Отправлено: 23.06.07 17:25. Заголовок: Электрокардиография

Электрокардиография (ЭКГ) является одним из ведущих методов инструментального исследования сердечно-сосудистой системы, который остается наиболее распространенным и доступным для широкого круга людей. В основе этой методики лежит регистрация биопотенциалов возникающих в сердце. Несмотря на достаточную сложность интерпретации информации получаемой с помощью ЭКГ, есть достаточно простые методики, позволяющие по биоэлектрической активности сердца оценить состояние не только сердечно-сосудистой системы (ССС) но и организма в целом. Последние достижения, в области регистрации и обработки данных, позволяют выводить результаты исследования в очень удобной форме, вплоть до готового диагноза. Однако многие вопросы касающиеся ЭКГ, до сих пор остаются спорными и не имеют единого толкования. Поэтому во избежание серьезных диагностических ошибок, анализ деятельности ССС должен включать в себя и ряд других методик.
Регистрация электрической активности органов стала возможной лишь после создания соответствующих усилительных устройств. Наиболее просто, оказалось, регистрировать электрические потенциалы сердца, возникающие при сокращении сердечной мышцы (миокарда). Установление зависимости между электрической активностью сердца и его функциональным состоянием, открыло новые возможности для диагностики заболеваний ССС. Анализируя направление и скорость распространения волн поляризации в сердце, оказалось возможным определять не только его функциональное состояние, но выявлять очаги повреждений миокарда.
В основе возникновения электрических явлений в сердце лежит движение ионов калия, натрия, кальция, хлора и других через мембрану мышечной клетки. Электродвижущую силу (ЭДС) любого источника тока (одиночного мышечного волокна или целого сердца) можно зарегистрировать, устанавливая электроды не только на поверхности возбудимой ткани, но и в проводящей среде, окружающей источник. Это возможно благодаря существованию вокруг каждого источника тока электрического поля.

рис.1
Диполь создает в окружающей его среде силовые линии, идущие от положительного к отрицательному заряду диполя. По нормали к ним располагаются изопотенциальные линии с одинаковым положительным или отрицательным потенциалом. На границе между положительной и отрицательной половинами электрического поля располагается линия нулевого потенциала.
Помещая электроды в любые точки электрического поля, можно зарегистрировать разность потенциалов, несущую определенную информацию об ЭДС источника тока. Следует подчеркнуть, что основные закономерности формирования электрограммы, 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.
Оси электрокардиографических отведений могут располагаться в электрическом поле не только параллельно и перпендикулярно направлению диполя (см. позиции электродов № 1, 3, 5 и 7 на рис. 1, но и под некоторым углом к нему (см. позиции электродов № 2, 4, 6 и 8). Чтобы в этих случаях определить величину и конфигурацию электрокардиографических комплексов, необходимо воспользоваться хорошо известным из курса физики правилом разложения векторов.
Например, нас интересует, как будет выглядеть ЭКГ, зарегистрированная с помощью отведения с положительным электродом, установленным в позиции № 8 на рис. 1. Для этого достаточно из конца реального вектора источника тока провести перпендикуляр к оси электрокардиографического отведения № 8 и получить проекцию ЭДС источника тока на ось данного отведения. Поэтому суммарная электрическая активность, зарегистрированная в этом отведении, окажется положительной, и основным отклонением на ЭКГ будет положительный зубец R несколько меньшей амплитуды, чем при расположении электрода в позиции № 1, совпадающий с направлением реального вектора ЭДС.
Наоборот, в отведении, записанном с помощью положительного электрода, установленного в позиции № 4, вектор проецируется на отрицательную половину оси отведения. Поэтому основным отклонением на ЭКГ является отрицательный зубец S. Аналогичным способом можно определить конфигурацию электрокардиографических комплексов при любом другом расположении электродов (рис. 1).
Во время сокращения сердечной мышцы, происходит одновременно 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. Вектор сердца движется в грудной клетке в трехмерном пространстве во фронтальной, горизонтальной и сагиттальной плоскостях. Изменения вектора в указанных плоскостях находят наибольшее отражение при записи ЭКГ в ортогональных отведениях, о которых сказано ниже. По общепринятым отведениям от конечностей можно проанализировать проекцию вектора сердца на фронтальную плоскость, а по грудным отведениям — на горизонтальную плоскость. Наибольшее практическое значение имеет оценка направления вектора во фронтальной плоскости.
Следует так же 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.
Сейчас наиболее распространены отведения от различных участков поверхности тела. Эти отведения называются поверхностными. При регистрации ЭКГ обычно используют 12 общепринятых отведений 6 от конечностей и 6 грудных. 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) (рис. 2). 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).

