بخشی از مقاله
الکتروگاستروگرافی در دالان معده
الكتروگاستروگرافی عبارت است از ثبت فعالیت الکتریکی معده با استفاده از قراردادن الکترودهای سطحی برروی مناطق مشخصی از شکم. اگرچه الكتروگاستروگرافی یک روش کاملا غیرتهاجمی است، ولی می توان این نوع سیگنال را بصورت تهاجمی نیزثبت نمود که در این حالت، همراه سیگنال اصلی، سیگنال صدمه نيزثبت می شود. سیگنال صدمه در اثر وارد شدن آسیبی به بدن تولید می گردد. شکل سیگنال الكتروگاستروگرام شبیه موج سینوسی است که فرکانس آن از 0.003 Hz تا 0.05 Hz و دامنه آن از ۵۰ تا۵۰۰ میکرو ولت تغییر می کند. هنگام ثبت سیگنال الكتروگاستروگرام، نویزهایی از جمله نویز برق شهر، آرتيفکت های حرکتی ، سیگنالهای تنفسی و الکتروکاردیوگرام نیز همراه سیگنال اصلی ثبت می شوند. با استفاده از این سیگنال می توان برخی از بیماری های معده همانند زخم معده را از روی سیگنال تشخیص داد. با پردازش سیگنال الكتروگاستروگرام به روشهای مختلف می توان برخی از حالتهای غیرطبیعی معده از جمله تاکی گاستریارانيز شناسایی کرد.
سیگنال مربوط به فعالیت الکتریکی معده به وسیله باز و بسته شدن دریچه های سدیم و کلسیم تولید می شود که این باز و بسته شدن در حالت طبیعی و غیر طبیعی، میزان فعالیت دریچه ها را تغییر می دهد. با استفاده از این سیگنال می توان برخی از اختلالات معده از جمله تاکی گاستریا و برادی گاستریا را تشخیص داد. منشا اصلی فیزیولوژی فعالیت الکتریکی معده هنوز مشخص نشده است. به طور کلی می توان سیگنال الكتروگاستروگرام را در دو محیط in- vivo و in -vitro بررسی نمود که محیط in - vivo دقیق تر است. البته ثبت سیگنال الکتروگاستروگرام بصورت in- vivo یک روش کاملا تهاجمی بوده و برای بیمار ناراحتی های مختلفی ایجاد می کند، بنابراین اغلب پزشکان جهت ثبت این نوع سیگنال از روشهای غیر تهاجمی استفاده می کنند. با داشتن این نوع سیگنال و بکارگیری روش های مختلف پردازش آن از جمله روشهای پردازش زمان - فرکانس و فیلترهای تطبیقی می توان برخی از اختلالات معده همانند زخم معده و سرطان معده را تشخیص داد.
و فعالیت الکتریکی معده و آناتومی آن وظیفه اصلی معده، تجزیه و انتقال غذا است. معده، بعد از صرف غذا آن را به کمک مجموعه ای از آنزیم ها و اسیدها، تجزیه می کند تا به ذرات کوچکتری تقسیم شوند، سپس آن را به ابتدای روده کوچک وارد می کند. از نظر آناتومی، معده به سه قسمت اصلی تقسیم می شود (شکل 1) ۱) فاندوس معده که به قسمت پروگزیمال معده مربوط می شود. ۲) کورپوس یا بدنه معده که به قسمت میانی معده مربوط می شود. ۳) آنتروم که به قسمت دیستال معده مربوط می شود.
