Электроды озр: Электроды ОЗР-1 ⌀ 4,0 мм купить в интернет-магазине «СВАРБИ»

Содержание

ОЗР-1 ф-4.0мм электроды для резки металлов, Электроды для резки металлов, Сварочные электроды — Сварка Урала г. Екатеринбург

Электроды для резки металлов ОЗР-1 ф-4.0мм предназначены для проведения дуговой резки  металлов плавящимися электродами. Электроды сварочные ОЗР-1 используют для процесса резки любых марок сталей — углеродистых, низколегированныхи высоколегированных, для резки металлических сплавов,цветных металлов и  чугуна. Резка электродами ОЗР-1 происходит в  любых пространственных положениях . 

Резка на токе постоянном и любой полярности. Для процессов прошивки и резки используют   ток постоянный обратной полярности, в процессе разделения кромок и корня шва необходим переменный ток.

 

Электроды сварочные  для резки металлов соответствуют техническим условиям ТУ 1272-004 — 50133500- 2003. 

Рекомендуется значение тока (для электродов ОЗР-1 диаметром 4.0мм) — 260-300А.

Выделяют скорость резки металла для  электродов ОЗР-1, ф4,0мм 
Низкоуглеродистая сталь (типа Ст3) толщиной 14 мм, м/ч– 12

Высокоуглеродистая сталь (типа 08Х18Н9Т) толщиной 12 мм, м/ч – 12

Электроды ОЗР-1 для резки металлов широко применяются в различных работах:

— резка арматуры курупных диаметрови —  время резки арматуры диаметром 16 мм равно 2-3 секунды, диаметром 40 мм – 14-16секунд 

— резка строжки

— применение при изготовлении металлических конструкций, ремонте и монтаже сложных металлоконструкций любых марок сталей

— исправление возможных дефектов  во время производства литых изделий

— разделка свариваемых кромок и корня шва

— прошивка отверстий

Основной сособенностью  электродов ОЗР-1 является обеспечивание чистого реза металлических изделий. Процесс резки металла при помощи неплавящегося электрода ОЗР-1. происходит при увеличенном режиме, электрод наклоняется в противоположную сторону  от направления резки , то есть углом вперед. Во время резки  сварщик совершает движение электродом «сверху-вниз».

 

В компании Сварка Урала широкий ассортимент сварочных электродов, в том числе и марки ОЗР-1 купить,которые Вы можете по самым низким ценам в Екатеринбурге. 

Электроды ОЗР-1 по низким ценам

Электроды ОЗР-1 по низким ценам — Техмет

Часть доходов от продаж перечисляется в фонд «Родители Урала за мир без преступности, насилия, наркотиков». Покупая товар на нашем сайте, Вы помогаете сделать будущее наших с вами детей безопаснее!

Заказать

Электроды ОЗР-1 предназначены для строжки, резки, прошивки отверстий, удаления дефектных участков сварных соединений и отливок, разделки свариваемых кромок и корня шва, а также для выполнения других подобных работ при изготовлении, монтаже и ремонте деталей и конструкций из сталей всех марок (в т.ч. высоколегированных), чугуна, меди и алюминия и их сплавов. 

Технологические особенности резки: резку производят на повышенных режимах с наклоном электрода в сторону, противоположную направлению резки (углом вперед).  

Прокалка перед сваркой: 170 °С 1 час.

Характеристики электродов

Скорость резки(для диаметра 4,0 мм):

Низкоуглеродистая сталь типа Ст3 толщиной 14 мм, м/ч

12

Высокоуглеродистая сталь типа 08Х18Н9Т толщиной 12 мм, м/ч

12

Расход электродов на 1 кг выплавленного металла, кг

0,6

На нашем сайте мы используем cookie для сбора информации технического характера.

ОК

X

Уже уходите?

Помогите нам стать еще лучше. Выберите, пожалуйста, причину своего ухода:

Сварочные электроды ОЗР-1 (ф 4 мм)

Сварочные электроды ОЗР-1 (ф 4 мм)
  • Описание
  • Характеристики

Электрод ОЗР-1

Электроды марки ОЗР-1 предназначены для резки, строжки, прошивки отверстий, удаления дефектных мест, разделки дефектов литья и пр. изделий из сталей (в т.ч. высоколегированных), чугуна, медных сплавов. Резка во всех пространственных положениях постоянным током любой полярности и переменным током.

 

Рекомендуемое значение тока (А)

Диаметр, мм
Положение шва
нижнее вертикальное потолочное
3,0 110-170 110-170 110-170
4,0 180-260 180-260 180-260
5,0 250-350 250-350 250-350
6,0 360-600 360-600 360-600

На данный товар нет информации по его характеристикам


В нашем интернет-магазине вы найдете характеристики, описание, фотографии, отзывы покупателей, сопутствующие товары для Сварочные электроды ОЗР-1 (ф 4 мм). Хотите купить Сварочные электроды ОЗР-1 (ф 4 мм) по доступной цене, но у вас есть вопросы?

Задайте их нашему менеджеру по телефону: +7 (495) 978-01-67

Закажите звонок

И наш менеджер свяжется с вами в течение 10 минут

Запрос цены и наличия товара

Электроды ОЗР-1 | ООО«ЕДИНСТВО» — Всё для сварки и резки

Электроды ОЗР-1 предназначены для строжки, резки, прошивки отверстий, удаления дефектных участков сварных соединений и отливок, разделки свариваемых кромок и корня шва, а также для выполнения других подобных работ при изготовлении, монтаже и ремонте деталей и конструкций из сталей всех марок (в т.ч. высоколегированных), чугуна, меди и алюминия и их сплавов.

Резка во всех пространственных положениях переменным током и постоянным током любой полярности.

Особые свойства ОЗР-1

: обеспечивают получение чистого реза (без грата и натеков на поверхности реза).

Рекомендуемое значение тока (А)

Диаметр, мм

Ток, А

3.0

110-170

4.0

180-260

5.0

250-350

Технологические особенности резки ОЗР-1: резку производят на повышенных режимах с наклоном электрода в сторону, противоположную направлению резки (углом вперед). При этом электрод должен совершать возвратно-поступательные движения: «туда- обратно» и «сверху-вниз».

Прокалка перед сваркой: 170 °С 1 час.

Характеристики электродов

ОЗР-1

Скорость резки(для диаметра 4,0 мм):

Низкоуглеродистая сталь типа Ст3 толщиной 14 мм, м/ч

12

Высокоуглеродистая сталь типа 08Х18Н9Т толщиной 12 мм, м/ч

12

Расход электродов на 1 кг выплавленного металла, кг

0,6

 

ТУ 1272-009-50133500-2007

 

ОЗР-1-Ø

 

16.2: Гальванические элементы и электроды

Физически невозможно измерить разность потенциалов между куском металла и раствором, в который он погружен. Однако мы можем измерить разность между потенциалами двух электродов, погруженных в один и тот же раствор или, что более полезно, находящихся в двух разных растворах. В последнем случае каждая пара электрод-раствор образует окислительно-восстановительную полуячейку , и мы измеряем сумму двух потенциалов полуячейки .

Это устройство называется гальваническим элементом . Типичная ячейка может состоять из двух кусков металла, одного из цинка и другого из меди, каждый из которых погружен в раствор, содержащий растворенную соль соответствующего металла. Два раствора разделены пористым барьером, который предотвращает их быстрое смешивание, но позволяет ионам диффундировать.

Если мы соединим цинк и медь с помощью металлического проводника, избыточные электроны, оставшиеся при выходе ионов Zn 2 + из цинка в левой ячейке, смогут пройти через внешнюю цепь в правую электрода, где они могли бы доставляться к ионам Cu 2 + , которые «разряжались», то есть превращались в атомы Cu на поверхности медного электрода.{2+} + Cu_{(s)}\]

, но на этот раз стадии окисления и восстановления (полуреакции) происходят в разных местах:

левый электрод:

Zn (s) → Zn 2 + + 2 e окисление

Правый электрод:

Cu 2 + + 2 e → Cu (s) сокращение

Электрохимические ячейки позволяют измерять и контролировать окислительно-восстановительную реакцию

Реакцию можно запустить и остановить, подключив или отсоединив два электрода.Если мы поместим в цепь переменное сопротивление, мы сможем даже контролировать скорость общей реакции клетки, просто поворачивая ручку. Подключив к двум электродам батарею или другой источник тока, мы можем заставить реакцию протекать в ее несамопроизвольном или обратном направлении. Поместив амперметр во внешнюю цепь, мы можем измерить количество электрического заряда, прошедшего через электроды, и, таким образом, количество молей реагентов, которые превращаются в продукты реакции в клетке.

Электрический заряд q измеряется в кулонах. Количество заряда, переносимого одним молем электронов, известно как Фарадея , которое мы обозначаем как F . Тщательные эксперименты определили, что 1 F = 96467 C. Для большинства целей вы можете просто использовать 96 500 кулонов в качестве значения фарадея. Когда мы измеряем электрический ток, мы измеряем скорость, с которой электрический заряд переносится по цепи. Ток в один ампер соответствует потоку в один кулон в секунду.

Транспортировка заряда внутри ячейки

Чтобы элемент работал, не только должна быть внешняя электрическая цепь между двумя электродами, но и два электролита (растворы) должны находиться в контакте. Необходимость этого можно понять, если рассмотреть, что произошло бы, если бы два решения были физически разделены. Положительный заряд (в виде Zn 2 + ) добавляется к электролиту в левом отсеке и снимается (в виде Cu 2 + ) с правой стороны, вызывая контакт раствора с цинком. чтобы получить чистый положительный заряд, в то время как чистый отрицательный заряд будет накапливаться в растворе на медной стороне элемента.Эти нарушения электронейтральности затруднили бы (потребовали больше работы) введение дополнительных ионов Zn 2 + в положительно заряженный электролит или поток электронов в правый отсек, где они необходимы для восстановления Cu 2 + ионов, таким образом эффективно останавливая реакцию после того, как произошло только химически незначительное количество.

Чтобы поддерживать клеточную реакцию, заряд, переносимый электронами по внешней цепи, должен сопровождаться компенсирующим переносом ионов между двумя клетками.Это означает, что мы должны предоставить путь для прямого перемещения ионов из одной клетки в другую. В этом ионном транспорте участвуют не только электроактивные частицы Cu 2 + и Zn 2 + , но также и противоионов , которые в данном примере являются нитратами NO 3 . Таким образом, избыток Cu 2 + в левом отделении может быть уменьшен за счет дрейфа этих ионов в правую сторону или с таким же успехом за счет диффузии ионов нитрата влево.Более подробные исследования показывают, что происходят оба процесса и что относительное количество заряда, переносимого через раствор положительными и отрицательными ионами, зависит от их относительной подвижности , которая выражает скорость, с которой ионы способны проходить через раствор. . Поскольку отрицательные ионы имеют тенденцию быть больше, чем положительные ионы, последние, как правило, имеют более высокую подвижность и несут большую долю заряда.

В простейших клетках барьером между двумя растворами может быть пористая мембрана, но для точных измерений используется более сложная конструкция, известная как солевой мостик .Солевой мост состоит из промежуточного отсека, заполненного концентрированным раствором KCl и снабженного пористыми барьерами на каждом конце. Целью солевого мостика является минимизация естественной разности потенциалов, известной как потенциал соединения , которая возникает (как упоминалось в предыдущем разделе) при контакте любых двух фаз (например, двух растворов). Эта разность потенциалов будет сочетаться с двумя потенциалами полуклеток, что внесет некоторую неопределенность в любое измерение потенциала клетки.С соляным мостом у нас есть два потенциала жидкостного соединения вместо одного, но они имеют тенденцию компенсировать друг друга.

Условные обозначения для описания ячейки

Для облегчения описания данного электрохимического элемента принято специальное условное обозначение. В этих обозначениях ячейка, которую мы описали выше, будет иметь номер

.

Zn (с) | Zn 2 + (водн.) || Cu 2 + (водн.) | Cu (с)

Существует несколько других условных обозначений и номенклатуры ячеек, которые вы должны знать:

  • На аноде происходит окисление, а на катоде происходит восстановление.В реальной ячейке идентичность электродов зависит от направления, в котором протекает суммарная клеточная реакция.
  • Если электроны текут от левого электрода к правому электроду (как показано в обозначении ячейки выше), когда ячейка работает в своем спонтанном направлении, потенциал правого электрода будет выше, чем у левого, и потенциал ячейки будет будь позитивным.
  • «Обычный поток тока» идет от положительного к отрицательному, что противоположно направлению потока электронов.Это означает, что если электроны текут от левого электрода к правому, гальванометр, помещенный во внешнюю цепь, покажет, что ток течет справа налево.

Электроды и электродные реакции

Электродная реакция относится к чистому процессу окисления или восстановления, происходящему на электроде. Эта реакция может происходить в виде одной стадии переноса электрона или в виде последовательности двух или более стадий. Вещества, которые принимают и теряют электроны, называются электроактивными частицами.

Рис. 4: Перенос электронов на аноде

Этот процесс происходит в очень тонкой межфазной области на поверхности электрода и включает квантово-механическое туннелирование электронов между электродом и электроактивными частицами. Работа, необходимая для вытеснения молекул H 2 O в гидратных сферах ионов, составляет часть энергии активации процесса.

В примере с Zn/Cu-элементом, который мы использовали, электродная реакция включает металл и его гидратированный катион; мы называем такие электроды металл-металл-ионными электродами.{3+}\). Если ни один из электроактивных частиц не является металлом, какой-то другой металл должен служить проводником для доставки или удаления электронов из системы.-\]

Реакция происходит на поверхности электрода (рис. 4 выше).Электроактивный ион диффундирует к поверхности электрода и адсорбируется (прикрепляется) к ней за счет сил Ван-дер-Ваальса и Кулона. При этом гидратные воды, которые обычно связаны с любыми ионными частицами, должны быть вытеснены. Этот процесс всегда является эндотермическим, иногда до такой степени, что только небольшая часть ионов может контактировать с поверхностью достаточно близко, чтобы осуществить перенос электрона, и реакция будет медленной. Фактический перенос электрона происходит посредством квантово-механического туннелирования.– (водный) | AgCl (с) | Ag (с)\]

Хотя полезность такого электрода может быть не сразу очевидна, этот тип электрода находит очень широкое применение в электрохимических измерениях, как мы увидим позже.