рис.2
Как видно на рис. 2, три стандартных отведения образуют равносторонний треугольник (треугольник Эйнтговена), вершинами которого являются правая рука, левая рука и левая нога с установленными там электродами. В центре равностороннего треугольника Эйнтговена расположен электрический центр сердца, или точечный единый сердечный диполь, одинаково удаленный от всех трех стандартных отведений.
Гипотетическая линия, соединяющая два электрода, участвующие в образовании электрокардиографического отведения, называется осью отведения. Осями стандартных отведений являются стороны треугольника Эйнтговена (рис. 2). Перпендикуляры, проведенные из центра сердца, т. е. из места расположения единого сердечного диполя, к оси каждого стандартного отведения, делят каждую ось на две равные части: положительную, обращенную в сторону положительного (активного) электрода (+) отведения, и отрицательную, обращенную к отрицательному электроду (—). Если ЭДС сердца в какой-либо момент сердечного цикла проецируется на положительную часть оси отведения, на ЭКГ записывается положительное отклонение (положительные зубцы R, Т, Р) Если ЭДС сердца проецируется на отрицательную часть оси отведения, на ЭКГ регистрируются отрицательные отклонения (зубцы Q, S, иногда отрицательные зубцы Т или даже Р).

рис.4
Для облегчения анализа ЭКГ, зарегистрированных в стандартных отведениях, и ускорения операции разложения вектора ЭДС сердца в электрокардиографии принято несколько смещать оси этих отведении, как это показано на рис. 4, и проводить их через электрический центр сердца. Получается удобная для дальнейшего анализа трехосевая система координат, в которой угол между осью каждого отведения составляет, как и в традиционном треугольнике Эйнтговена, 60°. Такое небольшое смещение осей стандартных отведений вполне правомочно, так как при перемещении осей параллельно их первоначальному расположению проекция на них сердечного вектора не изменяется.

рис.3
Усиленные отведения от конечностей были предложены Гольдбергером в 1942 году. Они регистрируют разность потенциалов между одной из конечностей, на которой установлен активный положительный электрод данного отведения (правая рука, левая рука или левая нога), и средним потенциалом двух других конечностей (рис. 3). Таким образом, в качестве отрицательного электрода в этих отведениях используют так называемый объединенный электрод Гольдбергера, который образуется при соединении через дополнительное сопротивление двух конечностей.
Обозначение усиленных отведений от конечностей происходит от первых букв английских слов «а» — augmented (усиленный), «V»—voltage (потенциал), «R»—right (правый), «L»—left (левый), «F»—foot (нога).
Как видно на рис. 3, оси усиленных однополюсных отведении от конечностей получают, соединяя электрический центр сердца с местом наложения активного электрода данного отведения, т. е. фактически — с одной из вершин треугольника Эйнтховена.
Электрический центр сердца как бы делит оси этих отведений на две равные части положительную, обращенную к активному электроду, и отрицательную, обращенную к объединенному электроду Гольдбергера.
Усиленные отведения от конечностей находятся в определенном соотношении со стандартными. Так отведение aVL в норме имеет сходство с I отведением, а aVR с перевернутым II отведением, aVF – сходство с II и III отведениями.

