ТЕМА ЛЕКЦІЇ: «ФОРМУВАННЯ НОРМАЛЬНОЇ ЕКГ
ЕЛЕКТРОКАРДІОГРАФІЧНИЙ МЕТОД ОБСТЕЖЕННЯ»
ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ЕЛЕКТРОКАРДІОГРАФІЇ
Наявність електричних явищ в серцевому м’язі вперше виявили два німецьких учених: Р. Келлікер та І. Мюллер в 1856 р. В 1873 р. англійський фізіолог А. Уоллер вперше отримав запис електричної активності міокарду людини. Він же вперше сформулював основні положення електрофізіологічних понять ЕКГ, припустивши, що серце є диполем. Першим, хто вивів ЕКГ із стін лабораторій в лікарську практику, був голландський фізіолог Віллем Ейнтховен. Після 7 років наполегливої праці, він створив перший електрокардіограф, який правда був дуже громіздкою спорудою і важив близько
Механізм формування електрограми м’язового волокна серця
При проходженні хвилі деполяризації по одинокому м‘язовому волокну спостерігається коливання різниці потенціалів на його поверхні. Запис цих коливань має назву електрограми (ЕГ). У стані спокою вся зовнішня поверхня клітинної мембрани умовно має позитивний заряд. Між будь-якими двома точками цієї поверхні різниця потенціалів відсутня. При цьому на електрограмі одинокого м’язового волокна записується горизонтальна нульова (ізоелектрична) лінія.
При збудженні міокардіального волокна зовнішня поверхня збудженої ділянки міняє заряд по відношенню до поверхні ділянки, яка знаходиться в стані спокою. Між ними виникає різниця потенціалів, яка реєструється на електрограмі у вигляді позитивного відхилення (зубець R) направленого вверх від ізолінії. Коли все волокно буде в стані збудження, і вся його поверхня буде заряджена негативно, тобто зникне різниця потенціалів між електродами, на електрограмі записується ізолінія (сегмент S–T). Процес реполяризації одинокого м’язового волокна починається в тій ділянці, де розпочиналася хвиля деполяризації. Тобто реполяризація має напрямок ідентичний процесові деполяризації. При цьому поверхня реполяризованої ділянки заряджається позитивно по відношенню до ще збудженої ділянки (зубець Т). Між цими ділянками виникає різниця потенціалів, яка на електрограмі проявляється відхиленням від ізолінії. Але оскільки мембранний коловий струм має протилежний напрямок протікання, то це відхилення буде мати протилежний напрямок. Крім того, швидкість поширення реполяризації менша швидкості поширення деполяризації, то і тривалість цього відхилення буде більшою, але амплітуда – меншою.
Зміни в іонному складі при реєстрації електрограми одинокого м‘язового волокна
При співставленні електрограми скоротливого м’язового волокна з процесом формування його трансмембранного потенціалу (Мал. 1, 2), то можна побачити, що під час початкової фази деполяризації (фаза 0), відбувається швидкий вхід іонів натрію в клітину і внутрішня поверхня мембрани набуває позитивного, а зовнішня – негативного заряду. Протягом всієї цієї фази різниця потенціалів швидко наростає, а на електрограмі в цей час реєструється висхідне коліно зубця R. Після цього проникливість збудженої мембрани зменшується для іонів натрію і збільшується вхід для іонів хлору. Зменшення поступання в клітику іонів натрію і більш інтенсивне входження іонів хлору веде до деякого зниження трансмембранного потенціалу дії. Це фаза початкової швидкої реполяризації (фаза 1). У цей час на електрограмі реєструється низхідне коліно зубця R. У подальшому різниця потенціалів підтримується протягом деякого часу на одному рівні (фаза повільної реполяризації – фаза 2) за рахунок повільного входження іонів натрію і кальцію і виходу з клітин іонів калію. Протягом фази
Клітина, перебуваючи в стані збудження, намагається відновити початковий стан. Мембрана клітини на ділянці переходу в стан спокою стає більш проникною для іонів калію. Вихід іонів калію з клітини значно переважає над поступанням в клітину іонів натрію. Тому зовнішня поверхня мембрани набуває позитивного заряду, а внутрішня – негативного. У результаті цього на зовнішній поверхні клітини між двома електродами знову виникає різниця потенціалів і на електрограмі реєструється негативний зубець Т, що відповідає фазі 3 (фаза кінцевої швидкої реполяризації). 3 відновленням на всьому протязі клітинної мембрани вихідної поляризації, вся зовнішня поверхня клітини заряджена позитивно, а внутрішня – негативно. Внаслідок цього різниця потенціалів зникає і на електрограмі реєструється ізолінія, яка відповідає фазі спокою (фаза 4) трансмембранного потенціалу. У цей час вихідна концентрація іонів відновлюється. Іони калію надходять в клітину, а натрію – виходять з неї.
