ЭКГ (электрокардиография, или попросту, кардиограмма) является основным методом исследования сердечной деятельности. Метод настолько прост, удобен, и, вместе с тем, информативен, что к нему прибегают повсеместно. К тому же ЭКГ абсолютно безопасна, и к ней нет противопоказаний.

Поэтому ее используют не только диагностики сердечно-сосудистых заболеваний, но и в качестве профилактики при плановых медицинских осмотрах, перед спортивными соревнованиями. Помимо этого ЭКГ регистрируют для определения пригодности к некоторым профессиям, связанным с тяжелыми физическими нагрузками.

Наше сердце сокращается под действием импульсов, которые проходят по проводящей системе сердца. Каждый импульс представляет собой электрический ток. Этот ток зарождается в месте генерации импульса в синсусовом узле, и далее идет на предсердия и на желудочки. Под действием импульса происходит сокращение (систола) и расслабление (диастола) предсердий и желудочков.

Причем систолы и диастолы возникают в строгой последовательности – сначала в предсердиях (в правом предсердии чуть раньше), а затем в желудочках. Только так обеспечивается нормальная гемодинамика (кровообращение) с полноценным снабжением кровью органов и тканей.

Электрические токи в проводящей системе сердца создают вокруг себя электрическое и магнитное поле. Одна из характеристики этого поля – электрический потенциал. При ненормальных сокращениях и неадекватной гемодинамике величина потенциалов будет отличаться от потенциалов, свойственных сердечным сокращениям здорового сердца. В любом случае, как в норме, так и при патологии электрические потенциалы ничтожно малы.

Но ткани обладают электропроводностью, и поэтому электрическое поле работающего сердца распространяется по всему организму, а потенциалы можно фиксировать на поверхности тела. Все, что для этого нужно – это высокочувствительный аппарат, снабженный датчиками или электродами. Если с помощью этого аппарата, именуемого электрокардиографом, регистрировать электрические потенциалы, соответствующие импульсам проводящей системы, то можно судить о работе сердца и диагностировать нарушения его работы.

Эта идея легла в основу соответствующей концепции, разработанной голландским физиологом Эйнтховеном. В конце XIX в. этот ученый сформулировал основные принципы ЭКГ и создал первый кардиограф. В упрощенном виде электрокардиограф представляет собой электроды, гальванометр, систему усиления, переключатели отведений, и регистрирующее устройство. Электрические потенциалы воспринимаются электродами, которые накладываются на различные участки тела. Выбор отведения осуществляется с помощью переключателя аппарата.

Поскольку электрические потенциалы ничтожно малы, они сначала усиливаются, а затем подаются на гальванометр, а оттуда, в свою очередь на регистрирующее устройство. Это устройство представляет собой чернильный самописец и бумажную ленту. Уже вначале XX в. Эйнтховен впервые применил ЭКГ в диагностических целях, за что и был удостоен Нобелевской премии.

ЭКГ Треугольник Эйнтховена

Согласно теории Эйнтховена сердце человека, расположенное в грудной клетке со смещением влево, находится в центре своеобразного треугольника. Вершины этого треугольника, который так и называют треугольником Эйнтховена, образованы тремя конечностями – правой рукой, левой рукой, и левой ногой. Эйнтховен предложил регистрировать разницу потенциалов между электродами, накладываемыми на конечности.

Разница потенциалов определяется в трех отведениях, которые именуют стандартными, и обозначают римскими цифрами. Эти отведения являются сторонами треугольника Эйнтховена. При этом в зависимости от отведения, в котором происходит запись ЭКГ, один и тот же электрод может быть активным, положительным (+), или отрицательным (-):

1. Левая рука (+) – правая рука (-)
2. Правая рука (-) – левая нога (+)

• Левая рука (-) – левая нога (+)

Рис. 1. Треугольник Эйнтховена.

Немногим позже было предложено регистрировать усиленные однополюсные отведения от конечностей – вершин треугольника Эйтховена. Эти усиленные отведения обозначают английскими аббревиатурами aV (augmented voltage – усиленный потенциал).

aVL (left) – левая рука;

aVR (right) – правая рука;

aVF (foot) – левая нога.

В усиленных однополюсных отведениях определяется разность потенциалов между конечностью, на которую накладывается активный электрод, и средним потенциалом двух других конечностей.

В середине XX в. ЭКГ была дополнена Вильсоном, который помимо стандартных и однополюсных отведений предложил регистрировать электрическую активность сердца с однополюсных грудных отведений. Эти отведения обозначают буквой V. При ЭКГ исследовании пользуются шестью однополюсными отведениями, расположенными на передней поверхности грудной клетки.

Поскольку сердечная патология, как правило, случаев затрагивает левый желудочек сердца, большинство грудных отведений V располагаются в левой половине грудной клетки.

Рис. 2.

V 1 – четвертое межреберье у правого края грудины;

V 2 – четвертое межреберье у левого края грудины;

V 3 – середина между V 1 и V 2 ;

V 4 – пятое межреберье по среднеключичной линии;

V 5 – по горизонтали по передней подмышечной линии на уровне V 4 ;

V 6 – по горизонтали по средней подмышечной линии на уровне V 4 .

Эти 12 отведений (3 стандартных + 3 однополюсных от конечностей + 6 грудных) являются обязательными. Их регистрируют и оценивают во всех случаях проведения ЭКГ с диагностической или с профилактической целью.

