Unite 1

Elektrofizyolojiye
Giriş
Prof.Dr. Cüneyt GÖKSOY
Gülhane Askeri Tıp Akademisi
Biyofizik Anabilim Dalı
1
Elektrofizyolojiye
Giriş
(Polisomnografi özelinde…)
Prof.Dr. Cüneyt GÖKSOY
Gülhane Askeri Tıp Akademisi
Biyofizik Anabilim Dalı
2
Elektrofizyolojiye Giriş:
Polisomnografi özelinde…
Tanım - Terminoloji
Elektrofizyolojik Potansiyellerin Oluşumu
Elektrofizyolojik Potansiyellerin Kayıt ve Monitorizasyonu
Elektrofizyolojik Potansiyellerin Değerlendirilmesi
Sistem Potansiyelleri
3
Elektrofizyolojiye Giriş:
Polisomnografi özelinde…
Tanım - Terminoloji
Polisomnografi
4
……..graf - ……..grafi
5
…….....graf
Fotograf
Grafik (Trase)
6
…….....graf
…….....grafi
Elektrokardiyograf
Elektrokardiyografi
Fizyograf
Poligraf
Polisomnograf
7
Elektrofizyolojiye Giriş:
Polisomnografi özelinde…
Tanım - Terminoloji
Polisomnografi
Elektrofizyoloji
8
Uyarılabilir Hücreler
9
Biyoelektrisite
Etkiye tepki
Tepki:
Elektriksel
UYARILABİLİRLİK
İstirahat
Potansiyeli
Tanı
Tedavi Takibi
Araştırma
ELEKTROFİZYOLOJİ
10
Temel Elektrofizyolojik Potansiyeller
Biyoelektrik Sinyal
Kısaltması Biyolojik Kaynağı
Elektrokardiyografi
EKG
Kalp (vücut yüzeyinden)
Elektromyografi
EMG
Çizgili kas
Elektroensefalografi
EEG
Beyin
Elektroretinografi
ERG
Göz (retina)
Elektrooptikografi
EOG
Göz (çevresel çizgili kaslar)
Kardiak elektrografi
-
Kalp (kalp yüzeyinden)
Elektrogastrografi
EGG
Mide
Galvanik deri refleksi
GSR
Deri
Aksiyon Potansiyeli
-
Sinir ve Kas
11
EKG
EMG
1s
EEG
1 ms
1s
12
Elektrofizyolojiye Giriş:
Polisomnografi özelinde…
Tanım - Terminoloji
Elektrofizyolojik Potansiyellerin Oluşumu
13
AKSİYON
POTANSİYELİ
Eşik Seviye
İstirahat Seviyesi
14
Elektrik Aktivitelerin Yayılım Özellikleri
1D
2D
BİYOLOJİK
SİSTEMLER
3D
Hacimsel İletken
(Volume Conducter)
15
Uzaklık= 8 Şiddet= 1/64
Uzaklık= 4 Şiddet= 1/16
Uzaklık= 2 Şiddet= 1/4
Uzaklık= 1 Şiddet= 1
VA= K x
dq
x Cos
2
r
16
EKG
Tek bir hücrenin elektriksel aktivitesi, ancak mikroelektrotlarla, hücrenin
içinden veya çok (çok) yakınından kaydedilebilecek kadar küçüktür.
1 cm
Günümüz teknolojisi ile bir hücreye ait elektriksel aktiviteyi .............
uzaktan bile ölçmek neredeyse imkansızdır.
1s
EEG
EMG
ÇÖZÜM : Ortaklaşa aktivite
Binlerce - milyonlarca
hücrenin ortaklaşa
biyoelektrik
aktivitesi
1 ms
(GROSS potansiyel)
Zamansal beraberlik (senkronizasyon)
1s
Yersel beraberlik (histo-anatomik organizasyon)
17
Beraberlik: Zamansal & Yersel
18
Beraberlik: Zamansal & Yersel
Zamansal & Yersel
19
Beraberlik: Zamansal & Yersel
Zamansal & Yersel
Zamansal & Yersel
20
Beraberlik: Zamansal & Yersel
Zamansal & Yersel
Zamansal & Yersel
21
Beraberlik: Zamansal & Yersel
Zamansal & Yersel
Zamansal & Yersel
22
Elektrofizyolojiye Giriş:
Polisomnografi özelinde…
Tanım - Terminoloji
Elektrofizyolojik Potansiyellerin Oluşumu
Elektrofizyolojik Potansiyellerin Kayıt ve Monitorizasyonu
23
Kayıt – Monitorizasyon
24
EKG
Kayıt
Monitorizasyon
25
Standart Kayıt – Monitorizasyon Zinciri
PROP
(Alıcı = Yoklayıcı)
TRANSDUSER
(Çevireç)
Bir fiziksel büyüklüğü (enerji kaynağını) ölçme
amacıyla, kaynağında algılayan alettir.
