Кардиография (введение )

Помещая электроды в любые точки электрического поля, можно
зарегистрировать разность потенциалов, несущую определенную
информацию об ЭДС источника тока. Следует подчеркнуть, что основные
закономерности формирования ЭГ, присущие одиночному мышечному
волокну, остаются справедливыми и для электрического поля источника
тока в целом и для формирования ЭКГ. Это означает, что конфигурация
ЭКГ прежде всего будет зависеть от направления вектора диполя по
отношению к электродам отведения, точнее по отношению к
направлению оси электрокардиографического отведения. В рассматри-ваемых нами случаяхосью однополюсногоэлектрокардиографического отведения можно назвать гипотетическую линию, соединяющую положительный электрод, расположенный в вы­бранной точке электрического поля, с электродом, расположенным в центре источника тока (в центре диполя), - отрицательный полюс отведения.

Однако оси электрокардиографических отведений могут располагаться в электрическом поле не только параллельно и перпендикулярно направлению диполя. Чтобы в этих случаях определить величину и конфигурацию электрокардиографических комплексов, не обходимо воспользоваться хорошо известным правилом разложения векторов.

Амплитуда и форма электрокардиографических комплексов при любой локализации электродов в электрическом поле определяются величиной и направлением проекции ЭДС источника тока (вектора диполя) на ось данного электрокардиографического отверстия.

В сердце одновременно (в каждый момент систолы) происходит возбуждение многих участков миокарда, причем направление векторов деполяризации и реполяризации в каждом из этих участков может быть различным и даже прямо противоположным. При этом элек­трокардиограф записывает некоторую суммарную, или результирующую, ЭДС сердца для данного момента возбуждения.

Суммарный моментный вектор сердца определяется как алгебраическая сумма всех векторов, его составляющих.

Теоретически можно представить себе три случая суммирования векторов и получения суммарного результирующего вектора:

1)если два вектора источника тока направлены в одну сторону и
параллельны друг другу, то результирующий вектор представляет собой
сумму векторов и направлен в ту же сторону;

2) если два вектора источников тока направлены впротивоположные 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 (ЭДС) равен по величине и
направлению диагонали параллелограмма, сторонами которого являются
два вектора. При этом допускается, что оба вектора исходят из одной точки.

В заключение следует отметить, что существенное влияние на амплитуду электрокардиографических зубцов оказывает также расстояние от исследующего электрода до источника тока. Величина зубцов ЭКГ обратно пропорциональна квадрату расстояния от электрода до источника тока. Это означает, что чем дальше расположен электрод от источника тока, тем меньше амплитуда зубцов комплексов электрокардиограммы. Однако при удалении электродов более чем на 12 см от сердца дальнейшее изменение амплитуды зубцов оказывается ничтожным.

Формирование электрокардиограммы при распространении волны возбуждения по сердцу

Распространение волны деполяризации и реполяризации по сердцу является несравненно более сложным процессом, чем движение фронта возбуждения по одиночному мышечному волокну. Это объясняется тем, что в сердце одновременно функционирует большое число элементарных источников тока - сердечных диполей, каждый из которых обусловлен возбуждением отдельных миокардиальных волокон и отличается от других таких же диполей как по величине, так и по направлению. Однако, согласно дипольной концепции электрокардиографии, при определенных допущениях сердце можно условно рассматривать как один точечный источник тока — единый сердечный диполь, создающий в окружающем его объемном проводнике (теле) электрическое поле, которое и может быть зарегистрировано с помощью электродов, расположенных на поверхности тела. Вектор единого сердечного диполя представляет собой не что иное, как суммарный моментный вектор всех элементарных источников тока, существующих в данный момент.

Как видно в процессе возбуждения сердечной мышцы вектор единого сердечного диполя постоянно меняет свою величину и ориентацию, причем любому моменту распространения возбуждения по сердцу соответствует свой суммарный моментный вектор (1,2,..,8). Соединив стрелки последовательных моментных векторов, получим так называемую векторную петлю, очень наглядно графически отображающую ход возбуждения в сердечной мышце. Если теперь, согласно известному правилу, суммировать все отдельные моментные векторы, получим один средний результирующий вектор ЭДС сердца, отражающий среднее направление и величину ЭДС сердца в течение всего периода деполяризации желудочков. Эти понятия — моментный вектор и средний результирующий вектор ЭДС сердца — имеют большое практическое значение при описании различных изменений ЭКГ, в чем Вы сами вскоре сможете убедиться. Средний результирующий вектор деполяризации желудочков обозначается AQRs,. деполяризации предсердий - АР, а реполяризации желудочков - AT.

1. Моментный вектор единого сердечного диполя - это алгебраическая сумма всех векторов элементарных сердечных диполей, существующих в тот или иной момент распространения возбуждения по сердцу.

