Электрокардиограмма

Основные характеристики электрокардиограммы

Запись типичной электрокардиограммы представлена на рис. 5-1. Как было кратко описано в главе 3, основными характеристиками электрокардиограммы являются зубец Р, комплекс QRSvi3y6ey Т, которые вызваны деполяризацией предсердий, деполяризацией желудочков и реполяризацией желудочков соответственно. Промежуток времени от начала зубца Рцо начала комплекса QRS называется интервалом PQ и указывает на время, необходимое для прохождения потенциала действия через предсердия и атриовентрикулярный (AV) узел. В течение последнего участка интервала PQ (сегмент PQ) электрического напряжения на поверхности тела не регистрируется. Это объясняется тем, что мышечные клетки предсердий деполяризированы (находятся в фазе плато своих потенциалов действия), клетки желудочков все еще пребывают в состоянии покоя, а электрическое поле, которое образует потенциал действия, проходя через небольшой AV узел, слишком мало, чтобы его можно было зарегистрирова 1 ь. Длительность интервала PQ в норме колеблется от 120 до 200 мс.

За комплексом QRS следует сегмент ST. В норме во время регистрации сегмента ST на поверхности тела не возникает никаких потенциалов, поскольку в это время ни в каких клетках сердца не происходит быстрых изменений мембранных потенциалов; клетки предсердия уже вернулись в фазу покоя, а клетки желудочков находятся в фазе плато потенциала действия (однако повреждения миокарда или неадекватный кровоток могут привести к подъему или депрессии сегмента ST). Когда клетки желудочков начинают реполяризироваться, еще раз появляется напряжение на поверхности тела и на электрокардиограмме это фиксируется как зубец Т. Зубец Т шире и не такой высокий, как зубец R, так как реполяризация желудочков менее синхронизирована, чем деполяризация. К моменту завершения зубца Т все клетки сердца находятся в состоянии покоя. Потенциалы на поверхности тела не регистрируются, пока не возникнет новый импульс в синоатриальном (SA) узле.

Необходимо понять, что деятельность специализированной проводящей системы является важнейшим фактором, определяющим картину нормальной электрокардиографической записи Например, время проведения потенциала через AV узел определяет интервал PQ Также эффективность деятельности системы Пуркинье по синхронизации деполяризации желудочков отражается большой величиной и краткостью комплекса QRS Следует также отметить, что практически каждая клетка мышечной ткани сердца обладает врожденной способностью к ритмической активности и все клетки сердца электрически взаимосвязаны с помощью вставочных дисков

Сразу после того как сердечный импульс выходит из AV узла и поступает в систему волокон Пуркинье с высокой скоростью проведения, все клетки желудочковой мускулатуры деполяризуются на протяжении очень короткого времени, что приводит к появлению комплекса QRS. Зубец R — это самая крупная отметка на электрокардиограмме, так как мышечные клетки желудочков очень многочисленны и деполяризуются почти одновременно. В норме комплекс Q7?S длится от 60 до 100 мс. [Реполяризация клеток предсердий также осуществляется на протяжении времени, в течение которого деполяризация желудочков вызывает появление комплекса QRS на электрокардиограмме (см. рис. 3-5). Реполяризация предсердий невидна на электрокардиограмме, так как она слабо синхронизирована и происходит в относительно небольшой по массе ткани, полностью перекрываясь основными процессами, происходящими в это время в желудочках.]

Таким образом, функциональный сердечный ритм способен и часто существует без участия части или всей специализированной проводящей системы сердца Однако такая ситуация не является нормальной и аномальных путей проведения в сердце сопровождается появлением аномальной записи электрокардиограммы

Основные концепции электрокардиографии

Запись электрокардиограммы превратилась в рутинную диагностическую процедуру, которая была стандартизирована путем применения универсальной системы определенных концепций Далее приводится краткое описание принципов регистрации и анализа электрокардиограмм с помощью трех стандартных биполярных отведений от конечностей

Регистрирующие электроды располагают на обеих руках и на левой ноге — обычно на запястьях и лодыжке Делается допущение, что датчики отводят сигнал, регистрируя напряжение между точками, которые образуют равносторонний треугольник, в центре которого находится грудная клетка, как показано нарис. 5-2. Данная концепция называется треугольником Эйнтховена в честь гол«И§^>Физиолога, который предложил ее на рубеже столетий. Каждая отдельнаяМИИЙЕ^РДИограсЬичеСкая запись представляет собой регистрацию разности потенциалов, измеренной между любыми двумя вершинами треугольника Эйнтховена

