Электрокардиографи́я

Электрокардиографи́я

Электрокардиография — метод электрофизиологического  исследования деятельности сердца в  норме и патологии, основанный на регистрации и анализе электрической  активности миокарда, распространяющейся по сердцу в течение сердечного цикла. Регистрация производится с помощью  специальных приборов — электрокардиографов. Записываемая кривая — электрокардиограмма (ЭКГ) — отражает динамику в течение  сердечного цикла разности потенциалов  в двух точках электрического поля сердца, соответствующих местам наложения  на теле обследуемого двух электродов, один из которых является положительным  полюсом, другой — отрицательным (соединены  соответственно с полюсами + и —  электрокардиографа). Определенное взаимное расположение этих электродов называют электрокардиографическим отведением, а условную прямую линию между  ними — осью данного отведения. На обычной ЭКГ величина электродвижущей  силы (ЭДС) сердца и ее направление, меняющиеся в течение сердечного цикла, отражаются в виде динамики проекции вектора ЭДС на ось отведения, т.е. на линию, а не на плоскость, как  это происходит при записи векторкардиограммы (см.Векторкардиография), отражающей пространственную динамику направления ЭДС сердца в проекции на плоскость. Поэтому ЭКГ, в противопоставление векторкардиограмме, иногда называют скалярной. Чтобы с ее помощью получить пространственное представление об изменениях электрических процессов в сердце, необходимо ЭКГ снимать при различном положении электродов, т.е. в разных отведениях, оси которых не являются параллельными.

Теоретические основы электрокардиографии строятся на законах электродинамики, приложимых к электрическим процессам, происходящим в сердце в связи с ритмичной генерацией электрического импульса водителем ритма сердца и распространением электрического возбуждения по проводящей системе сердца (Сердце) и миокарду. После генерации импульса в синусном узле возбуждение распространяется вначале на правое, а через 0,02 с и на левое предсердие, затем после недлительной задержки в атриовентрикулярном узле переходит на перегородку и синхронно охватывает правый и левый желудочки сердца, вызывая их сокращение. Каждая возбужденная клетка становится элементарным диполем (двухполюсным генератором): сумма элементарных диполей в данный момент возбуждения составляет так называемый эквивалентный диполь. Распространение возбуждения по сердцу сопровождается возникновением в окружающем его объемном проводнике (теле) электрического поля. Изменение за сердечный цикл разности потенциалов в 2 точках этого поля воспринимается электродами электрокардиографа и регистрируется в виде зубцов ЭКГ, направленных от изоэлектрической линии вверх (положительные зубцы) или вниз (отрицательные зубцы) в зависимости от направления ЭДС между полюсами электродов. При этом амплитуда зубцов, измеряемая в милливольтах или в миллиметрах (обычно запись производится в режиме, когда стандартный калибровочный потенциал lmv отклоняет перо регистратора на 10 мм), отражает величину разности потенциалов по оси отведения ЭКГ.

Основоположник Э. голландский  физиолог Эйнтховен (W. Einthoven) предложил  регистрировать разность потенциалов  во фронтальной плоскости тела в  трех стандартных отведениях — как  бы с вершин равностороннего треугольника, за которые он принял правую руку, левую  руку и лонное сочленение (в практической Э. в качестве третьей вершины  используется левая нога). Линии  между этими вершинами, т.е.стороны  треугольника, являются осями стандартных  отведений.

