Электрокардиография (ЭКГ)

Электрокардиография (ЭКГ)
Электрокардиография (ЭКГ) – это метод исследования и регистрация электрической деятельности сердца.
Результатом электрокардиографии является получение электрокардиограммы (ЭКГ) – графического представления разности электрических потенциалов, возникающих в результате работы сердца и проецируемых на поверхность тела. На ЭКГ отражается усреднение всех векторов потенциалов действия, возникающих в определённый момент работы сердца.
ЭКГ – наиболее простой и, вместе с тем, крайне информативный метод обследования. ЭКГ представляет собой запись на пленке (или мониторе) электрической активности сердца. Пациенту необходимо лечь на спину, на его руки, ноги и грудь накладываются электроды, предварительно обработав соответствующие участки тела гелем.
ЭКГ позволяет диагностировать различные виды патологии сердца. По ЭКГ возможно:
• определение водителя ритма сердца (синусовый, узловой и пр.);
• определения частоты сердечных сокращений (ЧСС);
• выявление нарушений внутрисердечной проводимости – синоатриальные (СА)-блокады, атриовентрикулярные (АВ)-блокады, блокады ножек пучка Гиса;
• выявление нарушений ритма – внеочередных сердечных сокращений (экстрасистол), фибрилляции предсердий (или мерцательной аритмии), трепетания предсердий, узловой тахикардии (АВУРТ), синдрома WPW и пр.;
• диагностировать ишемическую болезнь сердца (ИБС), острое или хроническое повреждение миокарда; получить информацию о внесердечной патологии (тромбоэмболия легочной артерии и пр.).
Электрокардиогра́фия — методика регистрации и исследования электрических полей, образующихся при работе сердца. Электрокардиография представляет собой относительно недорогой, но ценный метод электрофизиологической инструментальной диагностики в кардиологии.
Прямым результатом электрокардиографии является получение электрокардиограммы (ЭКГ).
История Править
В XIX веке стало ясно, что сердце во время своей работы производит некоторое количество электричества. Первые электрокардиограммы были записаны Габриелем Липпманом с использованием ртутного электрометра.
Кривые Липпмана имели монофазный характер, лишь отдалённо напоминая современные ЭКГ.
В 1872 году Александр Муирхед[en], как сообщается, прикрепил провода к запястью пациента с лихорадкой, чтобы получить электронную запись его сердцебиения[1].
В 1882 году Джон Бурдон-Сандерсон[en], работавший с лягушками, первым понял, что интервал между вариациями потенциала не был электрически неподвижным, и ввёл термин «изоэлектрический интервал» для этого периода[2].
В 1887 году Август Уоллер[3] изобрёл ЭКГ-аппарат, состоящий из капиллярного электрометра Липпмана[en], прикрепленного к проектору. След от сердцебиения проецировался на фотопластинку, которая сама была прикреплена к игрушечному поезду. Это позволило регистрировать сердцебиение в режиме реального времени.
В 1895 году Виллем Эйнтховен ввёл современное обозначение зубцов ЭКГ и описал некоторые нарушения в работе сердца. Он обозначил буквы P, Q, R, S и T в качестве отклонения от теоретической формы волны, которую он создал, используя уравнения. Эти уравнения корректировали фактическую форму волны, полученную с помощью капиллярного электрометра, чтобы компенсировать неточность этого инструмента. Использование букв, отличных от A, B, C и D (буквы, используемые для формы сигнала капиллярного электрометра), облегчило сравнение, когда неправильные и правильные линии были нарисованы на одном графике[4]. Эйнтховен, вероятно, выбрал начальную букву P, чтобы последовать примеру Декарта в геометрии[4]. Когда более точная форма волны была получена с использованием струнного гальванометра, который соответствовал скорректированной форме волны капиллярного электрометра, он продолжал использовать буквы P, Q, R, S и T[4], и эти буквы все ещё используются сегодня. Эйнтховен также описал электрокардиографические особенности ряда сердечно-сосудистых заболеваний.
В 1897 году французский инженер Клемен Адер изобрёл струнный гальванометр[en][5].
В 1901 году Эйнтховен, работавший в Лейдене (Нидерланды), использовал струнный гальванометр: первый практический ЭКГ-аппарат[6]. Это устройство было гораздо более чувствительным, чем капиллярный электрометр, который использовал Уоллер.
В 1924 году Эйнтховен был удостоен Нобелевской премии по медицине за новаторскую работу по разработке ЭКГ-аппарата[7][8].
