Обязательные отведения в электрокардиографии

Электрокардиографические системы отведений делятся на двухполюсные (регистрируют разность потенциалов двух участков поверхности тела) и однополюсные (регистрируют разность между потенциалом какого-то участка тела и очень малым, но постоянным по величине потенциалом, условно принимаемым за нулевой).

В зависимости от места наложения электродов на поверхность тела различают отведения от конечностей и грудные.

При полном ЭКГ- исследовании записывают стандартные, усиленные однополюсные отведения от конечностей и шесть однополюсных грудных отведений.

Стандартные отведения от конечностей:Предложены W. Einthoven (1912 г.) на основании уподобления человеческого тела равностороннему треугольнику, от вершины которого ток подводится к полюсам гальванометра (Рис. 7). Методика регистрации стандартных отведений приведена в табл. 1.

Рис. 7. Схема стандартных двухполюсных отведений от конечностей: R - правая рука, L - левая рука, F- левая нога

Таблица 1

Между всеми элементами ЭКГ в трех стандартных отведениях существуют постоянные количественные отношения, отражающие электрофизические условия системы стандартных отведений: алгебраическая сумма величин одних и тех же зубцов I и III отведений равна величине этого же зубца II отведения. Этой взаимосвязью можно воспользоваться для проверки достоверности записанных отведений. Если алгебраическая сумма отклонений комплекса QRS(или зубцовТ)I и IIIотведений не равна алгебраической сумме этих зубцов II отведения, можно предположить, что, по крайней мере, одно из этих отведений обозначено ошибочно.

На рис. 8 показаны треугольник Эйнтховена и система электрокардиографических координат во фронтальной плоскости для основных отведений. Эта схема дает наглядное представление о методике классических кардиографических измерений.

Рис. 8. Оси стандартных отведений: а - ось каждого отведения разделена на две части. В I отведении слева отрицательная часть, справа - положительная; во II - вверху - отрицательная часть, внизу - положительная; в III - вверху - отрицательная часть, внизу - положительная; б - трехосевая система отведений, полученная в результате проекции трех стандартных отведений на центр сердца

Зубец P, отражающий возбуждение предсердий, в I и II стандартных отведениях всегда положительный, имеет амплитуду не более 0,25 мВ, а продолжительность не более0,1…0,11 с. Около вершины зубца P может быть небольшая зазубрина (чаще воII отведении). Зубец P в III отведении может быть положительным, двухфазным, сглаженным или даже отрицательным.

Комплекс QRS, отражающийвозбуждение желудочков, может иметь различный вид и амплитуду. Иногда он состоит из 1, 2, 3 зубцов, а в III отведении - и более. Небольшой зубец Q (не более 0,2…0,3 мВ по амплитуде и не более0,03 с по продолжительности) может быть во всех стандартных отведениях, но чаще в Iили II. Зубец R самый большой во IIотведении.

В III отведении комплекс QRSможет быть низкий, расщепленный, иногда главный зубец отрицательный, глубокий зубец S или QS, иногда глубокий и широкий зубец Q, за которым следует маленький зубец r. Зубцы S регистрируются во всех трех отведениях, но чаще в двух (I,II или II и III). Сегмент S- T располагается на изолинии во всех трех стандартных отведениях.

ЗубецT вI и II отведениях положителен, в III - может иметь любую полярность. Чаще он направлен в одну сторону с главным зубцом комплекса QRS. Зубец U - очень малой амплитуды, положительный, может быть заметен преимущественно во II отведении.

Однополюсные отведения от конечностей по Вильсону: В 1932 г. F.H. Wilson с сотрудниками предложил индифферентный электрод, получивший название центрального.

При регистрации однополюсного отведения по Вильсону провода центрального электрода накладывают на три конечности (обе руки и левую ногу), соединяют между собой и подключают к отрицательному полюсу гальванометра. Дифферентный активный электрод накладывают на исследуемую конечность и соединяют с положительным полюсом гальванометра. Таким образом, на одну из конечностей накладывают одновременно два электрода (Рис. 9, Табл. 2).