Рисунок 7. Электрическое поле единого сердечного диполя через 0,04 с после началавозбуждения желудочков.

2. Средний результирующий вектор отражает среднюю величину и ориентацию ЭДС сердца в течение всего периода распространения волны возбуждения или реполяризации по соответствующим отделам сердца (А QRS,AP,AT).

В норме средний результирующий вектор деполяризации желудочков ориентирован влево вниз под углом 30-70° к горизонтали, проведенной через электрический центр сердечного диполя. Это примерно соответствует ориентации анатомической оси сердца, поэтому пространственное расположение двух полюсов единого сердечного диполя во время возбуждения желудочков таково, что положительный полюс диполя обращен к верхушке, а отрицательный - к основанию сердца. Вследствие этого изопотенциальные линии с положительным потенциалом на протяжении почти всего периода возбуждения располагаются в основном в левой и нижней части тела, а отрицательные изопотенциальные линии - в правой и верхней части тела. Линия нулевого потенциала ориентирована перпендикулярно направлению среднего результирующего вектора.

Рисунок 8. Моментальные векторы ЭДС единого сердечного диполя во время деполяризации желудочков и средний результирующий вектор возбуждения желудочков .

Устанавливая электроды на поверхности тела, мы сможем зарегистрировать на ЭКГ изменения электрического поля сердца во время деполяризации и реполяризации миокарда, обусловленные изменениями величины и ориентации сердечного диполя на протяжении всего возбуждения сердца.

Рассмотрим процесс формирования ЭКГ, зарегистрированный с помощью поверхностных электродов, применяемых в клинической электрокардиографии. Допустим, что на поверхности тела установлены электроды двух отведений (рисунок 9). Ось одного отведения расположена горизонтально (обозначим его I), ось другого отведения идет под углом к горизонтали, как это видно на рисунке (обозначим это отведение III).

Деполяризация предсердий. В норме волна возбуждения распространяется по предсердиям сверху вниз от области СА-узла к верхней границе АВ-узла. Вначале возбуждается правое предсердие. Деполяризация предсердий регистрируется на ЭКГ в виде зубца Р

Рисунок 9. Формирование зубца Р ЭКГ при деполяризации предсердий.

Первый момент вектор деполяризации правого предсердия (P₁ ) направлен вниз и слегка влево, а второй моментальный вектор деполяризации преимущественно левого предсердия (Р₂ ) - влево. В отведении I проекции Pi и Р₂ на ось этого отведения ориентированы в сторону положительного полюса отведения. Поэтому на ЭКГ получим положительное отклонение - положительный зубец Р. В отведении IIIпроекция PI ориентированна в сторону положительного электрода. В результате этого в отведении III фиксируется небольшое начальное положительное отклонение - начальная положительная фаза зубца Р. Небольшая по величине проекция второго моментального вектора на ось отведения III направлена в сторону отрицательного электрода, в связи с чем на ЭКГ может иногда регистрироваться вторая небольшая отрицательная фаза зубца Р, обусловленная конечным изолированным возбуждением левого предсердия.

Следует отметить, что процесс реполяризации предсердий обычно не находит отражения на ЭКГ, так как он наслаивается по времени на процесс деполяризации желудочков (комплекс QRS).

Из предсердий электрический импульс направляется в АВ-узел, где происходит медленное распространение волны возбуждения. Затем возбуждается пучок Гиса, ножки и ветви пучка Гиса и волокна Пуркинье. Величина разности потенциалов, возникающая в этот период в сердце, очень мала, так как возбуждается только атриовентрикулярная проводящая система. Поэтому на ЭКГ записывается изоэлектрический сегмент Р—Q(R).

Деполяризация желудочков. Процесс деполяризации миокарда желудочков на ЭКГ регистрируется в виде комплекса QRS. Для правильного понимания генеза различных зубцов комплекса QRSнеобходимо хорошо помнить нормальную последовательность охвата возбуждением миокарда желудочков. Обычно выделяют три последовательные фазы распространения возбуждения по желудочкам, каждой из которых соответствует свой суммарный моментный вектор.

Начальный моментный вектор соответствует 0,01-0,03 с QRS. Обозначим его как вектор 0,02 с. Процесс возбуждения желудочков начинается с деполяризации преимущественно левой части межжелудочковой перегородки в средней ее трети. Фронт возбуждения при этом движется направо и вперед. При этом положительный полюс единого сердечного диполя обращен к положительному электроду IIIотведения. В отведении III будет фиксироваться положительное отклонение — небольшой зубец г. Наоборот, этот вектор направлен к отрицательному электроду I отведения, и в отведении I мы получим отрицательное отклонение — небольшой зубец д. Небольшая амплитуда зубцов гид обусловлена тем, что разность потенциалов, возникающая при возбуждении межжелудочковой перегородки, невелика.