К 1927 году General Electric разработала портативное устройство, которое могло бы производить электрокардиограммы без использования струнного гальванометра. Это устройство вместо этого объединяло ламповые усилители, аналогичные тем, которые использовались в радио, с внутренней лампой и движущимся зеркалом, которое направляло электрические импульсы на пленку[9].
В 1937 году Таро Такеми[en] изобрел новый портативный электрокардиограф[10].
Хотя основные принципы той эпохи все ещё используются сегодня, многие достижения в электрокардиографии были достигнуты после 1937 года. Приборостроение превратилось из громоздкого лабораторного аппарата в компактные электронные системы, которые часто включают компьютерную интерпретацию электрокардиограммы[11].
Первая отечественная книга по электрокардиографии вышла под авторством русского физиолога А. Самойлова в 1909 г. (Электрокардиограмма. Йенна, изд-во Фишер).
Применение Править
Определение частоты (см. также пульс) и регулярности сердечных сокращений (например, экстрасистолы (внеочередные сокращения), или выпадения отдельных сокращений — аритмии).
Показывает острое или хроническое повреждение миокарда (инфаркт миокарда, ишемия миокарда).
Может быть использована для выявления нарушений обмена калия, кальция, магния и других электролитов.
Выявление нарушений внутрисердечной проводимости (различные блокады).
Метод скрининга при ишемической болезни сердца, в том числе и при нагрузочных пробах.
Даёт понятие о физическом состоянии сердца (гипертрофия левого желудочка).
Может дать информацию о внесердечных заболеваниях, таких, как тромбоэмболия лёгочной артерии.
Позволяет удалённо диагностировать острую сердечную патологию (инфаркт миокарда, ишемия миокарда) с помощью кардиофона.
Обязательно применяется при прохождении диспансеризации.
Прибор Править
Первые электрокардиографы вели запись на фотоплёнке, затем появились чернильные и позже, тепловые самописцы, в большинстве современных приборов используется термопринтер, позволяющий сопровождать запись ЭКГ дополнительной информацией. Скорость движения бумаги составляет обычно 50 мм/с. В некоторых случаях скорость движения бумаги устанавливают на 12,5 мм/с, 25 мм/с или 100 мм/с. В начале каждой записи регистрируется контрольный милливольт. Обычно его амплитуда составляет 10 или, реже, 20 мм/мВ. Медицинские приборы имеют определённые метрологические характеристики, обеспечивающие воспроизводимость и сопоставимость измерений электрической активности сердца[12]. Полностью электронные приборы позволяют сохранять ЭКГ в компьютере.
Электроды Править
Для измерения разности потенциалов на различные участки тела накладываются электроды. Так как плохой электрический контакт между кожей и электродами создает помехи, то для обеспечения проводимости на участки кожи в местах контакта наносят токопроводящий гель. Ранее использовались марлевые салфетки, смоченные солевым раствором.
Фильтры Править
Применяемые в современных электрокардиографах фильтры сигнала позволяют получать более высокое качество электрокардиограммы, внося при этом некоторые искажения в форму полученного сигнала. Низкочастотные фильтры 0,5—1 Гц позволяют уменьшать эффект плавающей изолинии, внося при этом искажения в форму сегмента ST. Режекторный фильтр 50—60 Гц нивелирует сетевые наводки. Антитреморный фильтр низкой частоты (35 Гц) подавляет артефакты, связанные с активностью мышц.
Нормальная ЭКГ Править
Зубцы на ЭКГ.
Соответствие участков ЭКГ с соответствующей фазой работы сердца.
Обычно на ЭКГ можно выделить 5 зубцов: P, Q, R, S, T. Иногда можно увидеть малозаметную волну U. Зубец P отображает процесс деполяризации миокарда предсердий, комплекс QRS — деполяризации желудочков, сегмент ST и зубец T отражают процессы реполяризации миокарда желудочков. Мнения исследователей относительно природы возникновения зубца U различаются. Одни считают, что он обусловлен реполяризацией папиллярных мышц или волокон Пуркинье; другие — что связан с вхождением ионов калия в клетки миокарда во время диастолы.
Процесс реполяризации (Repolarization) — фаза, во время которой восстанавливается исходный потенциал покоя мембраны клетки после прохождения через неё потенциала действия. Во время прохождения импульса происходит временное изменение молекулярной структуры мембраны, в результате которого ионы могут свободно проходить через неё. Во время реполяризации ионы диффундируют в обратном направлении для восстановления прежнего электрического заряда мембраны, после чего клетка оказывается готова к дальнейшей электрической активности.
Отведения Править
Каждая из измеряемых разностей потенциалов в электрокардиографии называется отведением.
