ТЕМА ЛЕКЦИИ: «ФОРМИРОВАНИЕ НОРМАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ. ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ОБСЛЕДОВАНИЯ.»
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИИ
Наличие электрических явлений в сердечной мышце впервые обнаружили два немецких ученых: Р. Келликер и И. Мюллер в
Механизм формирования электрограммы мышечного волокна сердца
При прохождении волны деполяризации по одинокому мышечному волокну наблюдается колебание разности потенциалов на его поверхности. Запись этих колебаний называется электрограммы (ЭГ). В состоянии покоя вся наружная поверхность клеточной мембраны условно имеет положительный заряд. Между любыми двумя точками этой поверхности разность потенциалов отсутствует. При этом на электрограмме одинокого мышечного волокна записывается горизонтальная нулевая (изоэлектрическая) линия. При возбуждении миокардиального волокна наружная поверхность возбужденного участка меняет заряд по отношению к поверхности участка, находящегося в состоянии покоя. Между ними возникает разность потенциалов, которая регистрируется на электрограмме в виде положительного отклонения (зубец R) направленного вверх от изолинии. Когда все волокно будет в состоянии возбуждения, и вся его поверхность будет заряжена отрицательно, то есть исчезнет разность потенциалов между электродами, на электрограмме записывается изолиния (сегмент S – T). Процесс реполяризации одиночного мышечного волокна начинается в той области, где начиналась волна деполяризации. Реполяризация имеет направление идентичное процессу деполяризации. При этом поверхность реполяризованного участка заряжается положительно по отношению к еще возбужденном участке (убец Т ). Между этими участками возникает разность потенциалов, которая на электрограмме проявляется отклонением от изолинии. Но поскольку мембранный круговой ток имеет противоположное направление протекания, то это отклонение будет иметь противоположное направление. Кроме того, скорость распространения реполяризации меньше скорости распространения деполяризации, то и продолжительность этого отклонения будет больше, однако амплитуда – меньше.
Изменения в ионном составе при регистрации электрограммы одинокого мышечного волокна
При сопоставлении электрограммы сократительного мышечного волокна с процессом формирования его трансмембранного потенциала, можно увидеть, что во время начальной фазы деполяризации (фаза 0 ), происходит быстрый вход ионов натрия в клетку и внутренняя поверхность мембраны приобретает положительный, а внешняя – отрицательного заряда. В течение всей этой фазы разность потенциалов быстро нарастает, а на электрограмме в это время регистрируется восходящее колено зубца R. После этого проницательность возбужденной мембраны уменьшается для ионов натрия и увеличивается вход для ионов хлора. Уменьшение поступления в клетку ионов натрия и более интенсивное вхождение ионов хлора ведет к некоторому снижению трансмембранного потенциала действия. Это фаза начальной быстрой реполяризации (фаза 1). В это время на электрограмме регистрируется нисходящее колено зубца R. В дальнейшем разность потенциалов поддерживается в течение некоторого времени на одном уровне (фаза медленной реполяризации – фаза 2) за счет медленного вхождения ионов натрия и кальция и выхода из клеток ионов калия. В течение фазы 2 мышечное волокно находится в состоянии возбуждения и наружная поверхность мембраны имеет отрицательный заряд. Это ведет к исчезновению разности потенциалов и на электрограмме регистрируется изоэлектрическая линия. Клетка, находясь в состоянии возбуждения, пытается восстановить исходное состояние. Мембрана клетки на участке перехода в состояние покоя становится более проницаемой для ионов калия. Выход ионов калия из клетки значительно преобладает над поступления в клетку ионов натрия. Поэтому наружная поверхность мембраны приобретает положительный заряд, а внутренняя – отрицательный. В результате этого на внешней поверхности клетки между двумя электродами снова возникает разность потенциалов и на электрограмме регистрируется отрицательный зубец Т, который соответствует фазе 3 (фаза конечной быстрой реполяризации). С восстановлением на всем протяжении клеточной мембраны исходной поляризации, вся внешняя поверхность клетки заряжена положительно, а внутренняя – отрицательно. Вследствие этого разность потенциалов исчезает и на электрограмме регистрируется изолиния , которая соответствует фазе покоя (фаза 4) трансмембранного потенциала. В это время исходная концентрация ионов восстанавливается. Ионы калия поступают в клетку, а натрия – выходят из нее.