По мнению F.H. Wilson, центральный электрод имеет нулевой потенциал, поэтому записанное отведение характеризует потенциал той области, на которую наложен дифферентный электрод. Автор исходит из гипотезы Эйнтховена, согласно которой тело человека следует рассматривать как однородную проводящую среду. Места наложения электродов на левой руке и левой ноге обозначаются тремя точками, равноудаленными друг от друга и расположенными во фронтальной плоскости. По теории диполя тело человека можно представить как проводник круглой формы, куда вписан равносторонний треугольник Эйнтховена; вершины его представлены тремя конечностями. F.H. Wilson в своих работах не дает определения нулевого потенциала.

В физике он принимается за уровень отсчета: потенциалы больше нулевого имеют положительный знак, меньше - отрицательный. С этой точки зрения представление о нулевом потенциале применительно к электрокардиографии вполне правомерно.

Рис. 9. Схемы однополюсных отведений от конечностей по Вильсону

Таблица 2

Величина потенциала центрального электрода одинакова у различных обследуемых и не меняется в зависимости от уровня наложения электрода на конечности. М.Б. Тарковский (1958 г.) указывает, что при снятии обычных однополюсных отведений от конечностей по Вильсону дифферентный электрод почти в половине случаев может регистрировать не истинную, а искаженную шунтированную величину потенциала данной конечности. Исходя из этого, он считает более целесообразным пользоваться усиленными отведениями aVL, aVR и aVF, при которых конечности не шунтируются.

Однополюсные отведения от конечностей по Гольдбергеру:В 1942 г. E. Goldberger предложил новую систему записи однополюсных отведений от конечностей. Он использовал только два провода центрального электрода без дополнительных сопротивлений. Третий провод, который, по Вильсону, накладывается на ту же конечность, где располагается дифферентный электрод, остается свободным. Такие отведения автор предложил называть усиленными однополюсными отведениями от конечностей, так как амплитуда зубцов в них в 1,5 раза больше, чем в обычных однополюсных отведениях от конечностей (рис. 10, 11).

Рис. 10. Схемы однополюсных отведений от конечностей по Гольдбергеру: расположение индифферентного (черные кружки) и активного (белый кружок) электродов в усиленных отведениях от конечностей: а- усиленное отведение от правой руки - aVR; б - усиленное отведение от левой руки - aVL; в - усиленное отведение от левой ноги - aVF

Величина потенциала индифферентного электрода в усиленных однополюсных отведениях от конечностей равна половине величины потенциала дифферентного электрода с отрицательным знаком. Это объясняется тем, что потенциал объединенного электрода двух конечностей будет всегда равен половине потенциала свободной конечности, взятого с обратным знаком.

Запишем соотношения величины зубцов стандартных и однополюсных усиленных отведений от конечностей:

aVF = ( II + III )/2; aVR = ( I + II )/2; aVL = ( I - III )/2.

Алгебраическая сумма зубцов трех усиленных отведений от конечностей в каждый данный момент равна нулю. Отведения aVR,aVL и aVF отличаются друг от друга направлением зубцов и их амплитудой. На величину зубцов особенно влияет электрическая позиция сердца. Поэтому для правильной оценки зубцов в этих отведениях необходимо рассчитывать их величину с учетом электрической позиции сердца в каждом отдельном случае.

Рис. 11. Оси усиленных отведений от конечностей. Расположение положительной части осей отведений от конечностей (показано стрелкой): а - ось отведения aVR; б - ось отведения aVL; в - ось отведения aVF; П. Р. - правая рука; Л. Р. - левая рука; Л. Н. - левая нога

При сочетании трехосевой системы стандартных отведений с осями усиленных отведений от конечностей получают шестиосевую систему отведений, предложенную Бейли (Рис. 12). Таким образом, эта система объединяет оси стандартных и усиленных отведений от конечностей. Шестиосевая система отведений Бейли отражает пространственное расположение шести отведенийотконечностей во фронтальной плоскости и, следовательно, регистрирует изменения ЭДС сердца, происходящие в этой плоскости.

Для получения шестиосевой системы отведений Бейли проводят сначала через центр сердца линии, параллельные трем стандартным отведениям. Затем наносят на центр сердца оси усиленных отведений от конечностей. Как уже указывалось, угол между каждыми двумя стандартными отведениями равен 60°. Оси усиленных отведений от конечностей делят этот угол пополам, поэтому угол между любым стандартным отведением и расположенным рядом с ним усиленным отведением от конечностей равен 30°. Следует учитывать, что в шестиосевой системе отведений сохраняется также равенство углов между каждыми двумя осями усиленных отведений от конечностей, угол между которыми составляет 60°.

