Векторное направление электродвижущей силы сердца. Расшифровка эдс. Что именно записывает аппарат ЭКГ

60339 0

Аппаратура для регистрации электрокардиограммы

Электрокардиография — метод графической регистрации изменений разности потенциалов сердца, возникающих в течение процессов возбуждения миокарда.

Первая регистрация электрокардиосигнала, прототипа современной ЭКГ, была предпринята В. Эйнтховеном в 1912 г . в Кембридже. После этого методика регистрации ЭКГ интенсивно совершенствовалась. Современные электрокардиографы позволяют осуществить как одноканальную, так и многоканальную запись ЭКГ.

В последнем случае синхронно регистрируются несколько различных электрокардиографических отведений (от 2 до 6-8), что значительно сокращает период исследования и дает возможность получить более точную информацию об электрическом поле сердца.

Электрокардиографы состоят из входного устройства, усилителя биопотенциалов и регистрирующего устройства. Разность потенциалов, возникающая на поверхности тела при возбуждении сердца, регистрируется с помощью системы электродов, закрепленных на разных участках тела. Электрические колебания преобразуются в механические смещения якоря электромагнита и тем или иным способом записываются на специальной движущейся бумажной ленте. Сейчас используют непосредственно как механическую регистрацию с помощью очень легкого пера, к которому подводятся чернила, так и тепловую запись ЭКГ с помощью пера, которое при нагревании выжигает соответствующую кривую на специальной тепловой бумаге.

Наконец, существуют такие электрокардиографы капиллярного типа (мингографы), в которых запись ЭКГ осуществляется с помощью тонкой струи разбрызгивающихся чернил.

Калибровка усиления, равная 1 мВ, вызывающая отклонение регистрирующей системы на 10 мм, позволяет сравнивать между собой ЭКГ, зарегистрированные у пациента в разное время и/или разными приборами.

Лентопротяжные механизмы во всех современных электрокардиографах обеспечивают движение бумаги с различной скоростью: 25, 50, 100 мм·с -1 и т.д. Чаще всего в практической электрокардиологии скорость регистрации ЭКГ составляет 25 или 50 мм·с -1 (рис 1.1).

Рис. 1.1. ЭКГ, зарегистрированные со скоростью 50 мм·с -1 (а) и 25 мм·с -1 (б). В начале каждой кривой показан калибровочный сигнал

Электрокардиографы должны устанавливаться в сухом помещении при температуре не ниже 10 и не выше 30 °С. Во время работы электрокардиограф должен быть заземлен

Электрокардиографические отведения

Изменения разности потенциалов на поверхности тела, возникающие во время работы сердца, записываются с помощью различных систем отведений ЭКГ. Каждое отведение регистрирует разность потенциалов, существующую между двумя определенными точками электрического поля сердца, в которых установлены электроды. Таким образом, разные электрокардиографические отведения отличаются между собой, прежде всего, участками тела, на которых измеряется разность потенциалов.

Электроды, установленные в каждой из выбранных точек на поверхности тела, подключаются к гальванометру электрокардиографа. Один из электродов присоединяют к положительному полюсу гальванометра (положительный или активный электрод отведения), второй электрод — к его отрицательному полюсу (отрицательный электрод отведения).

Сегодня 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

Три стандартных отведения образуют равносторонний треугольник (треугольник Эйнтховена), вершинами которого являются правая и левая руки, а также левая нога с установленными на них электродами. Гипотетическая линия, соединяющая два электрода, участвующие в образовании электрокардиографического отведения, называется осью отведения. Осями стандартных отведений являются стороны треугольника Эйнтховена (рис. 1. 2).

Рис. 1.2. Формирование трех стандартных отведений от конечностей

Перпендикуляры, проведенные из геометрического центра сердца к оси каждого стандартного отведения, делят каждую ось на две равные части. Положительная часть обращена в сторону положительного (активного) электрода отведения, а отрицательная — к отрицательному электроду. Если электродвижущая сила (ЭДС) сердца в какой-то момент сердечного цикла проецируется на положительную часть оси отведения, на ЭКГ записывается положительное отклонение (положительные зубцы R, Т, Р), а если на отрицательную — на ЭКГ регистрируются отрицательные отклонения (зубцы Q, S, иногда отрицательные зубцы Т или даже Р). Для записи этих отведений электроды накладывают на правой руке (красная маркировка) и левой (желтая маркировка), а также левой ноге (зеленая маркировка). Эти электроды попарно подключаются к электрокардиографу для регистрации каждого из трех стандартных отведений. Стандартные отведения от конечностей регистрируют попарно, подключая электроды:

I отведение — левая (+) и правая (-) рука;

II отведение — левая нога (+) и правая рука (-);

III отведение — левая нога (+) и левая рука (-);

Четвертый электрод устанавливается на правую но гу для подключения заземляющего провода (черная маркировка).

Знаками «+» и «-» здесь обозначено соответствующее подключение электродов к положительному или отрицатель ному полюсам гальванометра, то есть указаны положительный и отрицательный полюс каждого отведения.

Усиленные отведения от конечностей

Усиленные отведения от конечностей были предложены Гольдбергом в 1942 г . Они регистрируют разность потенциалов между одной из конечностей, на которой установлен активный положительный электрод данного отведения (правая рука, левая рука или нога) и средним потенциалом двух других конечностей. В качестве отрицательного электрода в этих отведениях используют так называемый объединенный электрод Гольдберга, который образуется при соединении двух конечностей через дополнительное сопротивление. Таким образом, aVR — это усиленное отведение от правой руки; aVL — усиленное отведение от левой руки; aVF — усиленное отведение от левой ноги (рис. 1.3).

Обозначение усиленных отведений от конечностей проис ходит от первых букв английских слов: « a » — augmented (усиленный); « V » — voltage (потенциал); «R» — right (правый); «L» — left (левый); «F» — foot (нога).