Отведения I, II и III накладываются на конечности: I — правая рука (-, красный электрод) — левая рука (+, жёлтый электрод), II — правая рука (-) — левая нога (+, зелёный электрод), III — левая рука (-) — левая нога (+). С электрода на правой ноге показания не регистрируются, его потенциал близок к условному нулю, и он используется только для того, чтобы убрать помехи.
Регистрируют также усиленные отведения от конечностей: aVR, aVL, aVF — однополюсные отведения, они измеряются относительно усреднённого потенциала всех трёх электродов (система Вильсона) или относительно усредненного потенциала двух других электродов (система Гольдбергера, дает амплитуду примерно на 50 % большие). Следует заметить, что среди шести сигналов I, II, III, aVR, aVL, aVF только два являются линейно независимыми, то есть, зная сигналы только в каких-либо двух отведениях, можно, путём сложения/вычитания, найти сигналы в остальных четырёх отведениях.
При так называемом однополюсном отведении регистрирующий (или активный) электрод определяет разность потенциалов между точкой электрического поля, к которой он подведён, и условным электрическим нулём (например, по системе Вильсона).
Однополюсные грудные отведения обозначаются буквой V.
Схема установки электродов V1—V6.
Отведения Расположение регистрирующего электрода
V1 В 4-м межреберье у правого края грудины
V2 В 4-м межреберье у левого края грудины
V3 На середине расстояния между V2 и V4
V4 В 5-м межреберье по срединно-ключичной линии
V5 На пересечении горизонтального уровня 4-го отведения и передней подмышечной линии
V6 На пересечении горизонтального уровня 4-го отведения и средней подмышечной линии
V7 На пересечении горизонтального уровня 4-го отведения и задней подмышечной линии
V8 На пересечении горизонтального уровня 4-го отведения и срединно-лопаточной линии
V9 На пересечении горизонтального уровня 4-го отведения и паравертебральной линии
В основном регистрируют 6 грудных отведений: с V1 по V6. Отведения V7-V8-V9 незаслуженно редко используются в клинической практике, хотя они дают более полную информацию о патологических процессах в миокарде задней (задне-базальной) стенки левого желудочка.
Для поиска и регистрации патологических феноменов в «немых» участках (см. невидимые зоны) миокарда применяют дополнительные отведения (не входящие в общепринятую систему):
Дополнительные задние отведения Вилсона, расположение электродов и соответственно нумерация, по аналогии с грудными отведениями Вилсона, продолжается в левую подмышечную область и заднюю поверхность левой половины грудной клетки. Специфичны для задней стенки левого желудочка.
Дополнительные высокие грудные отведения Вилсона, расположение отведений согласно нумерации, по аналогии с грудными отведениями Вилсона, на 1—2 межреберья выше стандартной позиции. Специфичны для базальных отделов передней стенки левого желудочка.
Брюшные отведения предложены в 1954 году J. Lamber. Специфичны для переднеперегородочного отдела левого желудочка, нижней и нижнебоковой стенок левого желудочка. В настоящее время практически не используются.
Отведения по Небу — Гуревичу. Предложены в 1938 году немецким учёным W. Nebh. Три электрода образуют приблизительно равносторонний треугольник, стороны которого соответствуют трём областям — задней стенке сердца, передней и прилегающей к перегородке. При регистрации электрокардиограммы в системе отведений по Небу при переключении регистратора в позицию aVL можно получить дополнительное отведение aVL-Neb, высокоспецифичное в отношении заднего инфаркта миокарда.
Правильное понимание нормальных и патологических векторов деполяризации и реполяризации клеток миокарда позволяют получить большое количество важной клинической информации. Правый желудочек обладает малой массой, оставляя лишь незначительные изменения на ЭКГ, что приводит к затруднениям в диагностике его патологии, по сравнению с левым желудочком.
Электрическая ось сердца (ЭОС) Править
Линейка для ЭКГ с номограммами, облегчающими определение ЭОС
Электрическая ось сердца — проекция результирующего вектора возбуждения желудочков во фронтальной плоскости (проекция на ось I стандартного электрокардиографического отведения). Обычно она направлена вниз и вправо (нормальные значения: 30°…70°), но может и выходить за эти пределы у высоких людей, лиц с повышенной массой тела, детей (вертикальная ЭОС с углом 70°…90°, или горизонтальная — с углом 0°…30°). Отклонение от нормы может означать как наличие каких-либо патологий (аритмии, блокады, тромбоэмболия), так и нетипичное расположение сердца (встречается крайне редко). Нормальная электрическая ось называется нормограммой. Отклонения её от нормы влево или вправо — соответственно левограммой или правограммой.