Вектор сердца и его отражение на электрокардиограмме. Электрокардиография Вектор эдс сердца

Среди многочисленных инструментальных методов исследования, которыми в совершенстве должен владеть современный практический врач, ведущее место справедливо принадлежит электрокардиографии. Этот метод исследования биоэлектрической активности сердца является сегодня незаменимым в диагностике нарушений ритма и проводимости, гипертрофий желудочков и предсердий, ишемической болезни сердца, инфаркта миокарда и других заболеваний сердца.

Что такое электрокардиография?

Электрокардиографией называется метод графической регистрации электрических явлений, возникающих в работающем сердце. Распространение возбуждения по сердцу сопровождается возникновением в окружающем его объемном проводнике (теле) электрического поля. Форма, амплитуда и знак элементов электрокардиограммы зависят от пространственно-временных характеристик возбуждения сердца (хронотопографии возбуждения), от геометрических характеристик и пассивных электрических свойств тела как объемного проводника, от свойств отведений электрокардиограммы как измерительной системы.

Каждое мышечное волокно представляет собой элементарную систему - диполь.
Из бесчисленных микродиполей одиночных волокон миокарда складывается суммарный диполь (ЭДС), который при распространении возбуждения в головной части имеет положительный заряд, в хвостовой - отрицательный.

При угасании возбуждения эти соотношения становятся противоположными. Так как возбуждение начинается с основания сердца, эта область является отрицательным полюсом, область верхушки - положительным.

Электродвижущая сила (ЭДС) имеет определенную величину и направление, т.е. является векторной величиной. Направление ЭДС принято называть электрической осью сердца, чаще всего она располагается параллельно анатомической оси сердца. Перпендикулярно к электрической оси проходит линия нулевого потенциала.

С помощью электрокардиографов биотоки сердца можно зарегистрировать в виде кривой - электрокардиограммы (ЭКГ).

Развитие электрокардиографии связано с именем голландского ученого Эйнтховена, который впервые зарегистрировал биотоки сердца в 1903 г.
с помощью струнного гальванометра и разработал ряд теоретических и практических основ электрокардиографии.

Основные функции сердца:

Сердце обладает рядом функций, определяющих особенности его работы:
1) функция автоматизма. Заключается в способности сердца вырабатывать электрические импульсы при отсутствии всяких внешних раздражений.

Функцией автоматизма обладают клетки синоатриального узла (СА-узла) и проводящей системы сердца: атриовентрикулярного соединения (АВ-соединения), проводящей системы предсердий и желудочков. Они получили название клеток водителей ритма - пейсмекеров.

Сократительный миокард лишен функции автоматизма.

СА-узел является центром автоматизма первого порядка. В норме это единственный водитель ритма, который подавляет автоматическую активность остальных (эктопических) водителей ритма сердца.

На функцию СА-узла и других водителей ритма большое влияние оказывают симпатическая и парасимпатическая нервная система: активация симпатической системы ведет к увеличению автоматизма клеток СА-узла и проводящей системы, а парасимпатической системы - к уменьшению.
СА-узел вырабатывает электрические импульсы с частотой 60-80 в минуту.

Центры автоматизма второго порядка - некоторые участки в предсердиях и АВ-соединение - зона перехода атриовентрикулярного узла в пучок Гиса. Частота продуцируемых электрических импульсов - 40-60 в минуту.

Центры автоматизма третьего порядка, обладающие самой низкой способностью к автоматизму (25-45 импульсов в минуту), - нижняя часть пучка Гиса, его ветви и волокна Пуркинье. Центры автоматизма второго и третьего порядка являются только потенциальными, или латентными, водителями ритма, они берут на себя функцию водителя ритма при поражениях СА-узла;

2) функция проводимости. Это способность к проведению возбуждения, возникшего в каком-либо участке сердца, к другим отделам сердечной мышцы. Волна возбуждения, генерированного в клетках СА-узла, распространяется по внутрипредсердным проводящим путям - сверху вниз и немного влево, в начале возбуждается правое, затем правое и левое предсердие, в конце - только левое предсердие.

В аv-узле происходит физиологическая задержка волны возбуждения, определяющая нормальную временную последовательность возбуждения предсердия и желудочков.
От аv-узла волна возбуждения передается на хорошо развитую внутрижелудочковую проводящую систему, состоящую из предсердно-желудочкового пучка (пучка Гиса), основных ветвей (ножек) пучка Гиса и волокон Пуркинье;

3) функция возбудимости и рефрактерность волокон миокарда.

Возбудимость - это способность сердца возбуждаться под влиянием импульсов. Функцией возбудимости обладают клетки как проводящей системы, так и сократительного миокарда.

Возникновение возбуждения в мышечном волокне является результатом изменения физико-химических свойств мембраны клетки и ионного состава внутриклеточной и внеклеточной жидкости. В рефрактерный период клетки миокарда не возбудимы на электрический стимул (систола). Во время диастолы полностью восстанавливается возбудимость миокардиального волокна, а рефрактерность его отсутствует;

4) функция сократимости.

Сократимость - это способность сердечной мышцы сокращаться в ответ на возбуждение. Этой функцией в основном обладает сократительный миокард. В результате последовательного сокращения различных отделов сердца и осуществляется основная, насосная, функция сердца.

Принцип работы электрокардиографа:

Колебания разности потенциалов, возникающие при возбуждении сердечной мышцы, воспринимается электродами, расположенными на теле обследуемого, и подается на вход электрокардиографа. Это чрезвычайно малое напряжение проходит через систему катодных ламп, благодаря чему его величина возрастает в 600-700 раз. Поскольку величина и направление ЭДС в течение сердечного цикла все время изменяются, стрелка гальванометра отражает колебания напряжения, а ее колебания в свою очередь регистрируются в виде кривой на движущейся ленте.

Запись колебаний гальванометра осуществляется на движущейся ленте непосредственно в момент регистрации. Движение ленты для регистрации ЭКГ может происходить с различной скоростью (от 25 до 100 мм/с), но чаще всего она равна 50 мм/с. Зная скорость движения ленты, можно рассчитать продолжительность элементов ЭКГ.

Так, если ЭКГ зарегистрирована при обычной скорости 50 мм/с, 1 мм кривой будет соответствовать 0,02 с.

Для удобства расчета в аппаратах с непосредственной записью ЭКГ регистрируется на бумаге с миллиметровыми делениями. Чувствительность гальванометра подбирается таким образом, чтобы напряжение в 1 мВ вызывало отклонение регистрирующего устройства на 1 см. Проверка чувствительности или степени усиления аппарата проводится перед регистрацией ЭКГ, она осуществляется с помощью стандартного напряжения в 1 мВ (контрольный милливольт), подача которого на гальванометр должна вызывать отклонение луча или пера на 1 см. Нормальная кривая милливольта напоминает букву “П”, высота ее вертикальных линий равна 1 см.

Электрокардиографические отведения:

Изменение разности потенциалов на поверхности тела, возникающие во время работы сердца, записываются с помощью различных систем отведений ЭКГ. Каждое отведение регистрирует разность потенциалов, существующих между двумя разными точками электрического поля сердца, в которых установлены электроды.

Таким образом, различные ЭКГ-отведения различаются между собой прежде всего участками тела, от которых отводятся потенциалы.

В настоящее время в клинической практике наиболее широко используют 12 отведений ЭКГ, запись которых является обязательной при каждом электрокардиографическом обследовании больного: 3 стандартных отведения, 3 усиленных однополюсных отведения от конечностей и 6 грудных отведений.

Стандартные отведения:

Стандартные двухполюсные отведения, предложенные в 1913 г. Эйнтховеном, фиксируют разность потенциалов между двумя точками электрического поля, удаленными от сердца и расположенными во фронтальной плоскости тела, на конечностях.

Для записи этих отведений электроды накладывают на правую руку (красная маркировка), на левую руку (желтая маркировка) и на левую ногу (зеленая маркировка). Эти электроды попарно подключают к электрокардиографу для регистрации каждого из трех стандартных отведений. Четвертый электрод устанавливают на правую ногу для подключения заземляющего провода (черная маркировка). Стандартные отведения от конечностей регистрируют при следующем попарном подключении электродов.

I отведение - правая рука (–) и левая рука (+).
II отведение - правая рука (–) и левая нога (+).
III отведение - левая нога (+) и левая рука (–).

Три стандартных отведения образуют равносторонний треугольник (треугольник Эйнтховена), вершинами которого являются правая рука, левая рука и левая нога с установленными там электродами. В центре треугольника расположен электрический центр сердца, одинаково удаленный от всех трех отведений.

Гипотетическая линия, соединяющая два электрода, участвующих в образовании ЭКГ-отведения, называется осью отведения.

Если ЭДС сердца в какой-либо момент сердечного цикла проецируется на положительную часть оси отведения, на ЭКГ записывается положительное отклонение (положительные зубцы R, T, P). Если ЭДС сердца проецируется на отрицательную часть оси отведения, на ЭКГ регистрируются отрицательные отклонения (зубцы Q, S, иногда отрицательные зубцы T или P).

Для облегчения анализа показаний ЭКГ, зарегистрированных в стандартных отведениях, принято несколько смещать оси этих отведений и проводить их через электрический центр сердца. Получается удобная для анализа триосевая система координат.

Усиленные однополюсные отведения от конечностей. Эти отведения были предложены Гольдбергером в 1942 г.

AVR - усиленное однополюсное отведение от правой руки.
AVL - усиленное однополюсное отведение от левой руки.
AVF - усиленное однополюсное отведение от левой ноги.

Шести осевая система координат:

Стандартные и усиленные однополюсные отведения от конечностей дают возможность зарегистрировать изменения ЭДС сердца во фронтальной плоскости, т.е. в плоскости, в которой расположен треугольник Эйнтховена.

Шестиосевая система координат (Бейли) получается при совмещении осей трех стандартных и трех усиленных отведений от конечностей, проведенных через электрический центр сердца. Благодаря ей можно достаточно точно определять величину и направление вектора ЭДС сердца во фронтальной плоскости.

Грудные отведения:

С целью более точной диагностики поражений миокарда регистрируется ЭКГ при расположении электрода на передней поверхности грудной клетки.

Отведение V1 - активный электрод установлен в IV межреберье по правому краю грудины.
Отведение V2 - активный электрод расположен в IV межреберье по левому краю грудины.
Отведение V3 - активный электрод находится между второй и четвертой позицией, примерно на уровне IV ребра по левой парастернальной линии.
Отведение V4 - активный электрод установлен в V межреберье по левой срединно-ключичной линии.
Отведение V5 - активный электрод расположен на том же горизонтальном уровне, что и V4, на левой передней подмышечной линии.
Отведение V6 - активный электрод находится на левой средней подмышечной линии на том же горизонтальном уровне, что и электроды отведений V4 и V5.

В отличие от стандартных и усиленных отведений от конечностей грудные отведения регистрируют изменения ЭДС сердца преимущественно в горизонтальной плоскости.

