История электрокардиографии.

История кардиографии и ЭКГ начинается со знаменитого опыта Гальвани, установившего в 1786 году наличие электрических явлений в организме животного, возникающих при мышечном движении.

Гельмгольц в 1854 году показал, что каждая точка мышцы в момент своего возбуждения заряжается электроотрицательно относительно к участкам мышцы, находящихся в покое. Таким образом, впереди волны сокращения распространяется электроотрицательная волна.

Уоллер в 1875 год впервые зарегистрировал токи действия обнаженных сердец животных, а затем (1887г) и сердце человека. В отличие от электрограммы сердца, полученной непосредственной с обнаженного сердца животных, электрограмму, полученную с поверхности тела человека стали называть ЭКГ. Она в тот время имела всего 3 зубца, напоминающие Р, R и Т современной ЭКГ. Уоллер пришел к выводу, что верхушка сердца во время систолы положительно заряжена, а основание – отрицательно. Линия, соединяющая эти два полюса, была названа им электрической осью сердца.

Крупным событием в истории ЭКГ было применение сконструированного голландским ученым Эйнтховеном струйного гальванометра (1903г). ЭКГ уже состояла из 5 зубцов и напоминала современную запись.

Эйнтховеном был разработан классический метод отведений токов действия сердца от конечностей, который до сих пор применяется в клинической практике (система треугольника).

Совместно с сотрудниками Фаром и Ваартом предложил метод определения направления ЭОС. Им же было установлено математическое взаимодействие зубцов ЭКГ в трех классических отведениях.

Впервые теорию об ЭКГ как следствии интерференции суммарных токов действия правого и левого желудочков разработал основоположник отечественной клинической электрокардиографии В.Ф.Зеленин (1910г), задолго до Льюиса, блестяще подтвердившего ее экспериментально.

Льюис (1916г) экспериментально установил последовательность и время распространения возбуждения в различных отделах миокарда желудочков. Впервые введено понятие об электрическом векторе сердца.

В 1942 году Гольдберг предложил усиленные однополюсные отведения:

avR, avL, avF – augmented – увеличение, v – вольтаж.

Со­став­ные эле­мен­ты нор­маль­ной элек­т­ро­кар­дио­грам­мы

Зубцы ЭКГ. Сегменты и интервалы ЭКГ.

К составным элементам ЭКГ относятся: зубцы, интервалы, сегменты, комплексы. Они отражают процессы распространения возбуждения по различным отделам миокарда и его угасание.

Зубцы ЭКГ – это значимое отклонение кривой ЭКГ вверх или вниз от изоэлектрической линии. Зубцы обозначаются буквами латинского алфавита. Их названия: P, Q, R, S, T, U. Самый высокий из них – зубец R, самый низкий – зубец P.

Форма, величина и направление зубцов ЭКГ в разных отведениях определяются величиной и направлением проекции суммарного вектора ЭДС отделов миокарда на ось того или иного отведения.

Если вектор ЭДС направлен в сторону положительного (активного) электрода и проецируется на положительную часть оси отведения, регистрируются положительные зубцы (зубцы, направленные вверх). Всегда положителен зубец R, преимущественно положительны зубцы P,T.

Если вектор ЭДС направлен в сторону отрицательного электрода и проецируется на отрицательную часть оси отведения, регистрируются отрицательные зубцы (зубцы, направленные вниз). Всегда отрицательны зубцы Q, S.

Если вектор ЭДС перпендикулярен к оси отведения, зубцы на ЭКГ не регистрируются.

Если в течение распространения возбуждения по какому-то отделу миокарда вектор меняет свое направление по отношению к полюсам электродов, регистрируется двухфазный зубец. Двухфазными могут быть зубцы P и T в некоторых отведениях.

Интервалы ЭКГ – это временные элементы, обозначающиеся двумя буквами соответственно зубцам, между которыми они регистрируются. К интервалам ЭКГ относятся:

PQ – от начала зубца Р до начала зубца Q (R).

QRS – от начала зубца Q (R) до конца зубца S (R).

QRST – от начала зубца Q (R) до конца зубца Т.

RR – между вершинами зубцов R в соседних сердечных циклах.

