi. Merawat membrane untuk mengembalikan ke tingkat istirahat(gambar 4.2). Sebagai potensial membrane terakhir mengembalikan ke tingkat istirahat, g_ktetap dapat menaikkan berhubungan dengan nilai keisitirahatannya dan kembali perlahan sepanjang waktu eksponensial program karena ion-ion potassium kembali untuk meninggalkan sel selama waktu ini, hyper polarisasi membrane dan menembak terlalu rendah diproduksi dalam gelombang potensial transmembran(Vm).

Kalkulasi gelombang g_Nadan g_kdi gambar 4.2 berdasarkan data tegangan jepit dari squid akson. Dalam percobaan tegangan jepit dalam membran berlangsung dalam tingkat-tingkat yang ditentukan melalui control circuit feedback-negatif. Arus membran dalam respon ke pergantian step dalam tegangan jepit dipelajari dalam permintaan determinan tegangan dan ketergantungan waktu alami dari g_Nadan g_k.

126

Gambar 4.2 Teoritis tindakan v potensial dan perubahan konduktansi membran untuk ion natrium (GNA) dan kalium (GK) diperoleh dengan menyelesaikan persamaan diferensial yang dikembangkan oleh Hodgkin dan Huxley untuk akson cumi-cumi raksasa pada suhu mandi medium 18,5 oC. Ena dan EK adalah potensi kesetimbangan Nernst untuk natrium dan kalium di membran.

Gambar 4.3 Menunjukkan hubungan ekuivalent menggambarkan perilaku kenaikan kecil elektrik dari membran. Seluruh saraf membrane akson dapat menjadi berkarakteristik dalam bentuk distribusi oleh memanfaatkan sebuah struktur interaktif dalam bentuk dasar yang sama.

Ketika sebuah membrane yang dapat dirangsang mempunyai aksi potensian dalam respon ke rangsangan yang cukup kemampuan dari membrane untuk membantu merespon rangsangan dari berbagai macam apapun yang mencolok dapat diubah. Selama bagian awal dari aksi potensial membrane tidak dapat merespon berbagai rangsangan tidak peduli seberapa sering. Interval ini dimaksud sebagai periode refrektori mutlak. Ini diikuti oleh periode refraktori relative, dimana sebuah aksi potensial dapat ditimbulkan oleh super ambangan rangsangan yg kuat(gambar 4.2). Wujud dari peroide refraktori menghasilkan sebuah batasan paling atas ke frekuensi dalam sebuah sel yang dapat di rangsang mungkin menjadi habis berulang-ulang. Untuk contohnya jaringan akson mempunyai periode refraktori mutlak dari 1 ms dan batasan paling atas dari yang habis berulang-ulang lebih kurang daripada 1000 impuls/s.

127

Gambar 4.3
Diagram jaringan setara rangkaian panjang kecil (Δz) dari serat saraf unmyelinated atau serat otot rangka Membran yang tepat ini ditandai dengan membran kapasitansi spesifik Cm (F/cm2) dan membran conductances spesifik GNA, GK dan GCL dalam mS / cm2 (millisiemens/cm2). Berikut adalah konduktansi kebocoran rata-rata spesifik termasuk yang sesuai dengan saat ion dari sumber lain daripada Na + dan K + (misalnya, Cl-). Istilah ini merupakan media mandi eksternal; media ini sehingga dapat dicirikan oleh perlawanan per satuan panjang ri dan ro (Ω / cm), repectively. im Ere adalah transmembran saat ini per satuan panjang (A cm /), sebuah vi dan vo adalah v potensi internal dan eksternal pada titik z, masing-masing.

Untuk sebuah aksi potensial menyebarkan sepanjang serat saraf, daerah dari serat menjalani sebuah perubahan kedalam keadaan aktif(daerah aktif) dalam waktu yang singkat biasanya panjang serat relative kecil. Gambar 4.4(a) menunjukkan skematik distribusi pengisian sepanjang serat dalam sekitar daerah aktif. Catatan bahwa arah propagasi dari aksi potensial(dianggap membeku dalam waktu) tersisa, dan berbaring didepan dari daerah aktif yang polarisasi sebagai dalam keadaan istirahat. Pembalikan polaritas ini menunjukkan dalam daerah aktif karena dari depolarisasi membrane ke nilai positif dari potensial.

Gambar 4.4(a)

Dari pengisian distribusi di tunjukkan, solenoidal (hubungan dekat) aliran arus dalam pola ditunjukkan di gambar 4.4(a). Dalam wilayah depan dari wilayah aktif potensial ohmik turun melalui membrane disebabkan oleh arus aliran solenoidal keluar melalui membrane seperti polaritas sebagai penurun besarnya dari potensial membrane yang mana depolarisasi membrane. Ketika potensial membrane di polarisasi ke ambang level (sekitar 20mV lebih positif daripada potensi istirahat) wilayah ini menjadi aktif dengan baik. Pola arus yang sama dibelakang daerah aktif tidak efektif menarik kembali membrane, yang mana dalam keadaan refraktori. Proses alami ini adalah karena merangsang sendiri setiap kenaikan yang baru dari membrane membuat membawa tingkat ambang oleh garis dari arus periode singkat dari waktu dan tingkat akhir kesempurnaan repolarisasi kembali. Dalam keadaan ini, aksi potensial menyebarkan sepanjang serat dalam bentuk yang tidak dilemahkan, signal menjadi terangkat naik dalam masing-masing poin sepanjang jalurnya.

128???

129???

4.2 VOLUME MEDAN KONDUKTOR

Masalah mendasar dalam electrophysiology adalah masalah dari sel tunggal yang aktif di rendam dalam volume konduktor (simulasi larutan garam komposisi dari cairan tubuh). Sebuah pembelajaran dari masalah ini menyediakan banyak wawasan lainnya lebih kompleks masalah medan volume konduktor seperti ENG, EMG, ECG, dan sebagainya.

130

Masalah terdiri dari dua bagian: (1) sumber bioelektrik, (2) beban elektrik. Sumber elektrik adalah perilaku sel aktif kira-kira sama seperti sumber arus yang konstan, mengantarkan arus itu sendiri kedalam medium celupan dibawah jarak yang besar dari kondisi muatan. Sumber yang dianggap untuk pemberian adalah aktif tunggal, myelin yang tidak terhubung dengan serat syaraf. Volume konduktor dianggap tidak terbatas luasnya(yaitu relatif besar ke luasnya dari medan elektrik sekitar serat saraf). Garis aliran dari arus memancar dari serat aktif kedalam medium celupan dari resistivitas yang spesifik ρ adalah skematik yang diindikasi dalam gambar 4.4(a). Pola ini adalah pola aliran arus yang konstan dengan distribusi pengisian di tunjukkan dalam gambar 4.4(a).