Поняття про диполь
Поширення хвилі деполяризаціі і хвилі реполяризаціі одиноким м’язовим волокном можна умовно уявити як переміщення двох зарядів розміщених на границі збудженої (-) і незбудженої (+) ділянки волокна. Ці заряди, рівні за величиною і протилежні за знаком, утворюють диполі. Одиноке збуджене волокно можна умовно вважати за диполь.
Позитивний полюс диполя завжди знаходиться з боку незбудженої, а негативний полюс – з боку збудженої ділянки міокардіальної клітини.
Диполь створює елементарну електрорушійну силу, що обумовлена різницею потенціалів, яка характеризується певною величиною і напрямком. Раз електрорушійна сила має напрямок, то вона вважається векторною величиною. Умовно прийнято вважати, що вектор будь-якого диполя направлений від його негативного полюса до позитивного і напрямок руху хвилі деполяризації одиноким м’язовим волокном співпадає з напрямком вектора диполя, а напрямок руху хвилі реполяризації протилежний орієнтації вектора диполя.
Щоб описати як буде виглядати електрограма за будь-яких напрямків руху хвилі де– і реполяризації треба пам’ятати три правила:
1. Якщо вектор диполя направлений в бік позитивного електрода відведення, то на електрограмі ми отримаємо позитивний зубець.
2. Якщо вектор диполя направлений в бік негативного електрода відведення, то на електрограмі отримаємо негативний зубець.
3. Якщо вектор диполя розміщений перпендикулярно до осі відведення, то на електрограмі записується ізолінія.
Характеристика електричного поля міокардіального диполя.
Електрорушійну силу будь-якого джерела струму, в тому числі одинокого м’язового волокна, можна зареєструвати, розміщуючи електроди не тільки на поверхні збудливої тканини, але й у середовищі, яке є провідником і оточує джерело струму. Це можливо здійснити завдяки існуванню навкруги джерела струму електричного поля. Диполь створює в оточуючому його середовищі силові лінії, які йдуть від позитивного до негативного заряду диполя.
Розміщуючи електроди в будь-якій точці електричного поля, можна зареєструвати різницю потенціалів, що несе певну інформацію про електрорушійну силу джерела струму.
Слід підкреслити, що основні закономірності формування електрограми одинокого м’язового волокна, залишаються справедливими і для формування електрокардіограми.
Види сумації і розкладання векторів.
У серці одночасно відбувається збудження багатьох ділянок міокарда, причому напрямок векторів деполяризації і реполяризації в цих ділянках може бути різним. Електрокардіограф записує деяку сумарну, результуючу електрорушійну силу серця для даного моменту збудження.
Теоретично можна уявити собі три випадки сумування векторів і отримання сумарного результуючого вектора:
1) Якщо два вектори джерел струму направлені в один бік і паралельні один одному, то результуючий вектор буде складати суму векторів і матиме напрямок у той же бік.
2) Якщо два вектори джерел струму направлені в протилежні боки, то результуючий вектор дорівнює їх різниці і орієнтований в бік більшого вектора.
3) Якщо два вектори джерел струму направлені під кутом один до одного, то результуючий вектор дорівнює за величиною і напрямком діагоналі паралелограма, боками якого є два вектори.
Характеристика деполяризації передсердь.
У нормі хвиля збудження поширюється передсердями зверху вниз від синусно–передсердного вузла до верхньої границі атріовентрикулярного вузла. Деполяризація передсердь реєструється на ЕКГ у вигляді зубця Р. Висхідний відрізок зубця відповідає в основному збудженню правого передсердя, низхідний – лівого.
Процес реполяризації передсердь звичайно не знаходить відображення на ЕКГ, оскільки він нашаровується за часом на процес деполяризації шлуночків.
Характеристика деполяризації шлуночків.
Процес деполяризації міокарда шлуночків на ЕКГ реєструеться у вигляді комплексу QRS. Збудження шлуночків починається з деполяризації міжшлуночкової перегородки в середній її третині. Фронт збудження охоплює міжшлуночкову перегородку, частково внутрішню поверхню шлуночків і верхівку серця. Тут збудження поширюється від ендокарда до епікарда. На електрокардіограмі це відображається у вигляді зубця Q. Охоплення збудженням стінок обох шлуночків відображає на ЕКГ зубець R.
