ĆWICZENIE 18

FIZYCZNE PODSTAWY ELEKTROKARDIOGRAFII

ZAGADNIENIA:

1.       Pojęcie dipola elektrycznego i momentu dipolowego. Natężenie pola elektrycznego, potencjalna energia elektrostatyczna, potencjał elektryczny; wyznaczanie natężenia pola i potencjału elektrycznego wokół dipola; linie sił pola i linie ekwipotencjalne.

2.       Układ bodźcowo - przewodzący serca, potencjały czynnościowe serca.

3.       Zasada działania elktrokardiografu.

4.       Zjawiska bioelektryczne serca a cechy elektrokardiogramu (linia izoelektryczna, załamki P,Q,R,S,T ).

5.       Definicja odprowadzenia elektrokardiograficznego. Typy odprowadzeń w elektrokardiografii
( zasada konstrukcji odprowadzeń ), trójkąt Einthovena.

6.       Sposoby wyznaczania wektora elektrycznego serca.

7.       Wyznaczanie częstotliwości pracy serca na podstawie elektrokardiogramu.

 OPIS TEORETYCZNY:

Potencjał elektryczny dipola w bliskiej i dalekiej odległości od niego, serce jako zmienny w czasie i przestrzenie dipol elektryczny, typy odprowadzeń w EKG, trójkąt Einthovena.

dipol elektryczny - układ dwóch różnoimiennych ładunków elektrycznych q, umieszczonych w pewnej odległości l od siebie. Linia przechodząca przez oba ładunki nazywa się osią dipola; tego rodzaju dipole wykazują elektryczny moment dipolowy

Elektryczny moment dipolowy jest to wektorowa wielkość fizyczna charakteryzująca dipol elektryczny. Dipol jest układem dwóch ładunków o tych samych wartościach bezwzględnych, ale przeciwnych znakach. Elektryczny moment dipolowy p dwóch punktowych ładunków o jednakowych wartościach q i przeciwnych znakach jest równy iloczynowi odległości między nimi i wartości ładunku dodatniego:

Wektor d ma kierunek prostej łączącej ładunki i zwrot od ładunku ujemnego do dodatniego.

Serce jako dipol elektryczny:

biegun ujemny: górna część serca w stronę barku prawego
-biegun dodatni: część dolna serca

Standardowe EKG

Standardowe EKG wykonuje się przy pomocy 12 odprowadzeń:

3 dwubiegunowe kończynowe Einthovena (I , II , III)

3 jednobiegunowe kończynowe wzmocnione Goldbergera (aVR, aVL, aVF)

6 jednobiegunowych przedsercowych Wilsona (V1, V2, V3, V4, V5, V6)

Odprowadzenia dwubiegunowe kończynowe Einthovena

W tym odprowadzeniu umieszczamy 4 elektrody na ciele badanego:

elektroda czerwona - prawa ręka (RA)

elektroda żółta - lewa ręka (LA)

elektroda zielona - lewa goleń (LF)

elektroda czarna - prawa goleń (tzw. punkt odniesienia; ziemia)

Trzy pierwsze elektrody tworzą tzw. trójkąt Einthovena, który w założeniu jest trójkątem równobocznym, co sprawia, iż linie poprowadzone prostopadle z każdego ze środków trzech boków, reprezentujące zerowy potencjał, przetną się w środku trójkąta.

Pomiędzy pierwszymi trzema w/w elektrodami wykonuje się pomiar różnicy potencjałów (w mV):

odprowadzenie I - różnica potencjałów pomiędzy elektrodami "lewa ręka" a "prawa ręka" (LA - RA)

odprowadzenie II - różnica potencjałów pomiędzy elektrodami "lewa goleń" a "prawa ręka" (LF - RA)

odprowadzenie III - różnica potencjałów pomiędzy elektrodami "lewa goleń" a "lewa ręka" (LF - LA)

Odprowadzenia jednobiegunowe kończynowe wzmocnione Goldbergera [edytuj]

Z powyższych 3 elektrod odczytujemy również wzmocnione (ang. augmented - wzmocniony, powiększony) sygnały:

odprowadzenie aVR - z elektrody "prawa ręka" (RA)

odprowadzenie aVL - z elektrody "lewa ręka" (LA)

odprowadzenie aVF - z elektrody "lewa goleń" (LF)

Odprowadzenia jednobiegunowe przedsercowe Wilsona

Umiejscowienie elektrod przedsercowych. Połączenie razem 3 w/w odprowadzeń kończynowych daje teoretycznie wypadkowy potencjał równy 0. Ten wspólny punkt można połączyć z ujemnym biegunem galwanometru, a kolejne elektrody połączyć z biegunem dodatnim galwanometru.

W standardowym 12-odprowadzeniowym EKG wykorzystuje się 6 elektrod jednobiegunowych przedsercowych Wilsona:

V1 - elektroda w prawym czwartym międzyżebrzu (przestrzeni międzyżebrowej) przy brzegu mostka

V2 - elektroda w lewym czwartym międzyżebrzu (przestrzeni międzyżebrowej) przy brzegu mostka

V3 - w połowie odległości pomiędzy elektrodami V2 a V4

V4 - elektroda w lewym piątym międzyżebrzu (przestrzeni międzyżebrowej) w linii środkowo-obojczykowej lewej

V5 - elektroda w lewym piątym międzyżebrzu (przestrzeni międzyżebrowej) w linii pachowej przedniej lewej

V6 - elektroda w lewym piątym międzyżebrzu (przestrzeni międzyżebrowej) w linii pachowej środkowej lewej