Понятие о диполе.
Распространение волны деполяризации и волны реполяризации одиноким мышечным волокном можно условно представить как перемещение двух зарядов расположенных на границе возбужденного (-) и невозбужденного (+) участка волокна. Эти заряды, равные по величине и противоположные по знаку, образуют диполи. Одинокое возбужденное волокно можно условно считать диполем. Положительный полюс диполя всегда находится со стороны невозбужденного, а отрицательный полюс – со стороны возбужденного участка миокардиальной клетки.
Диполь создает элементарную электродвижущую силу, обусловленную разностью потенциалов, которая характеризуется определенной величиной и направлением. Раз электродвижущая сила имеет направление, то она считается векторной величиной. Условно принято считать, что вектор любого диполя направлен от его отрицательного полюса к положительному и направление движения волны деполяризации одиноким мышечным волокном совпадает с направлением вектора диполя, а направление движения волны реполяризации противоположный ориентации вектора диполя .
Чтобы описать как будет выглядеть электрограмма при любых направлений движения волны де – и реполяризации надо помнить три правила:
1. Если вектор диполя направлен в сторону положительного электрода отведения, то на электрограмме мы получим положительный зубец.
2. Если вектор диполя направлен в сторону отрицательного электрода отведения, то на электрограмме получим отрицательный зубец.
3. Если вектор диполя расположен перпендикулярно оси отведения, то на электрограмме записывается изолиния.
Характеристика электрического поля миокардиального диполя.
Электродвижущую силу любого источника тока, в том числе одинокого мышечного волокна, можно зарегистрировать, размещая электроды не только на поверхности возбудимой ткани, но и в среде, являющуюся проводником и окружающую источник тока. Это возможно осуществить благодаря существованию вокруг источника тока электрического поля. Диполь создает в окружающей его среде силовые линии, идущие от положительного к отрицательному заряду диполя.
Размещая электроды в любой точке электрического поля, можно зарегистрировать разность потенциалов, что несет определенную информацию о электродвижущей силе источника тока.
Следует подчеркнуть, что основные закономерности формирования электрограммы одинокого мышечного волокна, остаются справедливыми и для формирования электрокардиограммы.
Виды суммации и разложения векторов.
В сердце одновременно происходит возбуждение многих участков миокарда, причем направление векторов деполяризации и реполяризации в этих участках может быть различным. Электрокардиограф записывает некоторую суммарную, результирующую электродвижущую силу сердца для данного момента возбуждения.
Теоретически можно представить себе три случая суммирования векторов и получения суммарного результирующего вектора:
1). Если два вектора источников тока направлены в одну сторону и параллельны друг другу, то результирующий вектор будет составлять сумму векторов и будет направление в ту же сторону.
2 ) Если два вектора источников тока направлены в противоположные стороны, то результирующий вектор равен их разности и ориентирован в сторону большего вектора.
3 ) Если два вектора источников тока направлены под углом друг к другу, то результирующий вектор равен по величине и направлению диагонали параллелограмма , сторонами которого являются два вектора.
Характеристика деполяризации предсердий.
В норме волна возбуждения распространяется предсердиями сверху вниз от синусно-предсердного узла к верхней границе атрио-вентрикулярного узла. Деполяризация предсердий регистрируется на ЭКГ в виде зубца Р. Восходящий отрезок зубца соответствует в основном возбуждению правого предсердия, нисходящий – левого. Процесс реполяризации предсердий обычно не находит отражения на ЭКГ, поскольку он наслаивается по времени на процесс деполяризации желудочков.
Характеристика деполяризации желудочков.