Genel Tanım: Ölçme amacıyla bir enerjinin,
bir diğer enerji çeşidine dönüştürülmesini
sağlayan alettir.
Özel Tanım: Ölçme amacıyla bir enerjinin,
elektrik enerjisine dönüştürülmesini sağlayan
alettir.
AMPLİFİKATÖR
(Yükselteç)
Bir elektriksel sinyali, sabit bir katsayıyla
çarpma şeklinde işlem yapan sistemlerdir.
KAYIT ve/veya
GÖZLEM ARACI
Osiloskop (Gözlem)
Fotograf Makinası (Kayıt)
TV Monitörü (Gözlem)
Film Makinası veya Video Teyp (Kayıt)
Plotter = Çizici (Kayıt)
Printer = Yazıcı (Kayıt)
Magnetik Teyp (Kayıt)
Bilgisayar (Kayıt + Gözlem)
26
Standart Kayıt – Monitorizasyon Zinciri
PROP
(Alıcı = Yoklayıcı)
TRANSDUSER
(Çevireç)
AMPLİFİKATÖR
(Yükselteç)
Bir fiziksel büyüklüğü (enerji kaynağını) ölçme
amacıyla, kaynağında algılayan alettir.
Genel Tanım: Ölçme amacıyla bir enerjinin,
bir diğer enerji çeşidine dönüştürülmesini
sağlayan alettir.
Özel Tanım: Ölçme amacıyla bir enerjinin,
elektrik enerjisine dönüştürülmesini sağlayan
alettir.
Bir elektriksel sinyali, sabit bir katsayıyla
çarpma şeklinde işlem yapan sistemlerdir.
KAYIT ve/veya
GÖZLEM ARACI
27
(Temel Elektrofizyolojik Potansiyeller için...)
Standart Kayıt – Monitorizasyon Zinciri
PROP
(Alıcı = Yoklayıcı)
TRANSDUSER
(Çevireç)
AMPLİFİKATÖR
(Yükselteç)
Bir fiziksel büyüklüğü (enerji kaynağını) ölçme
amacıyla, kaynağında algılayan alettir.
Genel Tanım: Ölçme amacıyla bir enerjinin,
bir diğer enerji çeşidine dönüştürülmesini
sağlayan alettir.
Özel Tanım: Ölçme amacıyla bir enerjinin,
elektrik enerjisine dönüştürülmesini sağlayan
alettir.
Bir elektriksel sinyali, sabit bir katsayıyla
çarpma şeklinde işlem yapan sistemlerdir.
KAYIT ve/veya
GÖZLEM ARACI
28
(Temel Elektrofizyolojik Potansiyeller için...)
Standart Kayıt – Monitorizasyon Zinciri
PROP
(Alıcı = Yoklayıcı)
TRANSDUSER
(Çevireç)
AMPLİFİKATÖR
(Yükselteç)
Bir elektriksel sinyali, sabit bir katsayıyla
çarpma şeklinde işlem yapan sistemlerdir.
KAYIT ve/veya
GÖZLEM ARACI
29
Jell – Krem – Pasta
(Elektriksel temas & Fiziksel tutuculuk)
Elektrot
Empedansı
30
31
32
33
34
35
36
37
38
(Temel Elektrofizyolojik Potansiyeller için...)
Standart Kayıt – Monitorizasyon Zinciri
PROP
(Alıcı = Yoklayıcı)
TRANSDUSER
(Çevireç)
AMPLİFİKATÖR
(Yükselteç)
Bir elektriksel sinyali, sabit bir katsayıyla
çarpma şeklinde işlem yapan sistemlerdir.
KAYIT ve/veya
GÖZLEM ARACI
39
Yükseltme işlemi
Yükseltme işlemini yapan aletler
= AMPLİFİKASYON
= AMPLİFİKATÖR
40
Elektriksel Olarak Amplifikatörler;
Tek Girişli Amplifikatörler
Diferansiyel (Çift Girişli : Fark) Amplifikatörler
Elektrofizyolojik amplifikatörlerin tamamı...
