Электрокардиография (ЭКГ)
Невролог, нейрофизиолог, стаж - 35 лет;
Профессор неврологии, доктор медицинских наук;
Клиника восстановительной неврологии.Об авторе
Электрокардиография (ЭКГ) входит обязательной частью в алгоритм диагностики патологии сердечно-сосудистой системы, головного мозга (в том числе инсульта). Также даёт функциональную характеристику работы сердца, его возможностей и запаса прочности.
Методика проста, досконально изучена и доступна в любом медицинском учреждении. Но мало записать ЭКГ, её ещё нужно правильно расшифровать. Здесь от врача требуется опыт и внимательность.
Содержание статьи:
Техническое обоснование методики
ЭКГ основана на регистрации электрических потенциалов, которые возникают в сердечной мышце при её ритмичных сокращениях. Человеческое ухо слышит это как стук сердца.
Результат ЭКГ представляет собой особый график, который бывает сложно правильно интерпретировать. Но если расшифровку сделать профессионально, то можно составить мнение не только о функции сердца, но и о процессах, происходящих во всём организме.
Одна лишь запись кардиограммы не позволяет сделать однозначные выводы о состоянии пациента. Поэтому ЭКГ дополняет комплекс обследования неврологического больного. Её данные синхронизируются с другими инструментальными методиками.
Регистрировать электрические импульсы сердца научились после того, как были изобретены специальные усилители микротоков.
Попытки улавливать потенциалы мышц сердца (миокарда) в процессе сокращения и расслабления, предпринимались с XIX века.
Теоретическое обоснование методики
Сердце – мышечный орган. Его сокращение и расслабление сопровождаются изменениями электрических потенциалов внутри кардиомиоцитов и в межклеточном пространстве.
Откуда берётся микроимпульс
Электрические импульсы возникают в сердечной мышце вследствие того, что её клетки (кардиомиоциты), постоянно обмениваются с внеклеточной средой ионами натрия, калия, хлора и кальция. На определённом этапе возникает критическая разница потенциалов между внутренностью клетки и внешним пространством, что и приводит к возникновению короткого электроимпульса.
Каждая отдельная мышечная клетка, мышечное волокно и сердце в целом, являются источниками тока. Их электродвижущую силу можно измерить, поместив электрод непосредственно на мышцу, или недалеко от неё.
Упрощённо сердце представляет собой электрический диполь. Два разноимённых полюса его соединяются силовыми невидимыми линиями, в совокупности образующими электромагнитное поле вокруг органа.
Чтоб полно оценить электродвижущую силу, создаваемую диполем, необходимо помещать электроды для регистрации импульсов в разных областях этого поля.
Сердце, по сути, идентично источнику электрического поля, элементу питания с положительным и отрицательным полюсом. Между которыми ритмически проходит разряд, сопровождающийся сокращением мышцы.
Поэтому результат ЭКГ будет формироваться направлением силовых линий диполя и осью, на которой располагается электрод.
Что записывает электрокардиограф
Миокард состоит из мышечных клеток и волокон, в каждом имеется своё направление движения импульса, разряда. Направления движения импульса в отдельных таких элементах различаются. Поэтому на ЭКГ мы регистрируем суммарный потенциал кардиомиоцитов в конкретный момент времени. В результате отслеживаем вектор движения электроимпульса сердца.
В момент возбуждения мышцы сердца происходит сложное движение этого вектора в трёх плоскостях пространства. По направлению от начальной точки сокращения (в норме – правое предсердие), через желудочки и до конечной – межжелудочковой перегородки.
Наглядно в графическом виде, движение этого вектора представляется при регистрации ЭКГ в одном из отведений, о которых расскажем ниже.
Эйнтховен предложил классические три отведения от конечностей. С их помощью оценивается движение вектора импульса сердца в плоскости, перпендикулярной земле (фронтальной). Для практической медицины эти данные имеют первоочередное значение.
Устанавливаемые прямо на грудную клетку электроды (по Вильсону), регистрируют путь импульса в горизонтальной плоскости. То есть, параллельной земле. Их данные предоставляют больше данных о характеристиках желудочков.
График ЭКГ
Результирующий импульс, вектор, улавливается и выводится в визуальном виде электрокардиографом.
В зависимости от типа прибора – на дисплей или бумагу. Результат при этом имеет сложной кривой линии с направленными вверх и вниз зубцами. На рисунке это P, Q, R, S, T. Зубец U бывает непостоянным и регистрируется у отдельных людей.
Отведения записи ЭКГ
Регистрация электрической деятельности сердца обеспечивается электродами, крепящимися к коже. Так называемые поверхностные отведения.
В специализированных учреждениях ещё применяют чреспищеводные электроды и два, помещаемые на спину. В рутинной клинической практике их не используют.
Впервые зарегистрировать биоэлектрические импульсы сердца с помощью двух электродов, удалённых от него, удалось в 1887 году голландцу Виллему Эйнтховену.
Затем добавили грудные монополярные электроды (предложил американец Вильсон). И самыми последними исторически, стали применять усиленные отведения (по Гольдбергеру). Эти методики мы рассмотрим ниже.
Сейчас сложился стандарт, что кардиограмма снимается в 12 поверхностных отведениях. Датчики крепятся по одному на конечности и шесть прямо на кожу грудной клетки:
- первое стандартное отведение – электрод красного цвета к правому запястью (I);
- второе стандартное отведение – жёлтый датчик на левое запястье (II);
- третье стандартное отведение – датчик с зелёной окраской на левую лодыжку (III);
- и шесть униполярных грудных электродов, крепящихся непосредственно над областью сердца.
К лодыжке справа крепится заземляющий электрод чёрного цвета.