Karena aksi potensial di asumsikan menjadi di jelajahi serat dalam kondisi kecepatan yang konstan. sebuah gelombang temporal V_m(t) dapat diubah dengan mudah ke distribusi spasial V_m(z) dimana z adalah jarak aksial sepanjang serat. Untuk contohnya potensial aksi monofasik terkait dengan bentuk gelombang potensial dalam permukaan terluar dari membrane adalah (1) trifasik dalam alam, (2) luas spasial yang terbaik daripada aksi potensial, dan (3) lebih kecil dalam besarnya puncak ke puncak. Potensial dalam medium ekstraseluler dari serat tunggal yang berjatuhan dalam besarnya kenaikan jarak radial dari serat(nol potensi dalam 15 r serat). Besarnya puncak ke puncak dari potensial dalam permukaan serat berdasarkan pada aktifnya area permukaan(biasanya dalam perintah puluhan µV).

Jika untuk kasus volume konduktor yang tak terbatas ρ di tingkatkan potensial dalam medan poin meningkat, sebagai akan menjadi kasus dalam volume konduktor yang dibuat lebih kecil(medan poin dalam volume konduktor). Setiap dari kasus ini total ketahanan ekstraseluler ke aliran arus dari sumber arus bioelektrik yang konstan dan(dari hukum ohm) potensial ditingkatnya.

Jika sebagai gantinya kita anggap sumber menjadi cabang saraf yang aktif dengan ribuan dari simulasi komponen serat saraf yang aktif, medan ekstraseluler dalam sebuah medium celupan homogenius yang tak terbatas menunjukkan hampir sama dengan serat tunggal yang ditunjukkan dalam gambar 4.5. medan ekstraseluler potensial adalah dibentuk dari kontribusi medan elektrik ditumpangkan oleh sumber komponen yang berada dalam percabangan serat saraf. Bentuk umumnya dari ekstraseluler merespon dari percabangan saraf ke simulasi elektrik adalah trifasik, ini dalam jangkauan microvolt yang rendah dalam amplitudo dan kehilangan kedua amplitudo dan frekuensi yang terdiri dalam jarak radial yang lebih besar dari percabangan saraf.

Saraf skiatik dalam eksperimen ini sebenarnya adalah sumber bioelektrik kompleks yang jarang. Ini terdiri dari motor serat yang besar yang bekerja dari saraf tulang belakang sampai otot-otot kaki seperti besar dan kecilnya serat indrawi yang bekerja dari indra pengecap dalam kaki dan kuli sampai ke sumsum tulang belakang dalam gambar 4.5(a). Seluruh percabangan saraf(terdiri dari kedua motor dan serat indrawi) yang dirangsang serentak oleh rangsangan elektrik suprathreshold

131

Gambar 4.5

Ini memungkinkan untuk merangsang motor dan komponen indrawi dari percabangan terpisah oleh cabang saraf yang tertutup dalam daerah sekitar saraf tulang belakang. Dimana cabang saraf dibagi keadalam batang sensor dan batang motor. Hasil dari pemisahan motor dan simulasi indrawi ditunjukkan dalam gambar 4.5(b) dan (c). Kita mengamati dimana simulasi dari berbagai serat motor besar dalam menyediakan cabang terbesar respon ekstraseluler. Kita juga mengamati bahwa stimulasi dari akar sensor sebenarnya terangsang dalam sekurangnya dua kelompok dari serat sensor yang mana kelompok terbesar, serat tercepat(kelompok I) dan kelompok yang lebih kecil, serat yang lebih lambat(kelompok II). Pengamatan gelombang ekstraseluler di hasilkan oleh stimulasi yang digabungkan[gambar 4.5(a)], kita dapat melihat, memperkirakan super posisi dari motor dan respon indrawi.

132

Gambar 4.6

Beban volume konduktor dari percabangan saraf yang aktif juga dapat diubah dan dibuat lebih rumit. Variasi relativitas yang sederhana adalah untuk menaikkan ketahanan yang spesifik dari medium celupan atau untuk mengurangi luas radial dari volume konduktor atau keduanya. Perubahan ini memproduksi lebih besar potensi ekstraseluler.

Sebelumnya didiskusikan mungkin menjadi dianggap sebuah penjelasan dari elektrogenesis dari ENG yang mana umumnya dicatat dari permukaan lengan, kaki, atau muka. Konsepnya mengenalkan yang mana berlaku langsung ke interpretasi dari berbagai fenomena bioelektrik terkait dengan system saraf(membangkitkan catatan potensial dari serat traktat dalam saraf tulang belakang dan pusat indrawi dalam otak), serta otot rangka yang aktif(EMG), otot jantung(ECG), dan otot halus(EGG).

4.3
fungtional?? 132

??133

??134

Terjemahannya

Gambar 4.1

Diagram unit motor tunggal, yang terdiri dari motoneutron tunggal dan kelompok fibersthat otot itu innervates. Tranducers Panjang dalam otot serabut saraf sensorik mengaktifkan sel tubuh yang terletak di ganglion akar dorsal. Neutron bipolar mengirim proyeksi aksonal ke sumsum tulang belakang yang membagi menjadi turun dan cabang menaik. Cabang desccanding masuk ke dalam refleks sederhana adalah dengan neutron motor, sedangkan cabang ascending menyampaikan informasi mengenai panjang otot saat ini untuk pusat yang lebih tinggi dalam SSP thr melalui serabut saraf ascending traktat di sumsum tulang belakang dan batang otak. Jalur ini naik dibahas dalam bagian 4.8

134

Gambar 4.7 Pengukuran kecepatan konduksi saraf melalui pengukuran latensi respon listrik muncul dalam otot. saraf ini dirangsang di dua lokasi yang berbeda jarak dikenal D terpisah.

Interneuronal dan transmisi neuromuskuler, lihat Kandel et al.
Lain waktu tunda yang terkait dengan sistem neuromuskuler adalah keterlambatan betweeln electricall aktivasi otot dan awal kontraksi mekanik. Penundaan ini, yang disebut sebagai waktu eksitasi-kontraksi, adalah properti dari otot itu sendiri. umumnya terjadi bila otot yang berulang kali dirangsang, summates reaksi mekanis. Pada tingkat stimulasi yang tinggi, sekering tanggapan mekanik menjadi satu kontraksi terus-menerus disebut tetanus atau kontraksi titanic.

4.4 THE ELECTRONEUROGRAM <ENG>

Konduksi kecepatan dalam saraf tepi diukur dengan merangsang saraf motorik di dua titik bagian jarak diketahui sepanjang perjalanannya. Pengurangan dari latency lebih pendek dari angka latency lagi 4.7 memberikan waktu konduksi sepanjang segmen saraf antara elektroda merangsang. Mengetahui jarak pemisahan, kita dapat menentukan kecepatan konduksi saraf, yang memiliki nilai klinis yang potensial karena, misalnya, kecepatan konduksi dalam serabut saraf regenerasi diperlambat setelah trauma saraf.