Помимо этого существует ряд дополнительных отведений. Их регистрируют редко и по определенным показаниям, например, когда нужно уточнить локализацию инфаркта миокарда, диагностировать гипертрофию правого желудочка, предсердий, и т.д. К дополнительным ЭКГ отведениям относят грудные:

V 7 – на уровне V 4 -V 6 по задней подмышечной линии;

V 8 – на уровне V 4 -V 6 по лопаточной линии;

V 9 – на уровне V 4 -V 6 по околопозвоночной (паравертебральной) линии.

В редких случаях для диагностики изменений верхних отделов сердца грудные электроды могут располагаться на 1-2 межреберья выше, чем обычно. При этом обозначают V 1 , V 2 , где верхний индекс отображает, на какое количество межреберий выше располагается электрод.

Иногда для диагностики изменений в правых отделах сердца грудные электроды накладывают на правую половину грудной клетки в точках, которые симметричны таковым при стандартной методике регистрации грудных отведений в левой половине грудной клетки. В обозначении таких отведений используют букву R , что значит right, правый – В 3 R , В 4 R .

Кардиологи иногда прибегают к двуполюсным отведениям, в свое время предложенным немецким ученым Небом. Принцип регистрации отведений по Небу приблизительно такой же, как и регистрации стандартних отведений I, II, III. Но для того чтобы образовался треугольник, электроды накладывают не на конечности, а на грудную клетку.

Электрод от правой руки руки устанавливают во втором межреберье у правого края грудины, от левой руки – по задній подмышечной линии на уровне вертушки сердца, а от левой ноги – непосредственно в точку проекции вертушки сердца, соответствующую V 4 . Между этими точками регистрируют три отведения, которые обозначают латинскими буквами D, A, I:

D (dorsalis) – заднее отведение, соответствует стандартному отведению I, имеет сходство с V 7 ;

A (anterior) – переднее отведение, соотвествует стандартному отведению II, имеет сходство с V 5 ;

I (inferior) – нижнее отведение, соответствует стандартному отведению III, имеет сходство с V 2 .

Для диагностики заднебазальных форм инфаркта регистрируют отведения по Слопаку, обозначаемые буквой S. При регистрации отведений по Слопаку електрод, накладываемый на левую руку, устанавливают по левой задней подмышечной линии на уровне верхушечного толчка, а електрод от правой руки перемещают поочередно в четыре точки:

S 1 – у левого края грудины;

S 2 –по среднеключичной линии;

S 3 – посредине между С 2 и С 4 ;

S 4 – по передней подмышечной линии.

В редких случаях для проведения ЭКГ диагностики прибегают к прекардиальному картированию, когда 35 электродов в 5 рядов по 7 в каждом располагаются на левой переднебоковой поверхности грудной клетки. Иногда электроды располагают в эпигастральной области, продвигают в пищевод на расстоянии 30-50 см от резцов, и даже вводят в полость камер сердца при его зондировании через крупные сосуды. Но все эти специфические методики регистрации ЭКГ осуществляются только в специализированных центрах, имеющих необходимое для этого оснащение и квалифицированных врачей.

Методика ЭКГ

В плановом порядке запись ЭКГ проводится в специализированном помещении, оборудованном электрокардиографом. В некоторых современных кардиографах вместо обычного чернильного самописца используется термопечатающий механизм, который с помощью тепла выжигает кривую кардиограммы на бумаге. Но в этом случае для кардиограммы нужна особая бумага или термобумага. Для наглядности и удобства подсчета параметров ЭКГ в кардиографах используют миллиметровую бумагу.

В кардиографах последних модификаций ЭКГ выводится на экран монитора, посредством прилагаемого программного обеспечения расшифровывается, и не только распечатывается на бумаге, но и сохраняется на цифровом носителе (диск, флешка). Несмотря на все эти усовершенствования принцип устройства кардиографа регистрации ЭКГ практически не изменился с того времени, как его разработал Эйнтховен.

Большинство современных электрокардиографов являются многоканальными. В отличие от традиционных одноканальных приборов они регистрируют не одно, а несколько отведений сразу. В 3-х канальных аппаратах регистрируются сначала стандартные I, II, III, затем усиленные однополюсные отведения от конечностей aVL , aVR, aVF, и затем грудные – V 1-3 и V 4-6 . В 6-канальных электрокардиографах сначала регистрируют стандартные и однополюсные отведения от конечностей, а затем все грудные отведения.

Помещение, в котором осуществляется запись, должно быть удалено от источников электромагнитных полей, рентгеновского излучения. Поэтому кабинет ЭКГ не следует размещать в непосредственной близости от рентгенологического кабинета, помещений, где проводятся физиотерапевтические процедуры, а также электромоторов, силовых щитов, кабелей, и т.д.

Специальная подготовка перед записью ЭКГ не проводится. Желательно чтобы пациент был отдохнувшим и выспавшимся. Предшествующие физические и психоэмоциональные нагрузки могут сказаться на результатах, и поэтому нежелательны. Иногда прием пищи тоже может отразиться на результатах. Поэтому ЭКГ регистрируют натощак, не ранее чем через 2 часа после еды.

Во время записи ЭКГ обследуемый лежит на ровной жесткой поверхности (на кушетке) в расслабленном состоянии. Места для наложения электродов должны быть освобождены от одежды.

