Elektrik Mühendisliği · Sayı 5 · Nisan 1957

CANLIDA ELEKTRİK

Niyazi Dağaşan

Biyomedikal mühendisliği Teknik / bilimsel makale

Yıl
1957
Sayfa
3
Okuma süresi
6 dk
Görüntülenme
0

Konu

Biyomedikal mühendisliği

İlgili: Elektronik ve yarı iletkenler, Bilim, teknoloji ve meslek tarihi

Anahtar kelimeler

  • elektrofizyoloji
  • elektrokardiyogram
  • elektroansefalogram
  • galvanometre
  • aksiyon akımları
  • animal elektrik

Özet

Yazı, canlı organizmalarda ortaya çıkan elektriksel olayları (animal elektrik) ve bunların ölçülmesinde kullanılan kapiller elektrometre, tel galvanometre gibi aletleri tarihsel gelişimiyle anlatır; kalp ve beyindeki aksiyon akımlarının elektrokardiyografi ve elektroansefalografi ile tespiti üzerinde durur.

Tam metin

Metin PDF'ten otomatik çıkarılmıştır; tablo, şekil ve formüller eksik ya da hatalı olabilir. Özgün dizgi için PDF'e bakın.

însan ve hayvan vücudunda meydana gelen elektriksel hâdiselerden «Elektro Fizyoloji» ban seder. Ayrıca bu ıılm elektrik enerjisinin canlı da yaptığı tesirden de bahseder.

Organizmada meydana gelen elektriğe «ani mab> elektrik denir. Animal elektriğin incelen mesi L. GALVANÎ ile başlar. Hatta çalışmaları esnasında GALVANÎ galvanik akım dediğimiz çok küçük elektrik akımını bulmuştur. Bu hu susta VOLTA ile de hayli münakaşalar yapmış tır.

Daha sonra bu mevzuda çalışan Alman âli mi DXJ BOÎSRAYMOND animal elektriğin bir nevi olan aksiyon akımlarını buldu. Fakat tale besi olan HERMANN bu akım ların normal do kularda meydana gelmediğini ancak yaralanmış dokularda mevcut olabileceğini ileri süıdü.

DU BOtS RAYMOND halkı idi, fakat öm rü kifayet etmediğinden fikirlerinin doğruluğu nu göremedi.

Daha sonra OSWALD animal elektriğin ı yonların hız farkından ileri geldiğini müdafaa etti. BERNSTEIN ise bu akımı şöyle izah etti. Ona göre dokunun yüzeyi pozitif iç kısmı ise negatiftir. Fakat uyarılma halinde ise bu denge bozularak depolarizasyon meydana gelir ve do layısiyle bir aikım doğar. Çünkü içteki negatif i yonlar yüzeye çıkarak bir potansiyel farkının husulüne sebep olur.

Bugün aksiyon akımlarını gösteren hassas âletler yapılmıştır. Canlıda meydana gelen potan siel farkı çok zıayıf olduğundan ölçülmesi için fazla duyar âletler kullanmak lâzım gelir. Bun lardan birisi kapiller elektrometredır. Şekil 1.

Âletin çalışması sınır yüzeyi geıilımine is tinat eder. U. şeklinde bir cam borunun iki kolu arasında kapiller bir boru bulunur. Kollardan birisi civa ile doldurulduğunda cıva bu kısımda ve kapiller de aynı seviyeye yükselmek ister. Fakat yüzeydeki moleküller merkeze doğru çe

Derleyen : Niyazi DAĞAŞAN Y. Müh E. t. E.

Şekil : 1. Kapiler elektrometre ken kuvvetin tesiri altında bulundnklarından kapillerdekı seviye daha düşüktür. Sınır yüzeyi gerilimi ne kadar fazla ise cıva sütunu o kadar fazla yükselir. Aksi .halde ise bu seviye düşük tür. Boru sisteminde Hg. ile gösterilen kısım larda cıva, taranmış kısımlarda ise süfirik asit vardır. Bu sistem şimdi vücutta veya her hangi bir organizmada meydana gelen animal elektriği gösterebilen hassas bir müş'ırdir. Animal elek triğin yönüne göre civanın kapillerdeki sınır yüzeyi gerilimi değişerek seviye yükselip alçala caktır.

Animal elektriği gösterebilen ve kapiller c lektrometreden daha hassas bir âlet de tel gal vanometredir. Buna ait prensip sem'ası aşağıda «Ur

Şekil 2. Tel galvanometrenin prensip şeması

H — Hassas kâğıt, G — Telin gölgesi, Y — Yank, I — Işık kaynağı, T — înce tel.

