Măsurarea activității musculare

Introducere

Electronica medicală reprezintă o parte a inginerie electronice care se aplică în domeniul medical pentru diagnosticarea si tratarea unor afecțiuni.

Electronica medicală are rolul de a integra principiile fizici,chimiei,matematici precum și cele inginerești pentru a putea studia în domeniul medical.

Bioingineria realizează noțiuni generale,fundamentale de la nivelul molecular până la nivelul sistematic,pentru a putea extinde noi procese biologice,materiale pentru prevenirea bolilor diagnosticare si tratarea lor.

În diagnosticare, aparatura electronică oferă informații generale sau dedicate despre starea pacienților, cu ajutorul acestor informații medicul poate examina starea de sănătate sau de boală. În unele cazuri aparatura este capabilă să evalueze datele, procurând direct diagnosticul.

În tratament, aparatura electronică acționează printr-un transfer de energie de diverse tipuri asupra pacientului, sau contribuie la alte procese în scopuri terapeutice.

Toate organismele vii pot fi privite ca generatoare de camp electromagnetic,existând posibilitatea de a culege biosemnale electrice cu ajutorul unor componente adecvate.Tehnica prin care se culege și redă un semnal electric de pe suprafață sau din interiorul corpului se numește electrografică,iar forma de undă rezultată poartă numele de electrogramă.

Simplitatea transformării în semnal electric a mărimilor ce caracterizează fenomene chimice,mecanice,optice,termice,optice etc. , cât și datorită faptului că acestea în etapele de procesare(captare,amplificare,filtrare,prelucare, memorare, transmitere) a biosemnalului optimal ,justifică tendința și utilizare a biosenzorilor electrici.

Succesiunea discrete sau continuă a valorilor unei mărimi de măsurat în corpul uman generată spontan sau provocată se numește biosemnal electric.Un biosemnal electric are rolul de a culege informații asupra desfașurări și existenței unor evenimente,procese,manifestări normale și patologice ale organismului.Unitatea elementară a celulei vii o reprezintă celula.Celulele compun corpul uman.Celulele pot fi în organism libere într-un mediu lichid(celulele sanguine,spermatozoizi,etc.) sau associate în țesuturi.

Principalele componente din care este alcătuită celula sunt următoarele:

Membrană-componenta esențială în ceea ce privește activitatea electrică celulei

Citoplasmă

Nucleu

Consecințele electrice caracteristice organismului se manifestă din propietățile celulare fundamentale și anume:

Potențial de repaus celular

Potențial de acțiune

Potențialul de repaus celular

Activitatea unei celule la nivelul membranei celulare prin schimburile de ioni(ioni de potasiu K,de sodiu Na,calciu Ca,magneziu Mg,clor Cl etc.) poate fi analizată între celulă , dar și prin concentrațiile de ioni din exteriorul și interiorul celulei. Membrana celulară are rolul de a se comporta ca o pompă de ioni către și dinspre celulă,posedând un caracter selectiv,altfel potențialul s-ar egala.

Cu ajutorul formulei lui Nerst se definește potențialul electric:

(V=6,16lgCint)/Cext [m/V]

Relația lui Nerst are rolul de a stabili cantitativ potențialul electric ce se manifestă de o parte și de cealaltă parte a membranei cu atribute selective față de ioni.Potențialul de repaus variază pentru diferite celule în limite destul de largi (40mV-110mV).

Potențialul de acțiune al celulei

Caracteristicile membranei și permeabilitatea ei se modifică atunci când celula este stimulată din punct de vedere mecanic,electric,chimic,termic etc. .Potențialul de acțiune poate avea efecte electrice în apropierea celulei.

Ca urmare a depolarizări prin stimulare a potențialelor de acțiune are consecințe doar la anumite tipuri de de celule: neuron,fibră nervoasă , fibră musculară ,celulă glandulară și receptori de stimuli fizici sau chimici.

Introducând în celulă un electrod metalic de dimensiuni mici se poate măsura potențialul de acțiune al celulei.

Organele, țesuturile și celulele exprimă o activitate electrică în general periodică.Activitatea electrică a unui organ se poate analiza cu ajutorul unor aparate electronice care prelucrează biosemnalele electrice cu ajutorul unor electrozi.

În continuare se va prezenta câteva exemple care pot fi prelucrate cu ajutorul unor echipamente specializate:

Electrocardiograma (EKG)

Electrocefalograma (EEG)

Electromiograma (EMG)

Electroretinograma (ERG)