Мы уже приводили пример II отведения электрокардиограммы, которое регистрируется между правой рукой и левой ногой (рис 5-1) Аналогично отведения I и III представляют собой регистрацию потенциалов на двух других сторонах треугольника Эйнтховена, как показано на рис 5-2 Символы (+) и (-) на рис 5-2 указывают обычно принятую полярность отведений Например, отклонение вверх во II стандартном отведении электрокардиограммы (в норме отмечается у зубцов P,RnT) указывает, что напряжение, измеренное на левой ноге, обладает большей положительной величиной, чем на правой руке Аналогично полярность установлена для записи I и III стандартных отведений и обозначена символами (+) и (-) на рис 5-2

Кроме того, регистрирующая аппаратура для электрокардиографических исследований стандартизирована таким образом, чтобы 1 см по вертикальной оси всегда соответствовал разности потенциалов в 1 мВ и чтобы 25 мм на горизонтальной оси электрокардиографической записи соответствовали 1 с У большинства электрокардиографов существует калибровка сигналов, так что можно легко определить ненормальную скорость и амплитуду зубцов

Как показано далее в этой главе, многие аномалии электрической активности мо гут быть зафиксированы при записи одного электрокардиографического отведения Тем не менее, определенная клинически важная информация может быть получена при сопоставлении данных двух электрокардиографических отведений Для того что бы понять этот более сложный электрокардиографический анализ, нам необходимо, прежде всего, более подробно исследовать, каким образом электрическое напряжение появляется на поверхности тела в результате электрической активности сердца

Диполи сердца и электрокардиографические кривые

На рис 5-3 показано, каким образом в соответствии с концепцией Эйнтховена электрическая активность сердца вызывает появление разности потенциалов на по верхности тела Вданном примере сердце представлено в определенный момент фазы деполяризации предсердий Вотна возбуждения сердца, возникнув в SA узле, распро страняется в виде деполяризации через ткани предсердий В каждой точке вдоль дан ной волны электрической активности существует небольшая разность зарядов между поляризованными мембранами (положительными на внешней стороне) и деполяризованными мембранами (отрицательными на внешней стороне)

Таким образом, описываемую волну можно представить в виде серии отдельных электрических диполей (участков с разностью зарядов) Каждый отдельный диполь ориентирован в направлении движения локальной волны

Большая черная стрелка на рис 5-3 представляет результирующий диполь, воз пикающий в виде суммации всех отдельных диполей распределенных вдоль движения волны деполяризации Результирующий диполь который существует в любой данный момент, ориентирован вдоль основного направления движения волны в данный мо мент Величина или сила диполя (здесь представлена длиной стрелки) определяется следующими факторами (1) распространенностью волны (т е количеством клеток, которые депол(ш|йу1Й'Гся одновременно в заданный момент) и (2) согласованностью

ориентации отдельных диполей в разных точках волны (диполи с одинаковой ориентацией усиливают друг друга; диполи с противоположной ориентацией нивелируют друг друга)

Результирующий диполь на примере рис. 5-3 создает общий больший положительный заряд в левой нижней части тела человека по сравнению с верхней правой частью. Данный конкретный диполь приведет к появлению положительного напряжения во всех трех отведениях от конечностей.

Как показано на правой половине рис. 5-3, такой вывод может быть сделан из схемы треугольника Эйнтховена, где результирующий диполь обладает определенным компонентом, который проецируется в положительном направлении отведений I, II и III Как показано на рис 5-3, компонентсердечного диполя в данном отведении электрокардиограммы определяется путем построения перпендикуляров к соответствующей стороне треугольника Эйнтховена от начала и конца вектора диполя. (Может, быть, полезно представлять компонент в каждом отведении в виде «тени», которую отбрасывает диполь на данное отведение при свете «солнца», расположенного позади угла треугольника Эйнтховена, противоположного этому отведению).

Обратите внимание, что диполь в данном примере в наибольшей степени параллелен II отведению и поэтому имеет наибольший компонент в направлении II отведения. Поэтому он будет создавать большее напряжение в II отведении, чем в I или III отведениях Данный диполь обладает достаточно небольшим компонентом в III отведении, так как он ориентирован практически перпендикулярно III отведению.

Конфигурацию отведений от конечностей можно рассматривать как взгляд на электрическую активность сердца из трех различных точек (или осей). Вектор, отражающий силу и ориентацию моментного диполя сердца, представляет собой объект для изучения и его внешний вид определяется тем, из какой точки он рассматривается. Например, моментное напряжение, измеренное по оси I отведения, отражает диполь, создаваемый электрической активностью сердца, При наблюдении строго сверху. Ориентированный горизонтально сердечный диполь выглядит большим в I отведении, в то время как вертикально ориентированный сердечный диполь вне зависимости от его величины не создает напряжения в I отведении. Таким образом, необходимо иметь оценку с двух точек зрения, чтобы определить величину и направление сердечного диполя. Вертикально ориентированный диполь не будет виМ#вИ>И>еДении, но будет с легкостью обнаружен во II или III отведениях.           sSSc'