Рис. 1.3. Формирование трех усиленных однополюсных отведений от конечностей. Внизу — треугольник Эйнтховена и расположение осей трех усиленных однополюсных отведений от конечностей

Шестиосевая система координат (по BAYLEY)

Стандартные и усиленные однополюсные отведения от конечностей дают возможность зарегистрировать изменения ЭДС сердца во фронтальной плоскости, то есть в той, в которой расположен треугольник Эйнтховена. Для более точного и наглядного определения различных отклонений ЭДС сердца в этой фронтальной плоскости, в частности для определения положения электрической оси сердца, была предложена так называемая шестиосевая система координат (Bayley, 1943). Ее можно получить при совмещении осей трех стандартных и трех усиленных отведений от конечностей, проведенных через электрический центр сердца. Последний делит ось каждого отведения на положительную и отрицательную части, направленные, соответственно, к положительному (активному) или отрицательному электродам (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Формирование шестиосевой системы координат (по Bayley)

Направление осей измеряют в градусах. За начало отсчета (0 °) условно принимают радиус, проведенный строго горизонтально из электрического центра сердца влево по направлению к активному положительному полюсу I стандартного отведения. Положительный полюс II стандартного отведения расположен под углом +60 °, отведения aVF — +90 °, III стандартного отведения — +120 °, aVL — - 30 °, a aVR — -150 °. Ось отведения aVL перпендикулярна оси II стандартного отведения, ось I стандартного отведения — оси aVF, а ось aVR —оси III стандартного отведения.

Грудные отведения

Грудные однополюсные отведения, предложенные Wilson в 1934 г ., регистрируют разность потенциалов между активным положительным электродом, установленным в определенных точках на поверхности грудной клетки и отрицательным объединенным электродом Вильсона. Этот электрод образуется при соединении через дополнительные сопротивления трех конечностей (правой и левой руки, а также левой ноги), объединенный потенциал которых близок к нулю (около 0,2 мВ). Для записи ЭКГ используют 6 общепринятых позиций активного электрода на передней и боковой поверхности грудной клетки, которые в сочетании с объединенным электродом Вильсона образуют 6 грудных отведений (рис. 1.5):

отведение V 1 — в четвертом межреберье по правому краю грудины;

отведение V 2 — в четвертом межреберье по левому краю грудины;

отведение V 3 — между позициями V 2 и V 4 , примерно на уровне четвертого ребра по левой парастернальной линии;

отведение V 4 — в пятом межреберье по левой срединно-ключичной линии;

отведение V 5 — на том же уровне по горизонтали, что и V 4 , по левой передней подмышечной линии;

отведение V 6 — по левой средней подмышечной линии на том же уровне по горизонтали, что и электроды отведений V 4 и V 5 .

Рис. 1.5. Расположение грудных электродов

Таким образом, наиболее широкое распространение получили 12 электрокардиографических отведений (3 стандартных, 3 усиленных однополюсных отведения от конечностей и 6 грудных).

Электрокардиографические отклонения в каждом из них отражают суммарную ЭДС всего сердца, то есть являются результатом одновременного воздействия на данное отведение изменяющегося электрического потенциала в левых и правых отделах сердца, в передней и задней стенке желудочков, в верхушке и основании сердца.

Дополнительные отведения

Диагностические возможности электрокардиографического исследования иногда целесообразно расширить при применении некоторых дополнительных отведений. Их используют 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 изменений.

Методика регистрации дополнительных грудных отведений отличается от методики записи 6 общепринятых грудных от ведений лишь локализацией активного электрода на поверхности грудной клетки. В качестве электрода, соединенного с отрицательным полюсом кардиографа, используют объединенный электрод Вильсона.

Рис. 1.6. Расположение дополнительных грудных электродов

Отведения V7—V9 . Активный электрод устанавливают по задней подмышечной (V 7), лопаточной (V 8) и паравертебральной (V 9) линиях на уровне горизонтали, на которой расположены электроды V 4 —V 6 (рис. 1.6). Эти отведения обычно используют для более точной диагностики очаговых изменений миокарда в заднебазальных отделах ЛЖ.

Отведения V 3R—V6R. Грудной (активный) электрод помещают на правой половине грудной клетки в позициях, симметричных обычным точкам расположения электродов V 3 —V 6 . Эти отведения используют для диагностики гипертрофии правых отделов сердца.

Отведения по Нэбу. Двухполюсные грудные отведения, предложенные в 1938 г. Нэбом, фиксируют разность потенциалов между двумя точками, расположенными на поверхтности грудной клетки. Для записи трех отведений по Нэбу используют электроды, предназначенные для регистрации трех стандартных отведений от конечностей. Электрод, обычно устанавливаемый на правой руке (красная маркировка), помещают во втором межреберье по правому краю грудины. Электрод с левой ноги (зеленая маркировка) переставляют в позицию грудного отведения V 4 (у верхушки сердца), а электрод, располагающийся на левой руке (желтая маркировка), помещают на том же горизонтальном уровне, что и зеленый электрод, но по задней подмышечной линии. Если переключатель отведений электрокардиографа находится в положении I стандартного отведения, регистрируют отведение Dorsalis (D).

Перемещая переключатель на II и III стандартные отведения, записывают соответственно отведения Anterior (А) и Inferior (I). Отведения по Нэбу используют для диагностики очаговых изменений мио карда задней стенки (отведение D), передней боковой стенки (отведение А) и верхних отделов передней стенки (отведение I).

Техника регистрации ЭКГ

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

Условия проведения электрокардиографического исследования

ЭКГ регистрируют в специальном помещении, удаленном от возможных источников электрических помех: электромоторов, физиотерапевтических и рентгеновских кабинетов, распределительных электрощитов. Кушетка должна находиться на расстоянии не менее 1,5-2 м от проводов электросети.

Целесообразно экранировать кушетку, подложив под пациента одеяло со вшитой металлической сеткой, которая должна быть заземлена.

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

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

Наложение электродов

На внутреннюю поверхность голеней и предплечий в нижней их трети с помощью резиновых лент накладывают 4 пластинчатых электрода, а на грудь устанавливают один или несколько (при многоканальной записи) грудных электродов, используя резиновую грушу-присоску. Для улучшения качества ЭКГ и уменьшения количества наводных токов следует обеспечить хороший контакт электродов с кожей. Для этого необходимо: 1) предварительно обезжирить кожу спиртом в местах наложения электродов; 2) при значительной волосистости кожи смочить места наложения электродов мыльным раствором; 3) использовать электродную пасту или обильно смачивать кожу в местах наложения электродов 5-10% раствором натрия хлорида.