Затем происходит возбуждение апикальной области правого и левого желудочков. Здесь возбуждение распространяется от эндокарда к эпикарду, и волна деполяризации постепенно направляется вниз направо и затем вниз влево. В результате деполяризации верхушек правого и левого желудочков и их передней, боковой и задней стенок возникает средний моментный вектор QRS (0,04—0,05 с). Обозначим его как вектор 0.04 с. Моментный вектор деполяризации желудочков 0,04 с является результирующим двух векторов: правожелудочкового, направленного слева направо, имеющего малую величину, и левожелудочкового, ориентированного справа налево, имеющего несравненно большую величину. Суммация этих двух векторов, согласно известному правилу, дает суммарный моментный вектор, направленный справа налево и вниз. Он ориентирован в сторону положительного электрода I отведения, вследствие чего в этом отведении появляется положительное отклонение высокой амплитуды - зубец R.

Рисунок 10. Формирование сегмента Р—Q(R).

Наоборот, моментный вектор 0,04 с деполяризации желудочков обращен в сторону отрицательного полюса III отведения. Здесь в этот момент будет фиксироваться глубокое отрицательное отклонение - зубец 5.

Конечный моментный вектор соответствует 0,06-0,08 с QRS. Обозначим его как вектор 0,06 с. Последними в период 0,06-0,08 с возбуждаются базальные отделы межжелудочковой перегородки, правого и левого желудочков. При этом фронт волны возбуждения и соответственно моментный вектор 0,06 с деполяризации желудочков направлены вверх и слегка вправо, т. е. в сторону отрицательных электродов I и III отведений. Следовательно, на ЭКГ в I отведении в этот момент будет фиксироваться небольшое отрицательное отклонение - зубец Si. В отведении III ориентация моментного вектора 0,06 с также в сторону отрицательного полюса будет способствовать еще большему углублению зубца 8щ.

Таким образом, генез зубцов комплекса QRS в I и III отведениях отражает различные этапы возбуждения желудочков: в начале - возбуждение межжелудочковой перегородки (зубцы q₁ и r_III ), затем - деполяризацию верхушек и стенок желудочков, преимущественно левого желудочка (регистрируется основной зубец комплекса QRS, например, зубец R₁ ) и, наконец, возбуждение базальных отделов желудочков (зубец S_{I , III} ).

Реполяризация желудочков. В период полного охвата возбуждением желудочков разность потенциалов отсутствует, а на ЭКГ регистрируется изоэлектрическая линия - сегмент RS- Т.

Процесс быстрой конечной реполяризации желудочков соответствует на ЭКГ зубцу Т. Распространение фронта реполяризации по миокарду желудочков существенно отличается от движения волны реполяризации в одиночном мышечном волокне.

Рисунок 11. Формирование сегмента RS— Т в период полного охвата возбуждением желудочка.

Если в последнем случае направления перемещения волн 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 длительность ТМПД в субэпикардиальных отделах желудочков на 0,03-0,04 с меньше, чем в субэндокардиальных участках, и процесс реполяризации раньше начнется именно в субэпикардиальных отделах. Поскольку во время реполяризации эти отделы приобретают положительный заряд, а субэндокардиальные отделы еще возбуждены, т. е. заряжены отрицательно, ориентация векторов единого сердечного диполя (от отрицательного к положительному полюсу) окажется такой же, как и в период деполяризации (от эндокарда к эпикарду), и электроды, установленные на поверхности, будут фиксировать преимущественно положительное отклонение - положительный зубец Т.

Хорошо зная последовательность охвата возбуждением желудочков, а также общие закономерности формирования желудочковых комплексов ЭКГ, можно определить конфигурацию ЭКГ при любом расположении исследующих активных электродов. Наоборот, используя анализ известных ЭКГ в различных отведениях, можно описать величину и направление отдельных моментных векторов, среднего результирующего вектора - ЭДС сердца и соответственно ход возбуждения и реполяризации миокарда. Это и есть так называемый векторный принцип анализа ЭКГ, которым мы вскоре воспользуемся.

2.4 МЕТОДИКА РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ

Электрокардиографы - приборы, регистрирующие изменение разности потенциалов между двумя точками в электрическом поле сердца (например, на поверхности тела) во время его возбуждения.

Современные электрокардиографы отличаются высоким техниче­ским совершенством и позволяют осуществить как одноканальную, так и многоканальную запись ЭКГ.