I стандартное отведение соответствует расположению регистрирующих электродов на правой и левой руках, II — на правой руке и левой ноге, III — на левой руке и левой ноге. Как бы в центр треугольника Эйнтховена проецируется интегральный вектор ЭДС, представляющий собой сумму множества элементарных векторов ЭДС клеток миокарда, на данный момент возбуждения сердца. Величина интегрального вектора ЭДС сердца и направление его в пространстве зависят от массы миокарда, расположения сердца в грудной клетке и от хода возбуждения по миокарду. Проекция интегрального вектора на треугольник Эйнтховена (рис. 1, а) представляет собой так называемую манифестирующую ось сердца, а ее проекция на каждую из сторон треугольника соответствует отраженной в трех стандартных отведениях скалярной величине ЭДС сердца, динамика которой на протяжении сердечного цикла и формирует ЭКГ. Величины проекции сердечного вектора на стороны треугольника Эйнтховена в каждый момент времени определяются уравнением: I_II = I_I + l_III, где I_I, I_II, l_III — алгебраическая сумма амплитуд сигналов, зарегистрированных соответственно в I, II и III стандартных отведениях. Указанное соотношение носит название правила Эйнтховена. Направление средней проекции интегрального вектора ЭДС желудочков сердца на фронтальную плоскость тела называют средней электрической осью сердца. Ее определяют по соотношению положительных и отрицательных зубцов комплекса QRS в I и III отведениях, зная, что положительные зубцы образуются, если вектор направлен в сторону положительного электрода, а отрицательные, если вектор направлен к отрицательному или к так называемому индифферентному (объединенному) электроду. Этот электрод используют для регистрации ЭКГ в однополюсных (униполярных) отведениях — от конечностей (рис. 1, б) и грудных, предназначенных для регистрации проекции вектора сердца на горизонтальную плоскость тела. При этом индифферентный электрод объединяет через смешивающие резисторы потенциалы обеих верхних и левой нижней конечностей. Воображаемые оси грудных однополюсных отведений соединяют точки наложения положительных электродов с центром сердца, который имеет потенциал, близкий к нулю. Т. о., однополюсные отведения фактически являются двухполюсными (однополюсными их называют по традиции): полюса этих отведений лежат на одной оси с «электрическим центром» сердца (центр линии нулевого потенциала электрического поля).

Электрокардиографические  отведения, широко используемые в клинической практике, унифицированы. Во всех странах принята система, включающая 12 отведений: три стандартных отведения от конечностей (I, II, III), три усиленных однополюсных отведения от конечностей (от правой руки — aVR, от левой руки — aVL и от левой ноги — aVF) и шесть однополюсных грудных отведений (V₁, V₂, V₃, V₄, V₅, V₆). Расположение положительного электрода для регистрации ЭКГ в стандартных и однополюсных отведениях от конечностей представлено на схеме (рис. 1).

Стандартные отведения от конечностей (фронтальная плоскость проекции интегрального вектора сердца) регистрируют, устанавливая электроды на правое и  левое предплечья и левую голень. При записи ЭКГ в I отведении электрод правой руки соединен с минусом электрокардиографа (отрицательный электрод), электрод левой руки — с плюсом (положительный  электрод). Ось I отведения расположена  горизонтально; ось II отведения направлена сверху вниз и справа налево; ось III отведения идет сверху вниз и слева  направо. Т. к. по Эйнтховену оси стандартных  отведений образуют стороны равностороннего  треугольника, то углы между осями  равны 60° (в действительности они  несколько отличаются у разных людей).

Оси однополюсных отведений от конечностей, как видно из рис. 1, б, располагаются от середины расстояния между объединенными электродами (—) до положительного электрода (+) на конечности, проходя через центр сердца (треугольника).

Все грудные отведения имеют  общий отрицательный полюс (отрицательный  электрод электрокардиографа, объединяющий электроды правой руки, левой руки и левой ноги), потенциал которого близок к нулю. Положительные полюса соответствуют положению грудных  электродов: ось каждого отведения  проходит между центром сердца и  положением соответствующего грудного электрода. Располагают грудные  электроды отведений V₁—V₆ следующим образом (рис. 2): V₁ — в четвертом межреберье по правому краю грудины; V₂ — на том же уровне по левому краю грудины; V₃ — на уровне IV ребра по левой окологрудинной (парастернальной) линии; V₄ — в пятом межреберье по левой среднеключичной линии; V₅ — на уровне V₄ по левой передней подмышечной линии; V₆ — на том же уровне по левой средней подмышечной линии. Из такого расположения электродов следует, что оси грудных отведений лежат в плоскости, близкой к горизонтальной; она несколько опущена в сторону электродов отведений V₅ и V₆. Анализ ЭКГ, зарегистрированной в грудных отведениях, позволяет оценить отклонения интегрального вектора сердца в горизонтальной плоскости.