Электрокардиографические отклонения в каждом из 12 отведений отражают суммарную ЭДС всего сердца, т.е. являются результатом одновременного воздействия на данное отведение изменяющегося электрического потенциала в левом и правом отделах сердца, в передней и задней стенках желудочков, в верхушке и основании сердца.

Дополнительные отведения:

Диагностические возможности ЭКГ-исследования могут быть расширены при применении некоторых дополнительных отведений. Их использование особенно целесообразно в тех случаях, когда обычная программа регистрации 12 общепринятых отведений ЭКГ не позволяет достаточно надежно диагностировать ту или иную электрокардиографическую патологию или требует уточнения некоторых количественных параметров выявленных изменений.

Методика регистрации дополнительных отведений отличается локализацией активного электрода на поверхности грудной клетки.

Активный электрод устанавливают по задней подмышечной (V7), лопаточной (V8) и паравертебральной (V9) линиям на уровне горизонтали, на которой расположены электроды V4-V6. Эти отведения обычно используют для более точной диагностики очаговых изменений миокарда в заднебазальных отделах левого желудочка.

Отведения по Нэбу. Двухпомостные грудные отведения, предложенные в 1938 г. Нэбом, фиксируют разность потенциалов между двумя точками, расположенными на поверхности грудной клетки. Отведения по Нэбу записывают при положениях рукоятки переключателя на стандартных отведениях, электроды которых помещают на грудную клетку: электрод для правой руки - II межреберье у правого края грудины, электрод для левой руки - в точку, находящуюся на уровне верхушечного толчка по левой задней подмышечной линии, для левой ноги - на область верхушечного толчка.

Регистрируют три отведения: Д (dorsalis) в положении переключателя на I отведении, А (anterior) - на II отведении, Y (inferior) - на III отведении.

Отведения по Нэбу находят применение для диагностики очаговых изменений миокарда задней стенки (отведение Д), переднебоковой стенки (отведение А) и верхних отделов передней стенки (отведение Y).

Отведения Нэба часто применяют при проведении велоэргометрической и других функциональных электрокардиографических проб с физической нагрузкой.

Отведение по Лиану, или S5, применяют для уточнения диагноза сложных аритмий, его регистрируют при положении рукоятки переключателя на I отведении, электрод для правой руки располагают во II межреберье у правого края грудины, электрод для левой руки - у основания мечевидного отростка, справа или слева от него, в зависимости от того, при каком положении электрода лучше выявляется зубец Р.

Отведения по Слапаку-Партилле применяют для уточнения изменений в задней стенке при наличии глубокого зуба Q во II, III, AVF-отведениях.

Электроды помещают следующим образом: электрод от левой руки (желтый) располагают по левой задней аксиллярной линии на уровне верхушечного толчка (V межреберье), электрод от правой руки (красный) помещают поочередно во II межреберье в 4 точки: 1 - у левого края грудины; 2 - на середине расстояния между 1 и 3; 3 - на срединно-ключичной линии; 4 - по передней аксиллярной линии. ЭКГ регистрируют в переключении I отведения. Получают 4 отведения - S1, S2, S3, S4.

При нарастании зуба Q от S1 до S4 можно предположить наличие у больного рубцовых изменений в задней стенке или острого инфаркта миокарда (снимать ЭКГ в динамике).

Отведение по Клетэну. Уточняет изменения в нижней стенке левого желудочка. При этом электрод от правой руки помещают на рукоятку грудины, второй электрод остается на левой ноге. ЭКГ регистрируют в положении переключателя - II стандартное отведение.

Техника регистрации электрокардиограммы:

Для получения качественной записи ЭКГ необходимо строго придерживаться некоторых общих правил ее регистрации.

Условия проведения исследования. ЭКГ регистрируют в специальном помещении, удаленном от возможных источников электронных полей: электромоторов, физиотерапевтических и рентгеновских кабинетов, распределительных электрощитов.

Кушетка должна находиться на расстоянии не менее 1,5-2 м от проводов электросети. Целесообразно экранировать кушетку.

Исследование проводится после 10-15-минутного отдыха, не ранее чем через 2 ч после приема пищи. Больной должен быть раздет до пояса, голени также должны быть освобождены от одежды.

Запись ЭКГ проводится обычно в положении больного лежа на спине, что позволяет добиться максимального расслабления мышц.

Наложение электродов:

На внутреннюю поверхность голеней и предплечий в нижней их трети накладывают 4 электрода (пластинчатых), а на грудь устанавливают один или несколько (при многоканальной записи) грудных электродов, используя резиновую грушу-присоску.

Для улучшения качества записи следует обеспечить хороший контакт электродов с кожей.

Для этого необходимо:
1) обезжирить кожу спиртом в местах наложения электродов;
2) при значительной волосатости кожи смочить места наложения электродов мыльным раствором или побрить;
3) под электроды положить марлевые прокладки, смоченные 5-10%-ным раствором хлорида натрия, или покрыть электроды слоем специальной токопроводящей пасты или геля.

Подключение проводов к электродам:

К каждому электроду, установленному на конечностях или на грудной клетке, присоединяют провод, идущий от электрокардиографа и маркированный определенным цветом.

Маркировка входных проводов:
1) правая рука - красный цвет;
2) левая рука - желтый цвет;
3) левая нога - зеленый цвет;
4) правая нога (заземление пациента) - черный цвет;
5) грудной электрод - белый цвет.

При наличии 6-канального электрокардиографа, позволяющего одновременно зарегистрировать ЭКГ в 6 грудных отведениях, к электроду V1 подключают провод, имеющий красную окраску на наконечнике, к электроду V2 - желтую, V3 - зеленую, V4 - коричневую, V5 - черную, V6 - фиолетовую.

Запись электрокардиограммы:

В положении переключателя отведений “О” регистрируют калибровочный милливольт (1 mV = 10 мм).

При необходимости можно изменить усиление: уменьшить при слишком большой амплитуде зубцов ЭКГ (1 мВ = 5 мм) или увеличить при малой их амплитуде (1 мВ = 15 или 20 мм).

Запись ЭКГ осуществляют при спокойном дыхании. В каждом отведении записывают не менее 4 сердечных циклов PQRST. ЭКГ регистрируют, как правило, при скорости движения бумаги 50 мм/с. Меньшую скорость (25 мм/с) используют при необходимости более длительной записи ЭКГ, например для диагностики нарушений ритма.

На бумажной ленте записывают фамилию, отчество и имя пациента, его возраст, дату и время исследования. Лента с ЭКГ должна быть разрезана по отведениям и наклеена на бланк в той же последовательности, которая была рекомендована для съемки ЭКГ: I, II, III, AVR, AVL и AVF, V1-V6.

Функциональные пробы:

1) пробы с физической нагрузкой;
2) фармакологические пробы применяют для разграничения функциональных и органических изменений электрокардиограммы.

Проба с блокаторами b-адренорецепторов:

Проба с анаприлином (обзиданом) проводится с целью уточнения природы выявленных ранее электрокардиографических нарушений процесса реполяризации (сегмента ST и зубца Т) и проведения дифференциальной диагностики функциональных (нейроциркуляторная дистония, дисгормональная миокардиодистрофия) и органических (стенокардия, миокардит) и других заболеваний сердца.

Исследование проводят утром натощак. После регистрации исходной ЭКГ в 12 общепринятых отведениях больному дают внутрь 40-80 мг анаприлина (обзидана) и записывают повторно ЭКГ через 30, 60 и 90 мин после приема препарата.

При функциональных обратимых изменениях миокарда, сопровождающихся изменениями конечной части желудочкового комплекса (сегменты SТ и зубца Т), прием b-адреноблокаторов в большинстве случаев приводит к частичной или полной нормализации ЭКГ (положительная проба).

Электрокардиографические нарушения органической природы не претерпевают существенных изменений после приема препарата (отрицательная проба).

Под влиянием блокаторов b-адренорецепторов возможны небольшая брадикардия и увеличение продолжительности интервала РQ. Проведение пробы противопоказано больным с бронхиальной астмой и сердечной недостаточностью.

Проба с хлоридом калия:

Проба применяется с той же целью, что и проба с b-адреноблокаторами. После записи ЭКГ больному дают внутрь 6-8 г хлорида калия, разведенного в стакане воды. Повторно ЭКГ регистрируют через 30, 60 и 90 мин после приема калия. частичная или полная нормализация ранее измеренных сегмента S-Т и зубца Т после приема препарата (положительная проба) наступает, как правило, при функциональных изменениях миокарда. Отрицательная проба чаще свидетельствует об органических процессах в сердечной мышце. При проведении пробы могут иногда появиться тошнота и слабость.

Электрокардиографическая проба с нитроглицерином дает разнонаправленные изменения, которые весьма сложно интерпретировать. Все функциональные пробы проводят утром натощак или через 3 ч после завтрака. Окончательное решение о проведении пробы принимают в день ее проведения, после регистрации исходной ЭКГ.

Атропиновая проба:

После регистрации ЭКГ обследуемому вводят подкожно 1 мл 0,1%-ного раствора атропина и повторно исследуют ЭКГ через 5, 15 и 30 мин. Введение атропина блокирует действие блуждающего нерва и позволяет правильнее трактовать происхождение нарушений сердечного ритма и проводимости. Например, если на ЭКГ отмечалось удлинение интервала Р-Q, а после введения атропина продолжительность его нормализовалась, то имевшееся нарушение атриовентрикулярной проводимости было обусловлено повышением тонуса блуждающего нерва и не является следствием органического поражения миокарда.

Нормальная электрокардиограмма:

Любая ЭКГ состоит из нескольких зубцов, сегментов и интервалов, отражающих сложный процесс распространения волны возбуждения по сердцу.

В период диастолы сердца токи действия не возникают, и электрокардиограф регистрирует прямую линию, которая называется изоэлектрической. Появление токов действия сопровождается возникновением характерной кривой.

На ЭКГ здоровых людей различают следующие элементы:
1) положительные зубцы Р, R и Т, отрицательные Q и S; непостоянный положительный зубец U;
2) интервалы Р-Q, S-Т, Т-Р и R-R;
3) комплексы QRS и QRST.

Каждый из этих элементов отражает время и последовательность возбуждения различных участков миокарда.

В нормальных условиях сердечный цикл начинается возбуждением предсердий, что на ЭКГ отражается появлением зубца Р.

Восходящий отрезок Р обусловлен в основном возбуждением правого предсердия, нисходящий - левого предсердия. Величина этого зубца невелика, а в норме его амплитуда не превышает 1-2,5 мм; продолжительность составляет 0,08-1,0 с.

В норме в отведениях I, II, AVF, V2-V6 зубец Р всегда положительный.

В отведениях III, AVL, V1 зубец Р может быть положительным, двухфазным, а в отведениях III и AVL иногда даже отрицательным.

В отведении AVR зубец Р всегда отрицательный.

За зубцом Р следует отрезок прямой линии до зубца Q, а если он не выражен, то до зубца R. Это интервал P-Q (R). Он измеряется от начала зубца Р до начала зубца Q и соответствует времени от начала возбуждения предсердий до начала возбуждения желудочков. Нормальная продолжительность интервала Р-Q от 0,12 до 0,20 с и у здорового человека зависит в основном от частоты сердечных сокращений: чем выше частота сокращений сердца, тем короче интервал P-Q.