Изолиния регистрируется на ЭКГ, если разность потенциалов между возбужденным и невозбужденным участками миокарда равна «0» или очень мала (например, предсердия возбуждены полностью, а желудочки только в начальной фазе возбуждения; желудочки возбуждены полностью, а угасание возбуждения еще не началось или находится в начальной фазе), или, если сердце находится в состоянии покоя (диастола).

Сегменты ЭКГ – это отрезки кривой ЭКГ, находящиеся на уровне изоэлектрической линии или близко к ней. Обозначаются двумя буквами, соответственно зубцам, между которыми они регистрируются. К сегментам ЭКГ относятся:

PQ – от конца зубца Р до начала зубца Q (R) (не путать с интервалом PQ !!).

ST – от конца зубца S (R) до начала зубца Т.

ТР – от конца зубца Т до начала зубца Р следующего сердечного цикла.

Комплексы ЭКГ – это сложные элементы ЭКГ, включающие от одного до нескольких зубцов, интервалы, сегменты. Обозначаются соответственно зубцам, которые в них входят. К комплексам ЭКГ относятся следующие.

Зубец Р (предсердный комплекс) – отражает процесс возбуждения предсердий.

Комплекс QRS (начальная часть желудочкового комплекса) – отражает процесс возбуждения желудочков. Включает от 1 до 3 зубцов.

Комплекс QRST (желудочковый комплекс) – отражает процесс возбуждения и угасания возбуждения желудочков (электрическая систола желудочков). Состоит из комплекса QRS, сегмента ST и зубца Т.

Зубец Р ЭКГ (предсердный комплекс) отражает внутрипредсердную проводимость и процесс деполяризации (охват возбуждением) предсердий. Начальная, восходящая часть (до вершины) отражает возбуждение правого предсердия; вершина и часть нисходящей кривой отражает возбуждение и правого, и левого предсердий; конечная часть – только левого предсердия. Фаза реполяризации предсердий (предсердный зубец Т) на ЭКГ не регистрируется, т.к. сливается с комплексом QRS.

Сегмент PQ отражает распространение возбуждения по АВ-соединению, по пучку Гиса и его разветвлениям. Величина разности потенциалов при этом очень мала, поэтому на ЭКГ регистрируется изоэлектрическая линия.

Интервал PQ отражает процесс деполяризации (охват возбуждением) предсердий и распространение возбуждения по атрио-вентрикулярному соединению, пучку Гиса и его разветвлениям с задержкой волны возбуждения в АВ-узле и АВ-соединении.

Комплекс QRS (начальная часть желудочкового комплекса) отражает внутрижелудочковую проводимость и охват возбуждением желудочков (деполяризация желудочков).

Наличие 3-х зубцов, имеющих различное направление, в желудочковом комплексе QRS определяется последовательной сменой 3-х фаз распространения возбуждения по желудочкам и изменением ориентации 3-х главных суммарных моментных векторов. Это в свою очередь приводит к изменению величины и направления проекции главных векторов на оси отведений, что отражается регистрацией последовательных зубцов QRS желудочкового комплекса.

Зубец Q соответствует первому начальному главному вектору. Он отражает деполяризацию межжелудочковой перегородки, начиная со средней ее трети и субэндокардиальной части верхушки правого желудочка. Начальный моментный вектор ориентирован слева направо и несколько вверх, он малой величины и в большинстве отведений проецируется на отрицательные части осей отведений, поэтому на ЭКГ регистрируется непостоянный небольшой отрицательный зубец Q.

Зубец R соответствует среднему главному моментному вектору. Он отражает распространение возбуждения по миокарду правого и левого желудочков, кроме базальных отделов.

Средний главный моментный желудочковый вектор ориентирован справа налево и вниз, в сторону левого желудочка. Он большой величины и проецируется на положительные части осей большинства отведений, поэтому на ЭКГ регистрируются высокие положительные зубцы R.

Зубец S соответствует конечному главному моментному вектору. Он отражает деполяризацию базальных (верхних) отделов межжелудочковой перегородки и желудочков. Ориентация конечного вектора подвержена колебаниям. Чаще он ориентирован вверх, вправо и назад и проецируется на отрицательную часть большинства осей отведений. Поэтому на ЭКГ регистрируется непостоянный вариабельный отрицательный зубец S.