Meskipun potensi lapangan dari saraf adalah sebuah amplitudo jauh lebih kecil dibandingkan potensi ekstraseluler dari sekitar serat otot bersemangat, potensi tersebut dapat direkam dengan baik elektroda jarum konsentris atau elektroda permukaan. potensi lapangan saraf dapat ditimbulkan dengan menerapkan rangsangan untuk saraf campuran yang mengandung kedua motor dan komponen sensori seperti saraf ulnar lengan, dalam hal potensi lapangan yang dihasilkan berasal dari kedua jenis serat aktif.

135

Saraf potensi lapangan juga dapat diperoleh dari saraf sensorik murni seperti saraf sural di kaki atau dari komponen sensoris dari saraf campuran. Di mana stimulasi yang diterapkan dengan cara yang tidak exicite komponen motor dari saraf. Studi tentang potensi lapangan dari saraf-saraf pada umumnya telah terbukti menjadi nilai yang cukup besar dalam mendiagnosis gangguan saraf tepi.

Meskipun kecepatan dan latensi konduksi adalah parameter yang paling umum bermanfaat yang terkait dengan fungsi saraf tepi. karakteristik potensi lapangan muncul dalam otot disuplai oleh saraf dirangsang juga penting. Ketika mempertimbangkan potensi membangkitkan otot, durasi respon sering kepentingan, karena perlambatan konduksi dalam serat saraf motorik sedikit mungkin. Bahkan, menyebabkan keterlambatan aktivasi sebagian otot, dan potensi lapangan yang dihasilkan mungkin berkepanjangan dan polyphasic. Ketika bidang potensi saraf diukur dalam kasus seperti itu. dispersi Temporal karena konduksi melambat di beberapa serat dapat menyebabkan penurunan yang signifikan dalam amplitudo sinyal.

BIDANG POTENSI SARAF-SARAF TANGGAPAN LAPANGAN

Ekstraseluler dari saraf-saraf dapat dengan mudah diukur dari saraf median atau ulnar lengan dengan menggunakan elektroda cincin merangsang diterapkan pada jari (gambar 4.8). Rekaman situs kota dikenal terpisah jarak sepanjang perjalanan saraf yang memungkinkan seseorang untuk menghitung kecepatan konduksi saraf sensorik.
memungkinkan seseorang untuk memperhitungkan kecepatan aliran saraf sensoris. Dalam perkara tersebut keberanian ulnar (kira-kira, ia persediaan ketiga dan jari keempat), dipanggil tenaga-tenaga neural dapat dicatat dari situs-situs berbeda terus hal saraf-saraf setinggi ketiak. Dalam perkara tersebut median (kira-kira berbicara, ia persediaan indeks dan jari kedua), tenaga-tenaga dapat dicatat dari keberanian pada dan di atas siku itu.

Long pulsa-pulsa menyebabkan kontraksi-kontraksi otot, gerakan dahan, dan sinyal-sinyal tidak diinginkan (artifak). Ini dengan mudah dihindari oleh memposisikan dahan dalam satu nyaman, menenangkan sikap dan menggunakan sebuah laporan singkat, stimulus kuat (nadi sama kira-kira luas ayunan 100-V dengan satu durasi 100-300 ms). Semacam stimulus menimbulkan besar, dengan cepat mengadakan serat-serat saraf sensoris tetapi tidak serat-serat kesakitan kecil atau otot yang ada di sekeliling. Untuk memperkecil sebab artifak oleh stimulus, kita menggunakan bagian pengasingan stimulus (trafo pengasingan, jembatan diode sircuit, optis penggandeng, dan seterusnya) memisahkan bipolar merangsang elektrode dari dasar. Satu dasar sabar ditempatkan di pergelangan tangan antara sangat menarik dan rekaman elektrode untuk memberikan satu titik sentuh untuk kopel medan elektrik pasif itu dari sangat menarik elektrode. Kulit seharusnya dikelupas dalam keduanya sangat menarik dan elektroda perekaman (bagian 5.5) untuk mengurangi resistensi kulit dan memastikan kontak yang baik.

Secara klinis, lapangan potensial disarankan menggunakan penguatan tinggi, diferensial impedans masukan tinggi preamplifiers mampu menolak dengan baik menggunakan common-mode dan rendah derau penguat inheren (membelah 6.5). Figur 4.8 pertunjukan yang ENGs terukur adalah pada order 10 mV, dan gangguan saluran listrik kadang-kadang sebuah masalah sama dengan penguatan properti common -mode.

136

Petunjuk-petunjuk masukan seharusnya sebaik-baiknya memutar bersama dan melindungi. Sebagai tambahan, jika menjamin, subjek dapat ditempatkan dalam satu cukup dilindungi ruang atau sangkar.

Satu anak tangga lebih jauh kita dapat menggunakan untuk meningkatkan sinyal untuk rasio gangguan dalam kehadiran derau acak (sebagian terbesar dihasilkan oleh pengeras suara) adalah untuk menggunakan averager sinyal (bagian 6.8).

KECEPATAN HANTARAN SARAF MOTOR

Ukuran dalam tumbuh-tumbuhan yang hidup kecepatan aliran satu motor mungkin didapatkan sebagai dipertunjukkan di figur 4.7. sebagai contoh, syaraf peron kaki kiri boleh dirangsang pertama di belakang lutut dan menyokong di belakang pergelangan kaki. Satu tanggapan gagah didapatkan dari pihak kaki, menggunakan permukaan atau jarum elektrode.

REFLEXLY MEMBANGKITKAN POTENSIAL LAPANGAN

Ketika satu saraf periferi dirangsang dan satu dipanggil potensial lapangan yang direkam dalam otot yang mensupply, ia kadang-kadang mungkin untuk mencatat satu potensi kedua yang terjadi kemudian daripada respon pertama. Sebagai tempat stimulus neural itu dibawa secara progresif lebih dekat untuk otot, latency pengurangan tanggapan pertama, sementara latency tanggapan kedua ditambah. Ini sikap tanggapan kedua mengindikasikan itu untuk menggerakkan otot, stimulus harus berjalan terus keberanian ke arah susunan syaraf pusat (proximally) untuk beberapa jarak sebelum akhirnya bepergian dalam arah berlawanan (distally). Latency tanggapan kedua adalah yang seperti itu bisa aktivitas bisa telah traveled proximally sekitar sensor saraf-saraf sampai sumsum tulang belakang toelicit satu gerakan cepat tulang punggung.

137

Gambar 4.9

Jika keberanian tibial pantat itu dalam kaki dirangsang, satu potensi terlambat dapat dipanggil dari triseps sural otot (figur 4.9). Tanggapan latency lama ini punya satu ambang rendah dan muncul di kekuatan-kekuatan stimulus itu adalah jauh di bawah level-level diharuskan untuk mendapatkan biasa (short-latency) Gelombang M. Ini long-latency potensi diketahui sebagai gelombang H ditemukan oleh Hoffman (figur 4.9). Latencynya mengindikasikan bahwa ini adalah satu gerakan cepat tulang punggung. Ia, sebenarnya, listrik homolog bersahaja "sentakan pergelangan kaki" gerakan cepat.

