Elektrokardiyogram (EKG)
Elektrokardiyogram (EKG veya ECG), kalbin elektriksel aktivitesini belirli bir süre boyunca ölçen ve kaydeden bir tanı aracıdır. Klinik tıpta, kalp fonksiyonlarını değerlendirmek, kardiyovasküler hastalıkları teşhis etmek ve kalbin ritmini izlemek için en yaygın kullanılan non-invaziv yöntemlerden biridir. EKG, kalp kasını kasılmaya ve kanı vücutta pompalamaya teşvik eden elektriksel impulsların grafiksel bir temsilini sağlar. EKG’nin kalbin elektriksel iletim sistemindeki anormallikleri tespit etme yeteneği, onu modern kardiyolojide vazgeçilmez bir araç haline getirir.
EKG sensörleri, kalpten gelen elektriksel sinyalleri yakalama imkânı sunan ana bileşenlerdir. Bu sensörler, her kalp atışında kalp kasının depolarizasyonu ve repolarizasyonu tarafından üretilen küçük elektriksel değişimleri tespit etmek üzere tasarlanmıştır. Bu sinyalleri yorumlayarak sağlık profesyonelleri, aritmiler, miyokard enfarktüsleri (kalp krizi) ve diğer kalp ile ilgili hastalıkları teşhis edebilir. Bu makalede, EKG sensörlerinin çalışma prensipleri, çeşitleri ve klinik ile giyilebilir sağlık teknolojilerindeki uygulamaları ele alınacaktır.
Elektrokardiyogram (EKG) Nedir ?
Elektrokardiyogram (EKG), kalbin elektriksel aktivitesini kaydeden bir tıbbi testtir. Kalp, kalp kasının kasılmasını ve gevşemesini tetikleyen elektriksel impulslar üretir ve bu impulslar kalbin iletim sisteminden geçer. EKG, bu elektriksel sinyalleri kalpten geçerken ölçer ve kalbin ritmi, kalp odacıklarının büyüklüğü ve kalbin elektriksel yollarındaki herhangi bir hasar veya anormallik hakkında bilgi verir.
Standart bir EKG, dalga formu dizilerinden oluşur: P dalgası, QRS kompleksi ve T dalgası. Her bir dalga, kalbin elektriksel döngüsünün belirli bir aşamasını temsil eder:
- P dalgası: Atriyumların, yani kalbin üst odacıklarının depolarizasyonunu (elektriksel uyarılma) temsil eder.
- QRS kompleksi: Ventriküllerin, yani kalbin alt odacıklarının depolarizasyonunu temsil eder. EKG üzerindeki en büyük dalgadır.
- T dalgası: Ventriküllerin kasılma sonrasındaki repolarizasyonunu (iyileşme) temsil eder.
Bu dalgalar arasındaki aralıklar, örneğin P-R aralığı ve Q-T aralığı, kalbin farklı bölümleri arasındaki iletim süresi hakkında değerli bilgiler sunar.
EKG, elektrotlar aracılığıyla deri üzerine yerleştirilen elektrotlarla kaydedilebilir. Bu elektrotlar, kalpten gelen elektriksel sinyalleri yakalar ve bir EKG makinesine bağlanarak bu sinyalleri dalga formları olarak ekranda veya basılı kağıtta gösterir.
EKG neyi gösterir ?
- Bir EKG (elektrokardiyogram), kalbin elektriksel aktivitesinin grafiksel bir temsilini sağlar ve bir EKG’de belirgin olabilecek veya gözlemlenebilecek birçok şey vardır. EKG’de görülebilecek yaygın bulgulardan bazıları şunlardır:
- Kalp atış hızı: EKG, kalbin dakikadaki atış sayısı olan kalp atış hızını gösterebilir.
- Kalp ritmi: EKG, kalp ritminin düzenliliğini veya düzensizliğini gösterebilir. Örneğin, atımlar arasında normal aralıklar bulunan düzenli bir ritim normal kabul edilirken, atımlar arasında değişen aralıklara sahip düzensiz bir ritim, bir aritmiye işaret edebilir.
- Elektriksel iletim anormallikleri: EKG, kalbin elektriksel iletim sisteminde, elektrik yollarındaki tıkanıklıklar veya kalbin belirli bölgelerinden kaynaklanan anormal ritimler gibi herhangi bir anormallik olup olmadığını gösterebilir.