Электроды сравнения

В большинстве электрохимических экспериментов наш интерес сосредоточен только на одной из электродных реакций. Поскольку все измерения должны проводиться на полной ячейке, включающей две системы электродов, общепринятой практикой является использование электрода сравнения в качестве другой половины ячейки.{2+}(водн.) | KCl || .–\]

Потенциалы обоих этих электродов были очень точно определены относительно водородного электрода. Последний редко используется в рутинных электрохимических измерениях, поскольку его сложнее приготовить; поверхность платины должна быть специально обработана предварительным электролизом. Кроме того, существует потребность в подаче газообразного водорода, что делает его несколько громоздким и опасным.

Резюме и дополнительные примечания

Убедитесь, что вы полностью поняли следующие основные идеи, которые были представлены выше.Особенно важно, чтобы вы знали точное значение всех выделенных терминов в контексте этой темы.

  • Гальванический элемент (иногда более уместно называемый гальваническим элементом ) состоит из двух полуэлементов , соединенных солевым мостиком или другим путем, который позволяет ионам проходить между двумя сторонами для поддержания электронейтральность .
  • Обычный способ представления любого электрохимического элемента состоит в том, чтобы записать полуреакцию окисления слева и восстановление справа.Таким образом, для реакции

Zn (т) + Cu 2 + → Zn 2 + + Cu (т)

пишем

Zn (с) | Zn 2 + (водн.) || Cu 2 + (водн.) | Cu (с)

, в котором одиночные вертикальные полосы представляют фазовых границ . Двойная черта обозначает границу жидкость-жидкость , которая в лабораторных ячейках состоит из солевого мостика или барьера, проницаемого для ионов.Если бы суммарная реакция ячейки была записана в обратном порядке, запись ячейки стала бы

.

Cu (с) | Cu 2 + (водн.) || Zn 2+ (водн.) | Zn (с)

Помните: R процесс образования всегда отображается на R ight .

    на поверхности электрода. Энергия, необходимая для вытеснения молекул воды из гидратной оболочки иона по мере его приближения к поверхности электрода, составляет энергии активации , которая может замедлить процесс.Еще большие энергии активации (и более медленные реакции) возникают при образовании или потреблении такой молекулы, как O 2 .

Понимание нашего электрического мира: 8 элементов, составляющих систему заземляющих электродов

NFPA 70®, Национальный электротехнический кодекс® (NEC®) имеет много областей интересов, которые держат технический персонал NFPA в напряжении. Одна из областей, которая, кажется, всегда вызывает много вопросов в Службе технических вопросов NFPA, доступной для членов и AHJ, связана с заземлением электрической системы.Вопросы варьируются от выбора размеров различных заземляющих проводников и соединительных перемычек до того, что можно использовать для подключения системы к земле. Прежде чем мы перейдем к выяснению того, насколько большим должен быть провод для заземляющего электрода, очень важно, чтобы мы точно понимали, как мы будем подключать нашу электрическую систему к земле и почему.

Во-первых, нам нужно понять несколько терминов, которые используются в NEC, когда речь идет о заземлении и соединении, чтобы мы могли полностью понять цель того, что требуется.Когда мы слышим термин «заземленная электрическая система», что это вообще означает? Что ж, поскольку NEC определяет «землю» как землю, а «заземление» — как соединение с землей или проводящий объект, который расширяет соединение с землей, наличие заземленной системы означает, что у вас есть электрическая система, которая подключена к земле. . Другими терминами, с которыми мы должны ознакомиться, являются заземляющий электрод и система заземляющих электродов. По сути, заземляющий электрод представляет собой проводящий объект, который устанавливает прямое соединение с землей или землей.Важной частью является то, что заземляющий электрод имеет прямой контакт с землей. В конструкции много проводящих объектов, однако не все из них имеют прямое соединение с землей. Здесь начинает формироваться система заземляющих электродов.

NEC содержит список элементов, которые разрешено использовать в качестве заземляющих электродов, и требует, чтобы они, если таковые имеются, использовались для формирования системы заземляющих электродов. Есть 8 предметов, которые перечислены в 250.52 допустимых заземляющих электродов, вот список:

  1. Металлическая подземная водопроводная труба
  2. Электрод в бетонном корпусе
  3. Металлическая заглубленная опорная конструкция
  4. Кольцо заземления
  5. Стержневые и трубчатые электроды
  6. Пластинчатые электроды
  7. Другие перечисленные электроды
  8. Прочие местные подземные металлические системы или конструкции

 

Любой из этих электродов, присутствующих в здании или сооружении, должен быть соединен вместе для формирования системы заземляющих электродов.Для каждого элемента в списке есть некоторые квалификационные условия, которые мы вскоре рассмотрим, но важно отметить, что первые три в списке являются компонентами самого здания, а остальные — это то, что иногда называют «изготовленными электродами». ” Другими словами, в здании либо будут первые три, либо нет, а 4-8 – это элементы, которые монтажник закопает в землю для установки системы заземлителей. Давайте посмотрим на каждый из конкретных пунктов в списке:

  1. Металлическая подземная водопроводная труба
    Металлический электрод для подземной водопроводной трубы многие в этой области часто называют «водной связью».Чтобы металлическая подземная водопроводная труба считалась электродом, нам необходимо иметь не менее 10 футов в прямом контакте с Землей. Он также должен быть электрически непрерывным или выполнен электрически непрерывным до точки крепления проводника заземляющего электрода или соединительной перемычки.
  2. Металлическая заглубленная опорная конструкция
    Металлический электрод заглубленной опорной конструкции часто называют «строительной сталью», но важно отметить, что не все стальные каркасы зданий подходят к этому типу электродов.Чтобы квалифицироваться как заземляющий электрод, должен быть прямой контакт с землей или бетонным корпусом, который имеет прямой контакт с землей. Стальные каркасы зданий часто прикручиваются к болтам, которые заделаны в бетонный фундамент и не имеют физического контакта с самой землей. Чтобы металлический каркас здания считался электродом, он должен иметь контакт с землей не менее 10 футов по вертикали, с бетонным покрытием или без него. При наличии множества металлических свай, соответствующих этому критерию, к системе заземляющих электродов необходимо подключить только одну.Однако ничто не препятствует использованию нескольких металлических заземляющих электродов как части системы заземляющих электродов здания.
  3. Электрод в бетонном корпусе
    Электрод в бетонном корпусе — это электрод, который использует бетонные структурные компоненты здания для установления связи с Землей. Часто называемый землей Уфера, этот метод очень эффективен для установления связи с Землей. Существует два различных метода установки этого электрода.Этот электрод может представлять собой неизолированный медный проводник сечением не менее 4 AWG или негерметизированные стержни из арматурной стали с минимальным диаметром ½ дюйма. Любой метод должен иметь длину не менее 20 футов и быть заключенным в пределах не менее 2 дюймов бетона, который находится в непосредственном контакте с Землей. Когда этот электрод состоит из арматурной стали, допускается соединение нескольких более коротких секций стержней вместе с помощью обычных методов, но окончательная длина в сборе должна соответствовать или превышать 20 футов.Опять же, в зданиях с несколькими электродами разрешается просто использовать один электрод во всей системе.
  4. Заземляющий кольцевой электрод
    Заземляющий кольцевой электрод представляет собой заземляющий электрод, который полностью окружает здание или сооружение. Он состоит из оголенного медного проводника, который имеет размер не менее 2 AWG и должен иметь длину не менее 20 футов. Этот тип электрода должен быть установлен и не является частью здания или сооружения, как первые три электрода.
  5. Стержневые или трубчатые электроды
    Стержневые и трубчатые электроды представляют собой еще один тип электродов, которые можно устанавливать для создания более надежной системы заземляющих электродов или когда в здании или сооружении нет компонента, подходящего для использования в качестве электрода, например, когда Водоснабжение дома выполнено из ПВХ, а фундамент не имеет прямого контакта с землей. Эти электроды должны быть не менее 8 футов в длину и соприкасаться с землей, а также иметь размер не менее ¾ дюйма, если они состоят из трубы или канала, и 5/8, если электрод стержневого типа.Можно использовать заземляющие стержни меньшего диаметра, если они указаны в качестве заземляющих электродов. Если используются коррозионно-активные материалы, такие как сталь, они должны быть оцинкованы или иметь другие меры для защиты от коррозии.
  6. Пластинчатые электроды
    Заземляющее соединение можно также установить с помощью токопроводящей пластины. Пластина должна иметь площадь не менее 2 квадратных футов для контакта с Землей. Это может означать, что заземляющая пластина может иметь размеры 12 дюймов на 12 дюймов, поскольку две стороны пластины соприкасаются с Землей.Для пластин, изготовленных из железа или стали без покрытия, минимальная толщина пластины составляет ¼ дюйма, чтобы учесть коррозию пластины с течением времени. Листы из цветного металла могут иметь толщину всего 1,5 миллиметра.
  7. Прочие электроды
    Разрешено использование других электродов, и в 250.52 перечислены две категории, подпадающие под термин «прочее». Если электрод не упомянутого ранее типа внесен в список национально признанной испытательной лабораторией в качестве заземляющего электрода, AHJ может разрешить использование такого электрода.Существуют также другие локальные подземные металлические конструкции и системы, которые разрешено использовать, такие как системы трубопроводов, металлические обсадные трубы, не соединенные с металлическим водопроводом, и подземные резервуары. Однако имейте в виду, что существуют определенные системы, которые не разрешается использовать в качестве заземляющих электродов, например, металлические подземные газопроводы и сетка для уравнивания потенциалов, необходимая для подземных бассейнов. AHJ должен определить, соответствует ли такой объект требованиям для заземляющего электрода.

Отдельно стоит сказать о том, как будут устанавливаться эти электроды, чтобы сформировать систему заземляющих электродов. Как указывалось ранее, металлическая подземная водопроводная труба, металлическая подземная опорная конструкция и электроды в бетонном корпусе, как правило, либо являются частью здания и, следовательно, должны использоваться, либо их нет, а один из них установлен или «сделан». необходимо использовать электроды. Существует одно исключение из общего правила, согласно которому если электрод существует, его необходимо использовать, и это относится к существующим зданиям.В намерения NEC не входит требование, чтобы бетонное основание было нарушено, чтобы обнажить арматурную сталь внутри и соединиться с ней. Исключение дает установщику возможность не использовать существующий электрод в бетонной оболочке, если это потребует нарушения бетона.

Стержневые, трубчатые, пластинчатые и металлические электроды для подземных водопроводов требуют использования дополнительного заземляющего электрода. Важно также понимать, что можно использовать в качестве дополнительного электрода. Например, заземляющий стержень может использоваться в дополнение к металлической подземной водопроводной трубе, однако металлическая подземная водопроводная труба не может дополнять заземляющий стержень.Тем не менее, 250.53 (A) по-прежнему требует, чтобы стержневые, трубчатые и пластинчатые электроды имели дополнительный заземляющий электрод. Это означает, что мы часто устанавливаем второй заземляющий стержень или пластину в дополнение к заземляющему стержню, который был установлен в дополнение к металлической подземной водопроводной трубе. Это связано с тем, что металлическая подземная водопроводная труба может быть заменена водоканалом на ПВХ, и домовладелец не часто осознает тот факт, что впоследствии это приведет к тому, что они будут иметь только один заземляющий стержень.Тем не менее, металлические заглубленные опорные конструкции, электроды в бетонном корпусе и заземляющие кольца не требуют дополнительных дополнений и, следовательно, вместо этого могут быть жизнеспособным вариантом.

У нас также есть требования к физической установке каждого электрода. Помимо необходимости контакта с землей, существуют особые требования, такие как глубина заглубления, которым мы должны следовать. Стержневые и трубчатые электроды должны иметь контакт с землей не менее 8 футов и устанавливаться вертикально, если только коренная порода не встречается на глубине менее 8 футов.В этом случае электрод можно установить под углом или горизонтально, если это необходимо. В случае, если стержень должен быть уложен горизонтально, его необходимо закопать на глубину 30 дюймов. Это обычная глубина захоронения для большинства «изготовленных» электродов. Пластинчатые и заземляющие электроды также должны быть установлены на минимальной глубине 30 дюймов.

Наконец, необходимо также рассмотреть соединения проводников заземляющего электрода и соединительных перемычек. Как и в случае с большинством других соединений в мире электротехники, нам нужно, чтобы любые механические соединения оставались доступными после установки.За некоторыми исключениями для тех, которые перечислены для бетонной оболочки или прямого захоронения. Имейте в виду, что, поскольку эти доступные места больше не соприкасаются с Землей, в NEC есть разделы, дающие разрешение на использование таких предметов, как первые 5 футов внутренней металлической водопроводной трубы, строительной стали или открытой арматурной стали для расширения соединения. к электроду тоже.

Точное понимание того, как наши электрические системы подключаются к земле, помогает нам лучше достичь цели, изложенной в 250.4 заземления системы таким образом, чтобы ограничить напряжение, создаваемое молнией, перенапряжениями в сети или непреднамеренным контактом с высоковольтными линиями, и стабилизировать напряжение относительно земли во время нормальной работы. Что, в свою очередь, в конечном итоге поможет достичь цели самого NEC, а именно практической защиты людей и имущества от опасностей, возникающих при использовании электричества. Способность правильно применять эти концепции ведет всех нас по пути защиты мира от опасностей, возникающих, когда электричество входит в наш мир.В NFPA мы не можем сделать это в одиночку, и нам нужна ваша помощь, чтобы выполнить нашу миссию по спасению жизней! Помните, это большой мир, давайте защитим его вместе!

Визуальный контент, включенный в этот блог, взят из NFPA LiNK™, вашего пользовательского инструмента для изучения кода по запросу, предоставленного вам NFPA. Узнайте больше о NFPA LiNK™ и подпишитесь на бесплатную пробную версию здесь: www.nfpa.org/LiNK

Важное примечание: эта корреспонденция не предназначена и не должна использоваться для предоставления профессиональных консультаций или услуг .

Важное примечание: Любое мнение, выраженное в этой колонке (блоге, статье), является мнением автора и не обязательно отражает официальную позицию NFPA или ее технических комитетов. Кроме того, эта статья не предназначена и не должна использоваться для предоставления профессиональных консультаций или услуг.