Jadi, ketika satu saraf periferi beraneka seperti keberanian tibial pantat itu dirangsang oleh satu stimulus intensitas rendah, hanya serat-serat garis tengah besar dirangsang karena mereka punya ambang terendah. Serat-serat besar ini adalah ensory serat-serat dari poros-poros otot yang mengadakan ke arah CNS dan akhirnya menghubungkan dengan serat-serat motor dalam sumsum tulang belakang lewat satu sinaps tunggal. Motoneurons pemberhentian dan menciptakan sebuah respons dalam otot gastroknemius kaki (gelombang H). Dengan satu stimulus intensitas sedang, serat-serat motor lebih kecil dalam saraf campuran dirangsang selain serat-serat sensor, memproduksi satu memerintah, short-latency tanggapan otot, gelombang M (figur 4.9). Dengan stimulus masih lebih kuat, dorongan-dorongan hati melakukan di pusat terus serat-serat motor boleh mencampuri produksi gelombang H (serat-serat motor senang ini berada di mereka periode refraktori) agar hanya gelombang M menciptakan (figur 4.9). Luas ayunan tanggapan H tergantung pada jumlah motoneurons dikeluarkan. Luas ayunannya juga agak variabel sebagai hasil berubah-ubah latar belakang ketentuan-ketentuan neural dalam sumsum tulang belakang. Gangguan-gangguan neural ini diberikan oleh aktivitas tersebut lain pusat tulang punggung dan lebih tinggi neurons menyangkut pada motoneurons(s) terlibat dalam gerakan cepat.

4.5 ELECTROMYOGRAM (EMG)

Otot rangka mengadakan secara fungsional pada basis unit motor (melihat figur 4.10). Unit motor adalah unit terkecil yang dapat diaktifkan oleh satu volitional upaya, dalam hal mana semua serat-serat otot utama mengaktifkan synchronously. Unsur-unsur erat-serat unit-unit motor memperpanjang menurut panjangnya dalam bundelan-bundelan lepas terus otot. Dalam tampang-lintang, akan tetapi, serat-serat satu unit motor ditentukan menyelang-nyelingi dengan serat-serat unit-unit motor lain. Jadi otot komponen serat-serat unit motor tunggal (SMU) merupakan satu tersebar, bagian sumber bioelectric terletak dalam kondektur volume terdiri atas lepas semua serat-serat otot lain, keduanya aktif dan lamban. Dipanggil ekstraselular ladang potensi dari serat-serat aktif satu SMU punya satu triphasic bentuk durasi singkat (3-15ms) dan satu luas ayunan 20-2000 mV, tergantung pada ukuran unit motor. Frekuensi pemberhentian biasanya berbeda dari 6 untuk 30 per detik.

Satu dari kerugian-kerugian perekam EMG dengan menggunakan permukaan sesuai elektrode adalah mereka dapat dipergunakan hanya dengan otot-otot dangkal dan sensitif untuk aktivitas listrik atas terlalu luas suatu tempat. Berbagai jenis monopolar, bipolar, dan tipe penempatan multipolar elektrode biasanya digunakan dalam elektromyografi untuk rekaman dari otot-otot dalam dan dari SMUs. Elektroda tipe ini secara umum merekam kegiatan lokal dari daerah kecil di dalam otot di mana mereka dimasukkan. Seringkali sederhana baik-tipped elektroda jarum monopolar dapat digunakan untuk merekam potensi lapangan SMU bahkan selama kontraksi sukarela kuat. Bipolar rekaman juga digunakan. Berbagai jenis elektroda dibahas dalam bab 5.

139

Gambar 4.11 menunjukkan potensi unit motor dari otot punggung interosseus normal dinilai berdasarkan tingkat kontraksi. Pada tingkat tinggi usaha, tanggapan banyak motor dilapiskan unit menimbulkan respon yang rumit (pola interfence) di mana unit individu tidak bisa lagi dibedakan. Dalam menafsirkan angka 4.11, diketahui bahwa pada saat perjanjian otot yang progresif di bawah kemauan, unit motor aktif eningkatkan laju mereka menembak dan unit motor baru juga direkrut.

Bentuk potensi SMU adalah consideraply dimodifikasi oleh penyakit. Pada neuropati perifer, denervasi sebagian otot sering terjadi dan diikuti oleh regenerasi. Regenerasi serabut saraf melakukan lebih lambat dari akson sehat. Selain itu, dalam berbagai bentuk neuropati prepheral, maka rangsangan neuron thr berubah dan ada perlambatan luas konduksi saraf. Salah satu efek dari hal ini adalah bahwa impuls saraf lebih sulit untuk memulai dan memakan waktu lebih lama dalam perjalanan ke otot, umumnya menyebabkan pencar atau desynchonization dalam pola EMG.

Sejumlah studi pemodelan matematika tunggal-serat dan potensi multiplefiber tindakan telah muncul dalam literatur Thhe. Metode pengolahan Sinyal telah digunakan dalam analisis EMG, seperti memiliki teknik otomatis untuk deteksi, dekomposisi, dan analisis sinyal EMG.

4.6 Elektrokardiogram (ECG)

ANATOMI DAN FUNGSI JANTUNG

Jantung berfungsi sebagai pompa empat bilik untuk sistem peredaran darah. Fungsi pemompaan utama dipasok oleh ventrikel, dan atrium hanyalah antechambers untuk menyimpan darah selama tume ventrikel memompa. Fase istirahat atau mengisi siklus jantung disebut sebagai diastole. Fase kontraktil atau pemompaan disebut sistol. Kontraksi, mulus irama atrium dan ventrikel memiliki prekursor listrik yang mendasari dalam bentuk rangkaian yang terkoordinasi dengan baik peristiwa listrik yang terjadi di dalam hati. Yang mengatur ini kejadian listrik intrinsik ke jantung sendiri juga ditunjukkan ketika jantung dikeluarkan dari tubuh dan ditempatkan dalam medium nutrisi. Jantung terus berdenyut berirama selama berjam-jam. Terkoordinasi kontraksi atrium dan ventrikel diatur oleh pola spesisic aktivasi listrik dalam otot struktur ini. Selain itu, pola aktivasi listrik di dinding atrium dan ventrikel yang diprakarsai oleh serangkaian acara terkoordinasi dalam sistem konduksi khusus jantung.