Поэтому нужно раздеться до пояса, голени и стопы освободить от одежды и обуви. Электроды накладываются на внутренние поверхности нижних третей голеней и стоп (внутренняя поверхность лучезапястных и голеностопных суставов). Эти электроды имеют вид пластин, и предназначены для регистрации стандартных отведений и однополюсных отведений с конечностей. Эти же электроды могут выглядеть как браслеты или прищепки.

При этом каждой конечности соответствует свой собственный электрод. Чтобы избежать ошибок и путаницы, электроды или провода, посредством которых они подключаются к аппарату, маркируют цветом:

• К правой руке – красный;
• К левой руке – желтый;
• К левой ноге – зеленый;
• К правой ноге – черный.

Зачем нужен черный электрод? Ведь правая нога не входит в треугольник Эйнтховена, и с нее не снимаются показания. Черный электрод предназначен для заземления. Согласно основным требованиям безопасности вся электроаппаратура, в т.ч. и электрокардиографы, должны быть заземлена.

Для этого кабинеты ЭКГ снабжаются заземляющим контуром. А если ЭКГ записывается в неспециализированном помещении, например, на дому работниками скорой помощи, аппарат заземляют на батарею центрального отопления или на водопроводную трубу. Для этого есть специальный провод с фиксирующим зажимом на конце.

Электроды для регистрации грудных отведений имеют вид груши-присоски, и снабжены проводом белого цвета. Если аппарат одноканальный, присоска одна, и ее передвигают по требуемым точкам на грудной клетке.

В многоканальных приборах этих присосок шесть, и их тоже маркируют цветом:

V 1 – красный;

V 2 – желтый;

V 3 – зеленый;

V 4 – коричневый;

V 5 – черный;

V 6 – фиолетовый или синий.

Важно, чтобы все электроды плотно прилегали к коже. Сама кожа должна быть чистой, лишенной сально-жировых и потовых выделений. В противном случае качество электрокардиограммы может ухудшиться. Между кожей и электродом возникают наводные токи, или попросту, наводка. Довольно часто наводка возникает у мужчин с густым волосяным покровом на грудной клетке и на конечностях. Поэтому здесь особо тщательно нужно следить за тем, чтобы контакт между кожей и электродом не был нарушен. Наводка резко ухудшает качество электрокардиограмме, на которой вместо ровной линии отображаются мелкие зубцы.

Рис. 3. Наводные токи.

Поэтому место наложения электродов рекомендуют обезжирить спиртом, смачивают мыльным раствором или токопроводящим гелем. Для электродов с конечностей подойдут и марлевые салфетки, смоченные с физраствором. Однако следует учитывать, что физраствор быстро высыхает, и контакт может нарушиться.

Перед тем как проводить запись, необходимо проверить калибровку прибора. Для этого на нем есть специальная кнопка – т.н. контрольный милливольт. Данная величина отображает высоту зубца при разнице потенциалов 1 милливольт (1 мV). В электрокардиографии принято значение контрольного милливольта в 1 см. Это значит, что при разнице электрических потенциалов в 1 мV высота (или глубина) ЭКГ зубца равна 1 см.

Рис. 4. Каждой записи ЭКГ должна предшествовать проверка контрольного милливольта.

Запись электрокардиограмм осуществляется при скорости движения ленты от 10 до 100 мм/с. Правда, крайние значения используются очень редко. В основном кардиограмму записывают со скоростью 25 или 50 мм/с. Причем последняя величина, 50 мм/с, является стандартной, и чаще всего используемой. Скорость 25 мм/ч применяют там, где нужно регистрировать наибольшее количество сокращений сердца. Ведь чем меньше скорость движения ленты, тем большее количество сокращений сердца она отображает в единицу времени.

Рис. 5. Одна и та же ЭКГ, записанная со скоростью 50 мм/с и 25 мм/с.

Запись ЭКГ проводится при спокойном дыхании. При этом обследуемый не должен разговаривать, чихать, кашлять, смеяться, делать резкие движения. При регистрации III стандартного отведения может потребоваться глубокий вдох с кратковременной задержкой дыхания. Делается это для того чтобы отличить функциональные изменения, которые довольно часто обнаруживаются в этом отведении, от патологических.

Участок кардиограммы с зубцами, соответствующий систоле и диастоле сердца, именуют сердечным циклом. Обычно в каждом отведении регистрируют 4-5 сердечных циклов. В большинстве случаев этого достаточно. Однако при нарушениях сердечного ритма, при подозрении на инфаркт миокарда может потребоваться запись до 8-10 циклов. Для перехода с одного отведения на другой медсестра пользуется специальным переключателем.

По окончании записи обследуемого освобождают от электродов, и ленту подписывают – в самом ее начале указывают Ф.И.О. и возраст. Иногда для детализации патологии или определения физической выносливости ЭКГ проводят на фоне медикаментозных или физических нагрузок. Медикаментозные тесты проводят с различными препаратами – атропином, курантилом, калия хлоридом, бета-адреноблокаторами. Физические нагрузки осуществляются на велотренажере (велоэргометрия), с ходьбой на беговой дорожке, или пешими прогулками на определенные расстояния. Для полноты информации ЭКГ регистрируется до нагрузки и после, а также непосредственно во время велоэргометрии.

Многие негативные изменения работы сердца, например, нарушения ритма, имеют преходящий характер, и могут не выявляться во время записи ЭКГ даже с большим количеством отведений. В этих случаях проводят холтеровское мониторирование – записывают ЭКГ по Холтеру в непрерывном режиме в течение суток. Портативный регистратор, снабженный электродами, крепят к телу пациента. Затем пациент направляется домой, где ведет обычный для себя режим. По истечении суток регистрирующее устройство снимают, и расшифровывают имеющиеся данные.