В останню чергу збудження поширюється на базальні відділи міжшлуночкової перегородки, правого та лівого шлуночків. Охоплення збудженням базальних відділів відображає на ЕКГ зубець S.
Характеристика реполяризації шлуночків.
У період повного охоплення збудженням шлуночків різниця потенціалів відсутня, а на ЕКГ реєструється ізоелектрична лінія – сегмент S-Т.
Процес реполяризації шлуночків відповідає на ЕКГ зубцю Т. Поширення фронту реполяризації міокардом шлуночків суттєво відрізняється від руху хвилі реполяризації в одинокому м’язовому волокні. Якщо в останньому випадку напрямок переміщення хвилі реполяризації і деполяризації співпадають (див. мал. 3), то в цілому серці в нормі вони направлені в протилежні боки: деполяризація відбувається від ендокарда до епікарда, а реполяризація – від епікарда до ендокарда. Це обумовлено тим, що тривалість трансмембранного потенціалу дії в субепікардіальних відділах шлуночків менша, ніж у субендокардіальних ділянках і процес реполяризації раніше почнеться саме в субепікардіальних відділах.
Оскільки під час реполяризації ці відділи набувають позитивного заряду, а субендокардіальні відділи ще не збуджені, тобто заряджені негативно, орієнтування векторів серцевого диполя (від негативного до позитивного полюсу) виявиться таким же, як і в період деполяризації (від ендокарда до епікарда) і буде реєструватися позитивний зубець Т.
Електрокардіографічні відведення які використовуються для реєстрації ЕКГ.
Вимірювання різниці потенціалів на поверхні тіла, яка виникаючої під час роботи серця, записується за допомогою різних відведень ЕКГ. Кожне відведення реєструє різницю потенціалів, існуючу між двома певними точками електричного поля серця, де встановлені електроди.
Електроди, встановлені в кожній із вибраних точок на поверхні тіла, підключаються до гальванометра електрокардіографа. Один з електродів приєднується до позитивного полюса гальванометра (це позитивний або активний електрод), другий електрод – до його негативного полюса (негативний електрод).
В даний час у клінічній практиці найбілъш широко використовують 12 відведень ЕКГ: 3 стандартних, 3 підсилених і 6 грудних.
Стандартні відведення.
Їх запропонував у 1913 році Ейнтховен. Стандартні відведення фіксують різницю потенціалів між двома точками електричного поля у фронтальній площині.
Для запису цих відведень електроди накладають на праву руку (червоне маркування) на ліву руку (жовте маркування) і на ліву ногу (зелене маркування). Ці електроди попарно підключаються до електрокардіографа. Четвертий електрод встановлюється на праву ногу для підключення заземлення (чорне маркування).
Недоліком при реєстрації стандартних відведень є те, що різниця потенціалів між двома кінцівками залежить від величини потенціалу кожної кінцівки, що впливає на величину зубців ЕКГ.
Підсилені відведення.
Їх запропонував Гольдбергер у 1942 році. Підсилені відведення реєструють різницю потенціалів між однією з кінцівок, де встановлений активний позитивний електрод і середнім потенціалом двох інших кінцівок. Таким чином, в якості негативного електрода в цих відведеннях використовують так званий об’єднаний електрод Гольдбергера з однаковою величиною потенціалу – середнім потенціалом двох кінцівок. Позначення підсилених відведень від кінцівок походять від перших букв англійських слів: “a” – (підсилений); “V” – (потенціал); “R“ – (правий); “L” – (лівий); “F” – (нога).
Так от є такі підсилені однополюсні відведення:
1) підсилене відведення від правої руки;
2) підсилене відведення від лівої руки;
3) підсилене відведення від лівої ноги.
Підсилені однополюсні відведення, так як і стандартні відведення дають можливість зареєструвати зміни електрорушійної сили серця у фронтальній площині.
Грудні відведення.
Грудні однополюсні відведення, запропоновані в 1934 році Вільсоном, реєструють різницю потенціалів між активним позитивним електродом, встансвленим у певних точках на поверхні грудної клітки і негативним об’єднаним електродом Вільсона. Величина його потенціалу практично дорівнюс нулю. Грудні відведення позначаються буквою V (від англ. потенціал, напруження) з додаванням номера позиції активного позитивного електрода, позначеної арабськими цифрами.
V1 – активний електрод у четвертому міжребер’ї з правого краю грудини;
V2 – активний електрод у четвертому міжребер’ї з лівого краю грудини;
V3 – активний електрод на рівні четвертого ребра лівої парастернальної лінії;
V4 – активний електрод у п’ятому міжребер’ї лівої серединно– ключичної лінії;
V5 – активний електрод у п’ятому міжребер’ї зліва по передній пахвовій лінії;
V6 – активний електрод у п’ятому міжребер’ї по лівій середній пахвовій лінії.
