临床生理电讯号

臨床生理電訊號•心電訊號•肌電訊號•神經電訊號•腦電訊號•視網膜電訊號•事件相關電位•其他生理電訊號1心電訊號1.心臟構造1)竇房結(SAnode)–控制心臟收縮的節律，位於右心房壁2)房室結(AVnode)–位於右心房底部的一群特化組織，負責將電訊號從心房傳導到心室。3)His束–在構造上是房室結的延伸，其功能是將動作電位從房氏結傳到心尖。4)Purkinje氏纖維–從His束分出來的肌纖維，藏於心室的心內膜下心室壁內，將動作電位分布到新是各處，促成肌肉在幾乎同時收縮，產生強大的壓力將血液送出心臟。23心電訊號3心電訊號2.動作電位波形1)非節律器的心肌細胞之動作電位動作電位分為五個相期(phase)：phase0,phase1,phase2,phase3,phase42)竇房結和房室結的節律器心肌細胞的動作電位節律器細胞是持續而自主地產生動作電位，其實沒有休息電位動作電位分為三個相期：phase0,phase3,phase4竇房結自主的動作電位，發生的速度會受荷爾蒙、藥物、自主神經、心肌缺血或缺氧等因素影響。45相期(Phase)非節律器心肌細胞之動作電位節律器心肌細胞之動作電位Phase4刺激還沒來或動作電位結束以後，細胞膜處在休息電位的相期自主性去極化電壓上升是由於鈉離子極一些鈣離子流入細胞Phase0當刺激超過臨界值，細胞膜快速去極化主要是鈉離子快速進入細胞去極化，細胞內電壓達到臨界值所引發的動作電未開始發生更多的鈣離子通道打開，但鈣離子流入的速度還是不快，所以動作電位上升速度較低Phase1再極化鈉離子通道失去活性，鉀離子通道暫時開通而使鉀離子流至細胞外，而造成電壓短暫的極速下降無Phase2高原期，也是再極化的過程鈣離子通道開通使鈣離子持續流進細胞內，而延緩細胞內電壓的下降無Phase3再極化過程的終期鉀離子通道增加活性而鈣離子通道漸漸失去活性，鉀離子大量外流使得細胞內電壓重新回到休息電位，再極化鈣離子通道關閉，而鉀離子通道打開，鈣離子停止往細胞內流而鉀離子開始往細胞外流6圖2.126圖2.133.心電訊號的測量(Electrocardiogram,ECG)一般臨床上在體表所測量到的心電訊號，是總合心臟裡許多個正在發生的動作電位透過人體這個體積形導體所表現在外的電壓波形。77肌電訊號1.肌肉收縮的電氣描述1)運動單元(motorunit)：一個運動神經加上它所負責控制的所有肌肉纖維運動終板：神經索末端突觸小泡：位於神經末梢，內含神經傳導素乙醯膽鹼乙醯膽鹼接受器：位於肌肉細胞膜上肌纖維2)終板電位3)運動單元動作電位(MUAP)4)肌電訊號(EMG)89肌電訊號9肌電訊號2.肌電訊號的測量(Electromyogram,EMG)1)非侵入式：表面電極只能量到接近體表的肌電訊號皮膚阻抗大，所以量到的肌電訊號較弱，波形的相位延遲較大訊號來源包含電極下眾多的運動單元，無法針對特定的單元做測量2)侵入式：針電極直接測量深層的肌肉若相位準確，可針對特定的幾條肌肉纖維測量所得到的訊號強度大，相位延遲也較小1011圖2.151112神經電訊號1.神經傳導速度的基本認識–神經電訊號測量(electroneurography,ENG)•是指研究和測量末梢神經的傳導速度和對刺激起反應的潛伏時間，常又稱為「神經傳導速度」(nerveconducionvelocity,NCV)測量。–影響神經傳導速度的主要因素是：(1)神經纖維直徑越大，傳導速度越大。(2)有髓鞘的神經傳導速度比較大。(3)健康正常的神經通常比受傷的神經傳導快。12神經電訊號2.神經傳導速度的價值和應用─診斷神經病變，例如腕隧道症候群3.神經傳導速度的測量方法─測量運動神經的傳導速度(腓骨神經)刺激電極：放在運動神經通過的皮膚上方測量電極：放在神經所支配的肌腹上方─測量感覺神經的傳導速度(正中神經)刺激電極測量電極─神經速度=兩點距離/(兩個動作電位的潛時差)。