Урок 8 — Электроды для наплавки

Урок 8 — Электроды для наплавки © АВТОРСКОЕ ПРАВО 2000 ГРУППА ЭСАБ, ИНК.УРОК VIII хорошая термо- и коррозионная стойкость. Они сохраняют свою твердость и температуру до 1200°F. Сплавы на основе никеля подходят для пламенного напыления и плазменно-дуговой сварки. ции и доступны в основном в порошковая форма. Стоимость сплавов на основе никеля составляет примерно в пять-шесть раз больше, чем сплавы на основе железа.8.2.3 кобальт Базовые сплавы — Сплавы на основе кобальта состоят из 45-63% кобальта, 24-29% хром, 5,50-13,5% вольфрам и 1,10-3,20% углерод. Они, пожалуй, самые универсальные. сплавов для наплавки, потому что они устойчивы к нагреву, коррозии, истиранию, умеренным удары, истирание и металл-металл носить. Некоторые сплавы этой группы остаются существенно твердый при температурах до 1500°F. Приложения могут включать оборудование для проведения огневых работ, такое как горячие пуансоны, детали клапанов, лезвия ножниц, и т.п.8.2.3.1 В последние годы цена на кобальт резко возросло, так как источников в мир. Цена кобальтовых сплавов за фунт превышает цену железа базовых сплавов примерно восемнадцать раз. 8.2.4 Вольфрам Базовые сплавы — Сплавы на основе вольфрама обладают наибольшей износостойкостью. бурые отложения твердого покрытия материалы. Они состоят из твердых гранул вольфрама карбид, распределенный в матрице железо, углеродистая сталь, сплав кобальта или сплав никеля.Матрица, будучи несколько мягче, чем карбиды, изнашивается до определенной степени, оставляя твердые карбиды выступающий. Эта шероховатость наплавки делает эти сплавы непригодными для приложения металл-металл, но идеально для таких применений, как буровые долота и другие виды горнодобывающей промышленности, карьерные и копающие приложения. 8.2.4.1 Эти стержни или электроды обычно поставляются в виде труб из углеродистой стали, заполненных вольфрамом карбидные гранулы по массе. Полученная стальная матрица никоим образом не является мягкой. значит, потому что когда трубка плавится, она растворяет достаточное количество вольфрама и углерода, чтобы образовалась жесткая матрица и способна поддерживать карбидные гранулы.8.2.4.2 Несмотря на отличную стойкость к истиранию, сплавы карбида вольфрама могут выдерживать только удары, которые не создают напряжения сжатия выше их предела текучести. Сплавы карбида вольфрама имеют низкое сопротивление к окислению и низкой коррозионной стойкости, если только нанесенные на никелевую или кобальтовую матрицу. Твердость при высоких температурах составляет примерно равным сплавам на основе железа с более высоким легированием, если гранулы карбида вольфрама в утюге или стальная матрица.Если в матрице из никеля или кобальта, может быть достигнута лучшая твердость в горячем состоянии. достигнуто. 8.2.4.3 Стоимость стержней или электродов, состоящих гранул карбида вольфрама в углеродной стальная матрица примерно в девять раз больше, чем у сплавов на основе железа. Если матрица никель или сплав на основе кобальта, затраты будут выше.

Размещение электродов

Размещение электродов


Размещение электрода и отведение Выбор


Правильное размещение электрода необходимо для получения точных полос ЭКГ.ЭКГ производители мониторов предоставляют инструкции по безопасному использованию, которые включают рекомендации по размещению электродов. к своей продукции. Всегда придерживайтесь политики и процедур вашего учреждения при оказании любой помощи пациенту.

Ниже приведены некоторые общие рекомендации по выполнению ЭКГ:

  • Проверить назначение врача
  • Мойте руки при входе в палату и перед тем, как прикасаться к пациенту
  • Назовите себя пациенту и опишите цель вашего присутствия
  • Идентификация пациента (согласно политике и процедуре)
  • Опишите процедуру: расположение, подготовка кожи, размещение и характеристики электродов, а также необходимость неподвижности во время записи.
  • Поощряйте пациента задавать вопросы
  • Обеспечение конфиденциальности
  • Выбирайте места, которые сводят к минимуму влияние жировой ткани, движений мышц и костных выступов.
  • Подготовка кожи:
    • Удаление лишних волос с электрода месте (электрические машинки для стрижки предпочтительнее бритья из-за ссадины, связанной с использованием бритвы).
    • Осмотрите пораженный участок, кожа должна быть неповрежденной, чистой, сухой, гладкой и ровной.
    • Протрите каждый участок чистой сухой марлевой салфеткой, чтобы удалить излишки кожного сала, клетки кожи и остатки. Если кожа чрезмерно жирная, используйте мыло и воду, тщательно высушите. Избегайте использования алкоголя, так как он может высушить кожу и увеличить сопротивление.
    • Осмотрите и установите электрод. Потрите электрод, чтобы обеспечить правильный контакт.
    • Электроды следует менять по мере необходимости и каждые 24/36 часов

Биполярные отведения от конечностей I, II и III

Каждое биполярное отведение имеет положительный () и ( + ) электроды.Биполярные отведения могут предоставить информацию о направлении и амплитуде волны деполяризации при ее прохождении через миокард.

      • Волна деполяризации, движущаяся к электроду ( + ), вызывает положительное отклонение вверх на записи ЭКГ.
      • Волна с движением чистого тока к () электроду вызывает отрицательное отклонение вниз.
      • Волна, движущаяся перпендикулярно электродам ( + ) и (), будет нейтральной или плоской.
  • Отведение I сравнивает поток тока между электродом правой руки () и электродом левой руки ( + ). Отведение I обеспечивает боковую проекцию левого желудочка и левого предсердия.
  • В отведении II просматривается левый и правый желудочки с верхушки. Это наиболее часто отслеживаемый отведение, производя общепризнанную запись нормального синусового ритма (NSR). В здоровом сердце следующая электрическая активность отображается на записи NSR в отведении II.
    • деполяризация предсердий начинается в синусовом узле и движется к электроду ( + ), производя первое вертикальное отклонение, зубец P.
    • Зубец Q — это первое отрицательное отклонение ниже изоэлектрической линии на скане NSR. Он возникает, когда волна деполяризации входит в перегородку. При входе в перегородку ток течет к правому желудочку под углом больше 90 o от ( + ) электрода, который вызывает отрицательное отклонение.
    • Амплитуда зубца R
    • объясняется почти мгновенной деполяризацией большей части миокарда. Деполяризация направлена ​​от миокарда к эпикарду и (+) отведению.
    • Отрицательное отклонение зубца S представляет позднюю фазу деполяризации остаточного миокарда и небольшой ток тока от (+) отведения.
    • Зубец Т — это последнее положительное отклонение в отведении II. Он представляет собой реполяризацию и обращение ионных токов. В норме волна реполяризации движется в направлении, противоположном волне деполяризации. Однако зубец T представляет собой положительное отклонение в отведении II NSR из-за порядка реполяризации сердечных слоев.В миокарде слои, деполяризующиеся первыми, реполяризуются последними. Эндокард и миокард деполяризуются раньше, чем эпикард. Предполагается, что движение волны реполяризации от (+) электрода вызывает положительное отклонение.
  • Отведение III обеспечивает вид снизу на правый и левый желудочки. Отведение III вместе с отведениями I, II и униполярными отведениями aVR, aVL и aVF могут быть полезны при определении оси сердца.
  • Лид V1 — лучший лид для просмотра желудочковая активность, включая дифференцировку наджелудочковой тахикардии и желудочковой тахикардии.V1 можно просмотреть с пятисвинцовая система.
  • MCL1 был разработан для преодолеть неудобство пяти отведенной системы и обеспечить преимущества просмотра V1.
  •  

Поиск и устранение неисправностей и советы

  • Меняйте электроды каждый день.
  • Убедитесь, что все электрическое оборудование для ухода за пациентами заземлено.
  • Убедитесь, что все провода не повреждены.Некоторые производители требуют периодической замены кабелей.
  • Убедитесь, что кожа пациента чистая и сухая.
  • Убедитесь, что провода плотно подключены к электродам.
  • Движение пациента часто вызывает помехи. Например, действие чистки зубов может вызвать помехи, имитирующие V-тах.

© RnCeus.com

электродов, отведения от конечностей, грудные (прекардиальные) отведения, ЭКГ в 12 отведениях — ЭКГ и ЭХО

Прежде чем обсуждать отведения ЭКГ и различные системы отведений, необходимо пояснить разницу между отведениями ЭКГ и электродами ЭКГ .Электрод представляет собой токопроводящую пластину, которая прикрепляется к коже и позволяет регистрировать электрические токи. Отведение ЭКГ представляет собой графическое описание электрической активности сердца и создается путем анализа нескольких электродов. Другими словами, каждое отведение ЭКГ вычисляется путем анализа электрических токов, обнаруженных несколькими электродами. Стандартная ЭКГ, называемая ЭКГ с 12 отведениями , поскольку она включает 12 отведений, получается с использованием 10 электродов.Эти 12 отведений состоят из двух наборов отведений ЭКГ: отведений от конечностей и грудных отведений. Грудные отведения также могут называться прекардиальными отведениями . В этой статье подробно обсуждаются отведения ЭКГ, и никаких предварительных знаний не требуется. Обратите внимание, что термины монополярные отведения и биполярные отведения не рекомендуются, поскольку все отведения ЭКГ являются биполярными, поскольку они сравнивают электрические токи в двух точках измерения.

Электрофизиологическая основа отведений ЭКГ

Движение заряженных частиц генерирует электрический ток.В электрокардиологии заряженные частицы представлены внутри- и внеклеточными ионами (Na + , K + , Ca 2+ ). Эти ионы проходят через клеточные мембраны (чтобы клетка могла де- и реполяризоваться) и между клетками через щелевые контакты (чтобы деполяризация могла распространяться между клетками).

Разность электрических потенциалов возникает при прохождении электрического импульса через сердце. Разность электрических потенциалов определяется как разность электрических потенциалов между двумя точками измерения.В электрокардиологии такими точками измерения являются кожные электроды. Таким образом, разность электрических потенциалов представляет собой разность электрических потенциалов, определяемых двумя (или более) электродами.

В предыдущем обсуждении было выяснено, как де- и реполяризация генерируют электрический ток. Также было объяснено, что электрические токи доходят до кожи, потому что ткани и жидкости, окружающие сердце, да и все человеческое тело, действуют как электрические проводники.Поместив электроды на кожу, можно обнаружить эти электрические токи. Электрокардиограф (аппарат ЭКГ) сравнивает, усиливает и фильтрует разности электрических потенциалов, регистрируемые электродами, и представляет результаты в виде отведений ЭКГ. Каждое отведение ЭКГ представлено в виде диаграммы (иногда называемой кривой ).

ЭКГ в 12 отведениях

Были протестированы многочисленные системы отведений ЭКГ и группы отведений, но стандартная ЭКГ с 12 отведениями по-прежнему является наиболее используемой и наиболее важной системой отведений для освоения.ЭКГ в 12 отведениях предлагает выдающиеся возможности для диагностики аномалий. Важно отметить, что подавляющее большинство рекомендуемых критериев ЭКГ (например, критериев острого инфаркта миокарда) были получены и подтверждены с использованием ЭКГ в 12 отведениях.

ЭКГ с 12 отведениями, как следует из названия, отображает 12 отведений, которые формируются с помощью 10 электродов. Три из этих отведений легко понять, поскольку они являются просто результатом сравнения электрических потенциалов, зарегистрированных двумя электродами; один электрод исследует, а другой является электродом сравнения.В оставшихся 9 отведениях исследующий электрод по-прежнему представляет собой только один электрод, но контрольный электрод получается путем объединения двух или трех электродов.

В любой момент сердечного цикла все отведения ЭКГ анализируют одни и те же электрические события, но под разными углами. Это означает, что отведения ЭКГ с одинаковыми углами должны отображать аналогичные кривые ЭКГ (диаграммы). Для некоторых целей (например, для диагностики некоторых аритмий) не всегда необходимо анализировать все отведения, поскольку диагноз часто можно установить, исследуя меньшее количество отведений.С другой стороны, с целью диагностики морфологических изменений (например, ишемии миокарда) возможность сделать это увеличивается по мере увеличения количества отведений. ЭКГ в 12 отведениях — это компромисс между чувствительностью, специфичностью и выполнимостью. Очевидно, что наличие 120 отведений (что было протестировано в нескольких исследованиях острого инфаркта миокарда) улучшит чувствительность для многих состояний за счет специфичности и, безусловно, осуществимости. Другая крайность: использование только одного отведения позволило бы диагностировать несколько аритмий, но, конечно, не все, и, что более важно, не позволило бы диагностировать морфологические изменения в сердце.Позже станет ясно, почему для диагностики морфологических изменений необходимо несколько отведений.

Бумага для ЭКГ

Электрокардиограф представляет одну диаграмму для каждого отведения. Напряжение представлено по вертикальной (Y) оси, а время по горизонтальной (X) оси диаграммы. На листе ЭКГ маленьких клеток (тонкие линии) и больших клеток (жирные линии). Маленькие коробки представляют собой квадраты со стороной 1 мм 2 , внутри каждой большой коробки находится 5 маленьких коробок.См. Рисунок 15 .

При нормальном усилении (калибровка) 10 мм по вертикальной оси соответствует 1 мВ. Таким образом, 1 мм соответствует 0,1 мВ. Амплитуда (высота) волны/отклонения измеряется от максимума волны/отклонения до базовой линии (также называемой изоэлектрической линией ).

Скорость бумаги для ЭКГ обычно составляет 25 мм/с или 50 мм/с (для более длинных записей можно использовать 10 мм/с). Все современные аппараты ЭКГ могут переключаться между этими скоростями бумаги, и выбор скорости не влияет ни на один аспект интерпретации ЭКГ (хотя волны лучше очерчиваются при скорости 50 мм/с).Любой, кто хочет стать специалистом в интерпретации ЭКГ, должен освоить любую скорость бумаги. На рисунке ниже ( Рисунок 15 ) показаны различия между 50 мм/с и 25 мм/с. Этот рисунок следует внимательно изучить и обратить внимание на различия по оси X (относительно оси Y различий нет). Для представления ЭКГ в этом курсе будут использоваться как 25 мм/с, так и 50 мм/с.