Желудочковый комплекс QRST отражает сложный процесс распространения (комплекс QAS) и угасания (сегмент RS-T и зубец Т) возбуждения по миокарду желудочков. Продолжительность QRS, измеряемая от начала зубца Q до конца зубца S, составляет 0,06-0,1 с.

Если амплитуда зубцов комплекса QRS достаточно велика и превышает 5 мм, их обозначают заглавными буквами латинского алфавита Q, R, S, если мала (менее 5 мм) - строчными буквами q, r, s.

Отрицательный зубец комплекса QRS, непосредственно предшествующий зубцу R, обозначают буквой Q (q), а отрицательный зубец, следующий сразу за зубцом R, - буквой S (s). Если на ЭКГ регистрируется только отрицательное отклонение, а зубец R отсутствует совсем, желудочковый комплекс обозначают QS.

Первый зубец комплекса - отрицательный зубец Q - соответствует возбуждению межжелудочковой перегородки.

В норме зубец Q может быть зарегистрирован во всех стандартных и усиленных отведениях от конечностей и в грудных отведениях V4-V6. Амплитуда нормального зубца Q во всех отведениях, кроме AVR, не превышает высоты зубца R, а его продолжительность - 0,03 с.

В отведении AVR у здорового человека может быть зафиксирован глубокий и широкий зубец Q или даже комплекс QS.

Зубец R соответствует почти полному охвату возбуждением обоих желудочков. Он является самым высоким зубцом желудочкового комплекса, его амплитуда колеблется в пределах 5-15 мм.

В норме зубец R может регистрироваться во всех стандартных и усиленных отведениях от конечностей. В отведении AVR зубец R нередко плохо выражен или отсутствует вообще. В грудных отведениях амплитуда зубца R постепенно увеличивается от V1 к V4, а затем несколько уменьшается в V5 и V6.

Зубец RV1, V2 отражает распространение возбуждения по межжелудочковой перегородке, а зубец RV4, V5, V6 - по мышце левого и правого желудочков. Интервал внутреннего отклонения в отведении V1 не превышает 0,03 с, а в отведении V6 - 0,05 с.

Зубец S записывается при полном охвате желудочков возбуждением.

Амплитуда зубца S колеблется в больших пределах, не превышая 20 мм. В грудных отведениях зубец S постепенно уменьшается от V1, V2 до V4, а в отведениях V5, V6 имеет малую амплитуду или отсутствует совсем.

Продолжительность желудочкового комплекса - 0,07-0,1 с.

В момент полной деполяризации миокарда разность потенциалов отсутствует, поэтому на ЭКГ записывается, как правило, прямая линия:
1) интервал S-T;
2) сегмент RS-T - отрезок от конца комплекса QRS до начала зубца Т;

Сегмент RS-T у здорового человека в отведениях от конечностей расположен на изолинии (+ 0,5 мм). В норме в грудных отведениях V1-V3 может наблюдаться небольшое смещение сегмента (не более 2 мм), а в отведениях V4, 5, 6 - вниз (не более 0,5 мм).

Зубец Т соответствует фазе восстановления (реполяризация) миокарда желудочков.

В норме зубец Т всегда положительный в отведениях I, II, AVF1, V2-V6, причем Т1 > ТIII, а ТV5 > TV1.

В отведениях III, AVL и V зубец Т может быть положительным, двухфазным или отрицательным.

В отведениях AVR зубец Т в норме всегда отрицательный.

Амплитуда зубца Т в отведениях от конечностей у здорового человека не превышает 5-6 мм, а в грудных отведениях - 15-17 мм. Продолжительность зубца колеблется от 0,16 до 0,24 с.

Интервал Q-T отражает время возбуждения и восстановления миокарда желудочков - электрическая система желудочков. Он изменяется от начала зубца Q (или R) до конца зубца Т. Его продолжительность зависит от частоты сердечного ритма: при учащении интервал Q-T укорачивается.

У женщин продолжительность интервала Q-T при одинаковой частоте сердечного ритма длиннее, чем у мужчин.

Анализ электрокардиограммы. Анализ следует начать с проверки правильности техники ее регистрации (наличие помех), амплитуды контрольного милливольта, оценок скорости движения бумаги.

Порядок расшифровки ЭКГ:

1. Анализ сердечного ритма и проводимости включает определение регулярности и числа сердечных сокращений, нахождения источника возбуждения, а также оценку функции проводимости.

Так как в норме водителем ритма является синусовый узел и возбуждение предсердий предшествует возбуждению желудочков, зубец Р должен располагаться перед желудочковым комплексом. Продолжительность интервалов R-R должна быть одинаковой (+10 % от средней продолжительности R-R).

Для подсчета числа сердечных сокращений нужно установить продолжительность одного сердечного цикла (интервал R-R) и вычислить, сколько таких циклов содержиться в 1 мин.

ЧСС = 60 / R-R.

При неправильном ритме находят среднюю продолжительность одного интервала R-R и после этого определяют частоту, как и при правильном ритме.

2. Определение положения электрической оси сердца проводится по форме желудочковых комплексов в стандартных отведениях.

Соотношение величины зубца R при нормальном положении электрической оси можно представить как R2 > R1 > R3.

Расположение электрической оси меняется при изменении положения сердца в грудной клетке. При низком стоянии диафрагмы у лиц астенического типа электрическая ось занимает более вертикальное положение, наиболее высокий зубец R будет регистрироваться в III отведении.

При высоком стоянии диафрагмы у гиперстеников электрическая ось располагается более горизонтально, поэтому наиболее высокий зубец R регистрируется в I отведении.

3. Изменение продолжительности и величины отдельных элементов ЭКГ. Измерения проводят в том стандартном отведении, где зубцы выражены наиболее хорошо (обычно во II).

Зубец R. Амплитуда его в норме не превышает 2,5 мм, длительность -0,1 с. При нормальном движении волны возбуждения по предсердиям зубцы Р в I, II, III отведениях положительные, а при направлении возбуждения снизу вверх - отрицательные.

Комплекс QRS. Для патологического зубца Q характерно увеличение его амплитуды более 1/4 зубца R в этом отведении, а продолжительность > 0,03 с.

Зубец R - измерить амплитуду, сопоставить с амплитудой зубца Q или S в том же отведении и с зубцом R в других отведениях; измерить продолжительность интервала внутреннего отклонения в отведениях V1 u V6.

Зубец S - измерить его амплитуду, сопоставить ее с амплитудой зубца R в том же отведении.

Сегмент RS-T. Анализируя его состояние, необходимо:
1) найти точку соединения j;
2) измерить ее отклонение от изолинии;
3) измерить величину смещения сегмента RS-T от изолинии вверх или вниз в точке, отстоящей от точки вправо на 0,05-0,08 с;
4) определить форму смещения - горизонтальное, косонисходящее, косовосходящее.

Зубец Т - определить направление (в большинстве отведений зубец Т положительный), оценить форму амплитуды.

Интервал Q-Т (электрическая систола желудочков). Расчет осуществляется по формуле Безетта (см. выше) или по таблицам.

Клиническое значение электрокардиографии трудно переоценить. Она оказывает большую помощь в выявлении нарушений сердечного ритма, в диагностике расстройств коронарного кровообращения, гипертофий различных отделов сердца, блокад. Но при всей ценности метода необходимо подчеркнуть, что оценивать ЭКГ следует только с учетом клинических и лабораторных данных, поскольку различные патологические процессы могут приводить к сходным ее изменениям, а отсутствие патологических изменений не всегда является нормой (даже при инфаркте миокарда больной может умереть с “нормальной” ЭКГ). Игнорирование клинических данных и переоценка метода электрокардиографии могут привести к серьезным диагностическим ошибкам. Достоинством метода является возможность его применения в любых условиях, безвредность для больного. Эти качества привели к широкому внедрению электрокардиографии в практическую медицину.

В дальнейшем будем представлять себе, что якорь разрезан по осевой плоскости и выпрямлен так, что пазы и обмотка якоря лежат в одной плоскости. Кроме того, будем предполагать, что такой развернутый якорь будет двигаться относительно неподвижных полюсов справа налево (рисунок 1, а ), а полюсы находятся над плоскостью чертежа. При этом электродвижущие силы в проводниках обмотки будут направлены под северными полюсами вниз, а под южными - вверх.

Шаг секции обычно определяется по элементарным пазам:

При этом y 1z = y 1 / u п, ε z = ε / u п. Очевидно, что для равносекционной обмотки y 1z есть целое число.

В секциях и во всей обмотке индуктируются переменные электродвижущие силы. Как известно, синусоидальные электродвижущие силы могут быть изображены на векторных диаграммах в виде векторов. Для изучения свойств якорных обмоток машин также целесообразно пользоваться подобными . Однако при этом ввиду несинусоидальной формы электродвижущих сил проводников, витков и секций обмотки якоря необходимо рассматривать только основные гармоники этих электродвижущих сил, то есть первую гармонику кривой вида рисунка 4, а , представленного в статье «Принцип действия машины постоянного тока ».

В кривой поля под полюсами B δ (рисунок 1, б ) можно выделить первую, или основную, гармонику B δ1 , которой равен двойному полюсному делению 2 × τ. Таким образом, в электромагнитном отношении дуга окружности машины, соответствующая 2 × τ, равна 360 градусам, которые называются электрическими (360° электрических).
Очевидно, что полная окружность якоря, или геометрический угол 360°, соответствует электрическому углу p × 360° электрических.

Рисунок 2. Схема (а ), звезда электродвижущих сил пазов (б ) и векторная диаграмма электродвижущей силы секции 1 ’ - 5 ’’ (в ) обмотки с Z = Z э = 18, 2 × p = 4

Различные пазы якоря располагаются относительно основной гармоники поля полюсов различным образом, и поэтому основные гармоники электродвижущих сил проводников различных пазов будут сдвинуты по вазе. Угол сдвига между электродвижущими силами проводников соседних пазов

(3)

Если вычертить векторы электродвижущих сил проводников всех пазов, то получим звезду пазовых электродвижущих сил. На рисунке 2, б изображена такая звезда при 2 × p = 4 и Z = 18, когда

Векторы рисунка 2, б вращаются с угловой скоростью

ω = 2 × π × f = 2 × π × p × n

против часовой стрелки, и их проекции на неподвижную ось времени равны мгновенным значениям электродвижущих сил. Обычно ось времени направлена вертикально вверх, и тогда в момент времени, изображенный на рисунке 2, а , электродвижущие силы проводников пазов 1 и 10 имеют максимальное положительное значение.

Звезда пазовых электродвижущих сил имеет Z векторов, но отдельные векторы могут совпадать по , и число лучей поэтому может быть меньше Z , так как при построении звезды и обходе векторов электродвижущих сил всех пазов совершается p полных оборотов. Если, например, Z / p = целому числу, то и число лучей равно этой величине, и диаграмма состоит из p совпадающих или накладывающихся друг на друга звезд.