рис.5
Для более точного и наглядного определения различных отклонений ЭДС сердца в этой фронтальной плоскости, в частности для определения положения электрической оси сердца, в 1943 году была предложена шестиосевая система координат Бейли. Она получается при совмещении осей трех стандартных и трех усиленных отведений от конечностей, проведенных через электрический центр сердца. Последний делит ось каждого отведения на положительную и отрицательную части, обращенные соответственно к активному (положительному) или к отрицательному электроду (рис. 5).
Электрокардиографические отклонения в разных отведениях от конечностей можно рассматривать как различные проекции одной и той же ЭДС сердца на оси данных отведении. Поэтому, сопоставляя амплитуду и полярность электрокардиографических комплексов в различных отведениях, входящих в состав шестиосевой системы координат, можно достаточно точно определять величину и направление вектора ЭДС сердца во фронтальной плоскости.
Направление осей отведении принято определять в градусах. За начало отсчета (0°) условно принимается радиус, про веденный строго горизонтально из электрического центра сердца влево по направлению к активному положительному полюсу I стандартного отведения. Положительный полюс II стандартного отведения расположен под углом +60°, отведения aVF—под углом +90°, III стандартного отведения—под углом +120°, aVL—под углом —30°, a aVR—под углом —150°. Ось отведения aVL перпендикулярна оси II стандартного отведения, ось I стандартного отведения перпендикулярна оси aVF, а ось aVR перпендикулярна оси III стандартного отведения.
Грудные однополюсные отведения, предложенные Вильсоном в 1934 г, регистрируют разность потенциалов между активным положительным электродом, установленным в определенных точках на поверхности грудной клетки, и отрицательным объединенным электродом Вильсона.
Последний образуется при соединении через дополнительные сопротивления трех конечностей (правой руки, левой руки и левой ноги), объединенный потенциал которых близок к нулю (около 0,2 mV).

рис.6
Обычно для записи ЭКГ используют 6 общепринятых позиций грудного электрода на передней и боковой поверхности грудной клетки, которые в сочетании с объединенным электродом Вильсона образуют 6 грудных отведений (рис. 6).
Грудные отведения обозначаются заглавной латинской буквой V (потенциал, напряжение) с добавлением номера позиции активного положительного электрода, обозначенного арабскими цифрами.
Отведение V1 — активный электрод установлен в четвертом межреберье по правому краю грудины.
Отведение V2 — активный электрод расположен в четвертом межреберье по левому краю грудины.
Отведение V3 — активный электрод находится между второй и четвертой позицией, примерно на уровне четвертого ребра по левой парастернальной линии.
Отведение V4 — активный электрод установлен в пятом межреберье по левой срединно-ключичной линии.
Отведение V5 — активный электрод расположен на том же горизонтальном уровне, что и V4 по левой передней подмышечной линии.
Отведение V6 — активный электрод находится по левой средней подмышечной линии на том же горизонтальном уровне, что и электроды отведении V4 и V6.

рис.7
В отличие от стандартных и усиленных отведении от конечностей грудные отведения регистрируют изменения ЭДС сердца преимущественно в горизонтальной плоскости. Как показано на рис. 7, ось каждого грудного отведения образована линией, соединяющей электрический центр сердца с местом расположения активного электрода на грудной клетке. На рисунке видно, что оси отведении V1 и V5, а также V2 и V6 оказываются приблизительно перпендикулярными друг другу.

рис.8
Иногда используют и другие отведения, что расширяет диагностическую ценность электрокардиографического метода.
Компоненты ЭКГ и их нормальные величины приведены на рис. 8.
расшифровку ЭКГ обычно производят в следующей последовательности:
I. Анализ сердечного ритма и проводимости
1)оценка регулярности сердечных сокращений,
2) подсчет числа сердечных сокращении,
3) определение источника возбуждения,
4) оценка функции проводимости
II. Определение поворотов сердца вокруг переднезадней продольной и поперечной осей
1) определение положения электрической оси сердца во фронтальной плоскости,
2) определение поворотов сердца вокруг продольной оси,
3) определение поворотов сердца вокруг поперечной оси
III Анализ предсердного зубца Р
IV Анализ желудочкового комплекса QRST
1) анализ комплекса QRS,
2) анализ сегмента RS—Т,
3) анализ зубца Т,
4) анализ интервала Q—Т
V. Электрокардиографическое заключение.
В заключении указывается:
1) Источник ритма сердца
2) регулярность ритма
3) ЧСС
4) положение электрической оси сердца
5) наличие ЭКГ синдромов