Подключение проводов к электродам

К каждому электроду, установленному на конечностях или на поверхности грудной клетки, присоединяют провод, идущий от электрокардиографа и маркированный определенным цветом. Общепринятой является маркировка входных проводов: правая рука — красный цвет; левая рука — желтый; левая нога — зеленый, правая нога (заземление пациента) — черный; грудной электрод — белый. При наличии 6-канального электрокардиографа, позволяющего одновременно зарегистрировать ЭКГ в 6 грудных отведениях, к электроду V 1 подключают провод, имеющий красную окраску на наконечнике; к электроду V 2 — желтую, V 3 — зеленую, V 4 — коричневую, V 5 — черную и V 6 — синюю или фиолетовую. Маркировка остальных проводов такая же, как и в одноканальных электрокардиографах.

Выбор усиления электрокардиографа

Прежде чем начинать запись ЭКГ, на всех каналах электрокардиографа необходимо установить одинаковое усиление электрического сигнала. Для этого в каждом электрокардиографе предусмотрена возможность подачи на гальванометр стандартного калибровочного напряжения (1 мВ). Обычно усиление каждого канала подбирается таким образом, чтобы напряжение 1 мВ вызывало отклонение гальванометра и регистрирующей системы, равное 10 мм . Для этого в положении переключателя отведений «0» регулируют усиление электрокардиографа и регистрируют калибровочный милли вольт. При необходимости можно изменить усиление: снизить при слишком большой амплитуде зубцов ЭКГ (1 мВ = 5 мм) или повысить при малой их амплитуде (1 мВ = 15 или 20 мм ).

Запись ЭКГ

Запись ЭКГ проводят при спокойном дыхании, а также на высоте вдоха (в отведении III). Вначале записывают ЭКГ в стандартных отведениях (I, II, III), затем в усиленных отведениях от конечностей (aVR, aVL и aVF) и грудных (V 1 -V 6). В каждом отведении записывают не менее 4 сердечных циклов PQRST. ЭКГ регистрируют, как правило, при скорости движения бумаги 50 мм·с -1 . Меньшую скорость (25 мм·с -1) используют при необходимости более длительной записи ЭКГ, например для диагностики нарушений ритма.

Сразу после окончания исследования на бумажной ленте записывают фамилию, имя и отчество пациента, год рождения, дату и время исследования.

Нормальная ЭКГ

Зубец Р

Зубец Р отражает процесс деполяризации правого и левого предсердий. В норме во фронтальной плоскости средний результирующий вектор деполяризации предсердий (вектор Р) расположен почти параллельно оси II стандартного отведения и проецируется на положительные части осей отведений II, aVF, I и III. Поэтому в этих отведениях обычно регистрируется положительный зубец Р, имеющий максимальную амплитуду в I и II отведениях.

В отведении aVR зубец Р всегда отрицательный, так как вектор Р проецируется на отрицательную часть оси этого отведения. Поскольку ось отведения aVL перпендикулярна направлению среднего результирующего вектора Р, его проекция на ось этого отведения близка к нулю, на ЭКГ в большинстве случаев регистрируются двухфазный или низкоамплитудный зубец Р.

При более вертикальном расположении сердца в грудной клетке (например у лиц с астеническим телосложением), когда вектор Р оказывается параллельным оси отведения aVF, (рис. 1.7), амплитуда зубца Р увеличивается в отведениях III и aVF и уменьшается в отведениях I и aVL. Зубец P в aVL при этом может стать даже отрицательным.

Рис. 1.7. Формирование зубца Р в отведениях от конечностей

Наоборот, при более горизонтальном положении сердца в грудной клетке (например у гиперстеников) вектор Р параллелен оси I стандартного отведения. При этом амплитуда зубца Р увеличивается в отведениях I и aVL. P aVL становится положительным и уменьшается в отведениях III и aVF. В этих случаях проекция вектора Р на ось III стандартного отведения равна нулю или даже имеет отрицательное значение. Поэтому зубец P в III отведении может быть двухфазным или отрицательным (чаще при гипертрофии левого предсердия).

Таким образом, у здорового человека в отведениях I, II и aVF зубец Р всегда положительный, в отведениях III и aVL он может быть положительным, двухфазным или (редко) отрицательным, а в отведении aVR зубец Р всегда отрицательный.

В горизонтальной плоскости средний результирующий век тор Р обычно совпадает с направлением осей грудных отведений V 4 —V 5 и проецируется на положительные части осей отведений V 2 —V 6 , как это показано на рис. 1.8. Поэтому у здорового человека зубец Р в отведениях V 2 —V 6 всегда положительный.

Рис. 1.8. Формирование зубца Р в грудных отведениях

Направление среднего вектора Р почти всегда перпендикулярно оси отведения V 1 , в то же время направление двух моментных векторов деполяризации разное. Первый начальный моментный вектор возбуждения предсердий ориентирован вперед, в сторону положительного электрода отведения V 1 , а второй конечный моментный вектор (меньший по величине) обращен назад, в сторону отрицательного полюса отведения V 1 . Поэтому зубец P в V 1 чаще бывает двухфазным (+-).

Первая положительная фаза зубца P в V 1 , обусловленная возбуждением правого и частично левого предсердий, больше второй отрицательной фазы зубца P в V 1 , отражающей относительно короткий период конечного возбуждения только левого предсердия. Иногда вторая отрицательная фаза зубца P в V 1 слабо выражена и зубец P в V 1 положительный.

Таким образом, у здорового человека в грудных отведениях V 2 -V 6 всегда регистрируется положительный зубец Р, а в от ведении V 1 он может быть двухфазным или положительным.

Амплитуда зубцов Р в норме не превышает 1,5-2,5 мм, а продолжительность — 0,1 с.

Интервал Р ‒ Q(R)

Интервал Р-Q(R) измеряется от начала зубца Р до на чала желудочкового комплекса QRS (зубца Q или R). Он отражает продолжительность АV-проведения, то есть время распространения возбуждения по предсердиям, АV-узлу, пучку Гиса и его разветвлениям (рис. 1.9). Не следует интервал Р-Q(R) с сегментом РQ(R), который измеряется от конца зубца Р до начала Q или R

Рис. 1.9. Интервал Р-Q(R)

Длительность интервала Р-Q(R) колеблется от 0,12 до 0,20 с и у здорового человека зависит в основном от ЧСС: чем она выше, тем короче интервал Р-Q(R).

Желудочковый комплекс QRS T

Желудочковый комплекс QRST отражает сложный процесс распространения (комплекс QRS) и угасания (сегмент RS-Т и зубец Т) возбуждения по миокарду желудочков. 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.