Âletin esası manyetik alanda bulunan mili

metrenin binde bir kaçı inceliğinde bir telden, a

nimal elekti iğin geçııılmesıdiı. Tel galvanomet

re ile 10'2 Amperlık bir akım şiddeti bile bıı

sapma meydana getıı ebılir. Bu sapmalar yazdı

rılmak istemişe ışık vasıtasiyle telm gölgesi biı

yarıktan hasaaa bir kâğıda düşürüleıek haıeket

ler tesbit edilebilir. Boylere animal elektnğın

telde hâsıl ettiği harr.ketleı grafik halinde gös

terilir.

"V

Çok daha zayıf ve kısa süıeli akımlar ka r tod şualı assılografla tesbit edilir.

Bütün çalışan organlaıda bu akım doğar. Kıı akımlara aksiyon akımları dendiğini yukan da söylemiştik. Beyin ve kalb gibi organların ak siyon akımlarını tesbit ve tetkik etmek çok ö nem kazanmıştır. Bu akımların yazdırılması kalbde elektrokordıagram, beyinde clektroanse falogıam adını alır. Bu akımlaıın yazdırılmasıy le dıştan bakarak beyin ve kalb faaliyetlerini tetkik etmek kabil olmaktadır. Bilhassa elekt ı okordiagram hayatta pek fazla duyduğumuz bir kelimedir. Elektıokuidıogram kalbin faaliyeti esnasında meydana getudığı aksiyon akımının

vücut yüzeyinden alınıp yaztünlınasmdan ınaret tır. Bunu yazan âlet ise elektrokoıdıograf adını alır. Âletin vücut yüzeyinden akımlaıı alnn ıkı veya bir elektroelu olabilir. Ikı kutuplu olana bıpolar, tek kutuplu olana da ünıpolaı demi As lında tek kutuplu olanı da ıkı kutupludan l;u k sızdır.

Kalbm aksiyon akımlaıınm tetkiki ıeııı â limler çok çalışmışlaıdır. Oncn VVAIvLER LÎP MAN'ın kapıller elektiomctıesini kullandı, daha sonra EÎNTHOVEN telli galvanometie ile kalb akımlarını tetkik etti. Kullanılan gn lvanomolıe deki tel bir kaç mikronluk altın veya gümüş kaplı kuartz bir tel idi. Bu telin manyetik alanda yaptığı sarsıntılar ışık vasıtasiyle büyütiileıek bir fotoğraf kâğıdına yazdınldı.

Bir de vakum tüplü büyütücü elekti okaulıo gTaf vardır. Bunda kalpten gelen aksiyon akım ları aantılifıkatörden geçhıleıek büyütüldükten sonra aısonval galvanometresine veıılır. Bu c lektrokardıografda telm harpketleıı ya/.dırıcı bir uçla gözle görülebilecek şekilde mumlu kâ ğıda yazdırıknaktadır. Vakum tüplü büyütücü elektrokardiografda elektıotlaıın tatbik edildiği yerde deride lâkal olarak meydana gelen aksi yon akımlarının kalp aksiyon akımlarına tesııı nı önlemek için bir de kondansatör konmuştur Kondansatör otomatik olaiak bu gibi hancı a kımlan kompanse eder. Kalbin aksiyon akımla ıı gayet küçük ve kısa fasılalarla meydana gel diğine göıc bunları tesbit cricn âletlcım gayet hassas olması lâzımdıı. Bu akımlar honzontal ve vertıkal çizgilerle taksımatl.ınmış kâğıtlaı a yazdırılır. Horizontal çizgiler aıası bııor mili metredir ve heı bir aralık 0,1 m. V. a tekabül eder. Yani horizontal çizgiler aıasındaki mcsnU' akımlaıın amplıtüdünü gösteııı Veıtıkiil cız^ı ler aıası ise akımın süıesini g t ü s e l 1 1 İki VPI tikal çizgi aıası 0,04 saniyeclıi. Aşağıdaki şrıcıl bir kalb devi imi esnasında meydana grlpn akı mın grafiğini göstermektedir

Grafik üzerinde görülen hnrfleı m tıpıla :ıy ıı ayıı mânası vaıdır. Yazdınlan bir knlb aksı

il*

mm I /

Hi W

Şekil M. Etekrrokardiogrıını yon akımı çizgisinin (elektiokardioffınm), amplı tüd ve «tiresi kalbin noı mal çalışıp çalışmadığı nı, sıkışma ve gevşeme1 müddetinin uygun olujı olmadığını gösterir Doktoılaı bkylece taşıkardı