В последнем случае синхронно регистрируются несколько различных электрокардиографических отведений (от 2 до 6 - 8), что значительно сокращает время исследования и дает возможность получить более точную информацию об электрическом поле сердца. Электрокардиографы состоят

из входного устройства, усилителя биопотенциалов и регистрирующего устройства. Разность потенциалов, возникающая на поверхности тела при возбуждении сердца, регистрируется с помощью системы металлических электродов, укрепленных на различных участках тела резиновыми ремнями или грушами. Через входные провода, маркированные различным цветом, электрический сигнал подается на коммутатор, а затем на вход усилителя, состоящего из катодных ламп, триодов или интегральных схем.

Рисунок 12. Устройство электрокардиографа.

Малое напряжение, воспринимаемое электродами и не превышающее 1— 3 mV, усиливается во много раз и подается в регистрирующее устройство прибора. Здесь электрические колебания преобразуются в механические смещения якоря электромагнита и тем или иным способом записываются на специальной движущейся бумажной ленте. В настоящее время чаще всего используют непосредственную механическую регистрацию этих перемещений якоря электромагнита с помощью очень легкого (малоинерционного) писчика, к которому подводятся чернила. В этом случае запись проводится обычно на электрокардиографической бу­мажной ленте, напоминающей миллиметровку. В некоторых электрокардиографах осуществляется так называемая тепловая запись ЭКГ с помощью писчика, который нагревается и как бы «выжигает» соответствующую кривую на специальной тепловой бумаге.

Наконец, существуют такие электрокардиографы капиллярного типа (мингографы), в которых запись ЭКГ осуществляется с помощью тонкой струи разбрызгивающихся чернил.

Независимо от технической конструкции каждый электрокардиограф имеет устройство для регулировки и контроля усиления. Для этого на усилитель подается стандартное калибровочное напряжение, равное 1 mV. Усиление электрокардиографа обычно устанавливается таким образом, чтобы это напряжение вызывало отклонение регистрирующей системы на 10 мм. Такая калибровка усиления позволяет сравнивать между собой ЭКГ, зарегистрированные у пациента, в разное время и (или) разными приборами.

Рисунок 13. ЭКГ, зарегистрированные со скоростью 50 мм-с ' (а)

и 25 мм - с ' (б). В начале каждой кривой показан контрольный милливольт.

Лентопротяжные механизмы во всех современных электрокардиографах обеспечивают движение бумаги с различной скоростью: 25, 50,100 мм-с"¹ и т. д. В зависимости от выбранной скорости движения бумаги изменяется форма регистрирующей кривой: ЭКГ записывается либо растянутой, либо более сжатой. Чаще всего в практической электрокардиологии скорость регистрации ЭКГ составляет 50 мм"¹ .

Электрокардиографы должны устанавливаться в сухом помещении при температуре не ниже 10°С и не выше 30°С. Во время работы электрокардиограф, а также металлическая кровать или экранирующая сетка, на которой лежит пациент, должны быть заземлены.

ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЧЕСКИЕ ОТВЕДЕНИЯ

Изменения разности потенциалов на поверхности тела, возникающие во время работы сердца, записываются с помощью различных систем отведений ЭКГ. Каждое отведение регистрирует разность потенциалов, существующую между двумя определенными точками электрического поля сердца, в которых установлены электроды. Таким образом, различные электрокардиографические отведения отличаются между собой прежде всего участками тела, от которых отводится разность потенциалов.

Электроды, установленные в каждой из выбранных точек на поверхности тела, подключаются к гальванометру электрокардиографа. Один из электродов присоединяют к положительному полюсу гальванометра (это положительный, или активный, электрод отведения), второй электрод - к его отрицательному полюсу (отрицательный электрод отведения).

Рисунок 14. Треугольник Эйнтховена, каждая сторона которого является осью того или иного стандартногоотведени

В настоящее время в клинической практике наиболее широко используют 12 отведений ЭКГ, запись которых является обязательной при каждом электрокардиографическом обследовании больного: 3 стандартных отведения, 3 усиленных однополюсных отведения от конечностей и 6 грудных отведений.

Стандартные отведения

Стандартные двухполюсные отведения, предложенные в 1913 г. Эйнтховеном, фиксируют разность потенциалов между двумя точками электрического поля, удаленными от сердца и расположенными во фронтальной плоскости - на конечностях. Для записи этих отведений электроды накладывают на правой руке (красная маркировка), левой руке (желтая маркировка) и на левой ноге (зеленая маркировка).

Эти электроды попарно подключаются к электрокардиографу для регистрации каждого из трех стандартных отведений. Четвертый электрод устанавливается на правую ногу для подключения заземляющего провода (черная маркировка).

Стандартные отведения от конечностей регистрируют при следующем попарном подключении электродов

I отведение - левая рука (+) и правая рука (-);

II отведение - левая рука (+) и правая рука (-);

III отведение - левая нога (+) и левая рука (-).

Знаками (+) и (-)


8-09-2015, 20:51