Зубцом R обозначают любой положительный зубец, входящий в состав комплекса QRS. Если имеется несколько таких положительных зубцов, их обозначают соответственно как R, Rj, Rjj и т.д. Отрицательный зубец комплекса QRS, непосредственно предшествующий зубцу R, обозначают буквой Q (q), а отрицательный зубец, следующий сразу после зубца R, — S (s).

Если на ЭКГ регистрируется только отрицательное отклонение, а зубец R отсутствует совсем, желудочковый комплекс обозначают как QS. Формирование отдельных зубцов комплекса QRS в различных отведениях можно объяснить существованием трех моментных векторов желудочковой деполяризации и различной их проекцией на оси ЭКГ-отведений.

Зубец Q

В большинстве ЭКГ-отведений формирование зубца Q обу словлено начальным моментным вектором деполяризации меж желудочковой перегородки, длящейся до 0,03 с. В норме зубец Q может быть зарегистрирован во всех стандартных и усиленных однополюсных отведениях от конечностей и в грудных отведениях V 4 -V 6 . Амплитуда нормального зубца Q во всех отведениях, кроме aVR, не превышает 1 / 4 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

Зубец R во всех отведениях, за исключением правых грудных отведений (V 1 , V 2) и отведения aVR, обусловлен проекцией на оси отведения второго (среднего) моментного вектора QRS, или условно вектора 0,04 с. Вектор 0,04 с отражает процесс дальнейшего распространения возбуждения по миокарду ПЖ и ЛЖ. Но, поскольку ЛЖ является более мощным отделом сердца, вектор R ориентирован влево и вниз, то есть в сторону ЛЖ. На рис. 1.10а видно, что во фронтальной плоскости вектор 0,04 с проецируется на положительные части осей отведений I, II, III, aVL и aVF и на отрицательную часть оси отведения aVR. Поэтому во всех отведениях от конечностей, за исключением aVR, формируются высокие зубцы R, причем при нормальном анатомическом положении сердца в грудной клетке зубец R в отведении II имеет максимальную амплитуду. В отведении aVR, как было сказано выше, всегда преобладает отрицательное отклонение — зубец S, Q или QS, обусловленный проекцией вектора 0,04 с на отрицательную часть оси этого отведения.

При вертикальном положении сердца в грудной клетке зубец R становится максимальным в отведениях aVF и II, а при горизонтальном положении сердца — в I стандартном отведении. В горизонтальной плоскости вектор 0,04 с обычно совпадает с направлением оси отведения V 4 . Поэтому зубец R в V 4 превышает по амплитуде зубцы R в остальных грудных отведениях, как это показано на рис. 1.10б. Таким образом, в левых грудных отведениях (V 4 -V 6) зубец R формируется в результате проекции главного моментного вектора 0,04 с на положительные части этих отведений.

Рис. 1.10. Формирование зубца R в отведениях от конечностей

Оси правых грудных отведений (V 1 , V 2) обычно перпендикулярны направлению главного моментного вектора 0,04 с, по этому последний почти не оказывает своего влияния на эти отведения. Зубец R в отведениях V 1 и V 2 , как было показано выше, формируется в результате проекции на оси этих отведений начального моментного выбора (0,02 с) и отражает распространение возбуждения по межжелудочковой перегородке.

В норме амплитуда зубца R постепенно увеличивается от отведения V 1 к отведению V 4 , а затем вновь несколько уменьшается в отведениях V 5 и V 6 . Высота зубца R в отведениях от конечностей не превышает обычно 20 мм, а в грудных отведениях — 25 мм. Иногда у здоровых людей зубец r в V 1 столь слабо выражен, что желудочковый комплекс в отведении V 1 приобретает вид QS.

Для сравнительной характеристики времени распространения волны возбуждения от эндокарда до эпикарда ПЖ и ЛЖ принято определять так называемый интервал внутреннего отклонения (intrinsical defl ection) соответственно в правых (V 1 , V 2) и левых (V 5 , V 6) грудных отведениях. Он измеряется от начала желудочкового комплекса (зубца Q или R) до вершины зубца R в соответствующем отведении, как показано на рис. 1.11.

Рис. 1.11. Измерение интервала внутреннего отклонения

При наличии расщеплений зубца R (комплексы типа RSRj или qRsrj) интервал измеряется от начала комплекса QRS до вер шины последнего зубца R.

В норме интервал внутреннего отклонения в правом грудном отведении (V 1) не превышает 0,03 с, а в левом грудном отведении V 6 -0,05 с.

Зубец S

У здорового человека амплитуда зубца S в разных ЭКГ-отведениях колеблется в больших пределах, не превышая 20 мм .

При нормальном положении сердца в грудной клетке в отведениях от конечностей амплитуда S мала, кроме отведения aVR. В грудных отведениях зубец S постепенно уменьшается от V 1 , V 2 до V 4 , а в отведениях V 5 , V 6 имеет малую амплитуду или отсутствует.

Равенство зубцов R и S в грудных отведениях (переходная зона) обычно регистрируется в отведении V 3 или (реже) между V 2 и V 3 или V 3 и V 4 .

Максимальная продолжительность желудочкового комплекса не превышает 0,10 с (чаще 0,07-0,09 с).

Амплитуда и соотношение положительных (R) и отрицательных зубцов (Q и S) в различных отведениях во многом зависят от поворотов оси сердца вокруг трех его осей: переднезадней, продольной и сагиттальной.

Сегмент RS—Т

Сегмент RS-Т — отрезок от конца комплекса QRS (конца зубца R или S) до начала зубца Т. Он соответствует периоду полного охвата возбуждением обоих желудочков, когда разность потенциалов между различными участками сердечной мышцы отсутствует или мала. Поэтому в норме в стандартных и усиленных однополюсных отведениях от конечностей, электроды которых расположены на большом расстоянии от сердца, сегмент RS—Т расположен на изолинии и его смещение вверх или вниз не превышает 0,5 мм . В грудных отведениях (V 1 -V 3) даже у здорово го человека нередко отмечают небольшое смещение сегмента RS-Т вверх от изолинии (не более 2 мм ).

В левых грудных отведениях сегмент RS-T чаще регистрируется на уровне изолинии — так же, как в стандартных (± 0,5 мм).