Ниже приведены некоторые сведения по расчету частоты сердечных сокращений (ЧСС) и ее регулярности, а также методики определения положения электрической оси сердца.
Ритм считается регулярным или правильным в том случае, если разброс величин измеренных интервалов R-R не превышает ±10%, от средней продолжительности интервалов R-R. В противном случае считается, что ритм нарушен, иными словами наблюдается аритмия.
Подсчет ЧСС производится с помощью различных методик, выбор которых зависит от регулярности ритма сердца. При правильном ритме ЧСС определяют по формуле: ЧСС=60/R-R, где 60—число секунд в минуте, R—R — длительность интервала, выраженная в секундах. Гораздо удобнее определять ЧСС с помощью специальных таблиц, в которых каждому значению интервала R—R соответствует заранее вычисленное ЧСС. При неправильном ритме ЭКГ в одном из отведении (наиболее часто во II стандартном отведении) записывается дольше, чем обычно, например в течение 3—4 с. Затем подсчитывают число комплексов QRS, зарегистрированных за 3 с, и полученный результат умножают на 20. При неправильном ритме можно ограничиться также определением минимальной и максимальной ЧСС. Минимальная ЧСС определяется по продолжительности наибольшего интервала R—R, а максимальная ЧСС — по наименьшему интервалу R—R. Расчет ЧСС производится по формуле: ЧСС=60/R-R. У здорового человека в покое ЧСС составляет от 60 до 90 в минуту. Повышение ЧСС (более 90 в минуту) называют тахикардией, а урежение (менее 60 в минуту) — брадикардией. У детей ЧСС выше, например у новорожденного она составляет 120-140 уд. м., в возрасте 3-х лет около 105 уд. м., а в возрасте 12-ти лет 80 уд. м.

Определение положения электрической оси сердца может производиться графическим методом или с помощью специальных таблиц и диаграмм.
Как уже указывалось выше, электрической осью сердца (A QRS) называют среднее направление суммарного вектора возбуждения желудочков. Положение электрической оси дает представление о положении сердца в грудной клетке. Кроме того, изменение положения электрической оси сердца является диагностическим признаком ряда патологических состояний. Поэтому регулярная оценка этого показателя имеет важное практическое значение. Положение электрической оси сердца может также меняться с возрастом, и при определенных механических воздействиях (например после обильного приема пищи),
Наиболее важна оценка положения оси сердца во фронтальной плоскости, которое определяют по соотношению величин положительных и отрицательных зубцов комплекса QRS в отведениях от конечностей.
Электрическую ось сердца выражают в градусах угла а, образованного в шестиосевой системе координат этой осью и осью I отведения, которая соответствует 0°.

Для практической работы более удобно визуальное определение угла а, которое позволяет быстро и достаточно точно определить положение электрической оси сердца. Для визуального определения величины угла а. оценивают соотношение амплитуд положительных и отрицательных зубцов комплекса QRS во всех отведениях от конечностей. При расширении комплекса QRS учитывают не только амплитуду, но и площадь зубцов, которую можно измерять в мм2 (количество маленьких клеточек сетки, содержащихся в пределах зубца). Учитывают алгебраическую сумму величин положительных и отрицательных зубцов. В том отведении, ось которого соответствует (параллельна) электрической оси сердца, эта сумма будет наибольшей. Ось отведения, в котором алгебраическая сумма положительных и отрицательных зубцов равна нулю (R = S или R = Q + S), перпендикулярна электрической оси сердца. Это отведение называется нулевым.
Для визуального определения угла а, необходимо представлять себе, какую форму имеет комплекс QRS в отведениях от конечностей при различных положениях электрической оси сердца.
У здоровых людей электрическая ось сердца располагается обычно в пределах от 0° до +90°, хотя в отдельных случаях может выходить за эти пределы. Положение электрической оси в пределах от +30° до +69° называется нормальным.
Если A QRS=60°, то зубец R имеет наибольшую амплитуду во II отведении, ось которого соответствует оси сердца. В отведении aVL, ось которого перпендикулярна этому направлению, зубец R будет наименьшим и равным по амплитуде или по площади зубцу S. Следовательно, при /Г Q.RS =60° нулевым отведением будет aVL.