Важно учитывать, что пример на рис. 5—3 показывает только один момент деполяризации предсердий. Результирующий диполь сердца постоянно изменяет величину и ориентацию в процессе деполяризации предсердий. Природа этих изменений будет определять форму зубцаР в каждом отведении электрокардиограммы

Зубец Р заканчивается, когда волна деполяризации, как показано на рис. 5-3, достигает безмышечной границы между предсердиями и желудочками и количество отдельных диполей становится незначительным. В это время сердечный импульс медленно распространяется по направлению к желудочкам через AVузел. Однако электрическая активность AV узла охватывает столь малое количество клеток, что не возникает результирующего сердечного диполя, который можно было бы обнаружить. Таким образом, никакого напряжения не удается зарегистрировать на поверхности тела на протяжении короткого периода времени, следующего за зубцом Р. Результирующий сердечный диполь вновь появляется только тогда, когда волна деполяризации заканчивает свое продвижение через AV узел, вступает в систему Пуркинье и начинает свое быстрое распространение по мышечным клеткам желудочков. Так как волокна Пуркинье оканчиваются в межжелудочковой перегородке и в эндокардиальных слоях верхушки желудочков, деполяризация желудочков происходит, прежде всего, в этих зонах, а затем распространяется кнаружи и кверху по миокарду желудочков.

Деполяризация желудочков и комплекс QRS

Во время деполяризации желудочков, которая вызывает появление комплекса QRS на электрокардиограмме, отмечаются быстрые и выраженные изменения величины и направления результирующего сердечного диполя. Нормальное протекание процесса представлено на рис. 5-4. Инициальная деполяризация желудочков обычно начинается с левой части межжелудочковой перегородки, как это показано на верхней части рисунка. Анализ сердечного диполя, обусловленного этой инициальной деполяризацией желудочков с помощью треугольника Эйнтховена, показывает, что данный диполь обладает отрицательным компонентом в I отведении, малым отрицательным компонентом во II отведении и положительным компонентом в III отведении Правая верхняя часть рисунка показывает истинные отклонения в каждом из электрокардиографических отведений от конечностей, обусловленные этим диполем Обратите внимание на то, что данный сердечный диполь может создавать противоположные отклонения в различных отведениях

На схемах второго ряда рис. 5-4 показаны желудочки в тот момент деполяризации желудочков, когда количество индивидуальных диполей максимально и (или) их ориентация в наибольшей степени совпадает. В этой фазе возникает значительный результирующий сердечный диполь, который обусловливает появление зубца R электрокардиограммы. На рис. 5-4 результирующий сердечный диполь расположен практически параллельно II отведению. Как показано, такой диполь обусловливает крупные положительные зубцы R во всех трех отведениях от конечностей.

В третьем ряду диаграмм на рис. 5-4 показано состояние ближе к концу распространения процесса деполяризации по желудочкам, и они отражают, каким образом небольшой результирующий сердечный диполь, возникающий в этот момент, приводит к возникновению зубца S. Обратите внимание, что зубец S необязательно появляется во всех электрокардиографических отведениях (как в I отведении в данном примере).

В нижнем ряду диаграмм на рис 5-4 показано, что на протяжении существования сегмента ST все клетки мускулатуры желудочков находятся в состоянии деполяризации Через ткани сердца не проходят волны электрической активности Соответственно, в данный период времени не существует результирующего сердечного диполя и нет разности потенциалов между какими-либо точками на поверхности тела. Все электрокардиографические записи будут плоскими и изоэлектрическими (уровень нулевого потенциала).

Реполяризация желудочков и зубец Т

Как показано на рис. 5-1 во II отведении зубец Т в норме имеет положительное значение, как и зубец R. Это свидетельствует о том, что результирующий диполь сердца, возникающий во время реполяризации желудочков ориентирован в том же общем направлении, как и тот, который существует во время деполяризации желудочков. Это в какой-то степени удивительно, поскольку индивидуальные диполи, возникающие в ходе продвижения волны реполяризации, имеют противоположную полярность по сравнению с теми диполями, что существуют во время волны деполяризации. Однако напомним (рис 3-5), что те клетки желудочков, которые деполяризуются последними, реполяризируются первыми Причины этого явления не совсем ясны, но в результате этого волна электрической активности при реполяризации желудочков имеет тенденцию в обратном направлении проделать тот же путь, что и во время деполяризации желудочков. Результатом обратной полярности индивидуальных диполей и обратного распространения волны во время реполяризации желудочков является положительный зубец Т Зубец Тшире и ниже, чемзубец R, так как реполяризация клеток желудочков в меньшей степени синхронизирована, чем ихдеполяризация.