- Kalp hasarı: EKG, kalp kasında herhangi bir hasar olup olmadığını gösterebilir; bu, daha önce geçirilmiş bir kalp krizine veya kalp kasını etkileyen diğer koşullara işaret edebilir.
- Kalp büyümesi: EKG, kalbin büyümüş olup olmadığını gösterebilir, bu da aşağıdaki gibi durumları gösterebilir: yüksek tansiyon, kapak hastalığı veya kalp yetmezliği gibi.
- Diğer: EKG ayrıca elektrolit dengesizlikleri, ilaç etkileri veya kalbin elektriksel aktivitesini etkileyen belirli genetik koşullar gibi kalbi etkileyen diğer koşulları da gösterebilir.
EKG Sensörleri Nasıl Çalışır ?
EKG sensörleri, kalbin elektriksel aktivitesine karşılık gelen derideki küçük elektriksel değişiklikleri tespit ederek çalışır. Bu sensörler, elektriksel sinyalleri okunabilir bir formata dönüştürerek analiz için kullanılmasını sağlar. EKG sensörlerinin temel bileşenleri arasında elektrotlar, amplifikatörler, filtreler ve sinyal işleme sistemleri bulunur. Şimdi, bu sensörlerin çalışma prensiplerini adım adım inceleyelim:
1. Elektrot Yerleşimi ve Sinyal Tespiti
Elektrotlar, EKG sensörlerinin ana bileşenleridir. Genellikle gümüş/gümüş klorür veya altın gibi malzemelerden yapılan bu elektrotlar, deriyle doğrudan temas edecek şekilde tasarlanır. Elektrotlar, kalbin elektriksel aktivitesini yakalamak için vücutta stratejik yerlere yerleştirilir. Standart elektrot yerleşimi şu şekildedir:
- Bacak ve kol elektrotları: Elektrotlar, kalbin elektriksel aktivitesini farklı açılardan kaydetmek için kollar ve bacaklar üzerine yerleştirilir.
- Göğüs elektrotları: Elektrotlar, kalbin elektriksel aktivitesini daha yakın bir şekilde görmek için göğse yerleştirilir.
Elektrot sayısı ve yerleşimi, kaydedilen başvuru sayısını belirler; en yaygın olanı 12 kanallı EKG’dir ve bu, kalbin elektriksel aktivitesini birden fazla açıdan geniş bir şekilde görmeyi sağlar.
Kalp elektriksel impulslar ürettiğinde, bu impulslar vücut boyunca hareket eder ve deride küçük voltaj değişikliklerine neden olur. EKG elektrotları, bu değişiklikleri tespit eder. Voltaj değişiklikleri çok küçüktür, genellikle milivolt düzeyindedir, bu nedenle sinyallerin doğru bir şekilde analiz edilebilmesi için amplifikasyon gereklidir.
2. Sinyalin Amplifikasyonu
Elektrotlar tarafından tespit edilen elektriksel sinyaller zayıftır ve amplifikasyon gerektirir. EKG sensörü, bu sinyalleri işlenmesi ve analiz edilmesi için uygun bir seviyeye yükseltir. Amplifikasyon çok önemlidir çünkü kalp tarafından üretilen elektriksel impulslar oldukça küçüktür ve kolayca gürültü veya parazitler tarafından engellenebilir.
EKG sensöründeki amplifikatör, zayıf sinyalleri güçlendirir ve bu sinyallerin EKG ekranında net bir şekilde görülebilmesini sağlar. Tipik bir EKG amplifikatörü, sinyal gücünü 1000 kat kadar artırarak görünür hale getirir.
3. Sinyal Filtreleme
Amplifikasyondan sonra, EKG sinyali, sinyal iletim sırasında alınan istenmeyen gürültü veya parazitten arındırılır. Elektriksel sinyallerin, örneğin güç hatları paraziti (50-60 Hz) veya kas hareketi gibi gürültüler tarafından engellenmesi yaygın bir durumdur.
Filtreler, EKG sensörlerinde, elektromanyetik parazit gibi yüksek frekanslı gürültüleri ve solunum veya hareket tarafından neden olunan düşük frekanslı saptamaları ortadan kaldırmak için kullanılır. Bu adım, yalnızca kalbin elektriksel sinyallerinin doğru şekilde yakalanmasını sağlar.