Интервал QRS отражает продолжительность проведения возбуждения по миокарду желудочков.

Интервал внутреннего отклонения – это время, соответствующее периоду от начала возбуждения желудочка до момента охвата возбуждением максимального количества его мышечных волокон. Показатель даёт представление о продолжительности активации правого (V₁) и левого (V₆) желудочков.

Сегмент ST отражает период полного охвата возбуждением обоих желудочков, когда разность потенциалов отсутствует, и период начальной, ранней реполяризации, когда возникающая ЭДС очень мала. Поэтому допускается небольшое смещение сегмента ST от изоэлектрической линии.

Зубец Т отражает процесс быстрой конечной реполяризации миокарда желудочков.

Зубец U регистрируется редко, окончательно его происхождение не выяснено. Предполагается, что он отражает реполяризацию волокон проводящей системы сердца. Чаще регистрируется в V₂, V₃, реже в V₄-V₆.

Интервал QRST отражает продолжительность электрической систолы желудочков.

Сегмент ТР соответствует фазе диастолы, когда восстанавливается поляризация мембраны клеток миокарда, последние находятся в невозбужденном состоянии (состояние покоя), разность потенциалов отсутствует. На ЭКГ регистрируется изоэлектрическая линия.

Интервал RR отражает продолжительность сердечного цикла и включает продолжительность предсердного (зубец Р) и желудочкового (QRST) комплексов, сегмента PQ и электрической диастолы сердца (сегмент ТР). Строго говоря, продолжительность сердечного цикла отражает интервал РР, который измеряется от начала зубца Р одного сердечного цикла до начала зубца Р следующего за ним цикла. Однако, на практике принято измерять интервал RR, который соответствует интервалу РР.

Анализ и характеристика

элементов электрокардиограммы

1. Оценка техники записи ЭКГ

1.1. Скорость движения ленты.Большинство современных электрокардиографов могут регистрировать ЭКГ с различной скоростью движения ленты: 12,5, 25, 50, 75 и 100 мм/с. При большой скорости (>50 мм/сек) ЭКГ выглядит растянутой с закруглёнными вершинами зубцов, при медленной – наоборот, наблюдается сближение заострённых зубцов ЭКГ, а амплитуда их кажется увеличенной. Как правило, при записи ЭКГ используют скорость 50 и 25 мм/с. Первая используется наиболее часто в повседневной практике, а вторая необходима при регистрации ЭКГ на длинную ленту при выявлении и анализе аритмий или при длительном ЭКГ-наблюдении. Скорость движения регистрируется на ленте ниже записи электрокардиограммы. При скорости 50 мм/с цена деления в 1 мм на ленте соответствует временному отрезку 0,02 с, при скорости 25 мм/с – 0,04 с.

1.2. Помехи при регистрации ЭКГ (наводные токи, дрейф изолинии из-за плохого контакта электродов с кожей и др.). Если помехи значительны, ЭКГ следует переснять.

1.3. Проверка контрольного милливольта. Для стандартизации зубцов ЭКГ ориентиром является контрольный милливольт – амплитуда калибровочного сигнала. При записи ЭКГ стандартное напряжение на входе составляет 1 милливольт (1 мВ), что соответствует отклонению осциллографа в 10 мм. Контрольный милливольт регистрируется на ленте после или перед записью ЭКГ, ли­бо ни­же ЭКГ записывается цифрами. При многоканальной записи ЭКГ одновременно регистрируется в нескольких отведениях. Нередко возникает ситуация, когда зубцы S и R в соседних отведениях наслаиваются друг на друга, тогда ЭКГ регистрируют с напряжением, уменьшенным до 0,5 мВ (5 мм).

Вид ЭКГ при разной величине контрольного милливольта

а) 10 мм/мВ

б) 5 мм/мВ

2. Измерение элементов ЭКГ

Постоянная скорость движения ленты и миллиметровая сетка на бумаге позволяют измерить продолжительность интервалов и амплитуду зубцов ЭКГ.

2.1. Определение продолжительности зубцов, интервалов, комплексов ЭКГ.Продолжительность измеряется на уровне изоэлектрической линии в том отведении от конечностей, в котором чётко выражены зубцы, являющиеся границами элементов (чаще всего во II стандартном), и выражается в секундах. Для этого необходимо количество миллиметровых клеточек умножить на 0,02 с при скорости движения ленты 50 мм/с или на 0,04 с - при скорости 25 мм/с.