Из анализа шестиосевой системы отведений видно, что положительные части осей всех отведений расположены в левом нижнем квадранте (за исключением отведения aVR). При этом надо учитывать, что активный электрод в отведении aVL присоединяется к левой руке, а положительная часть оси этого отведения направлена влево и вверх. Вслед за положительной частью оси отведения aVL вверх и вправо находятся отрицательные части осей отведений. Таким образом, отрицательные части осей отведений находятся в правом верхнем квадранте (за исключением отведения aVR).

Ось отведения aVF расположена перпендикулярно оси I стандартного отведения. Отведение aVL перпендикулярно оси II стандартного отведения, а отведение aVR - оси IIIстандартного отведения.

Суммарный вектор ЭДСсердца во время деполяризации направлен влево и вниз. В связи с этим суммарный вектор возбуждения в норме проецируется в основном на положительные части осей отведений во фронтальной плоскости. Это приводит к тому, что доминирующим зубцом в этих отведениях является положительный зубец, или зубец R. Исключение - отведение aVR. Суммарный вектор ЭДС сердца проецируется на отрицательную часть оси этого отведения, доминирующим зубцом будет отрицательный зубец.

Электрофизиологическая сущность процессов, происходящих при однополюсном отведении от правой руки (aVR), остается неясной, так как опубликованные в литературе экспериментальные данные весьма неопределенны и противоречивы.

Рис. 12. Шестиосевая система отведений Бейли: П. Р. - правая рука, Л. В. - левая рука

Первоначальная концепция основоположников однополюсной электрокардиографии, рассматривающая кривую в отведении aVRкак периферическое отражение биоэлектрических процессов под эндокардом, представляется в настоящее время несколько искусственной и упрощенной, недостаточно экспериментально обоснованной, вследствие чего она не может получить всеобщего признания. Отведение aVR является единственным, в котором положительный электрод подключают к участку тела, почти всегда отрицательно заряженному (правой руке). Поэтому на ЭКГ зубцы P,T и главный зубец комплекса QRS отрицательные.

Анализ амплитудно-временных характеристик кардиокомплексов, зарегистрированных в основных и усиленных отведениях, дает много ценной диагностически значимой информации, однако, к её использованию следует относиться очень осторожно, если не учтено положение электрической оси сердца.

По усиленным однополюсным отведениям от конечностей можно определить направление электрической оси сердца. Численное выражение направления и величины результирующего вектора электродвижущей силы сердца называется электрической осью сердца. Согласно гипотезе Эйнтховена, электрическую ось можно представить как вектор, исходящий из центра равностороннего треугольника. Направление вектора соответствует направлению процессов возбуждения мышцы сердца в плоскости регистрируемых отведений. Так как равносторонний треугольник расположен во фронтальной плоскости, то электрическую ось можно найти по тем отведениям, которые располагаются в этой же плоскости, т. е. по стандартным и однополюсным отведениям от конечностей. Более подробно методика определения направления электрической оси сердца будет рассмотрена ниже при изучении векторной концепции электрокардиографии.

Таким образом, шесть отведений от конечностей - I,II,III,aVL,aVR и aVF-дают общую характеристику электрического поля сердца во фронтальной плоскости.

Двухполюсные грудные отведения: ЭКГ, записанная в грудных отведениях, служит существенным дополнением ЭКГ, записанной в основных и усиленных отведениях, позволяя более правильно оценить состояние сердечной мышцы при различных заболеваниях. Так, при инфаркте миокарда на ЭКГ, зарегистрированной в грудных отведениях, изменения иногда появляются раньше, более выражены или держатся дольше, чем в обычных отведениях, что имеет большое диагностическое значение.

При регистрации двухполюсных грудных отведений грудной электрод (положительный) устанавливают в одну из следующих позиций, обозначаемых арабскими цифрами: 1 - четвертое межреберье по правому краю грудины; 2 - четвертое межреберье по левому краю грудины; 3 - между второй и четвертой позициями; 4 - пятое межреберье по среднеключичной линии; 5 - на том же уровне по переднеподмышечной линии; 6 - на том же уровне по среднеподмышечной линии.