Нормальная ЭКГ выглядит примерно следующим образом:

Рис. 6. Лента с ЭКГ

Все отклонения в кардиограмме от срединной линии (изолинии) именуют зубцами. Отклоненные вверх от изолинии зубцы принято считать положительными, вниз – отрицательными. Промежуток между зубцами называют сегментом, а зубец и соответствующий ему сегмент – интервалом. Прежде чем выяснить, что представляет собой тот или иной зубец, сегмент или интервал, стоит вкратце остановиться на принципе формирования ЭКГ кривой.

В норме сердечный импульс зарождается в синоатриальном (синусовом) узле правого предсердия. Затем он распространяется на предсердия – сначала правое, затем левое. После этого импульс направляется в предсердно-желудочковый узел (атриовентрикулярное или АВ-соединение), и далее по пучку Гиса. Ветви пучка Гиса или ножки (правая, левая передняя и левая задняя) заканчиваются волокнами Пуркинье. С этих волокон импульс распространяется непосредственно на миокард, приводя к его сокращению – систоле, которая сменяется расслаблением – диастолой.

Прохождение импульса по нервному волокну и последующее сокращение кардиомиоцита – сложный электромеханический процесс, в ходе которого меняются значения электрических потенциалов по обе стороны мембраны волокна. Разница между этими потенциалами называют трансмембранным потенциалом (ТМП). Эта разница обусловлена неодинаковой проницаемостью мембраны для ионов калия и натрия. Калия больше внутри клетки, натрия – вне ее. При прохождении импульса эта проницаемость изменяется. Точно так же изменяется соотношение внутриклеточного калия и натрия, и ТМП.

При прохождении возбуждающего импульса ТМП внутри клетки повышается. При этом изолиния смещается вверх, образуя восходящую часть зубца. Данный процесс именуют деполяризацией. Затем после прохождения импульса ТМП старается принять исходное значение. Однако проницаемость мембраны для натрия и калия не сразу приходит в норму, и занимает определенное время.

Этот процесс, именуемый реполяризацией, на ЭКГ проявляется отклонением изолинии вниз и образованием отрицательного зубца. Затем поляризация мембраны принимает исходное значение (ТМП) покоя, и ЭКГ вновь принимает характер изолинии. Это соответствует фазе диастолы сердца. Примечательно, что один и тот же зубец может выглядеть как положительно, так и отрицательно. Все зависит от проекции, т.е. отведения, в котором он регистрируется.

Компоненты ЭКГ

Зубцы ЭКГ принято обозначать латинскими прописными буквами, начиная с буквы Р.

Рис. 7. Зубцы, сегменты и интервалы ЭКГ.

Параметры зубцов – направление (положительный, отрицательный, двухфазный), а также высота и ширина. Поскольку высота зубца соответствует изменению потенциала, ее измеряют в мV. Как уже говорилось, высота 1 см на ленте соответствует отклонению потенциала, равному 1 мV (контрольный милливольт). Ширина зубца, сегмента или интервала соответствует продолжительности фазы определенного цикла. Это временная величина, и ее принято обозначать не в миллиметрах, а миллисекундах (мс).

При движении ленты со скоростью 50 мм/с каждый миллиметр на бумаге соответствует 0,02 с, 5 мм – 0,1 мс, а 1 см – 0,2 мс. Все очень просто: если 1 см или 10 мм (расстояние) разделить на 50 мм/с (скорость), то мы получим 0.2 мс (время).

Зубец Р. Отображает распространение возбуждения по предсердиям. В большинстве отведений он положителен, и его высота составляет 0,25 мV, а ширина – 0,1 мс. Причем начальная часть зубца соответствует прохождению импульса по правому желудочку (поскольку он возбуждается раньше), а конечная – по левому. Зубец Р может быть отрицательным или двухфазным в отведениях III, aVL, V 1 , и V 2 .

Интервал P- Q (или P- R) – расстояние от начала зубца P до начала следующего зубца – Q или R. Этот интервал соответствует деполяризации предсердий и прохождению импульса через АВ-соединение, и далее по пучку Гиса и его ножкам. Величина интервала зависит от частоты сердечных сокращений (ЧСС) – чем она больше, тем интервал короче. Нормальные величины находятся в пределах 0,12 – 0,2 мс. Широкий интервал свидетельствует о замедлении предсердно-желудочковой проводимости.

Комплекс QRS . Если P отображает работу предсердий, то следующие зубцы, Q,R,S и T, отображают функцию желудочков, и соответствуют различным фазам деполяризации и реполяризации. Совокупность зубцов QRS так и называют – желудочковый комплекс QRS. В норме его ширина должна составлять не более 0,1 мс. Превышение свидетельствует о нарушении внутрижелудочковой проводимости.

Зубец Q . Соответствует деполяризации межжелудочковой перегородки. Этот зубец всегда отрицательный. В норме ширина этого зубца не превышает 0,3, мс, а его высота – не более ¼ следующего за ним зубца R в том же отведении. Исключение составляет лишь отведение aVR, где регистрируется глубокий зубец Q. В остальных отведениях глубокий и уширенный зубец Q (на медицинском сленге – куище) может указывать на серьезную патологию сердца – на острый инфаркт миокарда или рубцы после перенесенного инфаркта. Хотя возможны и другие причины – отклонения электрической оси при гипертрофии камер сердца, позиционные изменения, блокады ножек пучка Гиса.