На відміну від стандартних і підсилених відведень грудні відведення реєструють зміни електрорушійної сили серця в горизонтальній площині.
Методика електрокардіографічного обстеження
Реєстрування ЕКГ повинно проводитися подальше від електродвигунів та електроприладів. Обстеження треба проводити після 10-15 хвилинного відпочинку при температурі повітря +20 ° С і не раніше як через 2 години після вживання їжі, приймання фізіопроцедур. Запис ЕКГ проводиться звичайно в лежачому положенні, що дозволяє добитися максимального розслаблення м’язів.
Перш ніж записувати ЕКГ необхідно встановити одинакове підсилення електричного сигналу. Для цього в кардіографі передбачена можливість подання на гальванометр стандартного калібрувального напруження, рівного 1 мV. Як правило, підсилення кожного каналу підбирається таким чином, щоб напруження 1 мВ в реєструючій системі викликало відхиления в
Запис ЕКГ здійснюється при спокійному диханні спочатку в стандартних відведеннях, потім у підсилених і накінець у грудних. У кожному відведенні записують не менше 4 серцевих циклів. ЕКГ реєструють, як правило, при швидкості руху паперу 50 мм/с.
Запис ЕКГ здійснюється при спокійному диханні спочатку в стандартних відведеннях, потім у підсилених і накінець у грудних. У кожному відведенні записують не менше 4 серцевих циклів. ЕКГ реєструють, як правило, при швидкості руху паперу 50 мм/с.
Чим зумовлена поява артефактів на ЕКГ?
Якщо не дотримуватись названих вимог, то на ЕКГ появляються такі артефакти:
1. Невеликі нерегулярні коливання, що накладаються на ЕКГ і обумовлені тремором м’язів.
2. Регулярні зубчаті хвилі на ЕКГ, спричинені впливом джерел змінного струму.
3. Відхилення ізолінії, або відхилення запису обумовлене поганим контактом електрода з шкірою, або між дротами та електродами, а також рухами об’єкту обстеження.
Треба добитися хорошого контакту електродів з шкірою шляхом попереднього знежирення шкіри, а також використання електродної пасти, або марлевих прокладок, змочених 5–10 % розчином NаСІ.
Елементи електрокардіографічної кривої.
На електрокардіограмі виділяють:
1) зубці: Р, Q, R, S, ,Т, інколи після зубця Т, реєструється зубець U;
2) сегменти –– відрізки між зубцями на ізолінії: Р-Q (від кінця зубця Р до початку зубця Q ) та S-Т (від кінця зубця S до початку зубця Т;
3) інтервали – характеризують певний часовий проміжок серцевої діяльності: Р-Q – від початку эубця P до початку зубця Q, Q-Т – від початку зубця Q до кінця зубця Т;
4) два комплекси: передсердний, який по суті представлений зубцем Р та шлуночковий ОRST.
Частотно-амплітудні характеристики зубця Р, інтервалу і сегменту P–Q і процеси які вони відображають.
Зубець Р у здорової людини у відведеннях І, П, аVF, V2–V6 завжди позитивний, у відведеннях Ш, аVL, V1 – може бути позитивним, двофазним. у відведенні аVR – завжди негативний. Амплітуда зубця Р до
Інтервал Р-Q відображає тривалість атріовентрикулярного проведення, тобто час поширення збудження передсердями, атріовентрикулярним вузлом, пучком Гіса і його розгалуженнями. Тривалість інтервалу Р-Q коливається від 0,12 до 0,20 с в залежності від частоти серцевих скорочень.
Сегмент Р-Q відображає час поширення збудження, атріовентрикулярним вузлом, пучком Гіса і його розгалуженнями. Тривалість сегменту Р-Q в нормі до 0,12 с.
Частотно–амплітудні характеристики зубців Q, R, S процеси і які вони відображають.
Шлуночковий комплекс ОRST відображає складний процес поширення (комплекс ОRS) і згасання (сегмент QS–T, S–T і зубець Т) збудження міокардом шлуночків. Якщо амплітуда зубців комплексу ОRS перевищує
Зубець Q у здорової людини не повинен перевищувати 1/4 амплітуди зубця R, а його тривалість – 0,03 с. Виняток складають відведення аVR, в якому реєструються глибокі і широкі зубці Q, та відведення V1, V2, в яких він практично відсутній.