Процесс деполяризации миокарда желудочков на ЭКГ регистрируется в виде комплекса QRS . Возбуждение желудочков начинается с деполяризации межжелудочковой перегородки в средней ее трети. Фронт возбуждения охватывает межжелудочковую перегородку, частично внутреннюю поверхность желудочков и верхушку сердца. Здесь возбуждение распространяется от эндокарда к эпикарду. На электрокардиограмме это отображается в виде зубца Q. Охват возбуждением стенок обоих желудочков отражает на ЭКГ зубец R.
В последнюю очередь возбуждение распространяется на базальные отделы межжелудочковой перегородки, правого и левого желудочков. Охват возбуждением базальных отделов отражает на ЭКГ зубец S.
Характеристика реполяризации желудочков.
В период полного охвата возбуждением желудочков разность потенциалов отсутствует, а на ЭКГ регистрируется изоэлектрическая линия – сегмент S – Т.
Процесс реполяризации желудочков соответствует на ЭКГ зубцу Т. Распространение фронта реполяризации миокардом желудочков существенно отличается от движения волны реполяризации в одиночном мышечном волокне. Если в последнем случае направление перемещения волны реполяризации и деполяризации совпадают, то в целом сердце в норме они направлены в противоположные стороны: деполяризация происходит от эндокарда к эпикарду, а реполяризация – от эпикарда к эндокарду. Это обусловлено тем, что продолжительность трансмембранного потенциала действия в субэпикардиальных отделах желудочков меньше, чем в субэндокардиальных участках и процесс реполяризации раньше начнется именно в субэпикардиальном отделах. Поскольку во время реполяризации эти отделы приобретают положительный заряд, а субэндокардиальные отделы еще возбуждены, т.е. заряженные отрицательно, ориентирование векторов сердечного диполя (от отрицательного к положительному полюсу ) окажется таким же, как и в период деполяризации (от эндокарда к эпикарду) и будет регистрироваться положительный зубец Т.
Электрокардиографические отведения используемые для регистрации ЭКГ.
Измерение разности потенциалов на поверхности тела, которая возникающей при работе сердца, записывается с помощью различных отведений ЭКГ. Каждое отведение регистрирует разность потенциалов, существующую между двумя определенными точками электрического поля сердца, где установлены электроды. Электроды , установленные в каждой из выбранных точек на поверхности тела, подключаются к гальванометру электрокардиографа. Один из электродов присоединяется к положительному полюсу гальванометра (это положительный или активный электрод), второй электрод – к его отрицательному полюсу (отрицательный электрод). В настоящее время в клинической практике найболее широко используют 12 отведений ЭКГ: 3 стандартных, 3 усиленных и 6 грудных .Стандартные отведения. Их предложил в 1913 году Эйнтховен. Стандартные отведения фиксируют разность потенциалов между двумя точками электрического поля во фронтальной плоскости. Для записи этих отведений электроды накладывают на правую руку (красная маркировка), на левую руку (желтая маркировка) и на левую ногу (зеленая маркировка). Эти электроды попарно подключаются к электрокардиографу. Четвертый электрод устанавливается на правую ногу для подключения заземления (черная маркировка).
Недостатком при регистрации стандартных отведений является то, что разность потенциалов между двумя конечностями зависит от величины потенциала каждой конечности, влияющим на величину зубцов ЭКГ.
Усиленные отведения.
Их предложил Гольдбергер в 1942 году. Усиленные отведения регистрируют разность потенциалов между одной из конечностей, где установлен активный положительный электрод и средним потенциалом двух других конечностей. Таким образом, в качестве отрицательного электрода в этих отведениях используют так называемый объединенный электрод Гольдбергера с одинаковой величиной потенциала – средним потенциалом двух конечностей. Обозначение усиленных отведений от конечностей происходит от первых букв английских слов: “a” – (усиленный ), “V” – (потенциал), “R” – (правый ), “L” – (левый) “F” – (нога ).