Точка перехода комплекса QRS в сегмент RS-Т обозначается как j. Отклонения точки j от изолинии часто используют для количественной характеристики смещения сегмента RS-Т.

Зубец Т

Зубец T отражает процесс быстрой конечной реполяризации миокарда желудочков (фаза 3 трансмембранного ПД). В норме суммарный результирующий вектор желудочковой реполяризации (вектор Т) обычно имеет почти такое же направление, как и средний вектор деполяризации желудочков (0,04 с). Поэтому в большинстве отведений, где регистрируется высокий зубец R, зубец Т имеет положительное значение, проецируясь на положительные части осей электрокардиографических отведений (рис. 1.12). При этом наибольшему зубцу R соответствует наибольший по амплитуде зубец Т, и наоборот.

Рис. 1.12. Формирование зубца Т в отведениях от конечностей

В отведении aVR зубец T всегда отрицательный.

При нормальном положении сердца в грудной клетке на правление вектора Т иногда бывает перпендикулярным оси III стандартного отведения, в связи с чем в этом отведении иногда может регистрироваться двухфазный (+/-) или низко амплитудный (сглаженный) зубец T в III.

При горизонтальном расположении сердца вектор Т может проецироваться даже на отрицательную часть оси отведения III и на ЭКГ регистрируется отрицательный зубец Т в III. Однако в отведении aVF при этом зубец Т остается положительным.

При вертикальном расположении сердца в грудной клетке вектор Т проецируется на отрицательную часть оси отведения aVL и на ЭКГ фиксируется отрицательный зубец T в aVL.

В грудных отведениях зубец Т обычно имеет максимальную амплитуду в отведении V 4 или V 3 . Высота зубца T в грудных отведениях обычно увеличивается от V 1 к V 4, а затем несколько уменьшается в V 5 -V 6 . В отведении V 1 зубец Т может быть двухфазным или даже отрицательным. В норме всегда T в V 6 больше Т в V 1 .

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

Интервал Q-T (QRST)

Интервал Q-Т (QRST) измеряется от начала комплекса QRS (зубца Q или R) до конца зубца Т. Интервал Q-Т (QRST) называют электрической систолой желудочков. Во время электрической систолы возбуждаются все отделы желудочков сердца. Продолжительность интервала Q-Т в первую очередь зависит от частоты ритма сердца. Чем выше частота ритма, тем короче должный интервал Q-Т. Нормальная продолжительность интервала Q-Т определяется по формуле Q-Т=K√R-R, где К — коэффициент, равный 0,37 для мужчин и 0,40 для женщин; R-R — продолжительность одного сердечного цикла. Поскольку длительность интервала Q-T зависит от ЧСС (удлиняясь при его замедлении), для оценки она должна быть откорректирована относительно ЧСС, поэтому для расчетов применяется формула Базетта: QТс=Q-T/√R-R.

Иногда на ЭКГ, особенно в правых грудных отведениях, сразу после зубца Т регистрируется небольшой положительный зубец U, происхождение которого до сих пор неизвестно. Есть предположения, что зубец U соответствует периоду кратковременного повышения возбудимости миокарда желудочков (фаза экзальтации), наступающему после окончания электрической систолы ЛЖ.

О.С. Сычев, Н.К. Фуркало, Т.В. Гетьман, С.И. Деяк "Основы элекрокардиографии"

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.

Впервые в 1856 Кёлликер и Мюллер с помощью физиологического реоскопа (лапки лягуш;ки с отпрепарованным нервом) показали, что сердце является источником электрических потенциалов, возникающих в нем синхронно с сокращениями сердца. Опыт Кёлликера и Мюллера можно провести на лягушке с вскрытой грудной клеткой, набрасывая на бьющееся сердце нервный стволик от ланки другой лягушки. Лучше, однако, этот опыт получается, если набрасывать нерв нервно-мышечного препарата на изолированное сердце теплокровных животных. В этом случае можно (как в этом убедились Кёлликер и Мюллер) заметить, что при каждом сердечном цикле возникают два тока действия (двойное сокращение препарата). С изобретением капиллярного электрометра за колебаниями токов действия сердца стало возможным сначала наблюдать по движению мениска ртути, а затем и записать эти колебания.

Уоллер, который сделал такую запись в 1887 г., убедился в том, что в электрокардиограмме имеется по крайней мере три зубца. Однако впервые электрокардиограмма (ЭКГ) в неискаженном виде была зарегистрирована Эйнтговеном с помощью изобретенного им струнного гальванометра в 1903-1904 гг. Вот эти годы, по существу, и должны рассматриваться как годы рождения электрокардиографии.

Основополагающие сведения об электрических явлениях в сердце, о способах регистрации ЭКГ и происхождении ее отдельных компонентов дали исследования Эйнтговена и А. Ф. Самойлова, который длительное время работал с помощью капиллярного электрометра, а затем струнного гальванометра. Большие заслуги в электрокардиографии принадлежат также Уоллеру, Льюису, Зеленину, а в последние годы Крейнфилду, Гоффману и многим другим физиологам и клиницистам.

Уже Уоллер, Эйнтговен и другие первые исследователи в области электрокардиографии убедились в том, что электрические потенциалы сердца можно зарегистрировать, располагая электроды в самых различных точках тела даже на большом расстоянии от сердца.

Этот факт довольно легко объясняется, если принять, что сердце как генератор электрических потенциалов является своего рода диполем, имеющим в каждый момент разность потенциалов на своих противоположных концах. А. Ф. Самойлов приводит следующий пример. Если взять палочку, состоящую из медного и цинкового отрезков, и поместить ее в проводящую среду, то между концами этой палочки будет регистрироваться разность потенциалов. Два провода, присоединенных к источнику тока и опущенных в солевой раствор своими заряженными концами, также создадут диполь. Диполь обладает рядом свойств. Прежде всего он имеет вектор электродвижущей силы, т. е. направление этой силы и величину, которую можно изобразить стрелкой (в обычном электрическом диполе следует нарисовать эту стрелку в направлении от положительного полюса к отрицательному, но в диполе живой ткани правильнее рисовать ее в направлении от отрицательного полюса к положительному, т. е. в направлении распространения возбуждения). Если такой диполь расположить в проводящей среде (рис. 56), то вокруг него образуется электрическое поле с силовыми линиями, соединяющими полюса диполи. На середине между полюсами диполя, в точке, равноудаленной от полюсов, величина потенциала равна нулю. На всем протяжении линии, проходящей через нулевую точку перпендикулярно вектору, величина потенциала также равна нулю. Такая линия называется нулевой изопотенциальной линией. Она разделяет все электрическое поле диполя на две половины.