Зубец R .Отображает распространение возбуждения по миокарду обоих желудочков. Этот зубец положительный, и его высота не превышает 20 мм в отведениях от конечностей, и 25 мм в грудных отведениях. Высота зубца R неодинакова а в различных отведениях. В норме во II отведении он наибольший. В рудных отведениях V 1 и V 2 он невысок (из-за этого его часто обозначают буквой r), затем увеличивается в V 3 и V 4 , в V 5 и V 6 вновь снижается. При отсутствии зубца R комплекс принимает вид QS, что может свидетельствовать о трансмуральном или рубцовом инфаркте миокарда.

Зубец S . Отображает прохождение импульса по нижней (базальной) части желудочков и межжелудочковой перегородке. Это отрицательный зубец, и его глубина варьирует в широких пределах, но не должна превышать 25 мм. В некоторых отведениях зубец S может отсутствовать.

Зубец Т . Конечный отдел ЭКГ комплекса, отображающий фазу быстрой реполяризации желудочков. В большинстве отведений этот зубец положительный, но может быть и отрицательным в V 1 , V 2 , aVF. Высота положительных зубцов напрямую зависит от высоты зубца R в этом же отведении – чем выше R, тем выше Т. Причины отрицательного зубца Т многообразны – мелкоочаговый инфаркт миокарда, дисгормональные нарушения, предшествующий прием пищи, изменения электролитного состава крови, и многое другое. Ширина зубцов Т обычно не превышает 0,25 мс.

Сегмент S- T – расстояние от конца желудочкового комплекса QRS до начала зубца Т, соответствующее полному охвату возбуждением желудочков. В норме этот сегмент расположен на изолинии или отклоняется от нее незначительно – не более 1-2 мм. Большие отклонения S-T свидетельствуют о тяжелой патологии – о нарушении кровоснабжения (ишемии) миокарда, которая может перейти в инфаркт. Возможны и другие, менее серьезные причины – ранняя диастолическая деполяризация, сугубо функциональное и обратимое расстройство преимущественно у молодых мужчин до 40 лет.

Интервал Q- T – расстояние от начала зубца Q до зубца Т. Соответствует систоле желудочков. Величина интервала зависит от ЧСС – чем быстрее бьется сердце, тем интервал короче.

Зубец U . Непостоянный положительный зубец, который регистрируется вслед за зубцом Т спустя 0,02-0,04 с. Происхождение этого зубца до конца не выяснено, и он не имеет диагностического значения.

Расшифровка ЭКГ

Ритм сердца . В зависимости от источника генерации импульсов проводящей системы различают синусовый ритм, ритм из АВ-соединения, и идиовентрикулярный ритм. Из этих трех вариантов только синусовый ритм является нормальным, физиологическим, а остальные два варианта свидетельствуют о серьезных нарушениях в проводящей системе сердца.

Отличительной чертой синусового ритма является наличие предсердных зубцов Р – ведь синусовый узел расположен в правом предсердии. При ритме из АВ соединения зубец Р будет наслаиваться на комплекс QRS (при этом он не виден, или же следовать за ним. При идиовентрикулярном ритме источник водителя ритма находится в желудочках. При этом на ЭКГ регистрируются уширенные деформированные комплексы QRS.

ЧСС . Рассчитывается по величине промежутков между зубцами R соседних комплексов. Каждый комплекс соответствует сердечному сокращению. Рассчитать ЧСС при этом несложно. Нужно разделить 60 на промежуток R-R, выраженный в секундах. Например, промежуток R-R равен 50 мм или 5 см. При скорости движения ленты 50 м/с он равен 1 с. 60 делим на 1, и получаем 60 ударов сердца в минуту.

В норме ЧСС находится в пределах 60-80 уд/мин. Превышение этого показателя свидетельствует об учащении сердечных сокращений – о тахикардии, а снижение – об урежении, о брадикардии. При нормальном ритме промежутки R-R на ЭКГ должны быть одинаковыми, или примерно одинаковыми. Допускается небольшая разница значений R-R, но не более 0,4 мс, т.е. 2 см. Такая разница характерна для дыхательной аритмии. Это физиологическое явление, которое нередко наблюдается у молодых людей. При дыхательной аритмии отмечается незначительное урежение ЧСС на высоте вдоха.

Угол альфа. Этот угол отображает суммарную электрическую ось сердца (ЭОС) – общий направляющий вектор электрических потенциалов в каждом волокне проводящей системы сердца. В большинстве случаев направления электрической и анатомической оси сердца совпадают. Угол альфа определяют по шестиосевой системе координат по Бейли, где в качестве осей используются стандартные и однополюсные отведения от конечностей.

Рис. 8. Шестиосевая система координат по Бейли.

Угол альфа определяется между осью первого отведения и осью, где регистрируется наибольший зубец R. В норме этот угол составляет от 0 до 90 0 . При этом нормальное положение ЭОС – от 30 0 до 69 0 , вертикальное – от 70 0 до 90 0 , а горизонтальное – от 0 до 29 0 . Угол 91 и более свидетельствует об отклонении ЭОС вправо, а отрицательные значения этого угла – об отклонении ЭОС влево.