140

Gambar 4.11 Motor potensial aksi unit dari otot punggung interosseus normal selama kontraksi semakin lebih kuat. Dalam pola Interferensi, unit individu dapat tidak lagi jelas dibedakan. Pola Interferensi selama kontraksi otot sangat kuat. Skala Waktu adalah 10 ms perdot

141

Gambar 4.12
Distribusi jaringan konduktif specialuzed di atrium dan ventrikel, menunjukkan pembentuk sistem impuls dan konduksi jantung. Rhitmic Impuls jantung berasal pacemaking sel-sel di node sinoatrial, yang terletak di persimpangan vena cava superior dan atrium kanan. Catatan tiga jalur khusus (anterior, tengah, dan internodaltracts posterior) antara SA dan atrioventricuar (AV) node. Bundel Bachmann berasal dari saluran ruas anterior yang menuju ke atrium kiri. Dorongan lolos dari SA node secara terorganisasi melalui traktat melakukan khusus dalam atrium untuk mengaktifkan pertama kanan dan kemudian atrium kiri. Passage impuls tertunda pada AV node sebelum kontinu ke dalam bundel, cabang berkas kanan-Nya, cabang bundel umum kiri, divisi anterior dan posterior dari cabang berkas kiri, dan jaringan Purkinje. Cabang bundel tepat berjalan di sepanjang sisi kanan septum interventriculare ke puncak ventrikel kanan sebelum mengeluarkan cabang signifikan. Bundel umum kiri menyilang ke sisi kiri septum dan terbagi menjadi divisi anterior dan divisi poterior.

142

Sehubungan dengan jantung secara keseluruhan, sistem konduksi khususnya sangat kecil. Ini merupakan hanya sebagian kecil dari total massa jantung. Dinding ventrikel kiri tebalnya 2,5-3,0 kali dinding ventrikel kanan, dan katup intraventrikel hampir setebal dinding ventrikel kiri. Bagian utama massa otot ventrikel terdiri dari dinding bebas dari ventrikel kanan dan ventrikel kiri dan katup tersebut. Mengingat jantung sebagai sumber bioelektrik, kekuatan sumber ini dapat dapat secara langsung berkaitan dengan massa otot yang aktif (yaitu, dengan jumlah sel aktif miokard). Oleh karena itu, atrium dan dinding bebas dan katup ventrikel dapat dianggap kontributor utama bidang potensial eksternal dari jantung.

PRILAKU KHUSUS SEL JANTUNG

Jantung terdiri dari beberapa jenis jaringan (Jaringan SA dan AV nodal; atrium, Purkinje, dan jaringan ventrikel). Sel pengganti dari setiap jenis jaringan berbeda anatomis setiap tingkatannya. Mereka merupakan elektrik yang mudah mengalami rangsangan, dan setiap jenis sel menunjukkan potensial aksi khas sendiri.

SEL VENTRIKEL

Myocardium ventrikel terdiri dari jutaan sel jantung individu (panjang 15 x 15 x 150 um). Gambar 4.14 menunjukkan gambar bagian kecil dari otot jantung seperti yang terlihat di bawah mikroskop cahaya. Sel-sel individual relatif panjang dan tipis, dan meskipun mereka umumnya sejajar satu sama lain, ada cukup pencabangan dan interkoneksi (anastamosing). Sel dikelilingi oleh membran plasma yang membuat kontak end-to-end dengan sel yang berdekatan pada struktur padat yang dikenal sebagai disk intercallated (Gambar 4.14). Masing-masing mengandung banyak serat myofibrils kontraktil yang mengikuti sumbu dari sel "mesin contracitile" ke serat. Komponen sel jaringan jantung berada dalam kontak intim di disk yang terinterkalasi, baik elektrik dan mekanik, sehingga fungsi otot jantung sebagai satu unit (sebuah syncytium fungsional).

Sebelum eksitasi, sel ventrikel biasa memiliki potensi istirahat sekitar -90 mV. Tahap awal depolarisasi cepat ini mempunyai laju kenaikan yang biasanya lebih besar dari 150 V / s. Fase ini diikuti oleh repolarisasi cepat awal yang mengarah ke daerah dataran tinggi mempertahankan depolarizing yang berlangsung sekitar 200-300 ms. Sebuah repolarisasi akhir mengembalikan potensi fasa membran untuk istirahat dan terjaga selama sisa dari siklus jantung. Selama gelombang potensi aktif secara kolektif disebut sebagai sistol elecrtical, fase istirahat ini disebut sebagai diastole listrik.

Kebanyakan model dari rangsangan membran yang telah digunakan dalam elektrofisiologi jantung adalah dari Hodgkin-Huxley (HH) tipe (Hodgkin danHuxley,1952). Formalisme HH pertama kali diterapkan pada serat Purkinje sistem konduksi khusus oleh Noble (1962). Model ini kemudian secara luas direvisi oleh McAllister, Noble, dan Tsien (MNT) (1975), dan variasi telah digunakan dalam simulasi tanggapan elektrofisiologi dari ventrikel (Beeler dan Reuter, 1977) dan sinoatrial (SA) sel alat pacu jantung (Yanagihara et al, 1980),....

143

Gambar 4.13
Gambaran aktivitas listrik dari berbagai wilayah di jantung Bagian bawah adalah EKG jejak skalar, yang memiliki amplitudo QRS sebesar 1-3 mV.

Gambar 4.14
Arsitektur selular serat otot jantung Perhatikan inti sentroid dan disk yang terinterkalasi melintang antara sel.

144

Gambar 4.15 Baris isochronous dari aktifasi ventikel jantung manusia. Perhatikan aktifasi permukaan hampir ditutup pada 30 ms ke dalam kompleks QRS.

......temuan eksperimental terkini telah mengharuskan perubahan signifikan dalam model MNT, dalam rangka untuk memasukkan deskripsi matematika dari ikatan ATP- dengan pemompaan Na+ - K+, Pertukaran Na+ - Ca+2, dan model ruangan terpusat cairan untuk menggambarkan perubahan konsentrasi intraseluler dan ekstraseluler dalam Na + , K +, dan Ca2 + [misalnya, melihat Coulombe dan Coraboeuf (1983)]. Sebuah model serat Purkinje komprehensif menggabungkan fitur tambahan telah dikembangkan oleh DiFancesco suatu Noble (DN) (1985).

Jenis model HH telah diterapkan untuk karakterisasi sifat membran dari simpul kelinci SA, kelinci atrium (Earm dan Noble, 1990), dan ventrikel babi percobaan (Nordin, 1993 (Demir et al, 1994.); Luo dan Rudy, 1994). Model ini termasuk pompa membran dan Pertukaran Na-Ca, sehingga memperluas jangkauan jelas model sel yang diberikan, sehingga memungkinkan untuk mengkarakterisasi abnormal serta perilaku listrik normal sel jantung.