Все точки одной половины будут иметь положительный потенциал, а другой половины - отрицательный. Все точки одной половины, имеющие одинаковый потенциал, располагаются по одной линии. Эти линии также, следовательно, являются изопотенциальными, но не нулевыми. Линии, точки которых имеют одинаковый потенциал, расположены в определенном порядке. Наибольший потенциал будет в точках той линии, которая располагается ближе к концу диполя, и наименьшей в точках линии, проходящей вблизи нулевой изопотенциальной линии. В каждый данный момент -деятельности сердце также можно рассматривать как диполь, электрическое поле вокруг которого распространяется по проводящим тканям тела и создает потенциалы в его различных точках. Если как бы «остановить мгновение», т. е. представить себе, что основание сердца заряжено отрицательно (имеет отрицательный потенциал), а верхушка положительно, то распределение изопотенциальных линий вокруг сердца (и силовых линий поля) можно изобразить так, как это сделал Уоллер (рис. 57), который указал и примерные значения (в относительных единицах) потенциалов в разных точках этого электрического поля.

Вследствие асимметричного положения сердца в грудной клетке его электрическое поле распространяется преимущественно в сторону правой руки и левой ноги и наиболее высокая разность потенциалов может быть зарегистрирована в том случае, если отводящие электроды разместить на правой руке и левой ноге. В этом случае разность потенциалов будет равна + 3-(-4) =7 ед. Но она будет зарегистрирована и в том случае, если разместить электроды на правой и левой руках (+ 2) - (-4)= 6 ед. или на левой руке и левой ноге (+ 3) - (+ 2) = 1 ед. Ее можно практически зарегистрировать и с любых двух точек тела, не лежащих на изопотенциальных линиях. Это доказывается относительно простым опытом, проведенным в 1942 г. Вендтом, а затем В. А. Шидловским и Н. Л. Ястребцовой. Эти физиологи поместили изолированное сердце лягушки на фильтровальную бумагу, смоченную физиологическим (рингеровским) раствором, и окружили его так называемым электродом Мольца (1936), представляющим собой металлическое кольцо радиусом в 3 см. Второй электрод размещался в различных точках вокруг кольца на одинаковом от него расстоянии (рис. 58). От каждой такой пары электродов была зарегистрирована ЭКГ. Оказалось, что амплитуда ЭКГ была наиболее высокой при отведении из точек, расположенных по линии, которая соединяла основание и верхушку сердца (1, 9), и наименьшей в поперечном диаметре, т. е. при отведении из точек, расположенных по предполагаемой нулевой изоэлектрической линии (5, 13). Отличие диполя сердца от обычного электрического диполя состоит в том, что положительный и отрицательный заряды этого диполя не всегда равны по величине (эта величина непрерывно меняется) и все время меняют свое положение.

Эйнтговен, сделав некоторые допущения, предложил регистрировать ЭКГ в трех (сейчас называемых стандартными) отведениях. Он предложил рассматривать тело человека как среду с одинаковой проводимостью (одинаковым сопротивлением) во всех участках, а ле-вую руку, правую руку и левую ногу как три равноудаленные друг от друга и равноудаленные от центра треугольника точки. В центре этого треугольника располагается сердце как источник тока, причем вектор электродвижущей силы рассматривается как отрезок прямой, лежащей во фронтальной плоскости. Он может смещаться только в этой плоскости вокруг сагиттальной оси. Углы треугольника (кисти рук и левую стопу) Эйнтговен предложил использовать в качестве основных точек отведения ЭКГ. Из геометрии известно, что сумма величин двух проекций вписанного в равносторонний треугольник отрезка всегда равна величине третьей проекции. Если принять зубцы ЭКГ, снятой в трех стандартных отведениях, за проекции вписанного в треугольник вектора электродвижущей силы, то тогда, следовательно, можно написать, что 1 + + 111 = II. Зная величину зубцов ЭКГ, можно определить угол, образованный вектором электродвижущей силы сердца и одной из сторон равностороннего треугольника. Эйнтговен предложил определять этот угол по отношению к линии I отведения и назвал его углом а (рис. 59). Гипотеза Эйнтговена многократно проверялась экспериментально самыми различными способами и во всех случаях подтверждалась. Исследования последних лет, однако, показывают, что все рассуждения Эйнтговена очень удобны и ценны для понимания многих вопросов электрокардиографии и для практического применения в клинике, однако они не отражают многообразия тех изменений ЭКГ, которые связаны с деятельностью сердца. Допущения, сделанные Эйнтговеном, чрезвычайно упрощают дело. Конечно, распространение электрического поля нельзя представлять себе в одной плоскости, потому что тело является объемным проводником. Нельзя согласиться и с тем, что тело имеет одинаковое сопротивление во всех своих частях. Наконец, по-видимому, нельзя считать, что три конечности, избранные Эйнтговеном для отведения потенциалов сердца, удалены от сердца на одинаковые расстояния.

Поэтому наряду с векторной теорией была создана и так называемая дипольная теория. Дипольная теория также делает некоторые допущения, в частности, тоже считает, что тело обладает одинаковой проводимостью во всех направлениях. Главным ее преимуществом является то, что она позволяет изучить распределение электродвижущей силы сердца не только во фронтальной, но и iB других плоскостях, так как рассматривает тело как объемный проводник. Фронтальная плоскость этого проводника совпадает с плоскостью равностороннего треугольника Эйнтговена, поэтому закономерности Эйнтговена, рассматриваются сейчас как частный случай закономерностей диполя.

Таковы самые общие представления о происхождении ЭКГ и о первых способах отведения, предложенных Эйнтговеном (рис. 60).

Электроды, применяемые для снятия ЭКГ, представляют собой чаще всего луженые прямоугольные латунные пластинки размерами 30X60 мм, имеющие клеммы для подключения проводов электрокардиографа. При снятии ЭКГ в стандартных отведениях человека укладывают на спину, тщательно протирают внутреннюю поверхность предплечий и передние поверхности голеней спиртом или эфиром для обезжиривания кожи и с помощью резиновых бинтов укрепляют на этих поверхностях электроды, предварительно подложив под них кусочки ваты или бинта, смоченные солевым раствором.