Зубець R у нормі реєструється у всіх стандартних і підсилених відведеннях. У відведенні аVR зубець R погано виражений або відсутній зовсім. У грудних відведеннях амплітуда зубця R поступово збільшується від V1 – V4, а потім дещо зменшується в V5 – V6. Висота зубця R у відведеннях від рук та ніг не перевищує звичайно
Зубець S. У здорової людини його амплітуда в різних відведеннях коливається в широкому діапазоні, не перевищуючи
Частотно-амплітудні характеристики зубця Т, сегменту S–T та інтервалу Q–T і процеси які вони відображають.
Сегмент S-Т – відповідає повному охопленню збудженням обох шлуночків. Тому в нормі в стандартних і підсилених однополюсних відведеннях від кінцівок, сегмент знаходиться на ізолінії і його зміщення не перевищує
Зубець Т. У нормі завжди позитивний у відведеннях І, ІІ, аVF, V2 – V6, причому Т1 > ТІІІ, а ТV6 > ТV1. Має пологе висхідне і дещо більш круте низхідне коліно. У відведеннях ІІІ, аVL і V1, зубець Т може бути позитивним, двофазним або негативним. Негативним зубець Т, як правило, буває у відведенні аVR. Амплітуда зубця Т у відведеннях від кінцівок не перевищує 5–6 мм, а в грудних відведеннях 15–17 мм. Тривалість зубця Т – 0,16–0,24 с.
Інтервал Q-Т. Це електрична систола шлуночків. Тривалість інтервалу Q-Т залежить від частоти серцевих скорочень. Нормальна тривалість інтервалу Q-Т визначаєься за формулою Базетта:
Q-Т = К·√R–R,
де К – коефіцієнт рівний 0,37 для чоловіків і 0,40 для жінок;
R–R – тривалість одного серцевого циклу або міжциклового інтервалу.
Деколи на ЕКГ, особливо в правих грудних відведеннях, зразу після зубця Т реєструється невеликий позитивний зубець U. Вважають, що зубець U відповідає періоду короткочасного підвищення збудливості міокарда шлуночків (фаза екзальтації), яка наступає після закінчення електричної систоли лівого шлуночка.
Послідовність і порядок аналізу ЕКГ.
Аналіз ЕКГ треба починати з оцінки амплітуди контрольного мілівольта, швидкості її запису.
Порядок аналізу ЕКГ:
1. Визначення джерела збудження. Для визначення джерела збудження (водія ритму) необхідно оцінити хід збудження передсердями і встановити відношення зубців Р до шлуночкових комплексів QRS. У нормі електричний імпульс виникає в синусовому вузлі і на ЕКГ в II стандартному відведенні реєструються позитивні зубці Р перед кожним комплексом QRS. При цьому говорять про синусовий ритм.
2. Оцінка правильності серцевого ритму на основі порівнювання тривалості інтервалів R–R. Інтервал R–R звичайно визначається між вершинами зубців R. У нормі відмічається незначне коливання їх тривалості в межах 0,1 с.
3. Визначення частоти серцевих скорочень. При правильному ритмі серцевих скорочень треба 60 секунд розділити на тривалість інтервалу R–R в секундах.
4. Оцінка вольтажу ЕКГ. Для цього необхідно оцінити амплітуду зубців R у стандартних відведеннях. Якщо амплітуда зубця R в ІІ стандартному відведенні перевищує
5. Визначення напрямку електричної осі.
б) Візуальний метод. При нормальному напрямку електричної осі серця RІІ ≥ RІ ≥ RІІІ.
Аналіз окремих елементів ЕКГ.
Аналіз зубця Р включає: а) оцінка форми зубця; б) вимірювання амплітуди; в) визначення тривалості. Амплітуда зубця Р вимірюється від ізолінії до вершини зубця, а його тривалість – від початку до кінця зубця.
Аналіз комплексу QRS включає:
1. Оцінку зубця Q:
а) вимірювання його амплітуди і порівняння її з амплітудою зубця R у цьому ж відведенні; б) вимірюаання тривалості зубця Q.
2. Оцінку зубця R: а) вимірювання амплітуди; б) співставлення її з амплітудою зубця Q в тому ж відведенні і зубцем R інших відведень.
3. Оцінку зубця S: а) вимірювання амплітуди; б) співставлення її з амплітудою зубця R в тому ж відведенні.
Аналіз сегменту S-Т. Аналізуючи сегмент, необхідно встановити його відхилення від ізолінії.
Аналіз зубця Т. При аналізі зубця Т слід: а) визначити напрямок; б) оцінити його форму; в) виміряти амплітуду.
Аналіз інтервалу Q–T зводиться до вимірювання його тривалості.