Так вот есть такие усиленные однополюсные отведения:
aVR -усиленное отведение от правой руки;
aVL – усиленное отведение от левой руки;
aVF – усиленное отведение от левой ноги.
Усиленные однополюсные отведения , как и стандартные отведения дают возможность зарегистрировать изменения ЭДС сердца во фронтальной плоскости.
Грудные отведения.
Грудные однополюсные отведения, предложенные в 1934 году Вильсоном, регистрируют разность потенциалов между активным положительным электродом установленным в определенных точках на поверхности грудной клетки и отрицательным объединенным электродом Вильсона. Величина его потенциала практически равна нулю. Грудные отведения обозначаются буквой V, с добавлением номера позиции активного положительного электрода, обозначенного арабскими цифрами.
V1 – активный электрод в четвертом межреберье по правому краю грудины;
V2 – активный электрод в четвертом межреберье по левому краю грудины;
V3 – активный электрод на уровне четвертого ребра левой парастернальной линии ;
V4 – активный электрод в пятом межреберье левой срединно – ключичной линии ;
V5 – активный электрод в пятом межреберье слева по передней подмышечной линии ;
V6 – активный электрод в пятом межреберье по левой средней подмышечной линии.
В отличие от стандартных и усиленных отведений, грудные отведения регистрируют изменения ЭДС сердца в горизонтальной плоскости.
Регистрация электрокардиограммы
Регистрация ЭКГ должна проводиться вдали от электродвигателей, электроприборов, даже проводов электросетки. Обследование нужно проводить после 10-15 минутного отдыха при температуре воздуха +20 ° С и не раньше как через 2 часа после употребления еды, принятия физиопроцедур. Запись ЭКГ проводится обычно в лежащем положении, что позволяет добиться максимального расслабления мышц.
Прежде чем записывать ЭКГ необходимо установить одинаковое усиление электрического сигнала. Для этого в кардиографе предусмотрена возможность представления на гальванометр стандартного калибровочного напряжения, ровного 1 мV. Как правило, усиление каждого канала подбирается таким образом, чтобы напряжение 1 мв в регистрирующей системе вызывало отклонение 10 мм
Запись ЭКГ осуществляется при спокойном дыхании сначала в стандартных отведениях, потом в усиленных и накинець в грудных. В каждом отведении записывают не меньше 4 сердечных циклов. ЭКГ регистрируют, как правило, при скорости движения бумаги 50 мм/с.
Характеристика нормальной электрокардиограммы:
На электрокардиограмме выделяют зубцы: Р, Q, R, S,,Т, иногда после зубца Т, регистрируется зубец U; 2) сегменты – отрезки между зубцами на изолинии: Р-Q (от конца зубца Р к началу зубца Q ) и S-Т (от конца зубца S к началу зубца Т;
3) интервалы – характеризуют определенный часовой промежуток сердечной деятельности: Р-Q – от начала эубца P к началу зубца Q, Q-Т – от начала зубца Q до конца зубца Т;
4) два комплекса: предсердный, который в сущности представлен зубцом Р и желудочковый ОRST.
зубец Р
Зубец Р у здорового человека в отведениях И, П, аVF, V2-V6 всегда позитивный, в отведениях Ш, аVL, V1 – может быть позитивным, двухфазным. в отведении аVR – всегда негативный. Амплитуда зубца Р до
интервал и сегмент Р-Q (R)
Интервал Р-Q отображает длительность атриовентрикулярного проведения, то есть время распространения возбуждения передсердями, атриовентрикулярным узлом, пучком Гиса и его разветвлениями. Длительность интервала Р-Q колеблется от 0,12 до 0,20 с в зависимости от частоты сердечных сокращений.
Сегмент Р-Q отображает время распространения возбуждения, атриовентрикулярным узлом, пучком Гиса и его разветвлениями. Длительность сегмента Р-Q в норме до 0,12 с.