Раньше для регистрации ЭКГ применяли громоздкие неполяризующиеся электроды в виде глиняных сосудов, заполненных физиологическим раствором и опущенных в цинковые сосуды, в свою очередь заполненные насыщенным раствором сернокислого цинка. Однако опыт показал, что при регистрации ЭКГ нет необходимости применять неполяризующиеся об электроды, поскольку ЭКГ представляет собой довольно быстрые колебания тока, исключающие явления поляризации.

В настоящее время для регистрации ЭКГ применяются стандартные серийно выпускаемые электрокардиографы, которые бывают одно- и многоканальные с фото- или чернильной записью.

Каждый электрокардиограф (любой марки) представляет собой, по существу, полную электрографическую установку, так как в нем имеются усилитель, отметчик времени, калибратор напряжения, коммутатор отведений, лентопротяжный механизм и регистрирующее устройство. Для регистрации ЭКГ нет нужды в большом усилении, поэтому пригодным является усилитель, состоящий из трех каскадов. Отметчик времени позволяет получить 20 отметок в секунду, т. е. каждая отметка наносится через 0,05 с. В некоторых электрокардиографах отметчика времени нет, так как мотор лентопротяжного механизма обеспечивает стандартную скорость развертки. Калибратор напряжения дает калибровочный сигнал, равный 1 mB. Коммутатор электродов позволяет записать ЭКГ в различных отведениях, заранее расположив электроды в соответствующих точках. Входные провода маркированы в соответствии с электродами.

В настоящее время наряду со стандартными (I, II и III) применяются многие типы других отведений. Из них необходимо отметить следующие:

1. Обычные отведения от грудной клетки (грудные отведения) . При обычных грудных отведениях (их шесть) один электрод размещают последовательно в шести точках грудной клетки (рис. 61), начиная с правого края грудины (1) четвертого межреберного промежутка до пятого межреберья на левой среднемышечной линии (2, 3, 4, 5, 6). Этот электрод делается в виде присоски (рис. 62).

Второй электрод располагается на одной из трех конечностей. Такое отведение обозначается как ГЛ (CL) или ГП (CR) и ГН (CF), где Г (С- chest) -грудная клетка, a Л, П, Н (L, R, F) -обозначения левой руки, правой (руки и левой ноги (рис. 63).

Грудной электрод считается при этом активным, а электрод, расположенный на одной из конечностей,- индифферентным, хотя, конечно, в действительности его индифферентным назвать нельзя. Введение грудных отведений было связано со стремлением точнее зарегистрировать колебания потенциала непосредственно вблизи сердца. В большей степени, однако, это удается сделать при так называемых однополюсных грудных отведениях.

2. Однополюсными грудными отведениями называют такие отведения, при которых один из электродов (активный) размещается в области сердца на грудной клетке (те же позиции, что при обычных грудных отведениях), а второй представляет собой строенный электрод, т. е. электрод, отводящий потенциал от трех конечностей одновременно. Этот электрод предложен в 1932 г. Вильсоном и назван им центральным электродом.

Если, по Вильсону, соединить все три электрода в один общий узел через дополнительные сопротивления по 5000 Ом, то общий потенциал такого строенного электрода будет равен нулю или близким к нему (см. рис. 57). Тем самым данным способом можно регистрировать как бы «истинный» потенциал сердца в той или иной точке (разность потенциалов между определенной точкой сердца и этим нулевым или центральным электродом Вильсона, рис. 64). Центральный строенный электрод обозначается буквой V (символ напряжения, следовательно, однополюсное отведение от грудной клетки будет обозначаться буквой V с индексом точки расположения грудного электрода (например, V 1 , V 2 , V 3 и т. д.).

3. Однополюсные отведения от конечностей . Эти отведения призваны регистрировать разность потенциалов между той или Мной конечностью и Центральным (нулевым) электродом. Обозначения этих отведений будут: VR, VL, VF (рис. 65).

4. Усиленные однополюсные отведения от конечностей . В этом случае электроды от двух конечностей объединяются вместе и присоединяются к одной клемме, а второй электрод, расположенный на третьей конечности, подсоединяется к другой клемме установки (электрокардиографа). Такие отведения обозначаются буквой «а» (от слова augmented - «усиленный»).

Соответственно отведения будут обозначаться aVR, aVL, aVF (рис. 66). Смысл этих отведений состоит в следующем. Если рассматривать величину потенциала какого-либо усиленного отведения от конечности (например, правой руки), то эта величина должна представлять собой разность потенциалов между потенциалом этой конечности и потенциалом сдвоенного электрода, т. е. aVR=nnP-(ПЛР+ПЛН)/2, где ППР - потенциал правой руки, ПЛР- потенциал левой руки, а ПЛН - потенциал левой ноги.

Общий потенциал двух последних конечностей будет составлять половину, потому что они объединены.

Но известно также, что ППР + ПЛР + ПЛН = 0, следовательно, ПЛР + ПЛН=-ППР, или, что все равно, (ПЛН + ПЛР)/2 = -ППР/2. Бели в формулу поставить вместо левой дроби ее значение, т. е. -ППР/2, то мы получим, что aVR - ППР-(-ППР/2) =3 ППР/2, иными словами, потенциал в усиленном отведении от конечности будет в 1,5 раза большим, чем в обычном стандартном отведении. Именно поэтому данный способ отведения и называется усиленным однополюсным отведением.

Он применяется в тех случаях, когда при обычных стандартных отведениях от конечностей регистрируются очень низкоамплитудные потенциалы.

Наконец, существует ряд специальных отведений. К ним можно отнести три грудных отведения от спины (С 7 , C 8 , C 9), эпигастральное отведение, когда активный электрод размещается в эпигастральной (наджелудочной) области, три пищеводных отведения (обычных и однополюсных). В последнем случае применяется специальный пищеводный электрод, представляющий тонкий катетер с электродом на конце. Этот катетер вводится через носовую полость в пищевод и размещается в трех различных уровнях с задней стороны сердца.