Второй электрод (отрицательный) накладывают на правую руку (СR), левую руку (CL) и левую ногу (CF). Грудные отведения, записанные в одной грудной позиции, но с различным положением удаленного электрода (CR,CL,CF), не одинаковые, что вызвано значительным различием потенциалов конечностей, на которые накладывают электроды.

ЭКГ, записанные в обычных грудных отведениях (СR и CF), несколько отличаются по величине зубцов (особенноR и Т) от ЭКГ, снятых в однополюсных грудных отведениях. В практической работе наиболее распространены отведения CR и CF. При анализе грудных отведений ЭКГ можно рассматривать как результат колебания потенциалов в области одного электрода - одного полюса. Однако величина потенциала индифферентного электрода не всегда одинакова, что затрудняет сравнение этих отведений у обследуемых и ограничивает возможности применения обычных грудных отведений. В тех случаях, когда потенциал левой ноги мал, отведение CF полностью определяет колебание потенциала в области сердца и имеет диагностическую ценность. При большом потенциале на ЭКГ в отведении CF отражаются колебания потенциала не только в области сердца, но и в области левой ноги, и диагностическое значение кривой оказывается неполноценным. Все изложенное выше в равной мере относится и к отведениям CR и CL.

Некоторые авторы дают многочисленные рекомендации по использованию двухполюсных грудных отведений при различных патологиях как наиболее информативных. Однако для краткости изложения эти данные справочного характера опустим.

Грудные однополюсные отведения по Вильсону:F.H. Wilson рекомендует накладывать электроды на правую руку, левую руку и левую ногу и соединять их через одинаковые сопротивления более 100 кОм воедино. Получившийся таким образом объединенный электрод благодаря короткому замыканию не дает или почти не дает колебаний потенциала, обусловленных деятельностью сердца. Один из полюсов электрокардиографа (отрицательный) соединяют с объединенным электродом от трех конечностей, а другой (положительный) - с электродом, накладываемым на различные точки области сердца. Электрод, соединенный с тремя конечностями через сопротивления, является нейтральным - индифферентным. Форму и направление зубцов ЭКГ определяет местоположение дифферентного электрода.

В настоящее время в обычную программу ЭКГ- исследования входит получение шести однополюсных отведений (V₁,V₂,V₃,V₄,V₅,V₆) (рис. 3.8). При регистрации однополюсных грудных отведений по Вильсону грудной электрод (+) - активный, а индифферентный - объединенный электрод от трех конечностей. Объединенный потенциал трех конечностей составляет постоянную малую величину (около 0,3 мВ) и принимается за нулевой. Поэтому регистрируемая разность потенциалов практически равна потенциалу активного грудного электрода.

При записи грудных отведений необходимо точно устанавливать грудной электрод. В связи с близостью электрода к источнику электрического поля даже небольшое смещение его приводит к значительному изменению отводимого потенциала.

Нормальная ЭКГ в однополюсных грудных отведениях сходна с таковой в отведениях от сердца. Поэтому колебания потенциалов каждого участка эпикардиальной поверхности сердца определяют колебания потенциалов на соответствующем участке поверхности грудной клетки. Эта взаимосвязь тем более выражена, чем ближе к поверхности сердца располагается грудной электрод.

Рис. 13. Расположение электродов в грудном отведении (V). Черными кружками обозначены провода индифферентного электрода. Белый кружок соответствует активному (грудному) электроду

На поверхности грудной клетки имеются участки, на которых форма грудных отведений почти полностью соответствует прямым отведениям от сердца. Так, ЭКГ, записанная в первой и второй позициях грудного электрода (правые грудные отведения), как правило, совпадает по форме с ЭКГ, зарегистрированными с эпикардиальной поверхности правого желудочка.

ЭКГ, записанные в пятой и шестой позициях (левые грудные отведения), имеют ту же форму, что и ЭКГ, зарегистрированные с эпикардиальной поверхности левого желудочка.

Проекция суммарного вектора на ось отведения V₄ - наибольшая, поэтому R_V6 имеет наибольшую амплитуду. Проекция вектора на ось V₁ - наименьшая, поэтому R_V1 имеет наименьшую амплитуду. R_V6 < R_V4, так как проекция вектора возбуждения на ось отведения V₆меньше, чем на ось V₄ (рис.14).