желудочковый комплекс QRST
Желудочковый комплекс ОRST отображает сложный процесс распространения (комплекс ОRS) и угасания (сегмент QS-T, S-T и зубец Т) возбуждения миокардом желудочков. Если амплитуда зубцов комплекса ОRS превышает
зубец Q
Зубец Q у здорового человека не должен превышать 1/4 амплитуды зубца R, а его длительность – 0,03 с. Исключение составляют отведения аVR, в котором регистрируются глубокие и широкие зубцы Q, и отведения V1, V2, в которых он практически отсутствует.
зубец R
Зубец R в норме регистрируется во всех стандартных и усиленных отведениях. В отведении аVR зубец R плохо выражен или отсутствует совсем. В грудных отведениях амплитуда зубца R постепенно увеличивается от V1 – V4, а затем несколько уменьшается в V5 – V6. Высота зубца R в отведениях от рук и ног не превышает обычно
зубец S
Зубец S. У здорового человека его амплитуда в разных отведениях колеблется в широком диапазоне, не превышая
сегмент RS-T
Сегмент S-Т – отвечает полному охватыванию возбуждением обоих желудочков. Потому в норме в стандартных и усиленных однополюсных отведениях от конечностей, сегмент находится на изолинии и его смещение не превышает
зубец T
Зубец Т. В норме всегда позитивный в отведениях И, ІІ, аVF, V2 – V6, причем Т1 > Т3 а ТV6 > Т4. Имеет пологое восходящее и кое-что более крутое нисходящее колено. В отведениях ІІІ, аVL и V1, зубец Т может быть позитивным, двухфазным или негативным. Негативным зубец Т, как правило, бывает в отведении аVR. Амплитуда зубца Т в отведениях от конечностей не превышает 5-
интервал Q-T
Интервал Q-Т. Это электрическая систола желудочков. Длительность интервала Q-Т зависит от частоты сердечных сокращений. Нормальная длительность интервала Q-Т определяется за формулой Базетта:
Q-Т = К·√R–R,
где К – коэффициент ровен 0,37 для мужчин и 0,40 для женщин;
R-R – длительность одного сердечного цикла или межцикличного интервала.
Порой на ЭКГ, особенно в правых грудных отведениях, сразу после зубца Т регистрируется небольшой позитивный зубец U. Считают, что зубец U отвечает периоду кратковременного повышения возбудимости миокарда желудочков (фаза экзальтации), которая наступает по окончании электрической систолы левого желудочка.
Анализ электрокардиограммы.
1. Определить источник возбуждения.
Для определения источника возбуждения (водителя ритма) сердца треба проследить в стандартных отведениях за последовательностью положительных предсердных зубцов Р, желудочковых комплексов QRST и продолжительностью интервалов P- Q(R). В норме электрический импульс возникает в сино-атриальном узле и на ЭКГ в ІІ стандартном отведении регистрируются положительные зубцы Р перед каждым комплексом QRST. При этом говорят о синусовом ритме.
2. Определить правильность сердечного ритма.
Для определения ритмичности генерации импульсов возбуждения водителем ритма нужно определить длину нескольких последовательных интервалов R-R и сравнить их между собой. В норме отмечается незначительное колебание их продолжительности в пределах 0,1 с, что говорит о правильном ритме.
3. Установить частоту сердечного ритма.
Для этого необходимо 60 секунд разделить на продолжительность интервала R-R в секундах.
4. Определить вольтаж электрокардиограммы.
Для этого необходимо определить амплитуду зубцов R в стандартных отводах. Если амплитуда зубца R превышает
5. Установить направление электрической оси в фронтальной плоскости.
Высчитать алгебраическую сумму амплитуд зубцов комплекса QRS в 1 и 3 стандартных отводах. Отложить ее, в произвольно взятом мериле, на осях соответствующих отводов шестиосевой системы координат Бейли. Из концов этих проекций провести перпендикуляры. Точку их пересечения соединить с центром системы. Эта линия является электрической осью сердца.
6. Анализ отдельных элементов ЭКГ