Электродвижущие силы проводников витка или проводников двух сторон секции сдвинуты на угол

α с = y 1z × α,

который на основании выражений (1) и (3) составляет

(4)

При ε z = 0, то есть при полном шаге, векторы этих электродвижущих сил сдвинуты на 180°.

При Z = 18 и 2 × p = 4, что соответствует рисунку 2, а , шаг секций по формуле (1) будет

то есть можно взять y 1z = 5 или y 1z = 4. Возьмем y 1z = 4 (рисунок 2, а ), тогда по формуле (4)

α с = y 1z × α = 4 × 40° = 160°

и векторы электродвижущих сил проводников секции, находящейся в пазах 1 и 1 + 4 = 5, будут взаимно расположены так, как показано на рисунке 2, в .

На рисунке 2, в , а также на всех последующих рисунках с одним штрихом обозначены векторы сторон секций, лежащих в верхнем слое паза, а с двумя штрихами - векторы сторон в нижнем слое.

При построении звезды (рисунок 2, б ) для электродвижущих сил проводников всех пазов было принято одинаковое положительное направление (например, снизу вверх на рисунке 1, а ). Поэтому по контуру витка электродвижущие силы двух его составляющих проводников вычитаются, и для случая, показанного на рисунке 2, в , электродвижущая сила витка E в равна разности векторов 1’ и 5’’. В другом масштабе вектор E в на рисунке 2, в представляет собой также электродвижущую силу секции E с.

Будем присваивать секции номер того паза, в котором она лежит своей верхней стороной.

Очевидно, что векторы электродвижущих сил двух секций, лежащих в соседних пазах, сдвинуты относительно друг друга на такой же угол α, как и электродвижущие силы проводников двух соседних пазов. Поэтому звезда электродвижущих сил секций аналогична звезде пазовых электродвижущих сил на рисунке 2, б , но повернута относительно звезды электродвижущих сил сторон секций при укороченном шаге на угол α/2 = 40°/2 = 20° против часовой стрелки.

Применение векторных диаграмм для анализа свойств обмоток рассмотрено в следующих статьях.

Зубцовые пульсации электродвижущих сил

Зубчатое строение якоря способствует пульсации электродвижущих сил секций и электродвижущих сил обмотки в целом.

f z = Z × n

и как следствие пульсации электродвижущих сил с такой же частотой в обмотке. Во избежание этого выбирают Z / p равным нечетному числу. При этом сумма магнитных сопротивлений воздушных зазоров под двумя соседними полюсами при повороте якоря изменяться не будет и пульсации магнитного потока исчезнут.

Пульсации потока рассмотренного вида называются продольными. Кроме них, при движении якоря возникают также поперечные пульсации потока, выражающиеся в том, что ось магнитного потока полюсов в зазоре колеблется с частотой f z около среднего положения (рисунок 4, а и б ). Вследствие этого потокосцепление и ее электродвижущая сила пульсируют с той же частотой.

Эффективной мерой против влияния поперечных пульсаций потока является скос пазов относительно полюсного наконечника (рисунок 5) или скос полюсного наконечника относительно оси машины при нескошенных пазах на якоре. Скос пазов производится на 0,5 - 1,0 зубцового деления и применяется в машинах мощностью до 30 - 40 кВт. При скосе пазов снижается также шум машины.

Синусоидальные ЭДС, напряжения, токи могут изображаться в виде векторов на декартовой плоскости (рис.4.3 а).

Докажем, что векторы ЭДС, напряжения, тока, изображенные в виде векторов в плоскости с осями О х, О у являются синусоидальными величинами

Рис.4.3. Векторное изображение синусоидальных ЭДС:

а - вращающийся вектор; б - кривая изменения его проекции на ось Оу

Пусть в плоскости с осями О х, О у вращается с постоянной скоростью w вектор ОА, длина которого равна амплитуде синусоидальной ЭДС e = E m ах sin(wt + y e ), т. е. ОА = E m ах.

За положительное направление вращения вектора ОА примем направление, противоположное вращению часовой стрелки, а угол поворота вектора отсчитываем от оси О х на угол y е.

Тогда проекции вектора ОА при его вращении на ось О у дадут мгновенные значения е; т. к. начальное положение вектора относительно оси О х - y e , то угол y e - начальная фаза. Через время t = T синусоидальная величина е совершит полный цикл изменения от 0 до ± . E m ах. – 0 (рис.4.2.б).

Так как при своем вращении вектор ОА содержит такие понятия, как максимальное и мгновенное значения синусоидальной величины, начальную фазу фазовый угол, частоту вращения, то синусоидальная величина может изображаться вектором. Так как е , u , i одной электрической цепи имеют одну и ту же частоту, а, следовательно, при вращении их взаимное расположение не меняется, то на практике векторы не вращают, а строят их, соблюдая углы между векторами, т. е. углы сдвига фаз. Отказавшись от вращения векторов, строят векторы не только максимального значения, но чаще всего действующих значений, не изображают осей координат, а начальный вектор располагают горизонтально.

Совокупность векторов E, U, I, относящихся к одной электрической цепи называют векторной диаграммой (рис.4.4).

Знак угла - сдвига фаз междувекторами U и I, определяется направлением от вектора тока к вектору напряжения.

На рис.4.4 угол положительный, так как отложен в направлении против вращения часовой стрелки.

Рис. 4.4. К определению угла сдвига фаз между напряжением и током

4.4. Комплексный метод расчета электрических цепей синусоидального тока

Все графические методы расчета цепей синусоидального тока не обеспечивают точного расчета электрических цепей, кроме того, они сложны и трудоемки.

Наиболее простым и точным методом расчета электрических цепей синусоидального тока является комплексный метод, основанный на теории комплексных чисел.

Синусоидальная величина изображается вращающимся вектором на комплексной плоскости с осями ±1 и ±j , где - мнимая единица, символ.

За положительное направление вращения вектора принято направление против часовой стрелки. За время, равное одному периоду, вектор совершает один оборот.

На рис.4.5 изображен вектор комплексного тока , которому соответствует комплексное число

Рис.4.5. Составляющие комплексного числа на комплексной плоскости

где I - модуль действующего значения тока, равный длине вектора;

где - действительная составляющая тока; - мнимая составляющая; y i = arctg () – аргумент тока, равный начальной фазе, т. е. угол между вектором и действительной полуосью +1 при t = 0.

Аргумент положительный, если вектор отложен в направлении против часовой стрелки, и отрицательный - если по часовой.

Комплексные значения синусоидальных величин обозначают несинусоидальных - z , S .

Над комплексными числами можно производить все алгебраические действия (при сложении и вычитании удобнее использовать алгебраическую форму, а при умножении, делении, возведении в степень, извлечении корня – показательную).

Алгебраическая форма записи:

Тригонометрическая форма записи:

İ = I cosy i + j siny i .

Показательная форма записи:

İ = Ie j y i .

Переход из одной формы записи в другую осуществляется по формуле Эйлера через тригонометрическую форму записи

e ± j α = cosα± j sinα.

Например: İ = 10e j 37º = 10cos37˚ + j 10sin37º = 10 · 0,8 + j 10 0,6 = = 8 + j 6 = (8² + 6²) 1/2 e +j arctg6/8 = 10e +j 37º (А).

Поскольку e ± j 90º = cos90º ± j sin90º = ±j , то умножение комплексного числа на + j приводит к увеличению его аргумента на 90º и повороту вектора на 90º против часовой стрелки (в положительном направлении), умножение на -j – к уменьшению аргумента на 90º и повороту вектора на 90º в отрицательном направлении (по часовой стрелке).

При работе с комплексными числами используют и сопряженные комплексные величины, имеющие одинаковые модули и одинаковые по величине, но противоположные по знаку аргументы:

İ = 10e j 37º , А; I * =10e –j 37º , А.

Произведение İ I * = 10e j 37º 10e – j 37º = 100e j 0° , À.

Из предыдущих статей о проведении возбуждения по сердцу очевидно, что любое изменение направления и скорости проведения электрических потенциалов в сердечной мышце (и в тканях, окружающих сердце) приводит к изменению картины электрокардиографической кривой, поэтому анализ электрокардиограммы, записанной в различных отведениях, имеет важное значение в диагностике почти всех нарушений деятельности сердца.

Чтобы понять, каким образом нарушения сердечной деятельности отражаются на электрокардиографической кривой, мы должны познакомиться с понятиями вектор и векторный анализ применительно к электрическим потенциалам сердца и окружающих тканей.

В предыдущих статьях мы не раз подчеркивали, что электрические токи распространяются в сердце в определенном направлении в каждый момент сердечного цикла. Вектор представляет собой стрелку, которая характеризует величину и направление разности электрических потенциалов. Стрелка всегда направлена от минуса к плюсу, т.е. в положительную сторону. Кроме того, принято изображать длину стрелки пропорционально величине разности потенциалов.

Результирующий вектор сердца в каждый данный момент. На рисунке выделена красным цветом и отмечена знаками «минус» деполяризация межжелудочковой перегородки и миокарда желудочков, расположенного под эндокардом в области верхушки сердца. В этот момент электрические токи, идущие от возбужденных внутренних структур желудочков к невозбужденным наружным, обозначены на схеме длинными красными стрелками. Красными стрелками показаны токи, идущие внутри сердечных камер непосредственно от электроотрицательных к электроположительным участкам миокарда.

В целом токи . идущие вниз от основания желудочков к верхушке сердца, оказываются более мощными, чем токи, идущие в обратном направлении. Следовательно, суммарный вектор, отражающий разность потенциалов в данный момент, направлен от основания к верхушке сердца. Его называют средним моментным вектором. На схеме средний моментный вектор обозначен длинной черной стрелкой, проходящей через центр желудочков в направлении от основания к верхушке сердца. Поскольку суммарные токи имеют большую величину, а разность потенциалов велика - изображен вектор большой длины.

Направление вектора обозначается в угловых градусах

Если вектор расположен строго горизонтально и указывает налево, его направление соответствует 0°. От этой нулевой точки по часовой стрелке и начинается шкала отсчета. Так, если вектор расположен перпендикулярно вниз, его направление соответствует +90°. Если вектор расположен горизонтально и указывает направо, его направление соответствует +180°. Если вектор расположен перпендикулярно вверх, его направление соответствует -90° (или +270°).

Усредненное направление вектора во время распространения волны деполяризации по миокарду желудочков называют средним QRS-вектором. В норме его направление равно примерно +59°, как показано на рисунке, где изображен вектор А, проходящий через центр окружности под углом +59°. Это значит, что большую часть времени распространения деполяризации верхушка сердца остается электроположительной по отношению к основанию желудочков.

Вектор сердца и его отражение на электрокардиограмме

ЭКГ отражает суммарные электрические токи, возникающие в многочисленных волокнах миокарда по время возбуждения. Так как в процессе побуждения суммарная электродвижущая сила сердца изменяет величину и направление, она является векторной величиной. Вектор сердца схематически изображается стрелкой, указывающей направление электродвижущей силы, длина стрелки соответствует величине этой силы.