С рук и ног записываются 3 отведения (рука правая, левая и левая лодыжка), ещё 3 с усилением (по Гольдбергеру). В сумме с 6 электродами с грудной клетки (по Вильсону) и получается 12 отведений. Это минимальный объём регистрации ЭКГ.
Путь вектора по треугольнику Эйнтховена
При регистрации стандартных биполярных отведений, между активными электродами (красный, жёлтый, зелёный), проводится воображаемая линия. Её называют осью отведения.
Три оси отведений образуют собой треугольник, который носит имя Эйнтховена. Из точки локализации сердца, к сторонам треугольника проводят перпендикуляры. Места пересечений этих высот треугольника делят оси на положительную и отрицательную части.
Соответственно, электродвижущая сила отдельных участков сердечной мышцы, проецируется на положительную или отрицательную часть оси. От этого зависит направление зубца на электрокардиограмме.
В качестве положительных регистрируются зубцы P, R, T, а в качестве отрицательных – Q, S, в отдельных отведениях – P и T. Названия зубцам дал сам Эйнтховен в 1895 году.
Для упрощения анализа электрокардиограммы и отслеживания вектора электродвижущей силы (ЭДС) сердечной мышцы, допускается смещение воображаемых осей биполярных отведений так, чтобы они проходили через центр сердца.
В итоге получаем систему координат с тремя осями, углы между которыми равны 60°. Так как и в классическом треугольнике Эйнтховена.
Такое смещение не изменяет результата ЭКГ, так как полученные оси параллельны исходным. Следовательно, проекции вектора электродвижущей силы на них аналогичны.
Усиленные отведения
ЭКГ от трёх стандартных отведений от конечностей, дополняется тремя усиленными отведениями. Методику предложил в 1942 году американский кардиолог Гольдбергер.
Роль положительного, активного полюса, отводится одному из электродов стандартного отведения, а отрицательный полюс формируется за счёт соединения двух других.
График ЭКГ, записанный по методу Гольдбергера, маркируется не так, как стандартные по Эйнтховену. Здесь применяются английские буквы:
- первая буква – «a» – augmentet – «дополненный, усиленный»;
- вторая – «V» – voltage – «напряжение»;
- третья буква обозначает, какая конечность играет роль положительного полюса: r – right – правая рука, l – left – левая рука, f – foot – левая нога.
Часть оси при униполярном отведении, идущая от центра сердца к «активной» конечности, считается положительной. Та её часть, которая продолжается за центром сердца – отрицательная.
Частично оси усиленных отведений совпадают с осями стандартных.
Так, кривая, полученная в отведении aVl, похожа на кривую первого отведения. График aVr является практически зеркальным отражением перевёрнутого второго отведения. В свою очередь, aVf похожа и на второе, и на третье отведение.
Грудные электроды
В 1934 году, ещё до Гольдбергера, Вильсоном была разработана система униполярных отведений. Используется она и поныне. Применяется шесть активных электродов, каждый помещается настрого установленную точку грудной клетки. Роль «массы», отрицательных электродов, играют три стандартные, с конечностей. Они объединяются между собой, дополняются сопротивлением. Их общий потенциал приблизительно равен 0,2 mV и, таким образом, приближается к нулевой отметке.
Для записи каждого грудного отведения предусмотрено стандартное место:
- V1 – первый электрод помещается сразу справа от грудины, на уровне четвёртого межрёберья.
- V2 – устанавливается аналогично в том же межрёберье, но на этот раз сразу слева от грудины.
- V3 – теоретически, точка установки расположена по окологрудинной линии в четвёртом межрёберье. На практике, это место определяется как расположенное между вторым и четвёртым электродами.
- V4 – электрод устанавливается в пятом межрёберном промежутке, по линии, проведённой через середину левой ключицы.
- V5 – электрод находится в том же межрёберье. Но на его пересечении с линией, проведённой вертикально через передний край подмышечной впадины.
- V6 – располагается в пятом межрёберном промежутке по средней подмышечной линии.
Грудные отведения существенно дополняют ЭКГ, снятую со стандартных и усиленных отведений. Потому что они дают информацию о перемещении ЭОС в горизонтальной плоскости. А от конечностей получаем движение вектора в плоскости фронтальной.
Шесть осей
В 1943 году Бейли попробовал совместить оси стандартных и усиленных отведений. В результате чего вместо трёхосевой, Эйнтховенской, получилась система координат с шестью осями. Считается, что так лучшим образом отражается перемещение электрической оси сердца во фронтальной плоскости в процессе сердечного цикла.
Следует помнить о том, что электрокардиографическая кривая в каждом отведении отражает лишь проекцию ЭДС сердца на одну из шести осей. Врачам нужно установить положение электрической оси сердца на фронтальной плоскости в отдельный момент времени. Поэтому необходимо сопоставлять данные сразу всех шести кривых.
Система Бейли позволила ввести такой диагностический критерий, как положение электрической оси сердца (ЭОС).
Величину отклонения ЭОС во время сокращения и расслабления оценивают в градусах. За нулевую отметку (0°) принимается воображаемая линия, проходящая между центром сердца и положительным электродом первого стандартного отведения.
Таким образом, положительные электроды других стандартных и усиленных отведений имеют следующее расположение:
- отведение II +60°;
- усиленное aVf +90°;
- третье стандартное +120°;
- усиленное aVl –30°;
- усиленное aVr –150°.
Оси aVl и стандартного II, aVf и первого отведения, aVr и III стандартного отведения взаимоперпендикулярны.
Проходит она по-разному в зависимости от анатомического расположения органа: вертикально у астеников, горизонтально у гиперстеников.
Если анатомическая локализация сердца и электрическая его ось не совпадают, это важный диагностический критерий патологии.