2.2. Определение амплитуды (высоты, глубины) зубцов ЭКГ.Амплитуда зубцов расстояние в мм от вершины зубца до изоэлектрической линии.

2.3. Определение вольтажа ЭКГ.Так как наиболее высокими зубцами ЭКГ являются зубцы комплекса QRS, то имен­но на их амплитуду ориентируются, определяя вольтаж ЭКГ. При оценке вольтажа важно помнить о проверке контрольного милливольта (см. п. 1.2.). Измеряют амплитуду комплекса QRS от вершины зубца R до вершины зубца S в стандартных и грудных отведениях (оценку вольтажа см. в п. 6.3.5.).

3. Анализ сердечного ритма

Анализ сердечного ритма предусматривает:

- определение регулярности сердечных сокращений,

- определение водителя ритма,

- подсчёт частоты сердечных сокращений.

3.1. Определение регулярности сердечного ритма.

Регулярность сердечного ритма оценивается при сравнении продолжительности интерва­лов RR (РР) между последовательными сердечны­ми циклами. Если они близки (в пределах ±10% от средней продолжительности RR), сердечный ритм считается правильным (регулярным). В противном случае ритм считается неправильным (нерегулярным) и следует идентифицировать аритмию.

3.2. Определение водителя ритма.

Для определения водителя ритма на ЭКГ необходимо оценить последовательность возбуждения отделов сердца: при синусовом номотопном ритме возбуждение предсердий предшествует возбуждению желудочков, поэтому в большинстве отведений (особенно в I, II, aVF, V₄-V₆) зубцы Р положительные и регистрируются перед каждым комплексом QRS. Кроме того, зубцы Р имеют нормальную форму и ширину, и располагаются на одинаковом расстоянии от комплекса QRS (постоянный интервал PQ) в одном и том же отведении. При отсутствии этих признаков диагностируются различные варианты несинусового ритма: предсердный, желудочковый ритмы, ритм из AV-соединения и др. (эктопические, гетеротопные ритмы).

3.3. Подсчёт частоты сердечных сокращений.

При правильном ритме проводится подсчёт продолжительности одного сердечного цикла (интервал RR в с), а далее выясняют, сколько таких циклов укладывается в 1 минуту (60 с), т.е.ЧСС = 60/ RR. Или можно воспользоваться специальной таблицей (таблица 1 приложений), в которой каждому значению RR (в с) соответствует заранее вычисленная ЧСС. Можно подсчитать и приблизительно: 600 разделить на количество больших клеток (5 мм) между RR. В случае небольшой синусовой аритмии подсчитывают среднюю цифру ЧСС по продолжительности нескольких (от 5 до 10) сердечных циклов. При выраженной синусовой аритмии определяют максимальную и минимальную ЧСС по продолжительности наибольшего и наименьшего RR. В заключении указывается два показателя ЧСС. При неправильном ритме в одном из отведений (чаще во II стандартном) ЭКГ записывают на длинную ленту. Подсчитывают число комплексов QRS, зарегистрированных за 3 с (15 см бумажной ленты при скорости 50 мм/с), и полученный результат умножается на 20.

3.4. Оценка частоты сердечных сокращений.При оценке ЧСС ориентируются на средневозрастной показатель и допустимые отклонения от него. В таблице 2 приложений приведены усреднённые показатели ЧСС по данным различных авторов. Если ЧСС выходит за пределы допустимых отклонений, говорят о тахикардии(учащение ЧСС) или брадикардии(урежение ЧСС). Возможна и более приблизительная эмпирическая оценка: допустимые отклонения составляют ±20% от средневозрастной нормы.

4. Анализ и оценка проводимости

Для определения проводимости измеряют:

- продолжительность зубца Р – проводимость по предсердиям;

- продолжительность интервала PQ – проводимость по предсердиям, AV-соединению и пучку Гиса;

- продолжительность комплекса QRS – проводимость по желудочкам;

В таблице 3 приложений приведены показатели продолжительности зубца Р, интервала PQ и комплекса QRS в зависимости от возраста. Увеличение продолжительности перечисленных элементов ЭКГ указывает на замедление, а уменьшение – на ускорение проведения импульсов в соответствующем отделе проводящей системы сердца.