: فعالیت الکتریکی لایه های عضلانی معده فعالیت الکتریکی معده از دو قسمت اصلی تشکیل یافته است : ۱)ECA یا فعالیت کنترل الکتریکی و ۲) ERA یا فعالیت پاسخ الکتریکی ECA یا فعالیت کنترل الکتریکی معده: اگر چه هنوز منشأ اصلی این پتانسیل مشخص نشده است، ولی بر اساس دلايل فیزیولوژیک گفته می شود که باز و بسته شدن پمپهای سدیم و پتاسیم منجر به تولید این سیگنال شده و در اثر جابجایی یک طرفه یونها، این پتانسیل تولید می گردد. ERA یا فعالیت پاسخ الکتریکی معده : این پتانسیل، در زمان انقباض معده به وجود می آید، زمانی که معده منقبض می شود، دریچه های سدیم و کلسیم باز شده و پتانسیل سلول سريعا مثبت می شود و بعد از زمانی این دریچه ها سریعا بسته شده و در عوض دریچه های پتاسیم باز می شوند تا سلول به پتانسیل استراحت مجدد برسد. مکانیسم انتشار فعالیت الکتریکی معده از یک سلول به سلول دیگر را می توان تماس الکتریکی کامل سلولها دانست. تمام سلولها در معده توسط بافتهای همبند به یکدیگر وصل شده اند که به این خاصیت تزویج الکتریکی (Electrical Coupling) گفته می شود. پتانسیل ECA هنگام دپلاریزاسیون سریع سلول تولید می شود و حضور آن برای انقباض معده ضروری است. این پتانسیل با دوره های ۲۰ ثانیه ای، متناوب است (۳ سیکل بر دقیقه)، تشکیل تعادل در پتانسیل معده را می توان ناشی از باز شدن دریچه های کلسیم دانست، زیرا با باز شدن این دریچه ها، یونهای کلسیم به درون سلول وارد شده و در مدت زمان بیشتری، پتانسیل سلول های عضلانی معده، مثبت نگاه داشته می شود. تعريف SDB و LDB: اندازه گیری فعالیت الکتریکی معده به دو صورت می تواند انجام شود که عبارتند از : 1) in - vitro و ۲) in - vivo. همچنین می توان از روشهای مختلفی که عبارتند از تک قطبی و دوقطبی برای ثبت این سیگنال استفاده نمود. اغلب از روش های دو قطبی جهت ثبت سیگنال الكتروگاستروگرام استفاده می شود، به این علت که نویزی به طور مشترک ویکسان بر روی هر دو الکترود قرار می گیرد و در نهایت این دو، به یک تقویت کننده تفاضلی وصل می شوند، پس می توان نويز محیط وبرق شهرو عوامل مشترک را حذف نمود. در هنگام ثبت سیگنال، اگر بخواهیم از روش in- vivo(کاملا تهاجمی) استفاده کنیم، باید از الکترودهای سوزنی به فاصله کمتر از mm 2.5 از یکدیگر استفاده نماییم. در این نوع ثبت که SDB نیز نام دارد، بیشتر پتانسیل ERA دیده می شود. اغلب در این روش از حالت تک قطبی استفاده می گردد، چون نویز محیط و برق شهر وجود ندارد. مشکل اصلی این نوع ثبت، به وجود آمدن پتانسیل صدمه است. اگر ثبت به صورت in vitro انجام شود، بهتر است که از روش دو قطبی استفاده گردد، زیرا نویز حذف می شود. حال اگر از الکترودهای سطحی استفاده کنیم و حداقل فاصله دو الکترود متوالی ۲cm باشد، این نوع ثبت را LDB می نامند. همانطور که ذکر شد، در حالت SDB، شکل موج ERA بیشتر دیده می شود، اما در روش LDB، شکل موج ERA دیده نشده و در عوض شکل موج ECA به وضوح مشاهده می گردد. در شکل (3) سیگنال های ثبت شده به صورت داخل سلولی (A, B و خارج سلولی (C, D) با 2.5 میلی متر در حالت دیستال در بین A و Bنشان داده شده است و E، اختلاف بین C و Dاست. تفاوت LDB داخلی و خارجی ۱) سطح تماس الکترودهای داخلی از خارجی بیشتر است، بنابراین اثر نویز روی الکترودهای خارجی افزایش می یابد. ۲) در روش داخلی، فاصله منشأ ایجاد کننده الکتریسیته تا محل قرار گیری الکترود کمتر از روش خارجی است. ۳) نویز LDB خارجی بیشتر از نویز LDB داخلی است. بنابراین بهتر است که از حالت دوقطبی جهت ثبت سیگنال الكتروگاستروگرام بصورت خارجی استفاده گردد.
۴) امپدانس الکترودهای سوزنی بیشتر از الکترودهای سطحی است، بنابراین مقاومت ورودی تقویت کننده در حالت ثبت به روش داخلی باید زیاد باشد.