(潛時差,differenceinlatency)1314圖2.161415圖2.1715腦電訊號(Electroencephalogram,EEG)1.大腦的構造1616(大腦皮質)白質：充滿腦神經的軸索，軸索被髓鞘包覆。灰質：由腦神經本體、神經樹狀突、無髓鞘軸索組成。17圖2.1917腦電訊號2.腦電訊號的價值和應用─幫助診斷癲癇發作、睡眠研究3.腦電訊號的測量–當樹狀突上某一點受到來自大腦皮層或外來神經的刺激，就會有正電流從該點進入樹狀突內，使得細胞膜去極化，產生動作電位朝神經本體的方向行進。在刺激點附近的組織液呈現相對負的電性，在神經本體附近組織呈現相對正的電性，這個電壓差可以反應到頭皮上。–電極接觸點：去角質、塗導電膏18腦電訊號4.腦電訊號的類型─一般我們能夠量測到的腦電訊號是由成千上萬個腦神經集體活動所造成的電壓訊號。思考或做夢時，各個腦神經正忙著處理各自的訊息，眾多腦神經彼此的活動較不同步，所以加總起來的腦電訊號的振幅比較小而頻率比較高。在頭腦休息而不受感官刺激或是睡眠時，腦神經不必忙於處理資訊，眾多腦神經集體受到共同的節奏的激發，所以加總起來的腦電訊號的振幅比較大而頻率比較低。19腦波種類頻率(Hz)腦的狀態δ4深度睡眠θ4~8沉思、冥想、禱告α8~13頭腦清醒安靜時β13大腦皮質活躍時20圖2.2020視網膜電訊號1.眼球及視網膜的構造─感光元件(光能轉換成電能)：視網膜─感光細胞錐狀細胞(L、M、S)：負責色視覺和中心視力桿狀細胞：負責暗視覺及週邊視力2.感光細胞的電流產生─當感光細胞吸收光子後，內部就產生一連串化學反應，結果使感光細胞的導電性下降；所以，光線的作用反而使感光細胞的電流變小。2121視網膜電訊號3.視網膜電訊號的測量─接觸式鏡面上的電極：放在角膜表面─參考電極：置於不受視網膜電訊號干擾的位置，例如耳垂、前額或太陽穴─閃光造成的視網膜電訊號的主要波形22波形來源a波感光細胞對閃光的反應電流b波感光細胞的後級包括雙極細胞和神經節細胞等反應c波色素上皮層d波只有在閃光的時間較長的情形才會顯示出來，來源是雙極細胞2324圖2.222425圖2.232526圖2.242627事件相關電位(event-relatedpotential,ERP)•泛指因身體內在或外來的事件引起的電生理反應，特別指一個事件發生後所測量到的腦電訊號上和該事件有因果關係的電位變化，叫作誘發電位(evokedpotential,EP)。–視覺誘發電位(visualevokedpotential,VEP)–聽覺誘發電位(auditoryevokedpotential,AEP)–體覺誘發電位(somatosensoryevokedpotential,SEP)28其他生理電訊號1.胃電訊號(electrogastrogram,EGG)─控制胃腸道的平滑肌收縮的電訊號。2.神經肌電訊號(electroneuromyography,ENMG)─對支配肌肉的神經給予刺激，以造成肌肉收縮及產生肌電訊號。3.腦皮質電訊號(electrocorticogram,ECoG)─將表面電極放在大腦皮質上，頭蓋骨需移開。28其他生理電訊號4.眼球電訊號(electro-oculogram,EOG)─眼球在電性上是電偶(electricaldipole)，角膜是正極，視網膜是負極。眼球轉動會形成眼睛的四周皮膚上的電位變化，可得知眼睛移動的方向。─用途：疾病診斷眼疾診斷、帕金森氏症、阿茲海默症、心理異常、睡眠失調人機介面之溝通輔具5.眼球震顫電圖(electronystagmogram)─測量眼球的不隨意動作，以評估內耳前庭、其對應腦區、連接前庭和腦區的神經、控制眼球運動的肌肉等功能，找出暈眩或失去平衡的原因。29