Рисунок 15. Сетка ЭКГ.

Как видно из Рисунок 15 :

  • 1 маленькая коробка (1 мм) 0.02 секунды (20 миллисекунд) при 50 мм/с.
  • 1 маленькое поле (1 мм) соответствует 0,04 секунды (40 миллисекунд) при 25 мм/с.
  • 1 большое поле (5 мм) соответствует 0,1 секунды (100 миллисекунд) при 50 мм/с.
  • 1 большая рамка (5 мм) соответствует 0,2 секунды (200 миллисекунд) при 25 мм/с.

Читатель должен знать эти различия, так как часто необходимо вручную измерять продолжительность различных волн и интервалов на ЭКГ.

Отведение отведений ЭКГ

Каждое отведение представляет собой разность электрических потенциалов, измеренных в двух точках пространства.Самые простые отведения состоят из двух электродов. Электрокардиограф определяет один электрод как исследующий (положительный), а другой — как контрольный (отрицательный). Однако в большинстве отведений эталон фактически состоит из комбинации двух или трех электродов. Независимо от того, как настроены исследуемый электрод и эталон, векторы оказывают одинаковое влияние на кривую ЭКГ. Вектор, направленный к исследуемому электроду, дает положительную волну/отклонение и наоборот .См. Рисунок 16 .

Рисунок 16. Электрокардиограф генерирует отведение ЭКГ, сравнивая разность электрических потенциалов в двух точках в пространстве. В самых простых отведениях эти две точки являются двумя электродами (показаны на этом рисунке). Один электрод служит исследуемым электродом (положительным), а другой электродом сравнения. Электрокардиограф сконструирован таким образом, что электрический ток, идущий к исследуемому электроду, вызывает положительное отклонение, и наоборот.

Анатомические плоскости и отведения ЭКГ

Электрическую активность сердца можно наблюдать в горизонтальной плоскости и во фронтальной плоскости. Способность электрода обнаруживать векторы в определенной плоскости зависит от того, как наклонен электрод по отношению к плоскости, что, в свою очередь, зависит от размещения зонда и контрольной точки.

В педагогических целях рассмотрим отведение с одним электродом, размещенным на голове, и другим электродом, размещенным на левой ноге. Угол этого отведения должен быть вертикальным, от головы до стопы.Это отведение расположено под углом во фронтальной плоскости и в первую очередь будет обнаруживать векторы, движущиеся в этой плоскости. См. Рисунок 17, панель A . Теперь рассмотрим отведение с электродом, расположенным на грудине, и другим электродом, расположенным на спине (на том же уровне). Это отведение будет проходить под углом от спины к передней стенке грудной клетки, которая является горизонтальной плоскостью. Это отведение в первую очередь будет записывать векторы, перемещающиеся в этой плоскости. Схематическое изображение представлено на Рис. 15. См. Рис. 17, панель B .

Рисунок 17. Схематическое изображение угла отведений от конечностей и грудных отведений.

В отведениях от конечностей, которых шесть (I, II, III, aVF, aVR и aVL), исследующий электрод и референтная точка расположены во фронтальной плоскости. Таким образом, эти отведения отлично подходят для обнаружения векторов, перемещающихся во фронтальной плоскости. Грудные (прекардиальные) отведения (V1, V2, V3, V4, V5 и V6) имеют исследовательские электроды, расположенные спереди на грудной стенке, и референтную точку, расположенную внутри грудной клетки. Следовательно, грудные отведения отлично подходят для обнаружения векторов, перемещающихся в горизонтальной плоскости.

Как отмечалось ранее, только три отведения, а именно отведения I, II и III (которые на самом деле являются исходными отведениями Виллема Эйнтховена), получаются с использованием только двух электродов. Остальные девять отведений используют эталон, который состоит из среднего значения двух или трех электродов. Это будет выяснено в ближайшее время.

Рисунок 18. Организация отведений от конечностей. Обратите внимание, что электрод на правой ноге не входит ни в один из отведений, а служит проводом заземления. Отведения I, II и III являются исходными отведениями Эйнтховена, и они могут быть представлены треугольником Эйнтховена (нижняя панель).Отведения aVR, aVL и aVF были сконструированы Гольдбергером; их контрольной точкой является среднее значение двух электродов. Отведение aVR можно инвертировать в отведение -aVR, что рекомендуется, поскольку это может облегчить интерпретацию. Все современные аппараты ЭКГ способны отображать как aVR, так и -aVR.

Принципы отведений от конечностей

Отведения I, II, III, aVF, aVL и aVR получены с помощью трех электродов, которые размещаются на правой руке, левой руке и левой ноге. Учитывая расположение электродов по отношению к сердцу, эти отведения в первую очередь обнаруживают электрическую активность во фронтальной плоскости. На рис. 18 показано, как электроды соединяются для получения этих шести отведений.

Чтобы объяснить происхождение отведений от конечностей, в качестве примеров будут использоваться отведения I и отведения aVF.

При рассмотрении отведения I электрод на правой руке служит эталоном, тогда как электрод на левой руке служит электродом для исследования. Это означает, что вектор, двигающийся справа налево, должен давать положительное отклонение в отведении I. Обратите внимание, что отведение I определяет 0° во фронтальной плоскости (, рис. 18, , система координат на верхней панели).Это также означает, что отведение I «видит» сердце под углом 0°. В клинической практике это обычно выражается так, как будто отведение I «видит боковую стенку левого желудочка». Те же принципы применимы к отведению II и отведению III.

В отведении aVF электрод на левой ноге служит в качестве исследуемого электрода, а эталон фактически составляется путем вычисления среднего значения электродов на руке. Среднее значение электродов на руках дает ссылку непосредственно к северу от электрода на левой ноге. Таким образом, любой вектор, перемещающийся вниз в грудной клетке, должен давать положительную волну в отведении aVF.Угол, под которым отведение aVF показывает электрическую активность сердца, составляет 90° (, рис. 18, ). В клинической практике это обычно выражается так, как будто отведение aVF «видит нижнюю стенку левого желудочка». Те же принципы применимы к отведению aVR и aVL.

Отведения II, aVF и III называются отведениями от нижних конечностей , поскольку они в основном наблюдают за нижней стенкой левого желудочка ( Рисунок 18, система координат на верхней панели ). Отведения aVL, I и -aVR называются боковыми отведениями от конечностей , потому что они в основном обследуют боковую стенку левого желудочка.Обратите внимание, что отведение aVR отличается от отведения –aVR (обсуждается ниже).

Все шесть отведений от конечностей представлены в системе координат, которая показана в правой части Рисунок 18 (панель A). Расстояние между каждым отведением составляет 30°, за исключением промежутка между отведением I и отведением II. Чтобы устранить этот разрыв, отведение aVR можно инвертировать в отведение –aVR. Оказывается, это действительно имеет смысл, поскольку облегчает интерпретацию ЭКГ (например, интерпретацию ишемии и электрической оси). Представлен ли свинец aVR или –aVR, зависит от национальных традиций.В США отведение aVR используется чаще, чем -aVR. Тем не менее, все современные аппараты ЭКГ способны отображать как aVR, так и -aVR, и рекомендуется использовать -aVR, поскольку это облегчает интерпретацию ЭКГ. В любом случае клиницист может легко переключаться между aVR и -aVR без настройки аппарата ЭКГ; это делается простым переворачиванием кривой ЭКГ вверх ногами.

Далее следует более подробное обсуждение отведений от конечностей.

Отведения ЭКГ I, II и III (оригинальные отведения Виллема Эйнтховена)

Отведения I, II и III сравнивают разность электрических потенциалов между двумя электродами.Отведение I сравнивает электрод на левой руке с электродом на правой руке, первый из которых является исследующим электродом. Говорят, что отведение I наблюдает за сердцем «слева», потому что его исследовательский электрод расположен слева (под углом 0°, см. рис. 18 ). Отведение II сравнивает левую ногу с правой рукой, при этом ножной электрод является исследующим электродом. Следовательно, отведение II наблюдает за сердцем под углом 60°. Отведение III сравнивает левую ногу с левой рукой, при этом ножной электрод является исследующим.Отведение III исследует сердце под углом 120° (, рис. 18, ).

Отведения I, II и III — оригинальные отведения, сконструированные Вильгельмом Эйнтховеном. Пространственная организация этих отведений образует в грудной клетке треугольник ( треугольник Эйнтховена ), который представлен на рис. 18 , панель B .

Согласно закону Кирхгофа сумма всех токов в замкнутой цепи должна быть равна нулю. Поскольку треугольник Эйнтховена можно рассматривать как контур, к нему должно применяться то же правило.Таким образом возникает закон Эйнтховена :

Закон Эйнтховена.

Этот закон подразумевает, что сумма потенциалов в отведениях I и III равна потенциалам в отведениях II. В клинической электрокардиографии это означает, что амплитуда, например, зубца R в отведении II равна сумме амплитуд зубца R в отведении I и III. Отсюда следует, что нам нужно знать информацию только в двух отведениях, чтобы рассчитать точный внешний вид оставшегося отведения. Следовательно, эти три отведения на самом деле несут две порции информации, наблюдаемые под тремя углами.

Отведения ЭКГ aVR, aVF и aVL (отведения Гольдбергера)

Эти выводы были первоначально сконструированы Голдбергером. В этих отведениях исследуемый электрод сравнивается с контрольным, который основан на среднем значении двух других электродов конечностей. Буква A Стенды для дополнены , V для Напряжение и R правая рука , L левой рукой и F футов .

В aVR правая рука является исследуемым электродом, а эталон составляется путем усреднения левой руки и левой ноги.Отведение aVR можно инвертировать в отведение -aVR (что означает, что точка исследования и ориентир поменялись местами), что идентично aVR, но перевернуто. Есть три преимущества преобразования aVR в –aVR:

  1. – aVR заполняет промежуток между отведениями I и II в системе координат.
  2. –aVR облегчает расчет электрической оси сердца.
  3. –aVR улучшает диагностику острой ишемии/инфаркта (нижней и боковой ишемии/инфаркта).

Несмотря на эти преимущества, свинцовый aVR, к сожалению, все еще используется в США и многих других странах.К счастью, все современные аппараты ЭКГ можно настроить для отображения либо aVR, либо -aVR. Мы рекомендуем использовать -aVR, но для целей этого курса мы часто будем представлять оба отведения. Если показан только один из этих лидов, читатель может просто перевернуть его вверх ногами, чтобы увидеть желаемый лид. Наконец, следует отметить, что очень немногие диагнозы ЭКГ зависят от отведений aVR/–aVR.

В отведении aVL исследуется электрод на левой руке, и отведение смотрит на сердце под углом –30°. В отведении aVF исследовательский электрод размещается на левой ноге, поэтому в этом отведении происходит наблюдение за сердцем прямо с юга.

Поскольку отведения Годльбергера состоят из тех же электродов, что и отведения Эйнтховена, неудивительно, что все эти отведения демонстрируют математическое соотношение. Уравнения следуют:

Уравнения Гольдбергера.

Из этого следует, что волны ЭКГ в отведении aVF в любой момент времени представляют собой среднее отклонение ЭКГ в отведениях II и III. Следовательно, отведения aVR/–aVR, aVL и aVF можно рассчитать, используя отведения I, II и IIII, и, следовательно, эти отведения (aVF, aVR/–aVR, aVL) не дают никакой новой информации, а вместо этого дают новые углы обзора. такая же информация.

Анатомические аспекты отведений от конечностей

  • II, aVF и III: называются нижними (диафрагмальными) отведениями от конечностей , и они в первую очередь исследуют нижнюю часть левого желудочка.
  • aVL, I и -aVR: называются боковыми отведениями от конечностей , и они в основном исследуют боковую сторону левого желудочка.

Грудные отведения (прекардиальные отведения)

Рис. 19. Грудные (прекардиальные) отведения.WCT = центральный терминал Уилсона.

Фрэнк Уилсон и его коллеги построили центральный терминал, позже названный Центральным терминалом Уилсона (WCT) . Этот терминал является теоретическим ориентиром, расположенным примерно в центре грудной клетки, точнее в центре треугольника Эйнтховена. WCT рассчитывается путем подключения всех трех электродов конечностей (через электрическое сопротивление) к одному терминалу. Этот терминал будет представлять собой среднее значение электрических потенциалов, зарегистрированных на электродах конечностей.В идеальных условиях сумма этих потенциалов равна нулю (закон Кирхгофа). WCT служит точкой отсчета для каждого из шести электродов, которые располагаются спереди на грудной клетке. Грудные отведения получаются путем сравнения электрических потенциалов в WCT с потенциалами, зарегистрированными каждым из электродов, размещенных на грудной стенке. На грудной стенке имеется шесть электродов и, следовательно, шесть грудных отведений (, рис. 19, ). Каждое грудное отведение предлагает уникальную информацию, которую нельзя получить математически из других отведений.Поскольку исследуемый электрод и эталон расположены в горизонтальной плоскости, эти отведения в основном наблюдают за векторами, движущимися в этой плоскости.

Размещение нагрудных (прекардиальных) электродов
  • V1: четвертое межреберье справа от грудины.
  • V2: четвертое межреберье слева от грудины.
  • V3: размещается по диагонали между V2 и V4.
  • V4: между 5 и 6 ребром по среднеключичной линии.
  • V5: размещается на том же уровне, что и V4, но по передней подмышечной линии.
  • V6: размещается на том же уровне, что и V4 и V5, но по средней подмышечной линии.

Волосы на грудной клетке следует сбрить перед размещением электродов. Это повышает качество регистрации.

Анатомические аспекты грудных (прекардиальных) отведений
  • V1-V2 («перегородочные отведения»): в первую очередь исследуется межжелудочковая перегородка, но иногда могут обнаруживаться изменения ЭКГ, исходящие из правого желудочка. Обратите внимание, что ни одно из отведений на ЭКГ с 12 отведениями не подходит для обнаружения векторов правого желудочка.
  • V3-V4 («передние отведения»): осмотр передней стенки левого желудочка.
  • V5-V6 («переднебоковые отведения»): осмотр боковой стенки левого желудочка.

На рис. 20 показаны комбинированные изображения всех отведений на ЭКГ в 12 отведениях.