Существуют также и другие специальные методы (например, внутриполостные, отведения Нэба и др.). Во всех отведениях (в том числе и стандартных) точка с большим потенциалом подключается к сетке первого каскада усилителя, а с меньшим потенциалом - к катоду. Для стандартных отведений это значит, что при I отведении левая рука присоединяется к сетке, а правая к катоду, при II - правая рука к сетке, а левая нога к катоду, при III - левая нога к сетке, а левая рука к катоду. При однополюсных отведениях строенный или сдвоенный электрод присоединяется к катоду, а активный к сетке и т. д. Именно поэтому провода входа маркированы (либо покрашены в разный цвет, либо имеют отметки в виде полосок).

При перепутывании электродов электрокардиограмма окажется перевернутой; принято же записывать электрокардиограмму таким образом, чтобы основные рубцы (Р, R, Т) были направлены вверх. В этом случае они называются положительными и обозначают, что в данный момент основание сердца имеет отрицательный потенциал, а верхушка - положительный.

Надо, наконец, отметить, что в строенном электроде дополнительных сопротивлений иногда не ставят. Такой электрод называется электродом Гольдбергера.

Чтоб понять, как работает электрокардиограф, какие процессы в организме он регистрирует, и что показывает электрокардиограмма — надобно описать суть физических процессов, происходящих при сокращении сердечной мышцы.

Восстановим в памяти элементарные познания из курса школьной физики и алгебры.

Труд сердечной мышцы — это электрический процесс, всегда текущий в организме. Пространство, в котором наблюдается поступок электрических сил, называется электрическим полем. Электрическое поле подразумевает существование двух зарядов — положительного и отрицательного. Подобный тандем зарядов называется электрическим диполем. На рисунке, с помощью силовых линий, изображено электрическое поле диполя. Между отрицательным и положительным зарядом находится нулевая черта, на которой величина заряда равна нулю. В точке А находящейся на расстоянии R от центра диполя (дистанция R много больше расстояния между зарядами), поле E (направленное по касательной к силовой линии) разложено на две компоненты: E1 — параллельную оси диполя и E2 — перпендикулярную к ней.

Электрический диполь создает разность потенциалов. Вообще, чтоб в любой электрической цепи начал протекать ток, необходима некая внешняя мочь неэлектростатической природы. Например, электрический ток, какой мы извлекаем в бытовых условиях из электрической розетки — по природе, это энергия падающей воды на ГЭС, или энергия расщепляемого атома на АЭС, или тепловая энергия угля на ТЭЦ. Электрический ток, получаемый в автомобиле — это энергия химических превращений в аккумуляторе, или энергия сжигаемого бензина в двигателе. Электрический ток, заставляющий трудиться наше сердце, получается в результате биохимических процессов, всегда текущих в организме. Очень точно это было подмечено в одной из песен некогда популярной рок-группы «Круиз»: «Что наша существование — обмен веществ в природе».

Но, вернемся к нашим «баранам». Размер, характеризующая источник энергии неэлектростатической природы в электрической цепи, необходимый для поддержания в ней электрического тока называется электродвижущей силою (ЭДС). Вектор ЭДС диполя изображается отрезком ровный, соединяющим оба его полюса, и направлен от отрицательного к положительному заряду.

Лишь что мы использовали понятие «вектора». Напомним вкратце, что это такое. В точных науках различают скалярные и векторные величины. Скалярные величины не имеют направления в пространстве: масса, площадь, объем. Векторы, кроме абсолютной величины, имеют еще и курс в пространстве. Векторы можно складывать и вычитать. Более подробно об этом написано на странице Вектор — это попросту.

Вернемся к нашему диполю. ЭДС является векторной величиной, т.к. характеризуется величиной и направлением в пространстве. Изображается ЭДС в виде ровный со стрелкой на конце. Длина этой ровный характеризует величину ЭДС, а местоположение в пространстве — курс.

Нулевая изопотенциальная линия (изопотенциальная — значит соединяющая точки с одинаковым потенциалом) разделяет поле диполя на две половины — положительное и отрицательное поле. Изопотенциальные линии, расположенные в положительном поле, называются положительными; в отрицательном поле — отрицательными. На рисунке изопотенциальные линии изображены в виде концентрических эллипсов, расположенных вкруг положительного и отрицательного зарядов. Наибольший отрицательный заряд находится рядышком с нулевой линией со стороны отрицательного поля, максимальный положительный — со стороны положительного поля. Мочь заряда убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от него.

Родоначальник электрокардиографии Вильям Эйнтховен рассматривал сердце, будто источник электрического тока (во время возбуждения которого в организме образуется электрическое поле), расположенный в центре треугольника, ограниченного правой и левой рукой, и левой ногой (треугольник Эйнтховена). Им было сделано допущение, что тело человека — это провожатый тока с постоянным электрическим сопротивлением во всех участках. Изнаночная, правая рука, и левая нога принимались им за три равноудаленные товарищ от друга и от центра (в котором находится сердце) точки, лежащих в одной фронтальной плоскости. Эйнтховен предположил, что, возникающий во пора возбуждения сердца, вектор ЭДС смещался также лишь во фронтальной плоскости. В дальнейшем эта теория была дополнена и переработана, т.к. различные участки тела человека обладают различным сопротивлением, а электрическое поле сердца всегда меняет величину и направление и меняется не лишь во фронтальной проекции. Дальнейшие многочисленные исследования подтвердили применимость теории диполя в клинической электрокардиографии.

Для измерения величины потенциала в различных точках поля используют гальванометры — основной узел электрокардиографа. ЭДС измеряется при помощи двух электродов, которые подсоединяются к положительному и отрицательному полюсам гальванометра.

У гальванометра существует два типа электродов: деятельный (дифферентный) электрод и неактивный (индифферентный) электрод. Неактивный электрод имеет заряд ближний к нулю (можно сказать, что это электрическая «масса», по аналогии с автомобильным аккумулятором) и присоединяется к отрицательному полюсу гальванометра. Деятельный электрод присоединяется к положительному полюсу гальванометра и показывает потенциал той точки электрического поля, в которой он находится. Если деятельный электрод находится в области положительного поля, то гальванометр регистрирует подъем искривленный от изолинии (положительный зубец); если в области отрицательного поля — записывается снижение искривленный (отрицательный зубец).

Следует знать, что гальванометр регистрирует разность потенциалов. Т.е., прибор будет фиксировать изменение искривленный, если на оба электрода подан равный по знаку заряд, но разный по величине.

Tenox (Тенокс, Амлодипин) — давление в норме » Кардиология