Электрокардиографический вектор ориентирован в строну положительного полюса суммарного диполя - сердечной мышцы. Если возбуждение распространяется по направлению к положительному электроду, то на ЭКГ регистрируется положительный (направленный вверх) зубец, если возбуждение направлено от положительного электрода, то регистрируется отрицательный зубец.

Суммарный вектор электродвижущей силы сердца образуется путем суммирования его составных частей по правилу сложения векторов. Если направление суммарного вектора соответствует (параллельно) оси какого-либо отведения ЭКГ, то в данном отведении амплитуда отклонения (зубцов) кривой будет наибольшей. Если результирующий вектор расположен перпендикулярно оси отведения, то вольтаж зубцов будет минимальным.

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.

По отведениям от конечностей можно проанализировать проекцию вектора сердца на фронтальную плоскость, а по грудным отведениям - на горизонтальную плоскость. Наибольшее практическое значение имеет направление вектора во фронтальной плоскости. Для этого необходимо проанализировать положение вектора сердца по отношению к осям отведений от конечностей в шестиосевой системе координат, когда оси отведений от конечностей проходят через центр треугольника Эйнтговена.

Отведения от конечностей не могут отразить положение вектора сердца в горизонтальной плоскости. Отклонения вектора в этой плоскости регистрируются в грудных отведениях.

Как указывалось выше, импульс возбуждения, зарождаясь в синусовом узле, распространяется на правое, а затем па левое предсердия. Предсердный вектор во фронтальной плоскости в норме ориентирован вниз и влево. Его направление совпадает с осью второго отведения, поэтому зубец Р в этом отведении имеет обычно наибольшую амплитуду.

Наиболее низким зубец Р будет в том отведении, ось которого перпендикулярна оси II отведения, т.е. в aVL. Зубец Р в отведении aVR отрицательный, так как оси отведений II и aVR имеют противоположную полярность. Предсердный вектор направлен почти перпендикулярно горизонтальной плоскости, поэтому амплитуда зубцов Р в грудных отведениях ниже, чем в отведениях от конечностей.

«Практическая электрокардиография», В.Л.Дощицин

Теория формирования электрокардиограмм — Руководство по клинической электрокардиографии детского возраста

Страница 2 из 84

Г л а в а 2 ТЕОРИИ ФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММ

ТЕОРИИ ВОЗБУЖДЕНИЯ КЛЕТКИ И ФОРМИРОВАНИЯ БИОПОТЕНЦИАЛА СЕРДЦА

Для понимания электрокардиографии необходимо познание теоретических основ возникновения биопотенциалов в живых тканях.

Электрическая реакция сердечной мышцы, сопровождающая ее сокращение, была известна давно , а первая теория биоэлектрических потенциалов принадлежит Е. Du Bois-Reymond (1848 — 1875). В основу выдвинутой теории автор положил наличие особых «электромоторных молекул» и указал на факт существования электроотрицательности в возбужденных и поврежденных участках ткани. В дальнейшее развитие теории Е. Du Bois-Reymond весомый вклад внес А. А. Соколовский (1858), который поставил вопрос о связи биоэлектрических явлений с обменом веществ. Наиболее приближённой к современным представлениям явилась теория В. Ю. Чаговца (1896). При исследовании влияния различных лекарственных веществ на электромоторные свойства нервов и мышц В. Ю. Чаговец применил теорию электролитической диссоциации Арренеуса для объяснения возникновения электропотенциалов в живых тканях. Таким образом, последнее явление сводилось к общим физико-химическим законам. Было доказано, что при определенных условиях (повреждение, возбуждение) положительные ионы передвигаются внутрь клетки, а отрицательные — на поверхность ее. При этом движении создается диффузионная разность потенциалов, направление и величина которой будут зависеть от подвижности ионов данного электролита и от его концентрации. Величина диффузионного потенциала выражается формулой Нернста:

где Е — разность потенциалов, и и у — подвижность ионов (положительного и отрицательного), п — валентность ионов, Р и Pi — осмотическое давление соприкасающихся растворов; R — газовая постоянная. Т — абсолютная температура, F — число Фарадея.

Почти одновременно родились теории возникновения биоэлектрических потенциалов, повлиявшие на дальнейшее развитие электрофизиологии сердца, авторами которых были W. Ostwald (1890), а затем W. Briinnings (1902) и J. Bernstein (1902). По «классической» мембранной теории, сформулированной J. Bernstein, предполагалось, что поверхность живой клетки покрыта полупроницаемой мембраной, пропускающей положительно заряженные ионы калия и не пропускающей связанные с ним анионы. Ионы калия, концентрация которых в протоплазме клетки велика, проходят через мембрану вдоль концентрационного градиента и таким образом заряжают наружную ее поверхность положительно. Внутренняя же поверхность мембраны оказывается заряженной отрицательно задержанными мембраной анионами.

Электрические явления, развивающиеся при повреждении ткани, J. Bernstein объяснял свободным выходом отрицательно заряженных анионов. При возбуждении ток действия возникает потому, что мембрана на определенном участке становится проницаемой для анионов на очень короткий срок (1—2 мс), и в течение этого срока в данной части ее образуется отрицательный потенциал.

Основное положение «классической» мембранной теории возникновения биопотенциалов: наличие «полупроницаемой» (избирательно проницаемой) мембраны на поверхности живых клеток и постоянная величина разности потенциалов по обе стороны мембраны в период покоя клетки — сохраняет свое научное значение и в настоящее время. Однако существенно изменились взгляды на суть ионных процессов.

В работах A. Hodgkin и сотр. было показано, что мембрана в процессе возбуждения становится проницаемой и для ионов натрия, тогда как покоящаяся мембрана пропускает только ионы калия. Благодаря использованию микроэлектродной техники было доказано, что поперечная (но обе стороны мембраны) разность потенциалов существует постоянно, а меняется лишь заряд поверхности мембраны. Перезарядка мембраны при этом происходит не одновременно по всей ее поверхности, а в одном месте благодаря избирательно повышенной проницаемости данного участка мембраны для ионов натрия. В связи с высокой внеклеточной концентрацией натрия последний начинает быстро диффундировать внутрь клетки, и внутренняя поверхность мембраны становится заряженной положительно. Если клетку окружить безнатриевой средой, то входящий эффект (входящий ток) отсутствует. Таким образом, входящий ток (быстрый) обусловлен движением ионов натрия внутрь клетки, а выходящий, более медленный, с возвратом ионов калия.

Какие же причины лежат в основе первоначального движения ионов натрия? В. Ю. Чаговец для объяснения данного явления, как написано выше, пользовался формулой Нернста. Но это оправдано лишь в условиях свободной диффузии и никак нельзя данной формулой объяснить движения ионов натрия против электрохимического градиента, происходящего после окончания возбуждения при восстановлении исходного химического состава клетки. Согласно представлениям Hodgkin, мембрана располагает транспортной системой, которая переносит ионы натрия из клетки в межклеточную среду против электрохимического градиента. Активный перенос ионов против последнего возможен при наличии достаточной энергии, которая высвобождается в процессе обмена веществ. Еще в 1936 г. крупнейший советский кардиолог Г. Ф. Ланг обратился к различным специалистам с призывом изучать химию миокарда, основным вопросом которой считал исследование источников энергии для непрерывной активности сердечной мышцы. Он же указал на электрокардиографию как на рациональный и единственно пригодный метод изучения биохимических процессов в сердце. Состоянием обмена веществ в настоящее время объясняются многие процессы. связанные с движением ионов через мембрану. Однако ответы на многие вопросы требуют уточнения.

Выражением биоэлектрических потенциалов клетки является трансмембранный потенциал. Он обусловлен различным ионным составом по обе стороны мембраны, а следовательно и различным зарядом. В период электрической диастолы (покоя) клетки вдоль внутренней поверхности мембраны расположены анионы — ионы с зарядом отрицательного знака (из-за диффузии положительных ионов калия из клетки). На наружной поверхности мембраны расположены катионы — ионы с зарядом положительного знака (состояние поляризации мембраны). Если при этом состоянии расположить электроды, соединенные через провода с гальванометром на поверхности клеточной мембраны, как это показано на рис. 5, а, то, естественно, отклонения стрелки гальванометра не произойдет. При расположении электродов с обеих сторон мембраны (рис. 5, б) стрелка гальванометра отклоняется, что указывает на наличие разности потенциалов — трансмембранного потенциала. Величина потенциала покоя равняется — 80 — 95 мВ и обусловлена концентрацией отрицательно заряженных ионов. Потенциал покоя стационарен при нормально протекающем внутриклеточном обмене веществ. Изменение величины потенциала при возникновении возбуждения носит название деполяризации мембраны и соответствует моменту начала диффузии ионов натрия внутрь клетки (нулевая фаза потенциала действия). Затем происходит реверсия, т. е. знак мембранного потенциала меняется на противоположный. Амплитуда потенциала действия (ПД) в зависимости от места положения электродов может быть зарегистрирована в виде моно- или двухфазной кривой. Первоначальный размах амплитуды потенциала действия при монофазном отведении существенно больше потенциала покоя и составляет приблизительно величину, равную 110—120 мВ, а длительность его колеблется в широких пределах — 50 —600 мс. Положительный заряд внутренней поверхности мембраны равен при этом приблизительно 30 мВ (рис. 8).

Как видно из приведенного рисунка, потенциал действия вначале характеризуется резким нарастанием значения («спайк») и переходит за нулевой уровень вверх, что получило название «overshoot» (перелет), или реверсия (перезарядка), мембраны — 0-фаза потенциала действия, затем в течение определенного времени (несколько следующих фаз потенциала действия) мембрана возвращается в состояние поляризации — процесс реполяризации. Следует отметить фазы ПД: деполяризации (фаза 0), начальной быстрой реполяризации (фаза 1), медленной реполяризации «плато» ПД (фаза 2), конечной быстрой реполяризации (фаза 3) и поляризации (фаза 4). Внизу на этом же рисунке схематично показано соответствие по времени фаз потенциала, действия с элементами электрокардиограммы.

Следует отметить, что потенциал действия различных отделов и структур сердца имеет морфологические отличия (степень крутизны фазы деполяризации, быстрой реполяризации и т. д.). Так, например, клетки синусового узла обладают меньшей скоростью деполяризации, а общая продолжительность их потенциала действия меньше, чем в других клетках сердца.

Несмотря на то, что биопотенциал сердечной клетки достаточно высок (— 90 мВ), электрический сигнал на поверхности тела человека имеет несравненно меньшую величину и поэтому для анализа его необходимо существенное усиление аппарата. Причиной резкого падения биопотенциала на поверхности тела является в основном анатомическая разнонаправленность мышечных волокон (этих элементарных генераторов электричества), что и создает условия для взаимного погашения (канцел- ляции) электрической активности составляющих элементов суммарной ЭДС сердца. Некоторые авторы утверждают, что в связи со сказанным теряется около 90 — 95% электрической активности сердца и, естественно, для анализа остается не более 5 — 10%. Оставшийся электросигнал в силу ряда причин, порождающих биоэлектрическую асимметрию (кардиосклероз, гипертрофия, нарушение проводимости и т. д.), может быть изменен, что и обусловливает появление патологической электрокардиографической кривой.