AKTIFASI VENTRIKEL

Peneliti telah melakukan studi tentang aktivasi ventrikel pada hewan percobaan menggunakan beberapa "jenis loncatan" elektroda dimasukkan ke banyak tempat di jantung (Spach dan Barr, 1975) (lihat Gambar 4.15). Waktu kedatangan aktifasi listrik di dicatat, dan isochronous (serentak bersemangat) permukaan perangsangan dapat dipetakan. Gambar 4.15 menunjukkan aktifasi plot garis isochronous untuk perfusi jantung seorang manusia yang meninggal akibat kondisi noncardiac. Perhatikan aktivasi yang pertama terjadi pada permukaan septum ventrikel kiri (5 ms ke kompleks QRS) dan kegiatan ini menyebar bersama waktu peningkatan arah dari kiri ke kanan lintas septum. Pada 20 ms, beberapa daerah dari ventrikel kanan dan kiri bersamaan aktif. Seiring dengan peningkatan waktu, eksitasi menyebar dan cenderung menjadi lebih terimpit. Sebagai contoh, pada 30 ms aktivasi permukaan hampir tertutup terlihat. Eksitasi kemudian meneruskan dengan cara yang relatif seragam dalam arah epicardial (luar jantung). Puncaknya jantung diaktifkan kira-kira dalam periode ms 30-40, bersama dengan tempat lain di kanan dan dinding ventrikel kiri di mana "menerobos" aktivasi telah terjadi. Dari kedua Gambar 4.15 dan data diambil pada pesawat lain, kita dapat melihat bahwa wilayah-basal bagian belakang jantung adalah daerah terakhir diaktifkan.

145

Permukaan gerak listrik isochronous menjalar melalui myocardium dalam arah keluar dari endocardium (bagian dalam jantung). Kedudukan dari permukaan gerak listrik, tentu saja, sel jantung individu. Dalam wilayah lokal hati, namun, banyak dari sel yang aktif bersamaan karena tingginya tingkat interaksi listrik antar sel. Pada substrat anatomi untuk interaksi listrik ini merupakan derajat tinggi percabangan sel-sel jantung individu dan resistansi rendah dari disk diselingi di persimpangan antara sel-sel (Barr et al, 1965.).

POTENSI PERMUKAAN TUBUH

Bagian sebelumnya dibahas dengan urutan kejadian yang terlibat dalam aktivasi elctrical dari ventrikel. Aktifasi rangkaian ini mengarah ke produksi arus tindakan garis tertutup yang mengalir pada konduktor volume toraks (dianggap sebagai media murni pasif tidak mengandung sumber listrik atau tenggelam). Potensi diukur pada permukaan luar dari medium -yaitu, pada tubuh permukaan- disebut sebagai electrocardiograms, atau EKG.

Dalam masalah elektrokardiografi, jantung dipandang sebagai generator listrik yang sama. Sebuah asumsi yang umum , pada setiap instan waktu dalam urutan aktivasi ventrikel, aktivitas listrik jantung dapat diwakili oleh sebuah dipol arus bersih yang ekivalen terletak pada titik yang kita sebut batas-batas listrik jantung.

Tentunya, beberapa daerah kedua ventrikel mungkin aktif bersamaan (seperti pada Gambar 4.15). Dalam hal ini, aktivitas listrik masing-masing daerah pada saat pun bisa dianggap yang menjadi perwakilan oleh dipol saat ini dan kontribusi dipole bersih yang dari semua bidang aktif ditentukan pada pusat listrik. Media thoraks dapat dianggap sebagai beban resistif dari generator jantung yang ekivalen. Ada atenuasi dari suatu wilayah dengan semakin jauh jaraknya dari sumber, serta menjatuhkan ohmik potensial yang diukur antara titik permukaan (antara titik A dan B pada Gambar 4.16, misalnya) atau antara

estabilishment terputus dari rangkaian re0entrant akan menghasilkan denyut ektopik sesekali (extrasystoles), dan propagasi terus menerus impuls di sana didirikan sirkuit akan menggarisbawahi episode takiaritmia.

Gambar 4.17 (A) tachycardia.an paroxymal fokus ektopik dapat berulang-ulang debit pada tarif biasa cepat untuk menit, jam atau bahkan berhari-hari. (B) flutter atrium. atrium yang memulai *, yang sangat cepat sempurna mengepak teratur gerakan *, pemukulan dengan tarif 200 sampai 300 denyut / menit * Diadaptasi dari phibbs Brendan, The Heart Humam, 3rd ed., Dt.Louis perusahaan CVMosby, 1975)

150

Gambar 4.20 (a) atrial fibrilasi. atrium Perhentian memukul biasa mereka dan memulai berkedut, lemah tidak terkoordinasi. Bersamaan, rendah amplitudo, gelombang tidak teratur muncul dalam bentuk gelombang EKG yang mengandung flutter atrium. (B) fibrilasi Venticular, mekanis ventrikel berkedut dalam mode, lemah tidak terkoordinasi dengan tidak ada darah yang dipompa dari jantung. EKG ini juga sangat tidak terkoordinasi, seperti yang ditunjukkan.

Gambar 4.21 (a) potensi tindakan dicatat dari normal (garis solid) dan iskemik (garis putus-putus) mycordium pada anjing. Kontrol adalah sebelum oklusi koroner, (b) Selama periode kontrol sebelum oklusi koroner, tidak ada pergeseran segmen EKG ST; setelah iskemia, ada semacam sebuah hift.

151

PERUBAHAN BENTUK GELOMBANG POTENSIAL DI ISKEMIA

Kepentingan tertentu pada gambar 4.21 adalah perubahan bentuk gelombang potensial intraseluler dan ekstraseluler di iskemia. Perhatikan khususnya bahwa dalam akhir iskemia (iskemia yang terjadi beberapa menit setelah diinduksi oklusi koroner). Ada penurunan besaran potensi istirahat, kecepatan upstroke, dan tinggi dan durasi potensial aksi. (Berkurang dalam kecepatan upstroke adalah indikasi rendahnya kecepatan konduksi melalui tindakan wavefront potensi wilayah ini iskemik). Kemiringan potensi selama daerah dataran tinggi dari potensial aksi juga diubah iskemia. Perubahan-perubahan dalam bentuk gelombang potensial aksi membawa perubahan di bidang potensi ekstraselular yang dihasilkan oleh sel jantung individu. Kontribusi bidang sel-sel, serta orang-orang sel normal lainnya, superimpose dalam volume konduktor linier menengah untuk membawa bentuk tentang berubah bagian ventrikel dari EKG (misalnya, segmen ST kompleks QRA, dan gelombang T, sebagai ditunjukkan pada Gambar 4.13 dan 4.21)

Sekarang diketahui bahwa oklusi aliran darah ke daerah agiven miokard membawa penyesuaian elektrolitik tentang relatif cepat di wilayah ini. Secara khusus, ada kerugian K dan pengambilan Na dalam sel iskemik (Ca dan H juga menumpuk di dalam sel, dan bergeser ke dalam air juga) mengakibatkan berkurangnya besarnya potensi beristirahat. Pergeseran konsentrasi ion adalah indikasi kegiatan depresi dari Na - K pompa yang metabolik tergantung. Perubahan om potensi beristirahat dan elektrokimia mendasari perubahan ini dibawa oleh pasokan oksigen yang tidak memadai.

4.7 ELECTRORETINOGRAM (ERG)

ANATOMI VISI

Mata normal adalah organ sekitar bola sekitar 24 mm (gambar) 4,22). retina, yang terletak di bagian belakang mata, adalah bagian sensorik mata.