Двенадцать общепринятых отведений  ЭКГ дают основную и в большинстве  случаев достаточную диагностическую  информацию, но иногда возникает необходимость  использовать дополнительные отведения, многие из которых также унифицированы. Дополнительные крайние правые грудные  отведения V_3R — V_6R регистрируют (например, при декстрокардии) справа от грудины симметрично V₃ — V₆. Крайние левые грудные отведения V₇ (на уровне V₄ по задней подмышечной линии), V₈ и V₉ (на том же уровне соответственно по левой лопаточной и паравертебральной линиям) могут дать важную диагностическую информацию при задних и боковых инфарктах миокарда, а высокие грудные отведения V¹₂,V²₂,V²₃, V³₄, V³₅, V³₆, при которых электроды располагаются на два или одно межреберье выше, чем в отведениях V₁—V₆ (надстрочный индекс обозначает межреберье), — при базальных передних инфарктах. Низкие грудные отведения V⁶₁, V⁶₂, V⁶₃, V⁷₄, V⁷₅,V⁷₆ используют при смещении сердца в грудной полости в случае низкого стояния диафрагмы.

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

Отведения по Небу записывают при  положениях рукоятки переключателя  на стандартных отведениях, электроды  которых помещают на грудную клетку: электрод для правой руки — во втором межреберье у правого края грудины, электрод для левой руки — в  точку, находящуюся на уровне верхушечного толчка по левой задней подмышечной  линии, для левой ноги — на область  верхушечного толчка. При этом в  положении переключателя на I отведении  регистрируют отведение D (dorsalis), на II отведении  — A (anterior), на III отведении — I (inferior). Оси этих отведений составляют малый  треугольник Неба. Отведения Неба часто применяют при проведении велоэргометрической и других функциональных электрокардиографических проб с физической нагрузкой.

Иногда регистрируют пищеводные отведения  ЭКГ, для которых в качестве активного  электрода используют оливу дуоденального  зонда. На ЭКГ в этих отведениях хорошо виден предсердный зубец Р, а также изменения ЭКГ при инфаркте миокарда задней стенки левого желудочка Обычно пищеводные отведения применяют для диагностики нарушений ритма сердца, плохо идентифицируемых на ЭКГ в общепринятых отведениях.

В специальных диагностических  и научных клинических исследованиях  используют метод регистрации ЭКГ  в 35 однополостных грудных отведениях по Мароко и электрокардиотопографию  — синхронную регистрацию ЭКГ  в 50 грудных отведениях, предложенную Р.З. Амировым (1965). Анализ таких ЭКГ  трудоемок и обычно проводится с  применением электронной вычислительной техники.

Внедрение в практику систем автоматизации  анализа синхронно зарегистрированных ЭКГ в разных отведениях показало возможность замены 12 общепринятых отведений тремя корригированными ортогональными (взаимно перпендикулярными) отведениями X, Y, Z, в которых интегральный вектор сердца проецируется на три  взаимно перпендикулярные оси пространств, что позволяет проводить количественный пространственный анализ ЭКГ.

Нормальная электрокардиограмма отражает процесс распространения возбуждения по проводящей системе сердца (рис. 3) и сократительному миокарду после генерации импульса в синусно-предсердном узле, который в норме является водителем ритма сердца. На ЭКГ (рис. 4, 5) в период диастолы (между зубцами Т и Р) регистрируется прямая горизонтальная линия, называемая изоэлектрической (изолинией). От импульса в синусно-предсердном узле возбуждение распространяется по миокарду предсердий, что формирует на ЭКГ предсердный зубец Р, и одновременно по межузловым путям быстрой проведения к предсердно-желудочковому узлу. Благодаря этому импульс попадает в предсердно-желудочковый узел еще до окончания возбуждения предсердий. По предсердно-желудочковому узлу импульс идет медленно, поэтому после зубца Р до начала зубцов, отражающих возбуждение желудочков, на ЭКГ регистрируется изоэлектрическая линия; за это время завершается механическая систола предсердий. Затем импульс быстро проводится по предсердно-желудочковому пучку (пучку Гиса), его стволу и ножкам (ветвям), разветвления которых через волокна Пуркинье передают возбуждение непосредственно волокнам сократительного миокарда желудочков. Возбуждение (деполяризация) миокарда желудочков отражается на ЭКГ появлением зубцов Q, R, S (комплекса QRS), а реполяризация в ранней фазе — сегментом RST (точнее, сегментом SТ либо RT, если зубец S отсутствует), почти совпадающим с изолинией, а в основной (быстрой) фазе — зубцом Т. Часто за зубцом Т следует небольшая волна U, происхождение которой связывают с реполяризацией в системе Гиса — Пуркинье. Первые 0,01—0,03 с комплекса QRS приходятся на возбуждение межжелудочковой перегородки, которое в стандартных и левых грудных отведениях отражается зубцом Q, а в правых грудных отведениях — началом зубца R. Продолжительность зубца Q в норме не более 0,03 с. В следующие 0,015—0,07 с возбуждается миокард верхушек правого и левого желудочков от субэндокардиальных к субэпикардиальным слоям, их передняя, задняя и боковая стенки, в последнюю очередь (0,06—0,09 с) возбуждение распространяется на основания правого и левого желудочков. Интегральный вектор сердца в период между 0,04 и 0,07 с комплекса ориентирован влево — к положительному полюсу отведений II и V₄, V₅, а в период 0,08—0,09 с — вверх и слегка вправо. Поэтому в указанных отведениях комплекс QRS представлен высоким зубцом R при неглубоких зубцах Q и S, а в правых грудных отведениях формируется глубокий зубец S. Соотношение величин зубцов R и S в каждом из стандартных и однополюсных отведении определяется пространственным положением интегрального вектора сердца электрической оси сердца), что в норме зависят от расположения сердца в грудной клетке.