Электрическая ось сердца и ее отклонения

Ориентация сердечного диполя во время фазы наиболее интенсивной деполяризации желудочков (т.е. в момент, когда зубец R достигает своего максимума) называется электрической осью сердца Клинически этот показатель используется, для того, чтобы определить, происходит ли деполяризация желудочков по нормальному пути Электрическая ось выражается в градусах в соответствии принципами, показанными на рис 5-5. (Обратите внимание, что в данной системе направление вниз соответствует значению плюс 90°)

Как показано, электрическая ось, расположенная в левом нижнем квадранте считается нормальной Отклонение оси. влево происходит, когда электрическая ось по-

падает в верхний левый квадрант пациента и может отражать физическое смешение сердца влево, гипертрофию левого желудочка или утрату электрической активности правого желудочка. Отклонение оси вправо происходит, когда электрическая ось приходится на нижний правый квадрант и это может указывать на физическое смещение сердца вправо, гипертрофию правого желудочка или потерю электрической активности левого желудочка.

Электрическую ось сердца можно определить по записям электрокардиограммы в двух любых отведениях с помощью процесса, обратного, показанному на рис. 5-4. Это включает следующие шаги: (1) измерить величину зубца R в двух отведениях1, (2) отложить эти величины в качестве компонентов на соответствующие стороны равностороннего треугольника Эйнтховена в соответствии со стандартизированной концепцией полярности, (3) построить перпендикуляры от начала и конца данных компонентов внутрь треугольника для определения положения начала и конца сердечного диполя, определяющего образование зубца R, и (4) измерить угловую ориентацию данного диполя.

Приблизительный и сокращенный метод заключается в том, чтобы просмотреть записи электрокардиограммы для определения отведения с максимальной величиной зубца R и сделать заключение, что электрическая ось должна располагаться практически параллельно данному отведению. Например, на рис. 5-4 самый большой зубец R регистрируется во II отведении. Отведение II имеет ориентацию +60°, что очень близко соответствует реальному расположению электрической оси в данном примере.

Другой метод анализа, который называется векторкардиографией, основан на постоянном определении величины и ориентации диполя сердца на протяжении всего сердечного цикла. Типичная векторкардиограмма представлена на рис. 5-6. Если представить электрический диполь сердца в виде вектора с началом в центре треугольника Эйнтховена, тогда векторкардиограмма может быть представлена в виде полной записи всех вариантов положения, занимаемых концом вектора диполя на протяжении одного сердечного цикла. Векторкардиограмма начинается в диастолической изоэлектрической точке и очерчивает три петли на протяжении каждого сердечного цикла.

Первая небольшая петля обусловлена деполяризацией предсердий, вторая большая петля вызвана деполяризацией желудочков, и последняя петля среднего размера вызвана реполяризацией желудочков. Электрическая ось сердца при анализе векторкар-диограммы видна сразу.

Стандартная 12-осевая система отведений электрокардиограммы

Стандартная клиническая электрокардиограмма включает запись величины напряжения в 12 различных отведениях. Три из них являются биполярными I, II и III отведениями от конечностей, которые описаны выше.

Тем не менее возможно дополнительно записывать электрические потенциалы, образующиеся в сердце, униполярно В этом случае два электрода на конечностях соединяются, образуя индифферентный электрод, а третий электрод на конечности образует положительный полюс данной пары Запись, сделанная с данных электродов, называется усиленным униполярным отведением от конечности Запись напряжения между электродом на правой руке и индифферентным электродом называется электрокардиографическим отведением aVR Аналогично отведение aVL регистрируется с электрода на левой руке, а отведение aVF регистрируется с электрода на левой ноге

Стандартные отведения от конечностей (I, II и III) и усиленные униполярные отведения от конечностей (aVR, aVL и aVF) регистрируют электрическую активность сердца, как представляется, с шести различных «точек» во фронтальной плоскости Как показано на рис 5-7, А, оси отведений I, II и III представляют собой стороны треугольника Эйнтховена, а оси отведений aVR, aVL и aVF представляют собой линии, проведенные из центра треугольника Эйнтховена в каждый из его углов Как показано на рис 5_7, В, шесть отведений от конечностей можно рассматривать как шестиосевую систему координат для оценки сердечных векторов во фронтальной плоскости

Другие шесть отведений 12-осевой системы электрокардиографии также являются униполярными отведениями, «рассматривающими» проекции электрических векторов в горизонтальной плоскости Эти потенциалы регистрируются при помещении дополнительных (регистрирующих) электродов в шести специальных положениях на грудной клетке, как показано на рис 5-7, С Индифферентный электрод в данном случае образуется за счет электрического соединения электродов конечностей Эти отведения называются прекордиальными, или грудными, отведениями и обозначаются от I/ до V6 Как показано на данном рисунке, когда положительный электрод помещается в положение 1 и волна возбуждения желудочков уносится от него, то результирующее отклонение будет направлено вниз Когда электрод находится в положении 6 и волна возбуждения желудочков приближается к нему, отклонение будет направлено вверх

​