Bagian transmisi cahaya mata adalah kornea, ruang anterior, lensa, dan ruang vitreous. Disebut dalam dia urutan struktur ini dilalui oleh cahaya. Sebuah cairan transparan, humor aqueous, ditemukan di ruang anterior. Ruang vitreous diisi oleh gel transparan, badan vitreous. Humor aqueous menyediakan media transportasi nutrisi, tetapi juga penting optik lebih lanjut. Hal ini biasanya dipertahankan pada tekanan (20-25 mm Hg) yang cukup untuk mengembang mata terhadap mantel resistif yang luar (yang sclera dan choroids). Hal ini memungkinkan konfigurasi tepat geometris retina dan jalur optik yang diperlukan untuk menjamin pembentukan sebuah citra visual yang jelas. Selain itu, aqueous humor adalah link penting antara sistem peredaran darah kand lensa dan kornea, yang sendiri kurang pembuluh darah. Untuk memenuhi kebutuhan pernapasan dan gizi kedua struktur, ada gerakan yang terus-menerus bahan cairan dan zat terlarut antara aqueous humor dan vessels.interfernce darah yang berdekatan dengan aliran ini, kondisi patologis bin tidak hanya menyebabkan kerusakan lensa dan kornea tetapi juga dapat mengakibatkan pengembangan tekanan dalam mata yang cukup tinggi untuk melukai retina. glaukoma adalah istilah yang diterapkan untuk kondisi tekanan tinggi.

152

Gambar 4,22 lensa kontak transparan berisi satu elektroda, yang ditampilkan di sini pada bagian horizontal dari mata kanan. Refrence elektroda ditempatkan pada pelipis kanan.

Dalam mempertimbangkan organisasi saraf retina, kita hanya memerlukan pemeriksaan lima tipe sell saraf: photoreceptors and bipolar, horizontal, amacrine, and ganglion cells. Ganglion sell, akson yang menghasilkan serat saraf menyapu permukaan retina bagian dalam akan dikumpulkan pada disk optik (dan yang dari sebagian besar serat saraf dari saraf optik), secara subsatansial lebih sedikit dalam angka daripada photoreceptor, terdapat konvergensi dalam jalur saraf retina. Interkoneksi sinapsis antara photoreceptor dan sell bipolar dan
antara sell bipolar dan sell ganglion terjadi di 2 daerah yang terdefinisi dengan baik. Lapisan plexiform eksternal adalah daerah kontak antara photoreceptor dan sell bippolar, dan lapisan plexiform internal merupakan daerah kontak antara sell bipolar dan sell ganglion.

153

Konesi lateral dapat ditemukan dalam kedua lapisan. Contoh , sell horizontal interkoneksi batang dan kerucut (dijelaskan dibawah) pada tingkat lapisan plexiform eksternal. Dan sell amacrine menyediakan jaringan horizontal yang kedua pada tingkat lapisan plexiform dalam. Dengan demikian retina dapat dipertimbangkan secara fungsional terorganisasi kedalam dua bagian; bagian lapisan sensorik luar terdapat sensor photoelectric (photoreceptor) dan bagian lapisan dalam bertanggung jawab untuk mengatur dan menyampaikan impuls elektrik yang dihasilkan dalam lapisan photoreceptor ke otak.

Dua tipe photoreceptor ter berlangsung di dalam retina manusia: sell batang (agen untuk pengelihatan dalam cahaya yang redup) dan sell kerucut (mediator warna dalam keadaan cahaya yang terang). Keduanya dibedakan kedalam segmen luar dan dalam. Segmen dalam adalah tempat utama dari metabolisme dan mengandung semua terminal sinaptik. Segmen luar-biasanya berupa silinder dan tipis dalam sell batang dan gemuk dan berbentuk kerucut dalam sell kerucut. Mereka adalah tempat rangsangan visual. Tahapan pertama dalam transduksi cahaya ke pesan saraf adalah penyerapan photon oleh photopigment yang terletak di segmen luar photoreceptor retina (Dartnall , 1962). Photopigment yang terletak di membran padat dalam lipatan segmen luar sell batang adalah rhodopsin. It dengan gampang terisolasi dan sudah dipelajara secara extensif. Sell batang dalam manusia mengandung satu dari tiga photopigment dengan karakter penyerapan photospectral berbeda dengan yang lain dari rhodopsin pigmen sell batang. Pigmen sell kerucut sangat sulit untuk dipisahkan pada manusia dibandingan dengan vertebrata yang lainnya. Dan karakteristik spektral mereka biasanya harus diukur dengan arti yang tidak langsung, seperti densinometri refleksi (Rushton, 1963). Semua pigmen adalah photolabile; yaitu, kejadian yang dimulai dengan penyerapan cahaya yang akhirnya menghasilkan photopigmen yang melepuh atau breadown. Proses yang sebenarnya dari transduksi tidak sepenuhnya diketahui, namun pelepuhan rhodopsin kemungkinan melepaskan ion transmiter yang menyebabkan perubahan pada tingkat potensial membran. ini pada gilirannya menghasilkan potensial aksi ganglion sel yang dikirim ke saraf optik.

ELECTROPHYSIOLOGY MATA

Saat retina terangsang dengan kilatan cahaya singkat, urutan temporal karakteristik perubahan potensial dapat direkam antaramengeksplorasi elektroda-ditempatkan baik pada permukaan dalam retina atau di kornea indifferent elektroda ditempatkan di tempat lain pada tubuh (biasanya di candi, dahi, atau daun telinga). Perubahan potensial ini secara kolektif dikenal sebagai electroretinogram (ERG), dan mereka secara klinis dicatat dengan bantuan elektroda Ag/ AgCl. (lihat, misalnya, Strong, 1973) Lensakontak saline-field dalam kontak yang baik dengan kornea, yang sangat tipis dan kontak intim denganhumor aqueous dan media pasif cairan matabagian dalam.

lensa kontak biasanya ditoleransi dengan baik oleh subjek dan izin pemeriksaan panjang tanpa ketidaknyamanan. dengan mempertimbangkanmata sebagai suatu bulatan terisi cairan dan ...

159

Demikian juga, dalam SSP ada turun saluran saraf (motor) yang berasal dari berbagai struktur otak seperti otak dan otak kecil. Dan akhirnya pada motoneurons mengakhiri, pada gilirannya, saluran kortikospinalis adalah contoh dalam akson dari proyek korteks motor utama langsung ke neuron motor dalam sumsum tulang belakang. seperti jalur rasa naik umum, saluran kortikospinalis turun setiap salib yang berlawanan dengan tubuh sebelum melakukan kontak sinaptik dengan neuron motor tulang belakang.