Рис. 8. Трансмембранный потенциал мышечного волокна сердца в течение сердечного цикла:

О — фаза деполяризации, . 1, 2, 3 (б, в, г) — начальная быстрая, медленная и конечная быстрая фазы реполяризации, 4 — фаза поляризации (а) — «overshoot».

Рис. 9. Схема дифференциальной кривой (по А. Ф. Самойлову и Weber).

Вверху — монофазная кривая возбуждения основания сердца или правого желудочка, внизу — монофазная кривая возбуждения верхушки сердца или левого желудочка, посередине — электрокардиограмма как результат алгебраического сложения двух монофазных

Рис. 10. Схема формирования кривой электрокардиограммы согласно теории диполя.

При определенном допущении из монофазной кривой трансмембранного потенциала можно построить электрокардиограмму. Поэтому одной из предложенных теорий происхождения электрокардиограмм является теория дифференциальной кривой, или теория интерференции [Самойлов А. Ф. 1908; Удельнов М. Г. 1955; Schiitz Е. et al. 1936]. Сторонники этой теории утверждают, что электрокардиограмма является алгебраической суммой двух противоположнонаправленных монофазных кривых, получаемых при раздельном отведении. С этой позиции происхождение зубцов и интервалов электрокардиограммы: Q, R, S, Т и S — Т — есть результат взаимодействия двух несколько асинхронных монофазных кривых различных областей сердца (например, правого и левого желудочков или верхушки и основания сердца). В пользу выдвинутой теории говорят такие факты, как совпадение времени длительности желудочкового комплекса электрокардиограммы и монофазной кривой, что колебание трансмембраниого потенциала отдельного мышечного волокна сердца носит монофазный характер. М. Г. Удельнов (1955) экспериментально доказал возможность формирования из двух монофазных кривых не только нормальной, но и патологической электрокардиограммы. Было также показано [Андреев С. В. и др. 1944], что можно получить раздельные монокардиограммы правого и левого желудочков и что они разнонаправленны. Аналогичные данные получил в эксперименте Ю. Д. Бородулин (1964). Большинство сторонников теории дифференциальной кривой придерживаются признания асинхронизма процессов деполяризации миокарда правого и левого желудочков и на основании этих данных предлагают схему формирования электрокардиограммы (рис. 9). Однако исследования последних десятилетий показали, что правый желудочек возбуждается не на 0,02 с, а лишь на 0,002 с раньше левого и что еще до него возбуждается межжелудочковая перегородка. Наибольшим признанием пользуется теория сердечного диполя . Под диполем понимают физическую систему, состоящую из двух равных по величине, но противоположных по знаку зарядов.

В 1927 г. W. Graib доказал, что если в солевой раствор поместить мышечную пластину, то при ее возбуждении образуется симметричное поле диполя. Это фактически и явилось предпосылкой к рассматриваемой теории. В дальнейшем в работах L. Wendt (1946) экспериментально было показано, в какой мере электрические процессы в сердце подчиняются закономерностям диполя.

Если поместить возбужденное мышечное волокно, этот элементарный диполь , в проводящую среду, то изменения разности потенциалов можно зарегистрировать не только в непосредственной близости волокна, но и вдали от него. Это связано с возникновением электрического поля, созданного элементарным диполем (мышечным волокном), являющимся источником ЭДС. Так как сердце (упрощенно) состоит из суммы мышечных волокон (элементарных диполей), то естественно, что электрическое поле сердца представлено суммой элементарных электрических полей. Фронт движения процесса возбуждения ориентирован в определенном направлении, а именно: положительным зарядом диполя в сторону невозбужденной ткани.

Согласно теории диполя формирование кривой электрокардиограммы происходит так, как это показано на рис. 10. При покое вычерчивается прямая горизонтальная (изоэлектрическая) линия, так как нет разности потенциалов между любыми 2 точками поверхности волокна. Затем, с началом периода деполяризации, регистрируется возрастающая волна, направленная вверх от изоэлектрической линии, и с исчезновением разности потенциалов волна опускается вновь до изоэлектрической линии. Так формируется зубец R. Затем регистрируется сегмент ST, что обусловлено определенной экспозицией полностью произошедшего процесса деполяризации и ранней реполяризацией. Следующий этап — формирование волны Т — связан с процессом реполяризации который в миокарде имеет противоположное процессу деполяризации направление.

В сердечной мышце направление зарядов диполя по отношению к оболочкам сердца стационарно и всегда к эндокардиальной поверхности обращены отрицательные, а к эпикардиальной — положительные знаки.

Рис. И. Электрическое поле сердца по A. Waller. Объяснение в тексте.

Рис. 12. Треугольник Einthoven. Объяснение в тексте.

Сердце, по мнению ряда авторов , без большой погрешности можно рассматривать как суммарный, единый диполь и, следовательно, электрокардиограмма, записанная с поверхности тела, не представляет собой результат регистрации ЭДС избранных участков сердца. Положительным полюсом суммарного диполя в средний момент возбуждения является верхушка, а отрицательным — основание сердца. При этом различают (рис. 11) ось диполя — линию, соединяющую отрицательный и положительный полюсы диполя; силовые и изопотенциальные линии. Последние проходят через точки с одинаковыми потенциалами. Вокруг каждого из полюсов (положительного и отрицательного) образуется поле заряда; между ними проходит линия нулевого потенциала. Такое пространственное дипольное описание электрических явлений в теле, вокруг сердца принадлежит A. Waller (1887— 1889 гг.). При этом он ось диполя назвал «электрической». В современном понимании, электрической осью обозначают лишь направление результирующей ЭДС сердца, в отличие от вектора, определяющего направление и величину ЭДС в тот или иной момент его деятельности.

Выдвинутая W. Einthoven концепция равностороннего треугольника (рис. 12) явилась базой утверждения теории сердечного диполя. Как видно из рис. 12, стороны треугольника представляют собой (схематично) оси электрокардиографических отведений, на которые проецируются положительные или отрицательные компоненты диполя, а углы его как бы соответствуют местам наложения электродов на трех конечностях: обеих руках и левой ноге. Электрическая ось сердца представлена жирной линией. Последняя имеет определенное направление и величину и называется результирующим, или сердечным, вектором. Проекция вектора на ось электрокардиографического отведения реализуется с помощью перпендикуляров, опущенных из нулевой точки и свободного конца его. При этом угол треугольника, направленный в сторону правой руки, имеет всегда отрицательное, а угол, соответствующий левой ноге, — положительное значение. Угол левой руки в случае образования оси первого стандартного отведения имеет положительное значение, а при образовании III отведения — отрицательное. Проекция вектора на сторону треугольника осуществляется таким образом, что отклонение от изолинии вверх всегда происходит в сторону угла с положительным значением. Проецируемая величина вектора ЭДС сердца при этом больше в случаях параллельного его (вектора) расположения по отношению к оси отведения. Соотношение в направлении вектора ЭДС сердца и оси I отведения во фронтальной плоскости определяется углом а, как это показано на рис. 12. Если угол а равен нулю, то ось I отведения и проецируемый на нее вектор строго параллельны. При значении угла а, равном +90°, проекция на ось I отведения определяется в виде точки, ибо направления вектора и оси взаимно перпендикулярны.

Вряд ли целесообразно противопоставлять рассмотренные выше теории формирования ЭКГ, доказывать правомерность одной и несостоятельность другой. Лучшее решение — путь рационального синтеза фактов, полученных как сторонниками теории диполя, так и сторонниками теории дифференции. Теория диполя больше удовлетворяет при объяснении процессов возбуждения в целом. Она, хотя и не универсальна, однако имеет больше сторонников из-за ее решающего значения для практической электрокардиографии, основанной на векторных принципах электрокардиографической диагностики. Поэтому темой одного из разделов данного руководства явится векторный метод в электрокардиографии.

ВЕКТОРНЫЙ АНАЛИЗ электрокардиограммы

Первое указание на пространственный характер электрических явлений в сердце принадлежит A. Waller, который пришел к выводу, что верхушка сердца несет на себе положительные заряды, а основание — отрицательные (см. рис. И). В 1913 г. W. Einthoven с сотр. показали направление и величину электропотенциалов с помощью десяти пунктов векторкардиограммы во фронтальной плоскости. Год спустя Н. Williams с помощью двух одновременно регистрирующих отведений объяснил векториальный характер возникновения в сердце электрических сил. В 1915 г. G. Fahr и A. Weber сделали попытку векторного изображения ЭДС сердца.

Более полное определение и понятие электрического вектора сердца введено в 1916 г. Т. Lewis, который изображал ЭДС сердца в виде последовательного ряда радиальных векторов, исходящих из одной изоэлектрической точки в разные стороны. В 1920 г. G. Fhar на основании векторкардиографического анализа доказал ошибочность существовавшей тогда ЭКГ-характеристики локализации блокад ветвей предсердно-желудочкового пучка (Гиса). В этом же году Н. Mann из трех стандартных отведений впервые синтезировал эллипсоидную замкнутую фигуру и назвал ее «монокардиограммой» (рис. 13), что явилось векторным воспроизведением последовательного изменения направления и величины ЭДС сердца.

В настоящее время все соглашаются, что в электрическом поле сердца в силу ряда биофизических явлений создается равнодействующая сила, имеющая определенные полярность, направление в пространстве и величину. Следовательно, всеми признается, что ЭДС сердца — величина векторная. Из этого следует, что электрокардиограмма’ есть проекция вектора ЭДС сердца на ось электрокардиографического отведения, представленная линейной графической формой и выражающая скалярные показатели величины зубцов и длительность фаз сердечного цикла. Таким образом, признавая векториальный характер ЭДС сердца, можно подвергнуть векторному анализу электрокардиограмму. Но прежде чем непосредственно перейти к анализу, представим некоторые положения из теории векторного исчисления.

Векторами называются отрезки, имеющие определенные величину (модуль) и направление. Векторы можно складывать, вычитать и умножать. В зависимости от пространственного положения векторы могут лежать на одной из координатных плоскостей или находиться под различным углом к последним.

Стрелка () — символ вектора. В нем различают нулевую точку (точку приложения), или начало вектора; величину (модуль) — расстояние от нулевой точки до острия стрелки, выражающуюся в сантиметрах, миллиметрах, милливольтах и т. д.; сторону действия — направление стрелки.

Рис. 15. Действие над векторами:

Рис. 13. Монокардиограмма по Н. Mann.

Рис. 14. Проекция вектора на ось отведения (проекция S на ось АБ).

а — сложение векторов по правилу многоугольника, суммарный (равнодействующий) вектор А равен сумме составляющих векторов (a j Н- а2 + а3 + а4 4- а5); б — сложение векторов по правилу параллелограмма; в — сложение векторов по правилу параллелепипеда.