Charakterystyka EKG - elektrokardiogram

Na wykresie EKG analizuje się:

linię izoelektryczną - linia pozioma zarejestrowana w czasie, gdy w sercu nie stwierdza się żadnych pobudzeń (aktywności). Najłatwiej wyznaczyć ją według odcinka PQ. Stanowi ona punkt odniesienia poniższych zmian

załamki - wychylenia od linii izoelektrycznej (dodatni, gdy wychylony w górę; ujemny, gdy wychylony w dół)

odcinki - czas trwania linii izoelektrycznej pomiędzy załamkami

odstępy - łączny czas trwania odcinków i sąsiadującego załamka

Załamki

załamek P - jest wyrazem depolaryzacji mięśnia przedsionków (dodatni we wszystkich 11 odprowadzeniach, poza aVR, tamże ujemny)

Zobacz więcej w osobnym artykule: Załamek P.

zespół QRS - odpowiada depolaryzacji mięśnia komór

załamek T - odpowiada repolaryzacji komór

czasem też załamek U

Odcinki

odcinek PQ - wyraża czas przewodzenia depolaryzacji przez węzeł przedsionkowo-komorowy (AV)

odcinek ST - okres depolaryzacji komór

Odstępy

odstęp PQ - wyraża czas przewodzenia depolaryzacji od węzła zatokowo-przedsionkowego do węzeł przedsionkowo-komorowy (SA -> AV)

odstęp ST - wyraża czas wolnej i szybkiej repolaryzacji mięśnia komór (2 i 3 faza repolaryzacji)

odstęp QT - wyraża czas potencjału czynnościowego mięśnia komór (depolaryzacja + repolaryzacja)

Szczególne fragmenty

zwrot ujemny - fragment zespołu QRS mierzony od szczytu załamka R do końca zespołu - nazywany również wychyleniem wewnętrznym

pobudzenie istotne komór - fragment mierzony od początku pobudzenia komór do szczytu załamka R

 Rys. 1. Trójkąt Einthovena, litery R, L i F oznaczają odpowiednio prawą , lewą rękę oraz prawą nogę, I, II i III oznacza odpowiednio odprowadzenie pierwsze, drugie i trzecie, WS jest wektorem serca (wynikowy dipol, patrz rozdział pole serca)

Dipol- układ dwóch przeciwnych (o jednakowej wartości lecz o przeciwnych znakach) ładunków utrzymywanych w określonej odległości od siebie

Elektrokardiografia - rejestracja zmiennego napięcia elektrycznego wywołanego czynnością serca. Źródłem tych napięć są procesy elektryczne zachodzące w komórkach mięśnia serca

Odcinki - wstawki pomiędzy załamkami, odległość czasowa pomiędzy dwoma charakterystycznymi punktami rejestrowanego przebiegu EKG, np. odstęp PQ jest odległość pomiędzy końcem załamka P a początkiem załamka Q, czas trwania linii izohel. Pomiedzy załamkami

Odstęp - odcinki łącznie z załamkami, np. PQ od początku załamka P do początku załamka Q

Pęczek przedsionkowo-komorowy - także łącze, węzeł przedsionkowo-komorowy, element układu przewodzenia bodźców w sercu

Pompa sodowo-potasowa - mechanizm decydujący o przenoszeniu jonów sodu i potasu przez błonę komórki

Potencjał czynnościowy - zmienna w czasie wartość potencjału wnętrza komórki (odniesiona do potencjału zewnętrza) podczas procesów zachodzących jej elektrycznej aktywności

Potencjał spoczynkowy - wartość potencjału wnętrza ( w odniesieniu do zewnętrza) komórki dla stanu spoczynku

Trójkąt Einthoven'a - interpretacja rejestrowanego przebiegu EKG dla odprowadzeń kończynowych

Wektor serca - także dipol serca, wypadkowy moment dipolowy serca zależny od czasu, możliwy do wyznaczenia za pomocą np. trójkąta Einthovena, dla momentu załamka R, wówczas jest to rzut wartości amplitudy załamka R na odpowiednie kierunki odprowadzeń kończynowych, należy jednak pamiętać, że do pełnego określenia kierunku należy podać wartości trzech kątów (wektor w przestrzeni trójwymiarowej), pomiar składowych wektorów określany jest jako wektorokardiografia

Węzeł przedsionkowo-komorowy (łącze przedsionkowo-komorowe) - zespół komórek, o owalnym kształcie, położonych przy środkowym płatku zastawki trójdzielnej, charakteryzuje się najwolniejszym przewodzeniem potencjałów ze wszystkich części układu przewodzącego oraz tym, że nie zawiera komórek charakteryzujących się automatyzmem, podstawowa funkcja węzła P-K jest przesyłanie pobudzenia z przedsionków do komór

Węzeł zatokowo-przedsionkowy - zespół komórek w obrębie prawego przedsionka na pograniczu ujścia żyły głównej górnej, węzeł zawiera komórki charakteryzujące się automatyzmem, stanowi generator o nadrzędnej częstotliwości dla innych elementów układu przewodnictwa

Zespół QRS - zespół załamków związany z rozchodzeniem się fali depolaryzacji przez mięśnie komór

Załamki - charakterystyczne elementy zapisu EKG, wyhylenia od linii izoelek. Dodatni w góre i ujemny w dól

Linia izoelektryczna- pozioma zarejestrowana w czasie,gdy w sercu nie stwierdza się zadnych pobudzen (aktywności) najlepiej wyznaczyc ja wg odcinka PQ stanowi pkt odniesienia do dalszych zmian

---