Fiziologia specială – profesor Gh. Petrescu
06.10.2002 Curs 6
electrocardiografia
Tematica:
1) Teorii care explică fenomenele electrice celulare şi cardiace (teoria monofazică şi teoria dipolului), teoria vectorială
2) Derivaţii electrocardiografice (standard, unipolare)
3) Reprezentarea grafică a axelor DS şi DUM
4) Axa electrică a inimii
5) Electrogeneza (undele electrocardiografice)
6) Proiecţia vectorilor pe derivaţii
7) Analiza morfologică a undelor pe electrocardiogramă
Fibra musculară dezvoltă nişte fenomene electrice. În orice ţesut activitatea electrică este dată de fluxuri ionice care se produc la nivel membranar. Dar nu în toate structurile acest potenţial membranar este responsabil pentru inducerea unor manifestări specifice unei celule.
Celula glandulară prezintă receptori la nivel membranar intracelular.
În acest tip de structură manifestarea electrică care există nu este cuantificată şi nu este înregistrată în scopul de a obţine informaţii despre celula respectivă.
În structurile excitabile (muşchi, nervi) încadrarea în anumiţi parametrii a evenimentului electric poate servi la stabilirea stării de normalitate dar şi la sesizările unor eventuale modificări funcţionale (de excitabilitate) şi morfologice (miocard => zonă de necroză, hipertrofie musculară care generează alţi curenţi electrici), dar şi pentru localizarea leziunilor.
Inima are o activitate ritmică. Activitatea cardiacă are o caracteristică => ea poate fi descrisă ca o însuşire de cicluri identice, care se repetă la intervale de timp constante cu o anumită frecvenţă. Acest fapt permite o analiză sistematizată a activităţii inimii pe un anumit interval de timp.
De asemenea putem constata pe o înregistrare, succesiunea ciclurilor cardiace. Dacă succesiunea este regulată => există perioade de timp constante, iar dacă ciclurile se desfăşoară neregulat, poate fi vorba de extrasistole, etc.
ECG este o formă de studiu a activităţii inimii, dar pentru diagnosticare este necesară urmărirea şi evaluarea tuturor formelor de activitate cardiacă. În acelaşi timp putem urmări eventuale evenimente care se petrec anterograd şi retrograd faţă de inimă.
Înregistrarea diferitelor tipuri de exprimare a activităţii cardiace este foarte utilă pentru diagnosticare – nu exclud examenul clinic şi se completează una pe alta (deci au un caracter complementar).
Inima are o activitate mică şi frecvenţa de 70 /min. Înregistrarea diverselor forme de exteriorizare a activităţii cardiace => fiecare ciclu este identic cu celălalt şi se succed la anumite intervale de timp.
Contracţia este precedată de unda de excitaţie => evenimentul electric precede şi determină evenimentul mecanic. Excitaţia produce activarea fibrelor musculare cardiace a miocardului în întregime cu răspuns contractil al acestuia.
Procesele de excitare şi de revenire la starea iniţială se însoţesc de fenomene electrice => între partea activată (excitată) şi cea neactivată (revenită) se creează diferenţe de potenţial. Partea activată devine electronegativă, iar cea neactivată devine electropozitivă. La baza activităţii inimii stau fenomene electrice care se produc la nivelul membranei fibrei cardiace.
Aceste fenomene electrice sunt însumate în timp şi spaţiu, iar înregistrarea lor grafică constituie electrocardiograma. Deci electrocardiograma reprezintă înregistrarea grafică pe proiecţiile axelor de derivaţii a proiecţiei vectorilor, a activităţii electrice a inimii.
1887 Waller => lucrarea „Demonstraţiile pe om a forţelor electroneotrice care însoţesc bătăile inimii”.
W. Einthoven – 1924/1927 – Premiul Nobel
Între1901–1913
» galvanometru cu coardă
» denumeşte deflexiunile: P, Q, R, S, T, U
» descrie derivaţiile bipolare
» descrie triunghiul derivaţiilor
» descrie influenţa poziţiei inimii asupra electrocardiogramei
Lewis – observaţii clinice experimentale
Wilson (1920) – introduce metoda electrocardiografică în SUA şi descrie derivaţiile unipolare (V)
Goldberger (1942) – derivaţii unipolare de tip augmentat (aV)
diferite teorii care au la bază fenomenele electrice care se produc la nivelul membranelor fibrelor cardiace
1. Teoria undei monofazice
2. Teoria dipolului
3. teoria undei vectoriale
TEORIA UNDEI MONOFAZICE
Dacă se înregistrează evenimentele electrice în stare de repaos, dezactivarea sau repolarizarea cu un electrod plasat la capetele celulei rezultă o curbă numită monofazică. Dacă se înregistrează în acelaşi timp evenimentele electrice de la ambele capete se obţin 2 curbe monofazice identice, dar decalate în timp pentru că procesul de activare şi repolarizare ajunge greu al capătul distal al celulei.