Обычно величина (модуль) вектора обозначается одной или несколькими буквами, заключенными в вертикально расположенные линии: R или S или ST |. Сам же вектор обозначается буквой,-заключенной в фигурные скобки, со стрелкой

или линией вверху: , или. Пространственный вектор еще внизу за скобкой обозначается латинской буквой «s» (от слова «spatial» — что значит пространственный) — s.

Линия действия вектора — прямая, на которой он лежит. Сторона действия — порядок перехода от начала к концу вектора, лежащего на этой прямой. Вместе они дают представление о направлении действия вектора.

Равные вектора обозначаются R = S, неравные R ф S. Если R = S, то и

Проекция вектора на ось отведения или плоскость зависит от угла наклона к ним. Поэтому проекция вектора равна модулю его, умноженному на косинус угла наклона к проецируемой оси (рис. 14).

Сложение векторов можно осуществить по (рис. 15, а, б, в): а) правилу многоугольника;

Рис. 17. Последовательность векторов правого и левого желудочков.

Рис. 16. Векторкардиограмма. Петля QRS — векторная петля распространения возбуждения по желудочкам сердца.

б) правилу параллелограмма (сумма двух векторов равна диагонали параллелограмма, построенного на этих векторах);

в) правилу параллелепипеда.

Последнее правило применимо, если векторы лежат на разных плоскостях.

Моментные векторы одиночного мышечного волокна однонаправленны и расположены параллельно оси его. Однако сердце (миокард) имеет, как уже было описано, сложное анатомо-гистологическое строение, оно расположено пространственно, процесс возбуждения в нем имеет временной и пространственный характер распространения. Кроме того, следует учитывать влияние на сердце нервно-эндокринного аппарата, периодичность и изменчивость электрического поля. Последнее постоянно меняется как по величине, так и по направлению в связи с меняющимися соотношениями между возбужденными и невозбужденными участками миокарда. Изменения этих соотношений происходят в силу того, что в каждый момент в возбуждении и восстановлении участвует различное число разнонаправленных мышечных волокон и сумма их элементарных электрических полей все время меняется. Равные по величине, но противоположные по направлению векторы взаимно погашаются. Оставшиеся после канцелляции и спроецированные на плоскость результирующие моментные векторы можно сложить по правилу параллелограмма и получить результирующий моментный вектор сердца. Во время возбуждения миокарда каждый из моментных результирующих векторов направлен от эндокарда к эпикарду. За весь процесс деполяризации появляется последовательное множество разнонаправленных результирующих векторов, исходящих из одной точки дипольного центра. Если в порядке последовательности соединить стрелки результирующих моментных векторов, то образуется петля, которая, по предложению F. Wilson и R. Johnston (1938), стала называться векторкардиограммой (рис. 16). Последняя дает представление как о направлении, так и о последовательности возбуждения в миокарде. После спонтанной деполяризации клеток синусового узла волна возбуждения распространяется к атриовентрикулярному (А —В) соединению и прилегающим тканям предсердий. Затем через А — В соединение попадает в желудочки, где возбуждает межжелудочковую перегородку (рис. 17) и в течение 0,015 с достигает поверхности эндокарда левого и правого желудочков. В дальнейшем она распространяется трансмурально к эпикарду верхушки правого и левого желудочков.

Вектор QRS 0,01 с (межжелудочковая перегородка ориентирован слева направо вперед, несколько вверх или вниз. На 0,02 волны возбуждения захватывает нижнюю треть межжелудочковой перегородки и затем выходит на эпикардиальную поверхность правого желудочка в облает агеае trabecularis. В дальнейшем возбуждение распространяется радиально во все стороны по свободной стенке правого желудочка. В то же время начиная с 0,015 с возбуждаются внутренняя пластинка путей оттока левого желудочка и передневерхушечная область левого желудочка в наиболее тонкой части его.

Возбуждение областей правого и левого желудочков может быть представлено последовательно двумя парами векторов: вектором 0,015 с или париетальной ножки наджелудочкового гребня и нижней трети межжелудочковой перегородки, ориентированным вправо, вперед и вниз, с одной стороны, и вектором путей оттока левого желудочка, направленным влево и назад, — с другой. В результате их суммации можно наблюдать результирующий моментный вектор 0,02 с, ориентированный слева направо сзади наперед и вниз. Векторы, отражающие возбуждение свободной стенки правого и левого желудочков суммарно дают моментный вектор 0,03 с, направленный вперед влево и вниз. К концу 0,03 с возбуждается значительная часть свободной стенки правого и частично левого желудочков.

К 0,04 с возбуждения большая часть межжелудочковой перегородки и латеральной стенки правого желудочка полностью деполяризованы, исключая ее небольшую заднебазальную часть. Вектор 0,04 с, соответственно отражающий возбуждение правого и левого желудочков, больше других по величине и ориентирован влево, вниз, назад в сторону основной массы миокарда левого желудочка. На 0,05 — 0,06 с происходит возбуждение области основания правого желудочка, расположенной вблизи атриовентрикулярной бороздки и области конуса легочной артерии правого.желудочка. С этого же времени волна возбуждения охватывает полностью переднебоковую область (0,06 — 0,07 с) и заднюю поверхность основания сердца (0,07 — 0,08 с). Терминальные векторы ориентированы, как правило, назад вверх влево — в сторону наиболее толстой части левого желудочка.

Из приведенного рис. 17 видно, что появление вектора q обусловлено возбуждением межжелудочковой перегородки, а векторов R и S — возбуждением миокарда свободных стенок правого и левого желудочков. В зависимости от проекции результирующего моментного вектора на ту или другую ось отведения получаем различной амплитуды зубцы комплекса QRS. Таким образом, суть векторного анализа заключается в воссоздании пространственного направления и величины результирующей ЭДС сердца по структурным элементам электрокардиограммы в любой момент возбуждения. Практическая значимость сказанного очевидна.и поэтому в настоящее время для интерпретации электрокардиограмм используют векторный анализ. Для проведения последнего необходимо знать полярность осей отведений. Другими словами нужно знать и строго придерживаться правила, что любая волна (зубец), направленная вверх от изоэлектрической линии, всегда устремлена в сторону положительного полюса оси отведения и наоборот. О полярности треугольника Эйнтховена было сказано выше. Здесь покажем, как по трем стандартным отведениям можно найти результирующий вектор во фронтальной плоскости, его модуль и полярность.

Естественно, что в зависимости от пространственного соотношения результирующего вектора и осей отведений будет и различная проецируемая величина. Последняя будет наибольшей в случае параллельного расположения вектора по отношению к оси. По стандартным отведениям можно найти положение результирующего вектора во фронтальной плоскости (рис. 18). В практической электрокардиографии это положение используется для определения направления электрической оси (угол а). Аналогичным образом используются оси прекардиальных отведений для изучения векторов ЭДС в горизонтальной плоскости (рис. 19).

Для определения результирующего вектора в пространстве необходимо представить его в трех ортогональных плоскостях (фронтальной, горизонтальной, сагиттальной). Последнее возможно, если использовать прямоугольную систему кобрдинат и в соответствии с ней задать вектор, т. е. обозначить точку приложения, линию действия, сторону действия, модуль.

Рис. 18. Определение (упрощенное) положения результирующего вектора R по амплитуде зубцов R в трех стандартных отведениях (фронтальная плоскость) — проецируются вершины зубца R на оси соответствующих отведений.

Рис. 19. Построение векторной петли QRS в горизонтальной плоскости по комплексам QRS в прекардиальных отведениях. Обозначены шесть моментных векторов.

Рис. 20. Задание вектора Rs в пространственной системе координат по его проекциям (описание в тексте).

Возьмем точку М (рис. 20), расположенную в любом месте вектора, и опустим из нее перпендикуляр к плоскости ХОУ до пересечения с ней в точке N. Между прямыми ОМ и ON образуется угол 8. Этот угол будет4 изменяться от

У до +— (от -90 до +90°). Положение ON в плоскости ХОУ, которая является

проекцией ОМ, определяется утлом v|/, расположенным между осью X и ON. Угол J/ изменяется от 0 до 2я (360е). Как видно, эти два угла четко показывают положение вектора в пространстве, что можно записать следующим образом:

Угол 0 показывает ориентацию назад и вперед по отношению к сидящему человеку, а угол |/ указывает в правую или левую сторону системы координат, а также вниз или вверх. По существу, координатные плоскости делят пространство на восемь октантов (рис. 21). Поэтому для детализации положения вектора целесообразно представлять их в соответствии с указанными октантами. В зависимости от той или иной направленности координатных осей различают правые и левые системы координат.

Рис. 22. Трех- и шестиосевая система координат (осей ЭКГ-отведений) Бейли.

Рис. 23. Смещение результирующего вектора QRS вправо и вперед при гипертрофии миокарда правого желудочка ведет к увеличению зубца RVj (проекция направлена к + Vj) и углублению зубца Sy6.

В электрокардиографии в отличие от векторкардиографии используется косоугольная система координат (определение направления электрической оси сердца во фронтальной плоскости). Эта косоугольная система координат впервые была предложена Эйнгховеном в виде треугольника, построенного на трех осях стандартных электрокардиографических отведений и удовлетворяла уравнению Е2 = Е1 + Е3. Косоугольными являются также трехосевая и шестиосевая системы координат Бейли (рис. 22).

Векторный анализ позволяет выявить и уточнить характер и степень изменений в миокарде. Изменение пространственного положения результирующего вектора может быть обусловлено теми или другими причинами (гипертрофия, некроз и др.). Например, гипертрофия миокарда правого желудочка ведет к смещению результирующего вектора вправо и вперед (рис. 23), что электрокардиографически обозначается увеличением амплитуды RVl и SVe и др.

Таким образом, векторный анализ позволяет выявить истинную биоэлектрическую асимметрию, которая при соответствующих знаниях, клиническом опыте и сопоставлении с историей болезни приближает врача к конкретному диагнозу.

18. Методика регистрации ЭКГ. Виды отведений .Работа 5.8 – стр.188

ЭКГ – запись биопотенциалов (которые возникают в сердце во время распространения возбуждения) с помощью электродов, расположенных на поверхности тела. ЭКГ помогает определить место возикновения импульса (водитель ритма) и характер распространения возбуждения по миокарду предсердий и желудочков.

ГЕНЕЗ ЗУБЦОВ:(См. схему ЭКГ): зубец Р отражает процесс деполяризации предсердий; сегмент PQ (изоэлектрическая линия) отражает время проведения через АВ-узел (атриовентрикулярная задержка); комплекс зубцов QRS отражает процесс деполяризации желудочков; сегмент ST (изоэлектрическая линия) – полное возбуждение всех кардиомиоцитов желудочков (совпадает с фазой «плато» потенциала действия); зубец Т отражает процесс реполяризации желудочков.

Отведение ЭКГ – это расположение двух электродов на поверхности тела (в определенных точках). Линия, соединяющая два электрода, называется осью отведения. Ось отведения имеет определенную полярность : один из электродов «отрицательный» (-), т.е. сигнал от него подается на отрицательный «вход» электрокардиографа, другой электрод -«положительный» (+), т.е. сигнал от него подается на положительный «вход» электрокардиографа.