Fark Alma (Diferansiasyon)
Yükseltme (Amplifikasyon)
41
Elektriksel Olarak Amplifikatörler;
Tek Girişli Amplifikatörler
Diferansiyel (Çift Girişli : Fark) Amplifikatörler
Fark Alma (Diferansiasyon)
Yükseltme (Amplifikasyon)
42
Fark Alma (Diferansiasyon) Uygulamaları-1
43
Fark Alma (Diferansiasyon) Uygulamaları-1
44
Fark Alma (Diferansiasyon) Uygulamaları-2
45
Fark Alma (Diferansiasyon) Uygulamaları-2
46
Fark Alma (Diferansiasyon) Uygulamaları-3
47
Fark Alma (Diferansiasyon) Uygulamaları-3
48
Fark Alma (Diferansiasyon) Uygulamaları-4
49
Fark Alma (Diferansiasyon) Uygulamaları-4
50
Elektriksel Olarak Amplifikatörler;
Tek Girişli Amplifikatörler
Diferansiyel (Çift Girişli : Fark) Amplifikatörler
Fark Alma (Diferansiasyon)
Yükseltme (Amplifikasyon)
51
Yükseltme (Amplifikasyon) Uygulamaları Gain: 1
Tepeden Tepeye Genlik (Peak-to-peak Amplitude) = 1 µV
52
Yükseltme (Amplifikasyon) Uygulamaları Gain: 2
Tepeden Tepeye Genlik (Peak-to-peak Amplitude) = 2 µV
53
Yükseltme (Amplifikasyon) Uygulamaları Gain: 4
Tepeden Tepeye Genlik (Peak-to-peak Amplitude) = 4 µV
54
Yükseltme (Amplifikasyon) Uygulamaları Gain: 10
Tepeden Tepeye Genlik (Peak-to-peak Amplitude) = 10 µV
55
Fark Almanın (Diferansiyasyon) Sağladığı Avantajlar
Dış kaynaklı gürültülerin elimine edilmesi
Kaydedilmemesi gereken diğer organik sinyallerin elimine edilmesi
Yükseltmenin (Amplifikasyon) Sağladığı Avantajlar
İletim sırasındaki kaybın etkisinin zayıflaması
Dış kaynaklı gürültülerin etkisinin zayıflaması
56
Elektrofizyolojiye Giriş:
Polisomnografi özelinde…
Tanım - Terminoloji
Elektrofizyolojik Potansiyellerin Oluşumu
Elektrofizyolojik Potansiyellerin Kayıt ve Monitorizasyonu
Elektrofizyolojik Potansiyellerin Değerlendirilmesi
57
Genlik – Frekans – Dalga Şekli
58
Genlik
Frekans
Dalga Şekli
59
Frekans Dalga Şekli Genlik
60
EEG
EMG
EKG
Periyodik
61
Frekans Dalga Şekli Genlik
62
63
Genlik
(Amplitude)
Birim: Volt
64
Frekans Dalga Şekli Genlik
65
Periyod
Birim: saniye
66
Periyod
Birim: saniye
Frekans: Birim zamanda (1 saniyede) tekrarlayan periyod sayısı
Birim: Hertz = cps (Cycles Per Second)
( Frekansın 1’den küçük olması? )
67
Periyodik olmayan veya kompleks bir sinyalin frekansı ???
68
Elektrofizyolojiye Giriş:
Polisomnografi özelinde…
Tanım - Terminoloji
Elektrofizyolojik Potansiyellerin Oluşumu
Elektrofizyolojik Potansiyellerin Kayıt ve Monitorizasyonu
Elektrofizyolojik Potansiyellerin Değerlendirilmesi
Sistem Potansiyelleri
69
EEG (Elektroensefalografi)
70
71
Richard CATON (1875) & Hans BERGER (1929)
EEG
1. Spontan EEG
2. Uyarılmış Beyin Aktivitesi
Spontan EEG’nin genel tanımı;
•İnsan veya hayvan beyninden,
•Kasıtlı bir uyaran olmaksızın,
•Yüzeyel ve derin elektrotlarla
kaydedilen elektriksel aktivitedir.
72
Spontan EEG’nin Değerlendirilmesinde Kullanılan Klinik Parametreler
Frekans
Dalga Şekli (Wave-Form)
Genlik (Amplitüd)
73
EEG için temel kural
Beyin ne kadar aktif durumda ise;
Dalgaların genliği o kadar düşük,
Frekansı o kadar büyüktür (hızlıdır).
EEG dalgalarının frekanslarına göre
sınıflandırılmaları (temel EEG dalgaları)
1.Beta (β)
2.Alfa (α)
3.Teta (θ)
4.Delta (δ)
74
Temel EEG Dalgaları
Beta (β)
: Frekans : 13-35 Hz.
Genlik
: 1-25 µV
Alfa (α)
: Frekans : 8-13 Hz.
Genlik
: 2-50 µV
Teta (θ)
: Frekans : 4-8 Hz.
Genlik
: 5-100 µV
Delta (δ)
: Frekans : 0.5-3 Hz.
Genlik
: 20-400 µV
K-Kompleks
Uyku İğcikleri (Sleep Spindles)
}
Dalga
Şekli
75
76
EMG (Elektromiyografi)
77
YÜKSEK
Genlik
Frekans
78
EKG (Elektrokardiyografi)
79
80
ELEKTROOKULOGRAFİ (EOG)
81
Diğer Polisomnografik
Monitorizasyon Parametreleri
82
Solunum Takibi
Oksijen Saturasyon Değeri Takibi
Beden Pozisyonu Takibi
Ses ve Görüntü Kaydı
Vücut Sıcaklık Takibi
Nokturnal Penil Tümesans Takibi
83
84