В большинстве случаев для определения ЭОС не используют шестиосевую систему координат, а делают это приблизительно, по величине R в стандартных отведениях. При нормальном положении ЭОС высота R наибольшая во II отведении, и наименьшая в III.

С помощью ЭКГ диагностируют различные нарушения ритма и проводимости сердца, гипертрофию камер сердца (в основном – левого желудочка), и многое другое. ЭКГ играет ключевую роль в диагностике инфаркта миокарда. По кардиограмме без труда можно определить давность и распространенность инфаркта. О локализации судят по отведениям, в которых обнаружены патологические изменения:

I – передняя стенка левого желудочка;

II, aVL, V 5 , V 6 – переднебоковая, боковая стенки левого желудочка;

V 1 -V 3 – межжелудочковая перегородка;

V 4 – верхушка сердца;

III, aVF – заднедиафрагмальная стенка левого желудочка.

Также ЭКГ используется для диагностики остановки сердца и оценки эффективности реанимационных мероприятий. При остановке сердца всякая электрическая активность прекращается, и на кардиограмме видна сплошная изолиния. Если реанимационные м6роприятия (непрямой массаж сердца, введение лекарств) оказались успешными, на ЭКГ вновь отображаются зубцы, соответствующие работе предсердий и желудочков.

А если пациент смотрит и улыбается, а на ЭКГ изолиния то возможны два варианта – либо ошибки в технике регистрации ЭКГ, либо неисправности аппарата. Регистрацию ЭКГ проводит медсестра, интерпретацию полученных данных – кардиолог или врач функциональной диагностики. Хотя ориентироваться в вопросах ЭКГ диагностики обязан врач любой специальности.

При любых отведениях биопотенциалов сердца от поверхности тела человека, амплитуды зубцов ЭКГ представляют собой проекции ИЭВС на ту или иную ось координатной системы в соответствующий момент сердечной деятельности.

Зубец Р отображает распределение возбуждения по предсердиям; комплекс QRS – при возбуждении желудочков; зубец Т – при их реполяризации. Отклонение от нормы, которое врач обнаруживает в том или ином элементе ЭКГ, дают ему информацию о соответствующих процессах в той или иной части сердца.

Важнейшим параметром ЭКГ служат временные интервалы, по ним оценивают скорость распределения возбуждения в каждом из отделов проводящей системы сердца. Изменения скорости проведения связывают с повреждениями миокардных волокон. Так, даже малый очаг поражения ТМВ диаметром 5-10 мкм, вызывает задержку в распределении возбуждения на 0,1 мс.

В стандартных отведениях зубец Р обычно имеет амплитуду не более 0,25 мВ, а его длительность равна 0,07-0,10 с. Интервал PQ отображает атрио-вентикулярную задержку, и он составляет примерно 0,12-0,21 с при частоте сердечных сокращений от 130 до 70 в минуту. Комплекс QRS наблюдается в течение всего времени, пока возбуждение распределяется по желудочкам. Его длительность изменяется в пределах от 0,06 до 0,09 с. Зубец Q в трети наблюдений отсутствует в нормальной ЭКГ, а когда он обнаруживается, то его амплитуда не превышает 0,25 мВ. Зубец R обладает максимальной амплитудой среди всех других элементов ЭКГ, и его амплитуда меняется в пределах 0,6-1,6 мВ. Зубец S также зачастую отсутствует, но когда его обнаруживают, может иметь амплитуду до 0,6 мВ. Его появление на ЭКГ характеризует тот процесс, когда возбуждение по миокарду желудочков завершается вблизи основания (у предсердий). Интервал TS при пульсе 65-70 сокращений в минуту, составляет примерно 0,12 с. Длительность зубца Т обычно меняется в пределах от 0,12 до 0,16 с, а его амплитуда изменяется в пределах 0,25-0,6 мВ.

Необходимо отметить, что зубец Р возникает на ЭКГ примерно за 0,02 с до начала сокращения предсердий, а комплекс QRS - за 0,04 с до начала сокращения желудочков. Следовательно, электрические проявления возбуждения предшествуют механическим (сократительные деятельности миокарда). В этой связи нельзя говорить, будто ЭКГ является результатом сердечной деятельности (сердечные сокращения). Имея ряд отведений ЭКГ (не менее двух), снятых в разных отведениях, можно синтезировать ИЭВС. В медицинской литературе его называют электрической осью сердца. По определению, электрическая ось сердца – это отрезок прямой (вектор), соединяющий два сечения миокарда, обладающих в данный момент наибольшей разностью потенциалов. Этот вектор направлен от отрицательного полюса (возбужденного участка) к положительному (покоящемуся участку). Направление электрической оси сердца в ходе распределения возбуждения по миокарду, постоянно меняется, в этой связи принято определять среднюю ось сердца. Так называют вектор, который можно построить в промежутках между началом и окончанием деполяризации миокарда желудочков. По расположению средней оси оценивают геометрическую ось сердца, которые, как правило, параллельны друг другу. Таким образом, построенная средняя электрическая ось сердца дает представление о положении сердца в грудной полости, и ее изменение служит признаком в изменениях соответствующего желудочка.



Анализ электрокардиограмм

Сердце человека – это мощная мышца. При синхронном возбуждении волокон сердечной мышцы, в среде, окружающей сердце, течет ток, который даже на поверхности тела создает разности потенциалов в несколько мВ. Эта разность потенциалов регистрируется при записи электрокардиограммы. Моделировать электрическую активность сердца можно с использованием дипольного электрического генератора.