Рисунок 20. ЭКГ в 12 отведениях регистрирует информацию об электрической активности левого желудочка (и не столько правого желудочка). Как видно на рисунке выше, левый желудочек имеет форму пули.Левый желудочек традиционно делится на четыре стенки, и на рисунке выше показано, какие отведения лучше всего наблюдают за электрической активностью каждой стенки.

Представление отведений ЭКГ

Отведения ЭКГ могут быть представлены в хронологическом порядке (т. е. I, II, III, aVL, aVR, aVL, от V1 до V6) или в соответствии с их анатомическими углами. Хронологический порядок не учитывает, что все отведения aVL, I и -aVR рассматривают сердце под одинаковым углом, и размещение их рядом друг с другом может улучшить диагностику. Следует отдать предпочтение системе Cabrera .В системе Cabrera отведения располагаются в анатомическом порядке. Отведения от нижних конечностей (II, aVF и III) совмещены, то же самое касается отведений от боковых конечностей и грудных отведений. Как упоминалось ранее, инвертирование отведения aVR в –aVR дополнительно улучшает диагностику. Все современные аппараты ЭКГ могут отображать отведения по системе Кабрера, которой всегда следует отдавать предпочтение. На приведенной ниже ЭКГ показан пример раскладки Кабреры с инвертированным aVR в -aVR. Обратите внимание на четкий переход между кривыми в соседних отведениях.

Рисунок 21. Представление отведений ЭКГ в соответствии с форматом Cabrera и aVR, инвертированным в –aVR.

Дополнительные (дополнительные) отведения ЭКГ

Существуют состояния, которые могут быть упущены при использовании ЭКГ в 12 отведениях. К счастью, исследователи подтвердили использование дополнительных отведений для улучшения диагностики таких состояний. Они сейчас обсуждаются.

Ишемия/инфаркт правого желудочка: отведения ЭКГ V3R, V4R, V5R и V6R

Инфаркт правого желудочка нетипичен, но может возникнуть при проксимальной окклюзии правой коронарной артерии.Ни одно из стандартных отведений на ЭКГ с 12 отведениями не подходит для диагностики инфаркта правого желудочка. Тем не менее, V1 и V2 могут иногда отображать изменения ЭКГ, свидетельствующие об ишемии правого желудочка. В таких случаях рекомендуется размещать дополнительные отведения на правой стороне грудной клетки. Это отведения V3R, V4R, V5R и V6R, которые размещаются в тех же анатомических местах, что и их левосторонние аналоги. См. Рисунок 22 .

Рис. 22. Правосторонние грудные отведения при инфаркте правого желудочка.Эти отведения следует подключать при подозрении на инфаркт правого желудочка.

Заднебоковая ишемия/инфаркт: ЭКГ в отведениях V7, V8 и V9

Принимая во внимание ишемию и инфаркт миокарда, подъем сегмента ST (обсуждается ниже) является тревожным признаком, поскольку указывает на наличие обширной ишемии. Ишемические подъемы сегмента ST часто сопровождаются депрессиями сегмента ST в отведениях ЭКГ, которые смотрят на вектор ишемии под противоположным углом. Поэтому такие депрессии сегмента ST называются реципрокными депрессиями сегмента ST, потому что они являются зеркальным отражением подъемов сегмента ST.Однако, поскольку сердце в грудной клетке повернуто приблизительно на 30° влево (, рис. 23, ), базальные части боковой стенки левого желудочка располагаются несколько кзади (поэтому ее называют заднебоковой стенкой). Электрическая активность, исходящая из этой части левого желудочка (отмечена стрелкой в ​​ рис. 23 ), не может быть легко обнаружена в стандартных отведениях, но реципрокные изменения (депрессия сегмента ST) обычно наблюдаются в V1–V3.Для выявления элеваций сегмента ST, расположенных кзади, необходимо прикрепить отведения V7, V8 и V9 на спине пациента.

Обратите внимание, что инфаркт правого желудочка и заднебоковой инфаркт будут подробно обсуждаться позже.

Рис. 23. Задние грудные отведения могут выявить инфаркт миокарда с подъемом сегмента ST сзади. Эти отведения должны быть подключены к пациенту, если ЭКГ вызывает подозрение на заднелатеральную ишемию.

Альтернативные системы отведений ЭКГ

Рисунок 24.Альтернативные системы отведений ЭКГ.

Традиционное размещение электродов в некоторых ситуациях может быть неоптимальным. Электроды, расположенные дистально на конечностях, будут фиксировать слишком сильное мышечное напряжение во время пробы с физической нагрузкой; электроды на стенке грудной клетки могут быть неуместны в случае реанимации и эхокардиографического исследования и т. д. Были предприняты усилия по поиску альтернативных мест размещения электродов, а также по уменьшению количества электродов без потери информации. В общем, системы отведений с менее чем 10 электродами можно использовать для вычисления всех стандартных отведений на ЭКГ в 12 отведениях.Такие рассчитанные кривые ЭКГ очень похожи на исходные кривые ЭКГ в 12 отведениях с некоторыми незначительными отличиями, которые могут повлиять на амплитуды и интервалы.

Как правило, модифицированные системы отведений полностью способны диагностировать аритмии, но следует соблюдать осторожность при использовании этих систем для диагностики морфологических состояний (например, ишемии), которые зависят от критериев амплитуды и интервалов (поскольку альтернативное размещение электродов может повлиять на эти показатели). переменные и вызывают ложноположительные и ложноотрицательные критерии ЭКГ).Действительно, в условиях ишемии миокарда один миллиметр может оказаться опасным для жизни.

Системы отведений с уменьшенными электродами по-прежнему ежедневно используются для выявления эпизодов ишемии у госпитализированных пациентов. Это объясняется тем, что при непрерывном мониторинге, т. е. при оценке изменений ЭКГ во времени, начальная запись ЭКГ не имеет большого значения. Вместо этого интерес представляет динамика ЭКГ, и в этом случае первоначальная запись не представляет большого интереса.

Система отведений ЭКГ Mason-Likar

Система отведений

Мейсона-Ликара просто подразумевает, что электроды конечностей были перемещены на туловище. Используется при всех видах мониторинга ЭКГ (аритмии, ишемии и т.д.). Он также используется для проб с физической нагрузкой (поскольку он позволяет избежать мышечных нарушений конечностей). Как указывалось выше, первоначальная запись может немного отличаться (по амплитуде), поэтому диагностировать ишемию на исходной записи нельзя. Однако для мониторинга ишемии с течением времени Mason-Likar является эффективной системой.См. Рисунок 24 A .

Размещение электродов

Левый и правый плечевые электроды перемещаются на туловище, на 2 см ниже ключицы, в подключичной ямке ( Рисунок 24 A ). Электрод левой ноги размещают по передней подмышечной линии между гребнем подвздошной кости и последним ребром. Правый ножной электрод можно расположить над гребнем подвздошной кости с правой стороны. Расположение грудных отведений не изменено.

Системы с уменьшенными отведениями ЭКГ

Как упоминалось выше, можно построить (математически) систему из 12 отведений с менее чем 10 электродами.В общем, системы отведений, полученные математическим путем, генерируют кривые ЭКГ, которые почти идентичны обычной ЭКГ с 12 отведениями, но только почти. Наиболее часто используемые лид-системы — Frank’s и EASI.

Фрэнк ведет

Система Франка является наиболее распространенной из систем сокращения потенциальных клиентов. Он генерируется с помощью 7 электродов (рис. 22 Б). Используя эти отведения, получают 3 ортогональных отведения (X, Y и Z). Эти отведения используются в векторкардиографии (ВКГ). Ортогональный означает, что отведения перпендикулярны друг другу.Эти отведения обеспечивают трехмерное изображение сердечного вектора во время сердечного цикла. Векторы представлены в виде петлевых диаграмм с отдельными петлями для P-, QRS-, T- и U-вектора. Однако ВКГ можно аппроксимировать по ЭКГ в 12 отведениях, и наоборот, ЭКГ в 12 отведениях можно аппроксимировать по ВКГ. Однако за последние десятилетия ВКГ сильно потеряла позиции, поскольку стало очевидным, что ВКГ имеет очень низкую специфичность для большинства состояний. VCG больше не будет обсуждаться здесь.

Размещение электродов

Электроды располагают горизонтально в пятом межреберье.

  • A устанавливается в средней подмышечной впадине слева.
  • C помещается между E и A.
  • H размещается на шее.
  • E размещается на грудине.
  • I устанавливается в средней подмышечной впадине справа
  • M размещается на позвоночнике.
  • F размещается на левой лодыжке.

Свинец X получен из A, C и I.Свинец Y получен из F, M и H. Свинец Z получен из A, M, I, E и C.

Провода EASI

EASI обеспечивает хорошее приближение к обычной ЭКГ в 12 отведениях. Однако EASI также может генерировать кривые ЭКГ с амплитудой и продолжительностью, которые отличаются от ЭКГ в 12 отведениях. Эта система отведений создается с использованием электродов I, E и A из отведений Франка и путем добавления электрода S на рукоятку. EASI также предоставляет ортогональную информацию. См. рисунок 22.

Следующая глава

Формат Cabrera ЭКГ в 12 отведениях

 Связанные главы

Электрофизиология сердца: потенциалы действия, автоматизм, электрические векторы

Интерпретация ЭКГ: как читать электрокардиограмму (ЭКГ)

Видеолекция по интерпретации ЭКГ

Посмотреть все главы в Введение в интерпретацию ЭКГ .

границ | Недорогой электрод в сборе для записи ЭЭГ у мышей

Введение

Использование животных для моделирования патологии заболеваний человека потребовало разработки технологии для исследования эффектов экспериментальных вмешательств у субъектов, для которых существующее оборудование, предназначенное для визуализации, записи или измерения физиологии человека, не подходит из-за различий между людьми и животными. по размеру, другим физическим характеристикам и соответствию требованиям к оборудованию.Одной из таких физиологических записей является электроэнцефалография (ЭЭГ), запись изменений электрических потенциалов на поверхности мозга через скальп или череп, которые являются результатом потока ионов через нервные мембраны и мерой активности нейронов (Petsche et al., 1984). ЭЭГ обычно используется в клинических исследованиях и диагностике заболеваний, а с появлением компьютерного количественного анализа также используется для количественной оценки эффектов фармакологических, диетических или генетических изменений в научных исследованиях (Shipton, 1975; Bronzino, 1984). .

Процесс ЭЭГ у людей включает в себя прикрепление электродов непосредственно к коже головы с помощью клея или ношение шапочки с прикрепленными электродами, с проводами, соединяющими электроды с записывающим оборудованием. Этот процесс выигрывает от послушного субъекта и ограничивает подвижность, поэтому его трудно использовать в экспериментах, требующих бодрствующих и подвижных животных. Достижения в области миниатюризации записывающего оборудования привели к появлению беспроводных устройств для записи ЭЭГ, которые можно имплантировать животному или закрепить на голове животного, обеспечивая мобильность животного во время записи и позволяя вести запись в течение нескольких часов и даже дней (Higashi et al., 1979). Такие устройства включают либо телеметрию, либо данные, сохраненные на микрочипе, и обычно требуют вставки винтов в отверстия, просверленные в черепе, прикрепления винтов с помощью цианоакрилатного клея к поверхности черепа или прикрепления предварительно изготовленного головного крепления с помощью винтов и стоматологического цемента, что требует длительные и инвазивные хирургические процедуры и дорогостоящие материалы. Винты или головные крепления часто соединяются с проводами с помощью пайки или клея, которые могут образовывать непрочные соединения или мешать проводимости электрического сигнала.

В наших первоначальных экспериментах с использованием устройства Neurologger (TSE Systems) для записи ЭЭГ у мышей мы использовали протокол и электродный материал, предоставленный TSE Systems, который требует пайки и винтов, либо вставленных в просверленные отверстия, либо приклеенных на поверхность череп. Протокол TSE также требует удаления и повторной установки штифтов винтовых проводов в соединительный блок, пока животное находится под наркозом, что увеличивает риск повреждения паяных соединений и приводит к длительной хирургической процедуре.Используя этот протокол, мы столкнулись со значительной частотой неудач, как правило, с ошибкой связи между нервной тканью и записывающим устройством с одним или несколькими электродами и снижением переносимости длительной операции у старых мышей.

Поэтому мы разработали новый метод, сочетающий изготовление простого жгута проводов с изолированными электродами из посеребренной медной проволоки, что позволило отказаться от винтов, припоя и клея в сборке электродов и исключить процесс повторной вставки штифтов в разъем во время операции.Этот метод приводит к электродам с непосредственным контактом с мозговой тканью и минимальным аппаратным креплением головы. Головное крепление хорошо переносится и остается на животном в течение месяца и более, и, что наиболее важно, эти процедуры упрощают процесс имплантации, что приводит к быстрой и эффективной операции, сводящей к минимуму дискомфорт для животного и способствующей быстрому выздоровлению. Процедуры были разработаны с использованием лабораторного и хирургического оборудования, обычно используемого в лабораториях для исследований на животных, а также легкодоступных инструментов и материалов.Это значительно облегчает внедрение беспроводных устройств записи ЭЭГ в исследованиях на животных.

Материалы и методы

Все процедуры были одобрены Институциональным комитетом по уходу и использованию животных Калифорнийского университета в Ирвине. Материалы для изготовления и имплантации узла электродов легко доступны в магазинах электроники или в Интернете.

Подготовка компонентов для сборки электродного соединителя (встроенная ссылка на видео 1)

Узел электродов состоит из трех основных компонентов: блока 6-контактного разъема, штырей, соединяющих блок с отведениями, и отведений с записывающими электродами на концах (рис. 1).Первым шагом является изготовление блока разъемов с 6 контактами из прилагаемого блока разъемов с 25 контактами. Для этого отсчитайте 7 контактов, получив один жертвенный контакт, а затем разрежьте между 7-м и 8-м контактом большего 25-контактного блока разъемов. Обрежьте излишки булавки и материала, чтобы у вас получилось 6 булавок, составляющих один 6-контактный блок.

Рисунок 1 . Три основных компонента 6-контактного разъема электрода в сборе. Узел 6-контактного разъема электродов состоит из 6-контактного блока, штырей и записывающих выводов/проводов, 1 из которых служит заземляющим электродом, а 4 — электродами АЦП.