Если электрическая ось сердца смещена влево от нормальной и расположена в сегменте от 0° до +29°, зубец R имеет наибольшую величину в I отведении; в III отведении при этом выявляется глубокий зубец S. Нулевым отведением при данном положении оси будет aVL, ось которого перпендикулярна I отведению.
При вертикальном положении электрической оси сердца (A QRS = + 70° — +90°) отмечается высокий зубец R в от ведениях aVF, II и III и глубокий зубец S в aVL. При A QRS, равном +90°, нулевым будет I отведение.
Еще более выраженное отклонение электрической оси сердца вправо обычно указывает на патологические изменения миокарда. При A QRS, равном +120°, зубец R имеет наибольшую величину в III отведении, а в I отведении имеет место комплекс типа rS. Нулевым отведением будет aVR.
При отклонении электрической оси сердца влево имеет место высокий зубец R в отведениях aVL и I и глубокий зубец S в отведениях III, II и aVF. При A QRS> -30° зубец SII>RII.
Таким образом, для визуального определения положения электрической оси сердца следует выяснить, в каком из отведении от конечностей алгебраическая сумма положительных и отрицательных зубцов комплекса QRS является наибольшей. Положение оси этого отведения в шестиосевой системе примерно соответствует положению электрической оси сердца. Еще проще выявить нулевое отведение, ось которого перпендикулярна оси сердца.
С помощью описанного метода можно с точностью до ±5° определить положение оси сердца во фронтальной плоскости.
Оценка положения электрической оси сердца затруднена при повороте сердца в сагиттальной плоскости верхушкой назад, когда в отведениях I, II и III имеется выраженный зубец S.
Для определения положения вектора QRS в горизонтальной плоскости нужно оценить соотношение зубцов R и S в грудных отведениях. В норме в отведении V1 зубец r имеет наименьшую амплитуду, и главным зубцом является S. В отведениях V2 — V4 амплитуда зубца R постепенно возрастает, а зубца S — уменьшается. В отведении V4 (значительно реже — в V5) зубец R имеет максимальную высоту. В отведениях V5—V6 зубец S обычно исчезает, и регистрируется комплекс типа R или qR, причем амплитуда зубца R несколько уменьшается по сравнению с его амплитудой в отведении V4. В одном из грудных отведении зубцы R и S имеют одинаковую амплитуду. Эта точка соответствует так называемой переходной зоне. В районе переходной зоны потенциалы миокарда правого и левого желудочков равны. Обычно эта зона соответствует проекции межжелудочковой перегородки на переднюю грудную стенку. В норме переходная зона, как правило, расположена в районе между V2 и V4, чаще в V5. Если переходная зона находится правее точки V2, говорят о сдвиге ее вправо, а если она находится левее позиции V4— о сдвиге влево. Смещение переходной зоны влево (в область V5) может иметь место при вертикальном положении сердца, повороте последнего вокруг продольной оси по часовой стрелке (правым желудочком вперед) и при гипертрофии правого желудочка, сдвиг переходной зоны вправо (по направлению к V1) может указывать на горизонтальное положение сердца, поворот вокруг продольной оси левым желудочком вперед или гипертрофию левого желудочка.

Более точно определить положение электрической оси сердца можно графическим методом. Для этого достаточно вычислить алгебраическую сумму амплитуд зубцов комплекса QRS в любых двух отведениях от конечностей, оси которых расположены во фронтальной плоскости. Обычно для этой цели используют I и III стандартные отведения. Положительная или отрицательная величина алгебраической суммы зубцов QRS в произвольно выбранном масштабе откладывается на положительную или отрицательную часть оси соответствующего отведения в шестиосевой системе координат Бейли.
Например, на ЭКГ, представленной на рис, алгебраическая сумма зубцов комплекса QRS в I стандартном отведении составляет + 12 мм (R = 12 мм, Q == 0 мм, S=0 мм). Эту величину откладывают на положительную часть оси отведения I. Сумма зубцов в III стандартном отведении равна —12 мм (R = +3 мм, S = — 15 мм); ее откладывают на отрицательную часть этого отведения.
Эти величины (соответствующие алгебраической сумме амплитуд зубцов) фактически представляют собой проекции искомой электрической оси сердца на оси I и III стандартных отведении. Из концов этих проекций восстанавливают перпендикуляры к осям отведении. Точка пересечения перпендикуляров соединяется с центром системы. Эта линия и является электрической осью сердца (А QRS). В данном случае угол а. составляет —30° (резкое отклонение влево электрической оси сердца).