Дипольное представление о сердце лежит в основе теории отведений Эйнтховена, согласно которой ‑ сердце ‑ это токовый диполь с дипольным моментом Р с (электрический вектор сердца), который поворачивается, изменяет свое положение и точку приложения за время сердечного цикла (рис. 34).

По Эйнтховену сердце располагается в центре равностороннего треугольника, вершинами которого являются: правая
рука – левая рука – левая нога (рис. 35 а).

Разности потенциалов, снятые между этими точками – это проекции дипольного момента сердца на стороны этого треугольника:

Эти разности потенциалов, со времени Эйнтховена в физиологии принято называть «отведениями». Три стандартных отведения приведены на рис. 35 б. Направление вектора Р с определяет электрическую ось сердца.

Рис. 35 а.

Рис. 35 б. Нормальная ЭКГ в трех стандартных отведениях

Рис. 35 в. Зубец Р – деполяризация предсердия,

QRS – деполяризация желудочков, Т – реполяризация

Линия электрической оси сердца при пересечении с направлением 1-го отведения образует угол , который определяет направление электрической оси сердца (рис. 35 б). Так как электрический момент сердца-диполя изменяется со временем, то в отведениях будут получены зависимости разности потенциалов от времени, которые называются электрокардиограммами.

Ось О – это ось нулевого потенциала. На ЭКГ отмечают три характерных зубца P , QRS , T (обозначение по Эйнтховену).
Высоты зубцов в различных отведениях обусловлены направлением электрической оси сердца, т.е. углом (рис. 35 б). Наиболее высокие зубцы во втором отведении, низкие в третьем. Сопоставляя ЭКГ в трех отведениях за один цикл составляют представление о состоянии нервно-мышечного аппарата сердца (рис. 35 в).

Факторы, влияющие на ЭКГ

Положение сердца. Направление электрической оси сердца совпадает с анатомической осью сердца. Если угол находится в пределах от 40°до 70°, это положение электрической оси считается нормальным. ЭКГ имеет обычные соотношения зубцов в I, II, III стандартных отведениях. Если близок или равен 0°, то электрическая ось сердца параллельна линии первого отведения и ЭКГ характеризуется высокими амплитудами в I отведении. Если близок к 90°, амплитуды в I отведении минимальны. Отклонение электрической оси от анатомической в ту или другую сторону клинически означает одностороннее поражение миокарда.

Изменение положения тела вызывает некоторые изменения положения сердца в грудной клетке и сопровождается изменением электропроводности окружающих сердце сред. Если ЭКГ не изменяет своей формы при перемещении тела, то этот факт тоже имеет диагностическое значение.

Электроды накладывают (смотрите рисунок) на правой руке (красная марки­ровка), левой руке (желтая маркировка) и на левой ноге (зеленая марки­ровка). Эти электроды по­парно подключаются к электрокардиографу для регистрации каждого из трех стан­дартных отведений. Четвертый электрод устанавливается на правую ногу для под­ключения заземляющего провода (черная маркировка)

Стандартные отведения от конечностей регистрируют при следую­щем попарном подключении электродов:
I отведение - левая рука (+) и правая рука (-);
II отведение - левая нога (+) и правая рука (-);
III отведение - левая нога (+) и левая рука (-).
Как видно на рисунке выше, три стандартных отведения образуют равносто­ронний треугольник (треугольник Эйнтховена), в центре кото­рого расположен электрический центр сердца, или единый сердечный диполь. Перпендикуляры, проведенные из центра сердца, т.е. из места расположения единого сердечного диполя, к оси каждого стандартного отведения, делят каждую ось на две равные части: положительную, об­ращенную в сторону положительного (активного) электрода (+) отведе­ния, и отрицательную, обращенную к отрицательному электроду (-)

Усиленные отведения ЭКГ от конечностей

Усиленные отведения от конечностей регистрируют разность по­тенциалов между одной из конечностей, на которой установлен активный положительный электрод данного отведения, и средним потенциалом двух других конечностей (см. рисунок ниже). В ка­честве отрицательного электрода в этих отведениях используют так называемый объединенный электрод Гольд­бергера, который образуется при соединении через дополнительное со­противление двух конечностей.
Три усиленных однополюсных отведения от конечностей обозна­чают следующим образом:
aVR - усиленное отведение от правой руки;
aVL - усиленное отведение от левой руки;
aVF - усиленное отведение от левой ноги.
Как видно на рисунке ниже, оси усиленных однополюсных отведе­ний от конечностей получают, соединяя электрический центр сердца с местом наложе­ния активного электрода данного отведения, т.е. факти­чески - с одной из вер­шин треугольника Эйнтховена.

Формирование трех усиленных однополюсных отведе­ний от конечностей. Внизу - треугольник Эйнтховена и расположение осей трех усиленных однополюсных отведений от конечностей

Электрический центр сердца как бы делит оси этих отведений на две равные части: положительную, обращенную к активному элек­троду, и отрицательную, обращенную к объединенному электроду Гольдбергера

Благодаря использованию очень лёгкой и тонкой нити и возможности изменять её напряжение для регулирования чувствительности прибора струнный гальванометр позволил получить более точные выходные данные, чем капиллярный электрометр. Первую статью о записывании электрокардиограммы человека на струнном гальванометре Эйнтховен опубликовал в 1903 году. Существует мнение, что Эйнтховену удалось достичь точности, превосходящей многие современные электрокардиографы.