Затем подготовьте стойки, которые создаются из ножек стандартных 3 мм светодиодов. Диаметр каждой ножки светодиода составляет 0,5 мм и надежно входит в отверстия штыревого блока. Используйте наждачную бумагу или абразивную губку, чтобы очистить ножки светодиода от окисления. Макетная плата электронного конструктора содержит светодиоды и компоненты для процесса сборки. Отрежьте светодиодный компонент как лом, оставив две ножки светодиода длиной 20 мм, которые будут использоваться в качестве столбов для подключения выводов к блоку 6-контактного разъема. После создания постов следующим шагом будет защита соединения лида с постом с помощью процесса «wire-wrap».Есть 2 отдельных типа лидов. Один провод будет служить заземлением и эталонным проводом и будет подключаться к 2 контактам в блоке разъемов. Остальные 4 вывода являются АЦП или сигнальными выводами, и каждый из них подключается отдельно к одному столбу и одному контакту в блоке разъемов.

Создание опорного провода (встроенная ссылка на видео 2)

Для изготовления заземления и эталонного вывода, имеющего 1 вывод для 2-контактных соединений, требуется всего 1 штырь из 1 ножки светодиода. Полностью вставить 1 пост в макет дизайнера.Чтобы намотать подводящий провод к стойке, зачистите черный изолированный провод длиной 25 мм и вставьте зачищенный участок в маленькое отверстие на внешнем крае инструмента для намотки проводов. Когда зачищенный участок провода полностью вставлен в краевое отверстие инструмента, поместите центральное отверстие инструмента для намотки проволоки полностью на стержень, удерживаемый в макетной плате, пока инструмент не ляжет на макетную плату. Удерживая изолированный участок провода на макетной плате, медленно поверните инструмент, чтобы надежно обернуть зачищенный участок провода вокруг стойки.Если все сделано правильно, витки будут аккуратными и плотно прилегают друг к другу, а изолированный провод не будет намотан на столб.

Уникальный провод заземления и опорного провода, подключение к 2 контактам 6-контактного блока. Таким образом, одиночная стойка согнута в тугую букву «U» с оберткой на вершине кривой. Для этого удерживайте стойку острогубцами за витки. Затем согните стойку в тугую букву «U». После изгиба в тугую букву «U» черный провод теперь функционально соединен с двумя параллельными отрезками стойки, которые после обрезки до «длины штифта» будут вставлены в отверстия 5 и 6 штыревого соединителя.Сожмите букву «U» близко друг к другу, чтобы она соответствовала ширине приемных отверстий в 6-контактном блоке. Чтобы штифты и блок правильно соединились, около 3 мм штифта выходит за пределы обертки. Это примерно такая же длина, что и штифты, которые проходят с противоположной стороны штифтового блока. Вставьте 2 стойки буквы «U» в последние 2 отверстия в 6-контактном блоке, соответствующие контактам 5 и 6. Убедитесь, что стойки надежно вставлены в блок. Проверьте целостность цепи между контактами 5 и 6 с помощью цифрового мультиметра, чтобы убедиться в наличии механического соединения между подводящим проводом и обоими контактами после вставки.

Термоусадочная трубка на открытом проводе на обмотке провода обеспечивает 2 вещи: (1) электрическую изоляцию от соседних обернутых контактов и (2) разгрузку провода от натяжения. Отрежьте небольшой (~ 5 мм) кусок термоусадочной трубки — ровно столько, чтобы закрыть открытые витки и небольшой участок изолированного провода. Наденьте термоусадочную трубку на открытый вывод и обернутую часть штифта, входящую в штифтовой блок. Используйте микрогорелку, чтобы усадить трубку на обертку и свинец вставленного штифта. Снимите изоляцию с провода, чтобы оставить около 10 мм изолированного провода за пределами обмотки.Сразу за изоляцией на противоположном конце провода обрежьте примерно 0,5 мм неизолированного провода. Это будет записывающий электрод, который будет аккуратно имплантирован в отверстие, просверленное в черепе мыши. При снятии изоляции старайтесь крепко удерживать только провод.

Создание выводов аналогово-цифрового канала (АЦП) (встроенная ссылка на видео 3)

Следующим шагом является подключение 4 выводов АЦП. Так как на каждую сборку требуется 4 вывода, подготовьте 4 стойки из ножек по 2 светодиода.Каждый вывод АЦП будет иметь только 1 вывод, подключенный к 1 штырьку, который будет вставлен в 1 отверстие в 6-контактном блоке. Во время хирургического процесса полезно различать отведения ADC по различному цвету изоляции. Следуйте той же процедуре наматывания проводов, что и раньше, для каждого провода АЦП. Обмотка проволоки должна быть плотной и равномерно распределенной. Для выводов АЦП обрежьте и удалите стержень над обмоткой провода, где начинается изолированный участок провода, чтобы обмотки находились на стержне, где начинается изоляция провода. Обрежьте стойку ниже витков проволоки, чтобы создать открытую стойку примерно на 3 мм ниже витков.Вставьте 3-миллиметровую открытую стойку в отверстие 4 в штыревом блоке рядом с проводом заземления в отверстиях 5 и 6, пока он не будет полностью и надежно вставлен. Зачистите задний конец провода, чтобы от обернутого столба отходило около 10 мм изолированного провода. Обрежьте зачищенный участок провода, чтобы оставить только 0,5 мм неизолированного провода на конце провода, который будет служить записывающим электродом. Повторите этот процесс для оставшихся 3 выводов АЦП, помещая каждый новый вывод в следующее соседнее отверстие. Установка термоусадочной трубки на каждую стойку и обмотку невозможна из-за ограничений по размеру.Изолирующая чередующаяся обмотка столбов может обеспечить изоляцию и разгрузку натяжения между столбами. Проверьте непрерывность, чтобы убедиться, что электрические соединения между каждым штырем блока и концом каждого провода не повреждены. Убедитесь, что только контакты, которые подключены к проводам, имеют непрерывность и что между соседними контактами, обмотками или электродами нет коротких замыканий или соединений. Стерилизуйте собранную сборку дезинфицирующим средством для твердых поверхностей, таким как Cetylcide-II, в соответствии с указаниями производителя. Не автоклавируйте сборку.

Подготовка к хирургической имплантации электродов (встроенная ссылка на видео 4)

Подготовьте мышь к операции и анестезируйте ее, затем поместите мышь в стереотаксическое устройство. Поднимите часть кожи головы щипцами, чтобы сделать надрез через приподнятую область. Затем вырежьте каплевидный кусок кожи головы, охватывающий места имплантации электродов, удалив кожу головы и все подлежащие ткани, чтобы обнажить голый череп. Тампоном открытый череп с 70% этанолом, чтобы удалить оставшуюся ткань и очистить череп.Найдите брегму или любую другую контрольную точку, которую вы будете использовать для определения стереотаксического местоположения. Вставьте маркер в стереотаксическое устройство, отцентрируйте ручку на брегме (или выбранной вами точке) и используйте функцию микрометра стереотаксического устройства и ручки, чтобы найти и отметить места имплантации электродов относительно вашей контрольной точки. С помощью стерилизованного сверла того же диаметра, что и электроды, просверлите отверстия, проникающие в череп в каждом отмеченном месте электрода, стараясь не попасть в мозг.Череп обесцветится, когда сверло проникнет внутрь. Удалите сверло, если появится кровь или резкое падение сопротивления, так как это указывает на проникновение в череп. Соберите материал черепа со сверла стерильной тканью или марлей с 70% этанолом после сверления каждого отверстия. Сотрите кровь тампоном, чтобы она не свернулась, и заткните отверстие.

Имплантация электродов (встроенная ссылка на видео 5)

Поместите блок электродов в нужное место на спину мыши, удерживая штырьковый блок параллельно спине мыши, и с помощью щипцов согните провода электродов, чтобы они совпали с просверленными отверстиями.Загрузите наконечник для загрузки геля в пипетку на 20 мкл с помощью Vetbond, нажав на поршень пипетки, вставив гелевый наконечник в бутылку Vetbond, перевернув бутылку и слегка встряхнув ее, чтобы клей оседал на кончике бутыли, а затем вытяните Vetbond в гелевый наконечник с помощью поршня пипетки. Vetbond остается жидким в наконечнике не менее 10–15 минут. Используйте изогнутые зубчатые щипцы, чтобы вставить провода электродов в просверленные отверстия, затем закрепите каждый провод на черепе с помощью 2–3 мкл Vetbond.Следите за тем, чтобы Vetbond не попал мышам в глаза или не попал в пустые просверленные отверстия. Держите под рукой стерильный ватный тампон, чтобы вытереть излишки Vetbond. Повторите процесс установки и закрепления остальных электродов.

Прикрепление узла электрода к голове мыши (встроенная ссылка на видео 6)

Используйте стоматологический цемент, чтобы дополнительно закрепить электроды в черепе и построить пьедестал для поддержки записывающего устройства. Смешайте смолу с цементным порошком и нанесите цемент вокруг всех электродов, покрывая весь открытый череп и следя за тем, чтобы цемент не попал в глаза субъекта.Держите под рукой стерильный ватный тампон, чтобы собрать капающий цемент. Расположите штыревой соединительный блок в нужном месте и полностью закройте все отведения между черепом и соединительным блоком, нанеся последующие слои стоматологического цемента, создав надежную опору из стоматологического цемента для поддержки, и закрепите штыревой соединитель. Позвольте цементу установить между слоями и предотвратить образование отверстий или зазоров, которые могут позволить мыши поймать и снять сборку. Крайне важно, чтобы поддерживающий цемент размещал контактный разъем по центру средней линии мыши и достаточно высоко, чтобы записывающее устройство не терло спину животного или не смещалось, если у животного возникнет судорога в результате введения анестезии.Убедитесь, что стоматологический цемент схватился, затем закрепите шов между цементом и кожей головы тонкой линией Vetbond. Убедитесь, что цемент и Vetbond образуют уплотнение вокруг разреза кожи головы. Проверьте непрерывность между эталонным и заземляющим электродами, чтобы убедиться, что соединения блока электродов не были нарушены в процессе имплантации. На этом хирургический процесс заканчивается.

Подключение записывающего устройства

Записывающее устройство можно прикреплять и снимать с блока имплантированных электродов без анестезии на животных, которых можно надежно удерживать.Агрессивным животным может потребоваться кратковременная анестезия для прикрепления и удаления. Последующие записи можно делать в течение месяца и более.

Результаты

Двадцати четырем мышам были имплантированы винтовые электроды, а 24 мышам имплантированы проволочные электроды. Каждому животному имплантировали 4 регистрирующих электрода, расположенных на уровне -1,34 A/P, +1,50 л; -1,34 а/ч, -1,50 л; −3,5 А/ч. +3,00 л; −3,50 А/ч. -3,00 л и один заземляющий/референтный электрод размещают при -6,00 A/P, +0,50 л относительно брегмы.Имплантация записывающего электрода считалась успешной, если электрод записывал данные, согласующиеся с другими электродами, и считалась неудачной, если показывались периоды с клиппингом сигнала как при минимальном, так и при максимальном напряжении, отсутствие изменений потенциала и/или гудение сети 60 Гц.

Новый проволочный метод сборки и имплантации электродов привел к увеличению количества успешно имплантированных электродов на 51%, в среднем с 2,5 из 4 регистрирующих электродов на мышь, обеспечивающих сигнал с помощью винтового метода, до в среднем 3.8 из 4-х регистрирующих электродов обеспечивают сигнал проводным методом (рис. 2). Неудачная имплантация обычно приводит к обрезанию сигнала (рис. 3А) с гудением сети 50 или 60 Гц из-за фоновых электромагнитных излучений (рис. 3В).

Рисунок 2 . Среднее количество успешных имплантаций электродов увеличивается на 51% при использовании проволочного метода. Новый метод проволочных электродов привел к тому, что в среднем 3,8 ± 0,08 из 4 имплантированных записывающих электродов на мышь возвращали анализируемый сигнал по сравнению со средним значением 2.5 ± 0,27 из 4 регистрирующих электродов, имплантированных на мышь с помощью метода винтовых электродов, увеличение на 51% успешных имплантаций, измеренных отдельными имплантированными электродами. Винты, n = 24 мыши; проволоки, n = 24 мыши, **** p < 0,0001. Данные анализировали с помощью двустороннего непарного t -теста. Столбики погрешностей указывают среднее значение ± SEM.

Рисунок 3 . ЭЭГ неудачной имплантации электрода. (A) Представление формы волны аналогового сигнала иллюстрирует обрезанный сигнал от неправильно имплантированного электрода ADC2, поскольку записанный сигнал превышает возможности нейролога по величине сигнала, специфичного для ЭЭГ. (B) Частотно-временное представление аналогового сигнала указывает на нарушение непрерывности между электродом и записывающим устройством с электродом ADC2, в результате чего сигнал ЭЭГ не регистрируется. Следовательно, на графике есть полоса 60 Гц, записанная от другого присутствующего электрооборудования.

Этот метод также приводит к имплантации, которая хорошо переносится животным в течение нескольких недель, и дает возможность для повторных записей после экспериментальных вмешательств. Кривые ЭЭГ, записанные у одного и того же животного через 4 дня после имплантации электрода (рис. 4) и через 1 месяц после первой записи (рис. 5), указывают на отсутствие ухудшения сигнала за этот период времени, демонстрируя устойчивость процесса имплантации электродов, включая зубной цемент. головной убор.Было проведено 4 отдельных двухдневных сеанса записи, по 1 сеансу каждую неделю в течение месяца, при этом общее время записи составило более 200 часов. Испытуемая мышь нормально ела, гнездилась и ухаживала за ней в течение месяца и была помещена в индивидуальную клетку, чтобы товарищи по клетке не могли жевать сборку.

Рисунок 4 . Запись ЭЭГ проводным методом через 4 дня после операции. Все 4 электрода регистрируют анализируемый сигнал.

Рисунок 5 . Запись ЭЭГ проводным методом через 28 дней после операции.Все 4 электрода регистрируют анализируемый сигнал без ухудшения по сравнению с 4 днями после операции.