Таким образом, на ЭКГ в норме  выявляются предсердный зубец Р  и желудочковый комплекс QRST, состоящий  из отрицательных зубцов Q, S, положительного зубца R, а также зубца Т, положительного во всех отведениях, кроме VR, в котором  он отрицателен, и V₁—V₂, где зубец Т может быть как положительным, так и отрицательным или мало выраженным. Предсердный зубец Р в отведении aVR в норме также всегда отрицательный, а в отведении V₁ он обычно представлен двумя фазами: положительной — большей (возбуждение преимущественно правого предсердия), затем отрицательной — меньшей (возбуждение левого предсердия). В комплексе QRS могут отсутствовать зубцы Q или (и) S (формы RS, QR, R), а также регистрироваться два зубца R или S, при этом второй зубец обозначается R¹ (формы RSR¹ и RR¹) или S¹.

Временные промежутки между одноименными зубцами соседних циклов называют межцикловыми интервалами (например, интервалы Р—Р, R—R), а между разными зубцами  одного цикла — внутрицикловыми  интервалами (например, интервалы P—Q, О—Т). Отрезки ЭКГ между зубцами  обозначают как сегменты, если описывается  не их продолжительность, а смещение по отношению к изолинии или конфигурация (например, сегмент ST, или RT, отрезок  протяженностью от окончания комплекса QRS до окончания зубца Т). В патологических условиях они могут смещаться  вверх (элевация) или вниз (депрессия) по отношению к изолинии (например, смещение сегмента ST вверх при инфаркте миокарда, перикардите).

Синусовый ритм определяется по наличию  в отведениях I, II, aVF, V₆ положительного зубца Р, который в норме всегда предшествует комплексу QRS и отстоит от него (интервал Р—Q или Р—R, если отсутствует зубец Q) не менее чем на 0,12 с. При патологической локализации предсердного водителя ритма близко к атриовентрикулярному соединению или в нем самом зубец Р в этих отведениях бывает отрицательным, сближается с комплексом QRS, может совпадать с ним по времени и даже выявляться после него.

Регулярность ритма определяется равенством межцикловых интервалов (Р—Р или R— R). При синусовой аритмии  интервалы Р—Р (R—R) различаются  на 0,10 с и более. Нормальная продолжительность возбуждения предсердий, измеряемая по ширине зубца Р, равна 0,08—0,10с. Интервал Р—Q в норме составляет 0,12—0,20 с. Время распространения возбуждения по желудочкам, определяемое по ширине комплекса QRS, — 0,06—0,10 с. Продолжительность электрической систолы желудочков, т.е. интервал Q—Т, измеряемый от начала комплекса QRS до окончания зубца Т, в норме имеет должную величину, зависимую от частоты сердечных сокращений (должная продолжительность Q—Т), т.е. от длительности сердечного цикла (С), соответствующей интервалу R—R. По формуле Базетта должная продолжительность Q—Т равна k , где k — коэффициент, составляющий 0,37 для мужчин и 0,39 для женщин и детей. Увеличение или уменьшение интервала Q—Т в сравнении с должной величиной более чем на 10% — признак патологии.