مفهوم الكتروگاستروگرافی
بر اساس مطالب ذکر شده، عمل ثبت فعالیت الکتریکی معده کاملا بصورت غیرتهاجمی (روش ثبت in- vitro ) انجام می شود. چون از الکترودهای سطحی همان الکترودهای یکبار مصرف الکتروکاردیوگرافی) استفاده می شود و شعاع هر کدام از این الکترودها حداقل ۷۵cm است، پس فاصله دو الکترود متوالی بیشتر از ۲cm و نوع ثبت LDB خواهد بود. تقویت سیگنال حاصل از فعالیت الکتریکی معده احتياجات تقویت کننده: با وجود اینکه دهها سال است که سیگنال حاصل از فعالیت الکتریکی معده به صورت ولتاژی حیاتی ثبت می شود، اما توجه خاصی به تقویت مناسب آن نشده است و اکثر روشهای تقویت و فرکانس های قطع واحدهای تقویت کننده چند منظوره و چند کاناله به صورت تجربی مورد استفاده قرار می گیرند. از آنجایی که معمولا این روش جوابگو بوده ، پیوسته از آن استفاده می شده است.
محدوده فرکانسی انعطاف پذیر
بر اساس نتایج بدست آمده از پژوهش ها، هر چه سیگنال های ثبت جلدی به ثبت تهاجمی نزدیک تر باشد، امکان استفاده کاربردی آنها بیشتر می شود. تقویت کننده هایی که خوب طراحی می شوند، سیگنال های LDB جلدی و سیگنال های الکتریکی SDB معده را به صورت قابل مقایسه با سیگنال های داخلی ثبت می کنند. امروزه EGG تنها با پیکربندی LDB و بوسیله الکترودهای ECG با یک سطح تماس بزرگ ثبت می شوند، بنابراین لزوم شکل موج ثبت شده یکسان نخواهندداشت. سیگنال هایی با شکل موج متفاوت حتی با داشتن پریودهای یکسان، طيف فرکانسی و پهنای متفاوتی دارند. بدین ترتیب، اگر از ترکیب بندیهای مختلف و یا سطح تماس متفاوتی (الکترودها) استفاده شود، باید فرکانسهای قطع بالا و پایین متغیری در باند فرکانسی تقویت کننده موجود باشد. پریود تکرار موج GEA (فعالیت الکتریکی معده) با هر شکل موج دلخواه حدود سه سیکل در دقیقه است. اما از حدود دو سیکل بر دقیقه (در برادی گاستریا) تا ۹ سیکل بر دقیقه (درتاکی گاستریا) در نظر گرفته می شود. سیگنال های SDB داخلی ممکن است شامل هارمونیک های بالاتری (حدود ۵-۴ هرتز) نیز باشند. اطلاعات مفید سیگنال های EGG معمولا در هارمونیک های ابتدایی نهفته اند.
بلوک دیاگرام و مدارات تقویت کننده GEA
بلوک دیاگرام تقویت کننده ایزوله GEA شامل چند بلوک اصلی است (شکل ۶): الف) طبقات ایزوله ورودی همراه با یک مدار برای هدایت شیلد ب) تقویت کننده ابزاری با فیدبک منفی وابسته به فرکانس کنترل شده با کامپیوتر فیلتر بالا گذر) پ) فیلتر پایین گذر که فرکانس قطع بالای آن توسط کامپیوتر کنترل می شود. ت) تقویت کننده های قابل برنامه ریزی سری شده ث) حذف خودکار آفست
اطلاعات استخراج شده از فعالیت الکتریکی معده
قبلا نیز اشاره شد که پیک منحنی، بیان گرانقباض معده است. در آزمایش های in - vivo این پیک ها هنگام ثبت در حالت SDB بهتر نمایش داده می شوند و این بهترین روش برای تعیین زمان رخ دادن انقباض معده است. به عنوان یک نتیجه می توان از ثبت SDB هیستوگرام MMC (کمپلکس مهاجرت ميوالکتریکی) را بدست آورد. هر مقدار هیستوگرام معرف نسبت تعداد موج ECA بر پیکهای ERA و تعداد کل موج ECA در بازه زمانی خاص است (معمولا ۲ دقیقه).
تزويج الکتریکی میان اجزای مختلف شکم
فعالیت الکتریکی در شکم طبیعی به صورت منظم انجام می شود، در حالی که سرعت انتشار فعالیت الکتریکی از قسمت انتهایی