В 1906 году Эйнтховен опубликовал статью «Телекардиограмма» (фр. Le tlcardiogramme), в которой описал метод записи электрокардиограммы на расстоянии и впервые показал, что электрокардиограммы различных форм сердечных заболеваний имеют характерные различия. Он привёл примеры кардиограмм, снятых у пациентов с гипертрофией правого желудочка при митральной недостаточности, гипертрофией левого желудочка при аортальной недостаточности, гипертрофией левого ушка предсердия при митральном стенозе, ослабленной сердечной мышцей, с различными степенями блокады сердца при экстрасистоле.

Вскоре после опубликования первой статьи о применении электрокардиографа Эйнтховена посетил инженер из Мюнхена Макс Эдельманн с предложением наладить производство электрокардиографов и выплачивать Эйнтховену отчисления примерно по 100 марок за каждый проданный аппарат. Первые электрокардиографы, произведённые Эдельманном, были фактически копиями образца, сконструированного Эйнтховеном. Однако изучив чертежи электрокардиографа Эйнтховена, Эдельманн понял, что его можно усовершенствовать. Он увеличил мощность и уменьшил размеры магнита, а также устранил необходимость его водяного охлаждения. В результате Эдельманн сконструировал аппарат, сильно отличающийся по параметрам и дизайну от первоисточника, к тому же он узнал об аппарате Адера и использовал это как довод к тому, чтобы больше не выплачивать дивиденды от продаж. Разочаровавшись, Эйнтховен принял решение в дальнейшем не сотрудничать с Эдельманном и обратился с предложением заключить соглашение о производстве к директору компании CSIC Хорэсу Дарвину.

Представителю компании, посетившему лабораторию Эйнтховена, не приглянулись возможности аппарата в силу его громоздкости и требовательности к людским ресурсам: он занимал несколько столов, весил приблизительно 270 килограммов и требовал для полноценного обслуживания до пяти человек. Однако в своей статье «Дополнительно об электрокардиограмме» (нем. Weiteres ber das Elektrokardiogramm, 1908) Эйнтховен показал диагностическое значение электрокардиографии. Это послужило серьёзным аргументом, и в 1908 году CSIC начала работы по усовершенствованию аппарата; в том же году был произведён и продан британскому физиологу Эдварду Шарпей-Шеферу первый произведённый компанией электрокардиограф.

К 1911 году была разработана «настольная модель» аппарата, владельцем одной из которых стал кардиолог Томас Льюис. Используя свой аппарат, Льюис изучил и классифицировал различные типы аритмии, ввёл новые термины: пейсмейкер, экстрасистола, мерцательная аритмия и опубликовал несколько статей и книг об электрофизиологии сердца. Устройство и управление аппаратом всё же оставалось затруднительным, о чём косвенно свидетельствует прилагавшаяся к нему десятистраничная инструкция. В период с 1911 по 1914 годы было продано 35 электрокардиографов, десять из которых было отправлено в США. После войны было налажено производство аппаратов, которые можно было бы подкатить непосредственно к больничной койке. К 1935 году удалось снизить вес аппарата до примерно 11 килограммов, что открыло широкие возможности к его использованию в медицинской практике.

Треугольник Эйнтховена

В 1913 году Виллем Эйнтховен в сотрудничестве с коллегами опубликовал статью, в которой предложил к использованию три стандартных отведения: от правой руки к левой, от правой руки к ноге и от ноги к левой руке с разностями потенциалов: V1,V2 и V3 соответственно. Такая комбинация отведений составляет электродинамически равносторонний треугольник с центром в источнике тока в сердце. Эта работа положила начало векторкардиографии, получившей развитие в 1920-х годах ещё при жизни Эйнтховена.

Закон Эйнтховена

Закон Эйтховена является следствием закона Кирхгофа и утверждает, что разности потенциалов трёх стандартных отведений подчиняются соотношению V1 + V3 = V2. Закон имеет применение, когда вследствие дефектов записи не удаётся идентифицировать зубцы P, Q, R, S, T и U для одного из отведений; в таких случаях можно вычислить значение разности потенциалов, при условии, если для других отведений получены нормальные данные.

Поздние годы и признание

В 1924 году Эйнтховен прибыл в США, где помимо посещения различных медицинских заведений прочитал лекцию из цикла Лекций Харви (англ. Harvey Lecture Series), положил начало циклу Лекций Данхема (англ. Dunham Lecture Series) и узнал о присуждении ему Нобелевской премии. Примечательно, что когда Эйнтховен в первый раз прочитал эту новость в Boston Globe, он подумал, что это либо шутка, либо опечатка. Однако его сомнения развеялись, когда он ознакомился с сообщением от Reuters. В том же году он получил премию с формулировкой «За открытие техники электрокардиограммы». За свою карьеру Эйнтховен написал 127 научных статей. Последняя его работа была опубликована посмертно, в 1928 году, и посвящалась токам действия сердца. Исследования Виллема Эйнтховена порой причисляются к десяти величайшим открытиям в области кардиологии в XX веке. В 1979 году был основан Фонд Эйнтховена, целью которого является организация конгрессов и семинаров по кардиологии и кардиохирургии.

Эйнтховен долгие годы страдал от артериальной гипертензии. Однако причиной его смерти 29 сентября 1927 года стал рак желудка. Эйнтховен был похоронен на церковном кладбище в городе Угстгест.