Обсуждение

Использование животных в исследованиях в течение многих лет ограничивалось изучением болезней и патологий определенных видов животных или тестированием фармацевтических препаратов на летальность или побочные эффекты, что ограничивалось переносом на воздействие на человека. Однако использование животных для изучения болезней значительно возросло за последние 30 лет в связи с созданием генетически модифицированных (трансгенных) животных для изучения функций генов и моделирования болезней человека.Хотя многие виды животных были успешно генетически модифицированы, мыши являются наиболее часто используемыми видами, поскольку более 80% генов человека имеют соответствующие аналоги в геноме мыши (Emes et al., 2003), а их короткая продолжительность жизни сокращает время, необходимое для полные возрастные исследования, а колонии легко содержать. Теперь стало возможным имитировать патологию, характерную для болезней человека, к которым мыши обычно не восприимчивы, например, нейродегенеративные состояния болезни Альцгеймера и Паркинсона.Патологии могут затем изучаться как in vivo , так и in vitro , и потенциальные терапевтические средства могут вводиться животным для поиска кандидатов на лечение для клинических испытаний на людях. Эти генетические достижения в исследовательских технологиях требуют адаптации оборудования, предназначенного для количественной оценки изменений в физиологии человека, в соответствии с физическими и поведенческими характеристиками мышей, что в целом требует миниатюризации при сохранении надежности оборудования, чтобы оно не слишком мешало работе мыши. деятельности, но может противостоять повреждениям от обычных действий по уходу.

Возможность записи ЭЭГ у мышей привела к значительным результатам исследований, включая возрастные нарушения сна и изменения профиля ЭЭГ (Jyoti et al., 2015), а также наличие судорожной активности в мышиных моделях болезни Альцгеймера (БА) ( Palop et al., 2007), состояние, ранее редко распознаваемое у пациентов с БА из-за их когнитивного дефицита (Vossel et al., 2013). Всего несколько лет назад исследования ЭЭГ пациентов с БА были сосредоточены на нарушениях сна (Jeong, 2004), измененных региональных связях и ритмах (Knyazeva et al., 2013), в то время как в более поздних исследованиях также используются мышиные модели БА для выявления основных причин судорожной активности при патологии БА и изучения терапевтических методов лечения (Sanchez et al., 2012; DeVos et al., 2013; Bomben et al., 2014; Борн и др., 2014).

Внедрение возможности записи ЭЭГ на свободно движущихся мышах, выполняющих поведенческие задачи, позволяет наблюдать и тестировать вмешательства на мышах, предназначенные для воздействия на обучение и память, которые могут быть затруднены привязкой или другим инвазивным оборудованием.Как правило, винты используются в качестве электродов или анкеров для проводов, служащих в качестве электродов, и существует два различных подхода к креплению винтов. В одном из них просверливаются отверстия в черепе и вставляются винты, что требует тщательной точности, чтобы избежать слишком глубокого сверления или введения винтов и повреждения головного мозга (Lapray et al., 2008; Armstrong et al., 2013), в то время как в другом избегают сверления и вместо этого прикрепляет винты к поверхности черепа с помощью цианоакрилатного клея (Etholm et al., 2010), что может привести к плохому контакту, если между черепом и винтом слишком много клея.После использования обоих подходов для записи ЭЭГ на мышах с помощью беспроводной системы записи, с отсутствием последовательной успешной имплантации и адекватной проводимости сигнала, наша лаборатория решила исследовать альтернативные подходы и разработала процедуры, которые приводят к последовательно успешным операциям и записи, с надежной имплантат, который является минимально инвазивным и производит записи в течение месяца и более после имплантации. Использование винтов оказалось основным препятствием для получения стабильных результатов из-за их большого размера по сравнению с мышью.Плоское основание винта не обеспечивает надежной области проводимости на изогнутом черепе мыши, в то время как просверливание нескольких отверстий, достаточно больших для винтов, в маленьком и тонком черепе мыши привело к хрупкой конструкции, которая не могла поддерживать устройство в течение длительных периодов времени. Мы также обнаружили, что ткань, разрастающаяся вокруг раны с винтовыми имплантатами, ухудшает сигнал в течение 2 недель после прикрепления электрода. Другим слабым звеном в этом процессе является крепление проводов к винтам и штыревым разъемам с использованием припоя или токопроводящего клея.Эти соединения сложны в изготовлении и непрочны в эксплуатации.

Наш электронщик предложил вставить небольшой отрезок зачищенного провода с высокой проводимостью через небольшое отверстие, просверленное в черепе, и прикрепить изоляцию оболочки провода к черепу с помощью клея, при этом провод должен быть обернут вокруг штырькового разъема, а не припаян к нему, и предложил сделать предварительно собранный жгут проводов, который был бы прочным и простым в креплении. Аналогичный процесс без винтов был описан для записи телеметрии ЭЭГ (Weiergräber et al., 2005), но конкретных подробностей не приводится. Следовательно, мы полностью обновили наши электроды и процедуры имплантации, обнаружив, что процент успешных записей со всех электродов в имплантированном электродном узле увеличился с 29% при использовании винтового метода TSE до 83% при использовании нового метода с проволокой (рис. 6). Вероятность успеха рассчитывается на основе сигнала, возвращаемого от 0 до 4 электродов, поскольку выход из строя заземляющего/референтного электрода обычно приводит к потере сигнала от всех записывающих электродов, даже если все записывающие электроды правильно имплантированы.Другие преимущества проволочного метода заключаются в том, что имплантаты остаются на месте в течение длительного времени без каких-либо побочных эффектов или реакций, а сборка может быть изготовлена ​​с помощью оборудования, которое можно легко приобрести в обычных магазинах электроники. С другой стороны, некоторые ограничения этого метода заключаются в том, что он не подходит для исследований, в которых требуется больше электродов для разрешения различных частот во время стадий сна, или для исследований глубоких структур мозга, требующих имплантации глубинных электродов.

Рисунок 6 . Процент успешно имплантированных электродов. Процент полностью успешной имплантации электродов, измеренный сигналом регистрации имплантата на всех 4 каналах АЦП, увеличился с 29% при винтовом методе до 83% при проволочном методе. Различные области представляют собой количество электродов, регистрирующих анализируемый сигнал после имплантации для 2 методов.

Достижения в области науки и техники за последние 30 лет сделали возможным создание трансгенных животных для моделирования заболеваний человека и электронного оборудования, которое может по беспроводной связи записывать 72-часовые данные ЭЭГ на устройстве весом чуть больше 300 граммов.S. Характеристики монетного двора монетного двора (www.USMint.gov). Тем не менее, при использовании такого оборудования по-прежнему важно думать о простоте, чтобы уменьшить вероятность отказа компонентов или этапов процесса. Упрощение электродов и процесса имплантации также соответствует принципам исследований на животных «замена, сокращение и усовершенствование (Russell and Burch, 1959)», поскольку это усовершенствование сводит к минимуму инвазивность экспериментального вмешательства и уменьшает количество субъекты-животные, необходимые для завершения исследования, путем повышения надежности получения данных от каждого субъекта-животного.Технологии развиваются как большими скачками, так и небольшими корректировками; по иронии судьбы, технологии намотки проводов уже более полувека, и она является относительно новой для нынешнего поколения ученых, и документально подтверждено, что она обладает наибольшей надежностью среди различных методов электронных соединений (Wagner, 1999). Мы представили протокол для улучшения реализации миниатюрного оборудования ЭЭГ, что будет способствовать успешному использованию оборудования в исследованиях на животных.

Вклад авторов

EV и JB разработали проект.EV написал рукопись. EV и MM получили и проанализировали данные. MM и JB пересмотрели рукопись. DF, MM, RB и AT усовершенствовали технику. FB и DF записали и отредактировали видео.

Финансирование

Эта работа была поддержана грантами Центра нейробиологии обучения и памяти Калифорнийского университета, Института нарушений памяти и неврологических расстройств Калифорнийского университета в Ирвине и Калифорнийского департамента общественного здравоохранения.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить доктора Майю Койке за ее руководство и опыт в хирургических процедурах.

Дополнительный материал

Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2017.00629/full#supplementary-material

.

Ссылки

Армстронг, К., Крук-Магнусон, Э., Ойала, М., и Солтес, И. (2013). Замкнутая оптогенетическая интервенция у мышей. Нац. протокол 8, 1475–1493. doi: 10.1038/nprot.2013.080

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Бомбен В., Холт Дж., Рид Дж., Крамер П., Ландрет Г. и Нобельс Дж. (2014). Бексаротин снижает возбудимость сети в моделях болезни Альцгеймера и эпилепсии. Нейробиол. Старение 35, 2091–2095. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2014.03.029

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Борн, Х. А., Ким, Дж. Ю., Savjani, R.R., Das, P., Dabaghian, Y.A., Guo, Q., et al. (2014). Генетическая супрессия трансгенного АРР восстанавливает гиперсинхронную сетевую активность в мышиной модели болезни Альцгеймера. J. Neurosci. 34, 3826–3840. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5171-13.2014

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

ДеВос, С.Л., Гончарофф, Д.К., Чен, Г., Кебодо, К.С., Ямада, К., Стюарт, Ф.Р., и соавт. (2013). Антисмысловое снижение уровня тау у взрослых мышей защищает от судорог. J. Neurosci. 33, 12887–12897. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2107-13.2013

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Эмес, Р. Д., Гудштадт, Л., Винтер, Э. Э., и Понтинг, С. П. (2003). Сравнение геномов человека и мыши закладывает основу геномной зоологии. Гул. Мол. Жене. 12, 701–709. doi: 10.1093/hmg/ddg078

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Этольм Л., Арабадзис Д., Липп Х.П. и Хеггелунд П. (2010). Регистрация припадков: новый подход к синхронизированной безкабельной ЭЭГ и видеозаписи судорожной активности у мышей. J. Neurosci. Методы 192, 254–260. doi: 10.1016/j.jneumeth.2010.08.003

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хигаси А., Учизоно К., Хосино М., Тани Ю., Яно Т. и Ядзава К. (1979). Новая методика Э.Э.Г. запись и вливание лекарственного средства свободно движущимся мышам. Мед. биол. англ. вычисл. 17, 131–132.

Реферат PubMed | Академия Google

Джоти А., Плано А., Ридель Г. и Платт Б. (2015). Прогрессирующие возрастные изменения профилей сна и ЭЭГ в мышиной модели болезни Альцгеймера PLB1Triple. Нейробиол. Старение 36, 2768–2784. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2015.07.001

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Князева М.Г., Кармели К., Хадиви А., Гика Дж., Меули Р. и Фраковяк Р.С. (2013). Эволюция синхронизации источника ЭЭГ при ранней болезни Альцгеймера. Нейробиол. Старение 34, 694–705. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2012.07.012

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лапрай Д., Бергелер Дж., Дюпон Э., Тьюс О. и Луманн Х. Дж. (2008). Новая миниатюрная телеметрическая система для записи активности ЭЭГ свободно движущихся крыс. J. Neurosci. Методы 168, 119–126. doi: 10.1016/j.jneumeth.2007.09.029

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Палоп, Дж.J., Chin, J., Roberson, E.D., Wang, J., Thwin, M.T., Bien-Ly, N., et al. (2007). Аберрантная возбуждающая активность нейронов и компенсаторное ремоделирование тормозных цепей гиппокампа в мышиных моделях болезни Альцгеймера. Нейрон 55, 697–711. doi: 10.1016/j.neuron.2007.07.025

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Петше Х., Покбергер Х. и Раппельсбергер П. (1984). О поисках источников электроэнцефалограммы. Неврология 11, 1–27.дои: 10.1016/0306-4522(84)-4

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки

Рассел, В. М. С. и Берч, Р. Л. (1959). Принципы гуманной экспериментальной техники. Лондон: Метуэн.

Академия Google

Sanchez, P.E., Zhu, L., Verret, L., Vossel, K.A., Orr, A.G., Cirrito, J.R., et al. (2012). Леветирацетам подавляет дисфункцию нейронной сети и устраняет синаптический и когнитивный дефицит в модели болезни Альцгеймера. Проц.Натл. акад. науч. США 109, E2895–E2903. doi: 10.1073/pnas.1121081109

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Воссель, К.А., Бигл, А.Дж., Рабиновичи, Г.Д., Шу, Х., Ли, С.Е., Наасан, Г., и соавт. (2013). Судороги и эпилептиформная активность на ранних стадиях болезни Альцгеймера. JAMA Нейрол. 70, 1158–1166. doi: 10.1001/jamaneurol.2013.136

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Вагнер, Г.Д. (1999). История электронных корпусов в АПЛ: от VT Fuze до космического корабля NEAR. Johns Hopkins APL Tech. Раскопайте . 20, 7–21.

Академия Google

Weiergräber, M., Henry, M., Hescheler, J., Smyth, N., and Schneider, T. (2005). Электрокортикографическая и глубокая интрацеребральная регистрация ЭЭГ у мышей с помощью системы телеметрии. Мозг Res. Мозг Res. протокол 14, 154–164. doi: 10.1016/j.brainresprot.2004.12.006

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Глубокая стимуляция мозга | Медицина Джона Хопкинса

Что такое глубокая стимуляция мозга?

Глубокая стимуляция мозга (DBS) — это нейрохирургическая процедура, в которой используются имплантированные электроды и электрическая стимуляция для лечения двигательных расстройств, связанных с болезнью Паркинсона (БП), эссенциальным тремором, дистонией и другими неврологическими состояниями.

Врачи могут использовать DBS при двигательных расстройствах или нервно-психических состояниях, когда лекарства стали менее эффективными или если их побочные эффекты мешают повседневной деятельности человека.

Как работает глубокая стимуляция мозга?

Связанные с движением симптомы болезни Паркинсона и других неврологических состояний вызваны дезорганизованными электрическими сигналами в областях мозга, которые контролируют движения. В случае успеха DBS прерывает нерегулярные сигналы, вызывающие тремор и другие двигательные симптомы.

После серии тестов, определяющих оптимальное размещение, нейрохирурги имплантируют один или несколько проводов, называемых «отведениями», внутрь мозга. Отведения соединены изолированным удлинителем провода с очень маленьким нейростимулятором (электрическим генератором), имплантированным под ключицу человека, подобно кардиостимулятору. Непрерывные импульсы электрического тока от нейростимулятора проходят через отведения в мозг.

Через несколько недель после установки нейростимулятора врач программирует его на подачу электрического сигнала.Этот процесс программирования может занять более одного визита в течение нескольких недель или месяцев, чтобы убедиться, что ток правильно отрегулирован и обеспечивает эффективные результаты. При настройке устройства врач ищет оптимальный баланс между улучшением контроля симптомов и ограничением побочных эффектов.