4. Sinyal İşleme ve Analizi
Sinyal amplifikasyonu ve filtrelemesinden sonra, veri sinyal işleme birimine gönderilir ve burada analiz edilir. Modern EKG sensörleri, dijital sinyal işleme (DSP) algoritmalarını, ham verilerden anlamlı bilgi çıkarmak için entegre eder. Bu algoritmalar, P, QRS ve T dalgalarını tanımak ve PR aralığı, QRS süresi ve QT aralığı gibi önemli ölçümleri hesaplamak için kullanılır.
Bazı ileri düzey EKG sensörleri, aritmi tespiti, kalp hızı hesaplama ve hatta gerçek zamanlı eğilim analizi gibi özelliklere sahip olabilir. İşlenen veriler daha sonra ekranda gösterilir, kağıda basılır veya daha fazla inceleme için dijital ortamda iletilir.
4. EKG Dalga Formunun Gösterimi
Bir EKG sensörünün nihai çıktısı, kalbin elektriksel aktivitesinin grafiksel bir temsilidir. Bu dalga formu genellikle bir osiloskopta gösterilir veya EKG kağıdına sürekli bir şerit olarak basılır. Modern dijital EKG sistemlerinde ise veriler, bilgisayarlar veya mobil cihazlar aracılığıyla depolanabilir ve analiz edilebilir.
EKG dalga formu, kalp atım döngüsünün belirli aşamalarına karşılık gelen bir dizi deflekse (P dalgası, QRS kompleksi, T dalgası) sahiptir. Bu dalgaların süresi, genliği ve aralıkları incelenerek kalbin ritmi belirlenebilir, aritmiler tespit edilebilir ve koroner hastalıklar veya elektrolit dengesizlikleri gibi durumlar teşhis edilebilir.
EKG Sensörlerinin Türleri
EKG sensörleri, tasarımları, işlevsellikleri ve uygulama alanlarına göre sınıflandırılabilir. Yaygın EKG sensör türleri şunlardır
- Dinlenme EKG Sensörleri: Bu sensörler, hastanın genellikle dinlenme pozisyonunda yattığı klinik ortamlarda dinlenme EKG’si yapmak için kullanılır. Dinlenme EKG sensörleri, genellikle deri üzerine yerleştirilen yapışkan elektrotlar ile kalbin elektriksel aktivitesini kaydeder.
- Holter Monitörleri: Holter monitörleri, kalbin 24-48 saat veya daha uzun süre boyunca sürekli izlenmesini sağlayan taşınabilir EKG sensörleridir. Dinlenme EKG’lerinin aksine, Holter monitörleri, kalbin elektriksel aktivitesini normal günlük faaliyetler sırasında izler ve bu da kalp fonksiyonunun daha kapsamlı bir görünümünü sağlar.
- Taşınabilir EKG Sensörleri: Holter monitörlerine benzer şekilde, taşınabilir EKG sensörleri, sürekli izleme için giyilebilir cihazlardır. Bu sensörler genellikle daha küçük ve rahattır, böylece hastalar günlük faaliyetleri sırasında onları takabilirler.
- Giyilebilir EKG Sensörleri: Giyilebilir teknoloji alanındaki ilerlemelerle birlikte, EKG sensörleri artık fitness takip cihazları ve akıllı saatler gibi cihazlara entegre edilmiştir. Bu giyilebilir EKG sensörleri, bireylerin kalp hızlarını izlemelerine, aritmileri tespit etmelerine ve hatta gerçek zamanlı olarak EKG kaydetmelerine olanak tanır.
EKG Sensörlerinin Uygulamaları
- Kardiyovasküler Hastalık Teşhisi: EKG sensörleri, aritmiler, kalp krizleri ve iskemik kalp hastalığı gibi hastalıkların teşhisinde hayati öneme sahiptir.
- Kalp Sağlığının İzlenmesi: EKG sensörleri, kalp atış hızı, ritmi ve iletimi izlemek için sürekli kullanımda çok değerlidir.
- Giyilebilir Sağlık Cihazları: Giyilebilir cihazlara entegre edilmiş EKG sensörleri, bireylerin kalp sağlığını gerçek zamanlı olarak izlemelerine olanak tanır.
- Ameliyat Öncesi Değerlendirmeler: EKG sensörleri, hastaların kalp sağlığını değerlendirmek ve cerrahiye uygunluklarını belirlemek için kullanılır.
- Acil Tıp: Acil durumlarda, örneğin göğüs ağrısı veya kalp krizi belirtileriyle başvuran hastalarda, EKG sensörleri, durumu hızla teşhis etmek ve tedavi yönlendirmesi sağlamak için kullanılır.