Dengan demikian terdapat hubungan komunikasi dua arah antara otak dan sumsum tulang belakang motor neurons.spinal yang mengikuti pusat yang lebih tinggi di otak untuk mengontrol atau memodifikasi behaivor dari busur refleks elemental tulang belakang pada tingkat spinal diberikan. Melalui hubungan komunikasi seperti itu, otak tidak hanya mengenai peristiwa perhiperal tetapi tidak dapat memodifikasi respon refleks tulang belakang terhadap stimulus environmental. Informasi yang dikirim ke otak melalui kereta api frekuensi termodulasi dari impuls saraf yang, UPN mencapai area tertentu dari otak, merangsang aktivitas neuron lain disana. Similiary, keputusan untuk melaksanakan tindakan motor dalam menanggapi stimulus awal ismanifested dalam kegiatan neuron kortikal dari berbagai daerah di otak. Tergantung pada tindakan motor tertentu yang akan diambil.

Aktivitas listrik di semakin naik atau semakin turun saluran serat saraf dapat direpresentasikan ke pendekatan pertama oleh dipol activion saat ini berorientasi pada arah propagasi (model sumber bioelectric). Kita harus menyadari bahwa karakter media volume konduktor dapat mengubah sepanjang saluran tertentu antara sumsum tulang belakang dan korteks, dan model disesuaikan diadopsi berdasarkan pengukuran tertentu yang diperoleh secara klinis. Merekam data seperti noninvasively dari tindakan voume sumber arus yang relatif kecil, seperti saluran serat saraf, dalam variabel dibutuhkan sinyal cimulative teknik rata-rata. Saraf Median dirangsang dan potensial aksi senyawa dicatat dari lengan subjek. Meskipun tidak menunjukkan angka, serat sensorik pada saraf median sehingga diaktifkan, memulai aktivitas di jalur secara umum ke otak. Bidang rekaman rata-rata potensial dapat diambil di berbagai titik sepanjang [misalnya jalur naik, dari sumsum tulang belakang dan batang otak saluran berbicara catatan sifat melintasi jalur tersebut, dan akhirnya pada korteks itu sendiri (gyrus post-pusat). yang potensi lapangan yang terkait dengan saluran saraf panjang tergantung besar pada: (a) apakah saluran lurus atau bengkok dan (b) ressitance tersebut (geometri dan konduktivitas spesifik) dari media volume sekitar konduktor. Subyek saluran saraf telah dibahas sebelumnya; namun, kegiatan inti baik di jalur mendaki dan cluster di sana, tetapi juga pada geometri ansambel dan neuron di sana, tetapi juga pada geometri ensamble dan berbagai jenis potensi lapangan avaraged disebut potensi menimbulkan collectivly somato-indera.

160

Tanggapan sedang sebesar potentialsin sensorik evoked untuk singkat pendengaran "klik" dari kilatan cahaya juga rutin tercatat sebagai respon membangkitkan pendengaran (AER) dan membangkitkan respon visual (VER), respectively.using perangkat simulasi elektromagnetik diadakan selama korteks motor utama (hanya anterior sulkus sentral), juga possibleto menyebabkan arus yang aktif saluran kortikospinalis, yang memungkinkan pencatatan fieldpotentials tua renta dari jalur motor turun. Prinsip-prinsip konduktor volume yang sama berlaku untuk analisid dari jenis yang berbeda menimbulkan potensi rekaman. Cerebrum adalah struktur dipasangkan, dengan belahan otak kanan dan otak kiri, masing-masing terkait dengan sisi berlawanan dari tubuh. Artinya, gerakan sukarela dari tangan kanan adalah "dikehendaki" oleh belahan otak kiri. Lapisan permukaan hermisphere disebut korteks, melainkan menerima informasi sensorik dari kulit, mata, easrs, dan reseptor lainnya umumnya terletak pada sisi berlawanan dari tubuh. Informasi ini dibandingkan dengan pengalaman sebelumnya dan menghasilkan gerakan sebagai tanggapan terhadap rangsangan.

Setiap belahan bumi terdiri dari beberapa lapisan. Lapisan luar adalah kumpulan padat sel saraf yang muncul dalam warna abu-abu ketika eximined dalam keadaan segar. Hal ini qonsequently disebut materi abu-abu. Ini lapisan luar, kira-kira 1 cm gyri (pegunungan) dan sulci (lembah), yang sulci lebih yang disebut celah. Lapisan lebih dalam hermisphere (di bawah korteks) terdiri dari akson (atau bahan putih) dan koleksi inti sel tubuh disebut. Beberapa fungsi integratif dari cerebrums bisa dilokalisasi dalam wilayah tertentu dari korteks; lain yang lebih difus distriuted

Sebuah tengara membagi utama dari korteks serebral adalah fisura lateral, yang berjalan di permukaan (sisi) lateral otak dari ujung terbuka di depan, posterior dan bagian punggung (mundur dan ke atas). Fisura lateral mendefinisikan sisi korteks lobus lebih rendah (di bawah) adalah yang disebut lobus temporal. Bagian (atas) superrior dari lobus ini berisi korteks pendengaran primer, yang merupakan bagian dari korteks yang menerima impuls pendengaran melalui jalur saraf terkemuka dari reseptor pendengaran di telinga dalam.

Sistem visual adalah contoh lain dari projectionof yang arti ke merayakan korteks. lobus oksipital di bagian belakang kepala adalah korteks visual primer. Cahaya melintas ke dalam mata membangkitkan potensi listrik yang besar dari elektroda ditempatkan di atas area ini korteks.

161

Lain tengara utama dari korteks serebral adalah sulcus.however pusat, tidak begitu menonjol dan sebangun keledai tengara anatomi sulkus lateral pusat fissure.the berjalan dari permukaan medis (sepanjang permukaan garis tengah otak) atas sifat busung dari yang hermisphere ke fisura lateral. sulkus pusat juga merupakan perbatasan pestorior dari lobus frontal. Gyrus, berbohong hanya anterior (forward) ke sulkus sentral adalah gyrus prcenteral, yang berfungsi sebagai korteks motor utama. Dari gyrus, sinyal saraf lari ke bawah melalui batang otak ke sumsum tulang belakang ford kontrol otot skeletal melalui kontrol syaraf dari motoneurons dalam tanduk ventral sumsum tulang belakang. Lesi (kerusakan) sebagian dari gyrus precentral menyebabkan kelumpuhan parsial di sisi berlawanan dari tubuh.

Prosiding lebih anterior dari sulkus pusat, kita menemukan sebuah daerah yang disebut korteks premotor, mana lebih motor gerakan yang kompleks seperti pidato yang terorganisir. Bagian anterior dan inferior lobus frontalis terlibat dalam pengendalian behaivor emosional. Selama bertahun-tahun ini bagian dari korteks telah dianggap tempat kedudukan dari kecerdasan yang lebih tinggi dari manusia, terutama karena perbedaan utama antara otak monyet dan otak manusia manusia adalah keunggulan besar lobus manusia itu prefrontals. Namun upaya untuk menunjukkan bahwa korteks prefrontal lebih penting untuk fungsi intelektual lebih tinggi dari bagian lain dari korteks belum sepenuhnya berhasil.