Для закрепления прочитанного материала выполните следующее задание: На приведённой ЭКГ определить водитель ритма, подсчитать и оценить ЧСС, рассчитать продолжительность и амплитуду зубцов.

5. Определение положения электрической оси сердца

Электрическая ось сердца – это главное направление среднего результирующего вектора деполяризации желудочков (вектора QRS). Она определяется положением сердца в грудной полости. Т.к. сердце является трёхмерным органом, вектор QRS может быть спроецирован на фронтальную, горизонтальную и сагиттальную плоскости тела. В этих плоскостях могут происходить повороты сердца вокруг условных переднезадней (фронтальная плоскость), продольной (горизонтальная) и поперечной (сагиттальная плоскость) осей.

Повороты сердца вокруг осей характеризуются определёнными диагностическими признаками на ЭКГ. Для определение поворотов необходимо проанализировать величину и направление зубцов комплекса QRS в различных отведениях, т.к. последние отражают проекцию вектора QRS на оси этих отведений. Умение распознавать на ЭКГ повороты сердца вокруг осей, которые чаще всего происходят в нескольких плоскостях одновременно, важно для понимания и оценки расположения сердца в норме и, особенно, при патологии.

В обычной практике чаще ограничиваются определением поворотов сердца вокруг передне-задней оси во фронтальной плоскости, проходящей через 3 точки отведений от конечностей. Проекциюсуммарного вектораQRS на фронтальную плоскость и называют средней электрической осью сердца или просто электрической осью сердца (ЭОС).

Переднезадняя ось сердца проходит спереди назад через центр массы сердца перпендикулярно к фронтальной плоскости. Поворот против часовой стрелки приводит сердце в горизонтальное положение (смещение ЭОС влево), а поворот по часовой стрелке – в вертикальное (смещение ЭОС вправо).

По предложению Эйнтховена ЭОС определяется в градусах и количественно выражается углом α, который образован электрической осью сердца и осью I отведения или тождественной последней горизонтальной линией, проведённой через электрический центр сердца. Чтобы получить величину угла α, следует описать окружность через вершины треугольника Эйнтховена с центром, совпадающим с электрическим центром сердца, или воспользоваться 6-и осевой схемой Бейли. Отчёт градусов условно принято начинать с правой стороны окружности от точки пересечения с горизонтальной линией, проведённой через электрический центр сердца, и делящей круг на нижнюю (положительную) и верхнюю (отрицательную) части. Отсчёт градусов в нижней половине идёт по часовой стрелке, начиная с 0° и до +180°; в верхней половине – против часовой стрелки, начиная с 0° и до -180°. Размещая электрический вектор в различных секторах окружности, можно определить величину угла α.

В норме у здоровых людей ЭОС ориентирована сверху вниз, справа налево чаще под уг­лом α=30°-70° с допустимыми отклонениями к вертикальному положению у астеников или горизонтальному – у тучных людей и гиперстеников. Таким образом, у здоровых людей угол α колеблется от 0° до 90°, располагаясь в левом нижнем квадранте окружности. ЭОС приблизительно соответствует ориентации анатомической оси серд­ца. У детей направление ЭОС изменяется с возрастом ребёнка (см. раз­дел «Осо­бен­но­сти ЭКГ у де­тей»). Для определения положения ЭОС нужно сопоставить и проанализировать соотношение и направление зубцов комплекса QRS в отведениях от конечностей (для приблизительной оценки достаточно только стандартных отведений).

При проекции ЭОС на положительную часть оси отведения, в этом отведении в комплексе QRS преобладает зубец R (R>S). При проекции ЭОС на отрицательную часть оси отведения в комплексе QRS преобладает зубец S (S>R).

Если ЭОС расположена параллельно оси данного отведения, то в этом отведении регистрируется зубец R или S наибольшей амплитуды. Если ЭОС располагается перпендикулярно оси данного отведения, то в этом отведении записывается изолиния или R=S.

Если доминирующим зубцом в комплексе QRS является зубец R, комплекс считается положительным (общая направленность комплекса QRS вверх «+»); если зубец S (Q) – комплекс считается отрицательным (общая направленность вниз «-»).