Кто является кандидатом на глубокую стимуляцию мозга?

DBS — это больше, чем просто хирургическая процедура. Он включает в себя серию оценок, процедур и консультаций до и после фактической операции, поэтому люди, заинтересованные в лечении с помощью DBS, должны быть готовы посвятить время этому процессу.

Например, тем, кто не живет близко к медицинскому центру, который предлагает хирургию DBS, может потребоваться потратить значительное время на поездки туда и обратно на приемы.

Процедура, а также предоперационная оценка и послеоперационное наблюдение могут быть дорогостоящими в зависимости от страхового покрытия пациента. Хирургия DBS — это одобренный FDA метод лечения болезни Паркинсона, и Medicare и большинство частных страховых компаний покрывают эту процедуру, но степень покрытия будет зависеть от индивидуального полиса каждого человека.

Потенциальные пациенты должны иметь реалистичные ожидания относительно результатов DBS. Хотя DBS может улучшить двигательные симптомы болезни Паркинсона и значительно улучшить качество жизни правильно отобранных пациентов, вряд ли он вернет кому-либо идеальное здоровье.

Болезнь Паркинсона

Три типа пациентов с БП обычно получают пользу от DBS: 

  1. Пациенты с неконтролируемым тремором, у которых лекарства оказались неэффективными.

  2. Пациенты с симптомами, которые хорошо реагируют на лекарства, но у которых после прекращения действия лекарств возникают серьезные двигательные флуктуации и дискинезии, несмотря на корректировку лекарств.

  3. Пациенты, у которых двигательные симптомы могут реагировать на более высокие или более частые дозы лекарств, но которые ограничены в этом из-за побочных эффектов.

Эссенциальный тремор

Эссенциальный тремор является наиболее распространенным двигательным расстройством, и DBS может быть эффективной терапией, особенно в тяжелых случаях, когда дрожь может привести к инвалидности, ограничивая выполнение повседневных задач, таких как одевание, бритье, прием пищи или питье. Поскольку тремор является единственным симптомом эссенциального тремора, DBS может улучшить жизнь людей с этим заболеванием и помочь им нормально функционировать.

Дистония

Дистония — это относительно редкое двигательное расстройство, но его симптомы — ненормальные позы и скручивающие движения — могут реагировать на DBS, когда лекарства не обеспечивают адекватного облегчения. Индивидуальная реакция на DBS зависит от основной причины дистонии — генетической, лекарственной или другого фактора. Если причина неизвестна, врач, скорее всего, проведет дополнительные тесты в рамках обследования DBS.

Психиатрические заболевания

Некоторые недавние исследования показали, что людям, живущим с депрессией, обсессивно-компульсивным расстройством (ОКР) или синдромом Туретта, может быть полезна операция DBS.Необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, эффективен ли DBS при лечении психических расстройств и перевешивают ли какие-либо преимущества риски и побочные эффекты.

Выбор операции по глубокой стимуляции мозга

Операция DBS не рекомендуется для всех людей, живущих с болезнью Паркинсона или другими двигательными нарушениями. Разговор с неврологом, который специализируется на двигательных расстройствах, может определить, является ли человек хорошим кандидатом на DBS.

Почему врач может (или не может) выбрать глубокую стимуляцию мозга

По данным Национального фонда Паркинсона, идеальный кандидат на операцию DBS при болезни Паркинсона имеет:

  • Симптомы болезни Паркинсона, которые мешают повседневной жизни.

  • Колебания подвижности из-за лекарств для ПД («феномен «включено-выключено») с дискинезией или без нее (непроизвольные подергивания, особенно в руках и голове).

  • Постоянный хороший ответ на лекарства для ПД, даже если эффекты лекарств могут исчезнуть раньше, чем в прошлом.

  • История приема нескольких различных комбинаций лекарств от БП под наблюдением невролога, специализирующегося на двигательных расстройствах.

Эти факторы* могут сделать человека менее чем идеальным кандидатом на операцию DBS:

  • Трудности с равновесием, ходьбой или «замирание» как основной инвалидизирующий симптом.

  • Первичный симптом затруднения речи.

  • Постоянная спутанность сознания и проблемы с памятью и мышлением.

  • Психиатрическое состояние, такое как депрессия или тревога, которое не улучшилось или не стабилизировалось с помощью другого лечения.

  • Еще одно состояние, повышающее риск хирургических осложнений.

*Некоторые из этих факторов поддаются лечению. Наличие одного или нескольких не лишает человека права на будущую операцию DBS, но врач может порекомендовать более агрессивную терапию, ориентированную на эти проблемы, до операции.

Тестирование перед глубокой стимуляцией мозга

Для пациентов с болезнью Паркинсона врач должен подтвердить, что ПД чувствителен к леводопе, и определить, какие симптомы с наибольшей вероятностью реагируют на DBS, и обсудить это с пациентом.

Для достижения этих двух целей невролог, занимающийся двигательными расстройствами, обследует пациента в отсутствие его или ее лекарств от ПД, а затем еще раз после их приема. Наблюдение за влиянием препаратов ПД на двигательные и немоторные симптомы помогает врачу и пациенту определить хорошие целевые симптомы для DBS.

Когнитивная оценка может помочь определить способность человека участвовать в процедуре, которая включает в себя обратную связь с врачом во время операции и в процессе настройки нейростимулятора.Эта оценка также информирует команду о риске ухудшения спутанности сознания или когнитивных проблем после процедуры.

В некоторых больницах также проводят осмотр по трудотерапии или оценку речи, языка и глотания. Психиатр может осмотреть человека, чтобы определить, требует ли лечения такое состояние, как депрессия или тревога, перед процедурой DBS.

Процедура глубокой стимуляции мозга

В некоторых случаях хирург вводит и электрод, и нейростимулятор; в других случаях две операции могут выполняться отдельно, с имплантацией нейростимулятора через несколько дней или недель после установки электрода.

Стереотаксическая DBS в сравнении с интервенционной DBS под визуальным контролем

Стереотаксическая хирургия DBS требует, чтобы пациент прекратил прием лекарств. Во время процедуры рама стабилизирует голову и предоставляет координаты, помогающие хирургам направить электрод в правильное место в мозгу. Пациент получает местную анестезию (обезболивающее лекарство), чтобы ему было комфортно на каждом этапе, а также мягкое седативное средство, помогающее расслабиться.

Во время операции DBS под визуальным контролем, например, при интервенционной МРТ (iMRI) или КТ, пациент часто спит под общей анестезией, в то время как хирург использует изображения головного мозга, чтобы направить электрод к цели.

Некоторые передовые центры предлагают как стереотаксические, так и под контролем iMRI для хирургии DBS. В этом случае врач и пациент обсудят, какая процедура лучше, исходя из ряда факторов.

Например, врач может порекомендовать процедуру под визуальным контролем детям, пациентам с тяжелыми симптомами, тем, кто испытывает особую тревогу или страх, или тем, чьи электроды проходят в определенные части мозга.

Как правило, хирургия DBS следует следующему процессу:

Имплантация свинца

  • Человек снимает одежду, украшения или другие предметы, которые могут помешать проведению процедуры.

  • После сбривания небольшого количества волос за линией роста волос хирурги вводят местную анестезию (обезболивающее лекарство) в кожу головы для размещения каркаса головы.

  • Каркас головы (или «ореол») крепится к черепу с помощью винтов и остается на месте в течение всей процедуры, чтобы удерживать голову в правильном положении.

  • Затем команда использует компьютерную томографию или магнитно-резонансную томографию, чтобы точно определить целевое место в мозгу, куда будет направляться электрод.

  • После еще одного обезболивающего нейрохирург просверливает маленькое отверстие в черепе, чтобы вставить электрод.

  • Команда записывает процесс прохождения электрода через мозговую ткань, чтобы обеспечить точное размещение электрода. Человека могут попросить пошевелить лицом, рукой или ногой в определенное время во время записи.

  • После установки электрода к нему подключается внешний нейростимулятор.Электрическая стимуляция, проводимая через электрод в течение короткого периода времени, помогает врачам увидеть, улучшаются ли симптомы или появляются побочные эффекты (такие как мышечные сокращения или зрительные явления).

  • Удлинительный провод присоединяется к электроду и помещается под кожу головы, соединяя электрод с нейростимулятором.

  • Отверстие в черепе закрыто пластиковой крышкой и швами.

Микроэлектродная запись

Микроэлектродная запись (MER) использует электрический ток (5-100 мкА) очень высокой частоты (300 Гц) для точного определения хирургического участка для имплантации глубокого стимулятора мозга (DBS).Этот метод был впервые применен в Университете Джона Хопкинса и одобрен Целевой группой по хирургии болезни Паркинсона Американской академии неврологии, Комитетом по оценке терапии и технологий.

Поскольку структура мозга каждого человека различается, информация, полученная с помощью MER, дает точную цель для окончательного размещения DBS. Микроэлектрод позволяет хирургической бригаде визуализировать и слышать активность нейронов из разных областей мозга, чтобы идентифицировать определенные структуры на основе уникальных паттернов активности нейронов.Пациент должен быть в сознании (не под общей анестезией), чтобы MER мог дать высококачественную информацию.

Размещение нейростимулятора

Эта процедура проводится под общим наркозом, так что человек спит. Хирургическая бригада вводит нейростимулятор под внешние слои кожи, обычно прямо под ключицей, но иногда в грудь или живот. Удлинительный провод от электрода присоединяется к нейростимулятору.

После операции по глубокой стимуляции мозга

В больнице

Как правило, пребывание в больнице после операции DBS составляет 24 часа, но может быть и дольше в зависимости от того, насколько быстро пациент выздоравливает и готов вернуться домой.Врач посетит, убедится, что человек готов к отъезду, и даст инструкции по уходу на дому.

Дома

В домашних условиях важно, чтобы разрезы были чистыми и сухими. Врач предоставит пациенту подробную информацию о том, как принимать ванну, пока место операции заживает. Если есть швы, их снимут во время последующего визита в клинику. Клейкие полоски, если они есть, должны оставаться сухими и обычно отпадают в течение нескольких дней.

Пациенту будет выдан магнит, который можно использовать для включения или выключения нейростимулятора в соответствии с условиями, предписанными врачом.

Программирование нейростимулятора

После того, как электроды DBS и нейростимулятор будут на месте, пациент вернется к врачу, чтобы нейростимулятор запрограммировали на оптимальную электрическую стимуляцию. Программирование обычно начинается через несколько недель после процедуры DBS, хотя некоторые врачи активируют нейростимулятор перед выпиской пациента из больницы после операции.

Программирование требует времени и может потребовать нескольких посещений для настройки параметров нейростимулятора.В то же время врачи будут принимать лекарства и дозировки пациента, чтобы лекарства эффективно работали с электрической стимуляцией для контроля симптомов.

Даже после регулировки пациенту необходимо будет периодически возвращаться для осмотра. Врач определяет частоту повторных приемов в зависимости от конкретной ситуации каждого пациента.

Нейростимулятор работает от батареи, которой обычно хватает на три-пять лет. Когда батарея начинает изнашиваться, врачи могут заменить нейростимулятор в амбулаторных условиях.Есть также перезаряжаемые нейростимуляторы, которые работают дольше, но требуют регулярной подзарядки.

Долгосрочные эффекты глубокой стимуляции мозга

Операция

DBS может помочь людям с болезнью Паркинсона улучшить симптомы тремора, скованности, медлительности и дискинезии. Это также может уменьшить дозу лекарств, необходимых пациенту для лечения болезни Паркинсона.

Исследователи, которые наблюдали за пациентами после DBS, обнаружили, что многие пациенты продолжают улучшать свои симптомы в течение нескольких лет после процедуры и могут есть, пользоваться туалетом и принимать пищу самостоятельно.Пациенты, получающие лечение с помощью DBS по поводу двигательных расстройств, могут испытывать или не испытывать изменения в памяти, мышлении или настроении.

В настоящее время болезнь Паркинсона представляет собой прогрессирующее заболевание, которое невозможно полностью остановить. Даже в то время как DBS продолжает воздействовать на тремор, скованность и медлительность, могут все еще появляться другие симптомы, такие как плохая осанка, нарушение речи, замирание походки, проблемы с равновесием и слабоумие.

Особые меры предосторожности после глубокой стимуляции мозга

Как правило, люди, перенесшие операцию DBS, должны:

  • Всегда носите с собой удостоверение личности, в котором указано, что у них есть нейростимулятор DBS.Кроме того, они могут захотеть носить медицинский идентификационный браслет с указанием этой информации.

  • Люди с нейростимулятором должны сообщить об этом сотрудникам службы безопасности аэропорта, прежде чем проходить через детекторы аэропорта. Многие детекторы в аэропортах безопасны для кардиостимуляторов, но небольшое количество металла в нейростимуляторе может вызвать срабатывание сигнализации. Пациенты, выбранные для дополнительного скрининга с помощью ручных детекторных устройств, должны вежливо напомнить специалистам, проводящим скрининг, что детекторную палочку нельзя держать над нейростимулятором дольше нескольких секунд, поскольку эти устройства содержат магниты, которые могут повлиять на работу или программирование нейростимулятора.

  • Пациенты с электродами и нейростимуляторами могут не проходить определенные процедуры МРТ. Пациенты должны всегда консультироваться со своим врачом перед любым типом МРТ, хотя при определенных обстоятельствах DBS может быть совместима с MRI. Им следует избегать мест с сильными магнитными полями, таких как электрогенераторы и автомобильные свалки, где используются большие магниты.

  • Пациентам, перенесшим операцию DBS, следует избегать использования тепла в физиотерапии для лечения мышц.

  • Им также следует избегать высоковольтных или радарных механизмов, таких как радио- или телевизионные передатчики, электродуговые сварочные аппараты, высоковольтные провода, радарные установки или плавильные печи.

  • Если пациентам назначена хирургическая процедура, они должны заранее сообщить своему хирургу, что у них есть нейростимулятор . Важно проконсультироваться по поводу особых мер предосторожности до и во время операции, поскольку такое оборудование, как электрокоагулятор, который останавливает кровотечение, может мешать работе нейростимулятора.

  • При участии в физических, развлекательных или спортивных мероприятиях пациенты должны защищать область нейростимулятора от травм.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.