При обследовании больных регстрируют как минимум 12 отведений: 3 стандартных отведения от конечностей (I, II и III); 3 усиленных отведения от конечностей (AVR, AVL, AVF) и 6 грудных отведений (V 1 – V 6).

Стандартные отведения от конечностей: биполярные (двухполюсные) – оба электрода активные Оси этих отведений представляют собой стороны треугольника Эйнтховена:

1 станд.отв.: правая рука (-) и левая рука (+)

II станд.отв.: правая рука (-) и левая нога (+)

III станд.отв.: левая рука (-) и левая нога (+)

Усиленные отведения от конечностей : униполярные (однополюсные) – один электрод активный другой – пассивный (индифферентный, электрод сравнения, нулевой).

AVR: активный электрод на правой руке (+); электроды двух других конечностей соединены и через дополнгительное сопротивление подают сигнал (потенциал близок нулю) на отрицательный «вход» электрокардиографа.

AVL: активный электрод на левой руке (+); электроды двух других конечностей соединены и через дополнгительное сопротивление подают сигнал (потенциал близок нулю) на отрицательный «вход» электрокардиографа.

AVF: активный электрод на левой ноге (+); электроды двух других конечностей соединены и через дополнгительное сопротивление подают сигнал (потенциал близок нулю) на отрицательный «вход» электрокардиографа.

Оси всех отведений от конечностей расположены во фронтальной плоскости. Для анализа ЭКГ их можно объединить в общую шестиосевую систему координат.

Грудные отведения : униполярные (однополюсные) – один электрод активный, расположен в определенной точке на поверхности грудной клетки (+); другой –электрод сравнения (нулевой) получен путем соединения всех трех электродов конечностей. Сигнал от него через дополнгительное сопротивление подается на отрицательный «вход» электрокардиографа.

Оси грудных отведений расположены в горизонтальной плоскости.

19. Амплитудно-временные характеристики электрокардиограммы здорового человека Анализ электрокардиограммы здорового человекаРабота 5.8 – стр.188

20. Определение электрической оси сердца по стандартным отведениям ЭКГ Алипов

Что называют осью отведения? В каких единицах и как определяют положение оси отведения?

Ось отведения – условная линия, соединяющая два электрода данного ЭКГ-отведения. Положение оси отведения определяют величиной угла, образованного положительной полуосью данного отведения и положительной полуосью 1 стандартного отведения (горизонтальная линия), условно принятой за 0.

Укажите положение осей стандартных отведений (I, II, III) в трехосевой системе координат.

I стандартное отведение 0 о; II стандартное отведение +60 о; III +120 о.

12. Укажите направление осей однополюсных усиленных отведений от конечностей (aVR, aVL, aVF) в шестиосевой системе координат.

aVF +90; aVR + 210 (-150); aVL +330 (-30).

В какой плоскости преимущественно регистрируются потенциалы электрического поля сердца с помощью стандартных и усиленных однополюсных отведений от конечностей и грудных отведений?

С помощью отведений от конечностей – во фронтальной плоскости, с помощью грудных отведений – в горизонтальной плоскости.

Что называют средним результирующим вектором ЭДС сердца?

Среднюю величину и направление суммарного вектора ЭДС сердца в течение всего периода распространения волны деполяризации или реполяризации по соответствующим отделам сердца.

Сколько средних результирующих векторов ЭДС сердца в течение сердечного цикла принято различать? Как их называют и обозначают?

Три вектора: вектор деполяризации предсердий (Р), вектор деполяризации желудочков (QRS), вектор реполяризации желудочков (Т).

Векторы ЭДС сердца . Вектор Р – предсердный вектор – нарвлен сверху вниз, справа налево. Вектор Q – 1-ый вектор деполяризации желудочков – направлен снизу вверх, слева направо (0.02 сек от начала деполяризации желудочков; возбуждение нижней части межжелудочковой перегородки).

Вектор R – 2-ой вектор деполяризации желудочков – направлен сверху вниз, справа налево (0.04 сек от начала деполяризации желудочков; возбуждение распространяется от верхушки сердца к основанию желудочков, причем от эндокарда к эпикарду).

Вектор S – 3-ий вектор деполяризации желудочков – направлен снизу вверх, слева направо, (0.06 сек от начала деполяризации желудочков; возбуждение основания левого желудочка).

Вектор Т – направлен сверху вниз, справа налево (реполяризация, происходит во всех отделах желудочков, причем от эпикарда к эндокарду).

Проекция суммарного моментного вектора (P,Q,R,S,T) на ось отведения соответствует определенному зубцу на кривой ЭКГ. Если проекция вектора направлена к (+) полюсу оси отведения, зубец ЭКГ направлен вверх от изоэлектрической линии (положительный зубец). Если проекция вектора направлена к (-) полюсу оси отведения, зубец ЭКГ направлен вниз от изоэлектрической линии (отрицательный зубец). Амплитуда зубца пропорциональна длине проекции вектора на оси отведения. Если вектор проходит параллельно оси отведения – его проекция на ось данного отведения (а значит и амплитуда зубца в данном отведении) максимальна. Если вектор проходит перпендикулярно к оси отведения – его проекция на ось данного отведения равна нулю (значит зубец в данном отведении отсутствует).

Электрическая ось сердца. – это проекция среднего результирующего вектора деполяризации желудочков на фронтальную плоскость. Средний результирующий вектор деполяризации желудочков получен путем суммации трех моментных векторов – Q, R и S. Направление электрической и анатомической осей сердца у взрослого здорового человека совпадают. У астеников это направление более вертикальное (правограмма), у гиперстеников – более горизонтальное (левограмма).

21. Исследование сердечного выброса СВ учебник

22. Оценка сократительной функции миокарда учебник

Показатели давления: изучают скорость увеличения давления в желудочках сердца во время изометрического сокращения (dP/dt). Для этого проводят зондирование полостей сердца и регистрацию кровяного давления с помощью обычного и дифференциального манометра. Показатель dP/dt для левого желудочка 2000мм Hg/сек, для правого желудочка 200 мм Hg/сек.

Показатели объема: (1) минутный объем крови МОК (или сердечный выброс СВ) – объем крови, который сердце перекачивает в артерии за минуту. МОК = СО х ЧСС; МОК=70 мл х 75 уд/мин = 5 л/мин (ЧСС – частота сердечных сокращений)

Сердечный индекс (СИ) = МОК, который приходится на 1 м 2 площади поверхности тела. (в норме 3-4 л/мин/м 2) – показывает, насколько сердечная деятельность удовлетворяет метаболические потребности организма в покое.

Методы определения МОК: (1)метод Фика, (2) метод разведения индикатора (см.учебник)

(2) систолический объем (СО) – объем крови, который поступает из желудочка в артерии во время одной систолы (примерно 70 мл). СО = МОК : ЧСС

Систолический объем правого и левого желудочков в норме одинаковый.

Фракция выброса (ФВ) = СО : КДО (в норме 0.5-0.7) – показывает, какую часть конечно-диастолического объема крови (КДО) желудочек перекачивает в артерии во время систолы.

Методы определения СО: УЗИ (ультразвуковое исследование) в настоящее время успешно заменило многие рентгеновские и др. методы. Данные УЗИ обрабатывает компьютер и расчитывает все важнейшие показатели деятельности сердца.

23. Исследование звуковых явлений - тонов сердца (аускультация, фонокардиография). Работа 5.10 – стр.191

ТОНЫ СЕРДЦА

Звуки, которые возникают во время сердечных сокращений, называются тонами сердца. Обычно при аускультации слышны основные тоны I и II (и только иногда можно услышать тоны III и IV – чаще у детей и спортсменов). Выслушивание тонов сердца дает информацию о состоянии клапанов (недостаточность) и отверстий (стеноз), а так же о состоянии миокарда..

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ТОНОВ СЕРДЦА:

I тон (систолический) возникает в самом начале систолы желудочков за счет напряжения мышц желудочков и захлопывания атриовентрикулярных клапанов.

II тон (диастолический) возникает в самом начале диастолы желудочков за счет захлопывания полулунных клапанов оарты и легочной артерии.

III тон (диастолический) возникает во время быстрого пассивного наполнения желудочков.

IV тон (предсердный) возникает во время систолы предсердий (т.е. быстрого активного наполнения желудочков).

МЕСТА ВЫСЛУШИВАНИЯ ТОНОВ СЕРДЦА

I и II тоны хорошо слышны над всей поверхностью сердца. Чтобы оценить состояние каждого из четырех клапанов (два атриовентрикулярных и два полулунных клапана) найдены четыре точки на поверхности грудной клетки. В каждой из этих точек наилучшим образом выслушиваются звуки, создаваемые одним клапаном. Эти точки не совпадают с местом проекции клапанов на поверхность грудной клетки; звуки работающего клапана доносятся сюда током крови.

(1) Место выслушивания левого атриовентрикулярного клапана (I тон) – в области верхушки сердца (пятое межреберье слева на 1.5 см кнутри от среднеключичной линии).

(2) Место выслушивания правого атриовентрикулярного клапана (I тон) – по срединной линии у места прикрепления мечевидного отростка к грудине.

(3) Место выслушивания полулунного клапана аорты справа

у края грудины.

(4) Место выслушивания полулунного клапана легочной артерии (II тон) – во втором межреберье слева у края грудины.

ЗАПИСЬ ТОНОВ СЕРДЦА НАЗЫВАЕТСЯ ФОНОКАРДИОГРАММОЙ.

При сопоставлении ФКГ и ЭКГ важно учесть, что I тон (ФКГ) возникает после зубца Q (ЭКГ) – во время зубца R (от зубца Q до I тона проходит фаза асинхронного сокращения, когда атриовентрикулярные клапаны еще открыты). II тон возникает в конце зубца Т (ЭКГ).

24. Определение артериального давления по методу Короткова и Рива-Роччи Работа 5.23 – стр.211

АД можно измерить прямым (кровавым) методом (введение иглы, катетера в артерию) и непрямым (бескровным) методом (пальпаторный метод Рива-Роччи или аускультативный метод Короткова).

25. Прямая регистрация артериального давления (3 типа волн на кривой АД ) Работа 5.33 – стр.226

На кривой АД, записанной прямым методом, можно видеть волны 1-го порядка (это пульсовые волны частотой 70 в мин, связанные с сокращениями сердца), волны 2-го порядка (это дыхательные волны частотой 16 в мин, связанные с изменениями гемодинамики во время вдоха и выдоха), а также волны 3-го порядка (2-3 в мин), связанные с изменениями тонуса сосудодвигательного центра (например, при гипоксии ЦНС).

26. Экспериментальные исследования влияния блуждающего и депрессорного нервов на АД. Работа 5.33 – стр.226

27. Сопоставление кривых одновременной записи электрокардиограммы и фонокардиограммы Работа 5.11 – стр.193

28. Методы оценки работы клапанного аппарата сердца: аускультация, фонокардиография, эхокардиография, допплерография Работы 5.10,11,13,? – стр.191, 193,195

29. Методы оценки показателей насосной функции сердца: эхокардиография, метод Фика, Работа 5.13 – стр.195