E. M. M. — û

,'ibi, infarktus gibi, ritim bozuklukları gibi bu ftm çok duyduğumua hastalıklan teşhis ederler. Junu da kaydetmek lâzımdır ki elekti okardıog amın kalbin mekanik kuvvetleriyle hiç bir alâ tası yoktur. Bu sadece kalpte meydana gelen e ektriksel hâdiselerin yazdınlmasmdan ibarettir, ılekanık kuvvetlen tamamen ayrıdır ve balisto tardiogram adını alır. Bunun elektriksel hiç bıı a rafı yoktu ı

Elektrokaıdiogtam elde etmek için âletin e sktrotlan vücudun her tarafına konabilir. Fa ;at ışı kolaylaştırmak maıksadiyle bu yerler nuayyen olaiak kabul edilmiştir. Yani standart lerivasyonlar kullanılmaktadır. Elektrotlar anğ col sol kol, sağ kol sol bacak, sol kol sol lacak da olabilir. Bunlaıa aırasiyle ve kısaca >,, D3, D, de denir. Bir de tek kutuplu ünipo ır elektrokardıograf vardır Bu esasında iki ku îekil 4. Unipolar Hektrokardiogrııiın i/ıdilerant kutbu uplu ısj dü elektiol'.aıdan bilisinin potensielı ıfıra Indıı ılmıştn.

I — İ.ılıfeıant elekti ot, S, — Sol kol, S, — Sağ kol, S., = Sol bacak, O Santral teıminal. ' Şekilde göıüldüğü Uzcıo saf kol, yol kol, sol acakdan gelen telleı 5000 eı omluk dırençdcn ecir ilerek santral temıinali hâsıl edeıler. İşte slında bipolar alan ünıpolaı elekti okardıogra ın indiferant kutbu bu snntral terminali bağli ır, diğer kutba eksploring kutup denir ve bu utup muhtelif derivasyonlaı elde etmek için ağ kol, sol kol, sol bacağa bağlanabilir. Ayrıca beyin taaliyetleıı esnasında da elek rıksel olaylar yazdmlmıştır Kafatası açılan tec übe hayvanlarının beyinlerinin muhtelif kısun arından aksiyon akımları almak kabildir. Hay anın gözüne ışık düşülerek beyindeki goınıe nerkezınden daha fazla akımlai almak kabildir

Kafatası açı'madan da aksiyon akımlaıı al lak mümkündüt. Bu akımlar frekanslanna gö e gruplara ayrılmıştu. Saniyede on frekanslı kımlara alfa, saniyede 14 16 frekanslı a ıınlara beta, saniyede 5 frekanslı akımla a da delta akımları denir. Bu akımların

voltajı 1 50 mikro voJt arasındadır. Beyin aksi yon akımları 8 çift elektrot kafatasının muhte lif yerlerine simetrik olarak konur Alman akım lar bir assılografdan elekti oensefalografa sev kedilerek daha büyütülmüş şekilde yazdırıl». Çizilen eğı ilerin şekli ve fıekansı muhtelif fak törlere bağlı olarak değişir. Doğuşta akımlar yavaş ve intizamsız dalgalaıdıı. Olgunlaşan be yinde ise daha muntazam ve daha yüksek fre kanslıdır. Aksiyon dalgalaıının cins vu aplıtudü dikkat, heyecan, vesaire gibi tesitle!e bağlı o larak değişir Meselâ bıı çocukta sakın halde beyinin aksiyon akımları yazdırılmış, sonra ay nı çocuğa halletmesi ıçm bir mesele sorulmuş, alınan aksiyon dalgalarının bu defa faıklı ol duğu muşahade edilmiştir. Uyku, narkaz, kan şekeri t eviyesi, kanda oksijen azlığı ve kaıbon dıoksıt fazlalığı aksiyon dalgalarında değişiklik lere sebep olur. Sara gibi hastalıkta da değişiklik görülür Beynin heı hangi bir sebeple harabı yete uğramasında da bbyle haller ortaya çıkar.

I = Şahıs sükûnet halinde, II = \ hesap yaparken III — K, meselenin halledildiği an. Canlıda meydana gelen elektırikten bahsedil mişken bir de elektırıksel balıkları hatıılatalım. yuklü olan aıpanlar vardır Bu arpanlann fazla plpktnık kaşınmalarına rağmen sayılar' pek fazla olduğundan bu şarjlar haylice yekûn tutarak bir kaç yüz voltluk potansıel hâsıl ede bilir. Bu elektrikle torpedo balığı uzakta bulu nan balıklan bile öldürebilir, zambonı suluları gibi küçük küçük elektırık Bu balıklardan bıı isi, Torpedo balığıdır Bunda

• ııl ı

Şekil S. Zihin faaliyetinin enuefalogramı ;