La nivelul inimii avem procese de depolarizare şi repolarizare, aceste procese se încriu ca unde difazice. Unda difazică se obţine prin plasarea electrodului la suprafaţă astfel încât să culeagă simultan evenimentele care se petrec la ambele capete. Plasarea celui de-al treilea aparat de măsură => aparatele de la extremităţi vor înregistra unde monofazice, iar celălalt unde difazice. Aplicăm un stimul la capătul de început, zona începe să se depolarizeze, iar cea distală încă nu e depolarizată, între timp la primul capăt va incepe repolarizarea (la capătul distal unda nu a ajuns încă), iar electrozii de suprafaţă sesizează diferenţă de potenţial. La un moment dat celula este activată.
La capătul la care a început activarea începe procesul de revenire, acest proces nu a ajuns încă la capătul distal, nu se mai înregistrează diferenţa de potenţial. Procesul de repolarizare a început şi tendinţa de revenire este înregistratp de aparat, iar electrozii înregistrează o deflexiune negativă. La capătul distal se continuă revenirea, iar ambii electrozi de suprafaţă înregistrează o curbă difazică, iar cei de la ambele capete (distal şi proximal) înregistrează o undă monofazică.
TEORIA DIPOLULUI
În sistemele biologice fulxul de curent are loc prin conductori care sunt constituiţi din soluţii electrolitice cu conductibilitate diferită în funcţie de ţesut. Dacă într-un mediu conductor omogen se plasează un dipol, în jur se generează un câmp electric caracterizat prin prezenţa unor linii de forţă.
Câmpul electric generat de un dipol poate fi deformat în mai multe situaţii – când există o interferenţă a câmpurilor generate de mai mulţi dipoli datorită neomogenităţii volumului conductor şi a formei sale.
Zone activate => zone neactivate => dipoli. Există cupluri de sarcini negative şi pozitive.
În timpul activităţii cardiace fiecare celulă miocardică devine sursă de curent electric care poate fi asociată unui dipol. Acest dipol se găseşte în interiorul conductorului => există o mulţime de dipoli situaţi la distanţe foarte mici unul de altul, care vor genera un câmp electric unic, acest câmp poate fi reprezentat de un singur vector succesitv.
La nivelul inimii există zone activate şi neactivate => vorbim de inimă ca un dipol. Dipolul cardiac este foarte variabil în timp şi este într-o continuă mişcare => creează un câmp de forţe electrice, între cei 2 dipoli diferenţa de potenţial este 0.
În jurul fiecărui dipol există linii cu acelaşi potenţial ce poate fi înregistrat pe linii concentrate. Intensitatea potenţialului în câmp electric este mare lângă pol şi scade cu pătratul distanţei pe măsură ce ne îndepărtăm de pol. Axa ce uneşte cei 2 poli constituie axa electrică, iar axa potenţialului electric 0 este perpedinculară pe aceasta.
Zona de activare este delimitată de zona neactivată.
TEORIA VECTORIALĂ
Are la bază principiul de reprezentare grafică a dipolilor sub forma unor vectori (caracterizaţi prin: punct de origine, sens, direcţie, mărime). Vectorii pot fi: instantanei (dipol instantaneu) şi rezultanţi.
Mărimea proiecţiei depinde de unghiul pe care-l face vectorul cu axa de referinţă (poziţia vectorului faţă de axă). În cazul în care este paralel => proiecţie maximă.
Fig. 3 – proiecţia vectorilor de drepte
Derivaţii = raport spaţial între 2 puncte în care se plasează electrozii de culegere, acest raport determină caracterul înregistrării fenomenelor electrice în derivaţia respectivă.
Caracteristici:
¶ 2 puncte de plasare a electrozilor:
§ sunt situate pe corpul uman
§ se înregistrează între ele diferenţa de potenţial
¶ axul derivaţiei (linie imaginară care uneşte cei 2 electrozi)
¶ sens al derivaţiei:
§ pozitiv – în sus faţă de linia izoelectrică (orice vector care se proiectează în această zonă va permite înregistrarea unei deflexiuni pozitive)
§ negativ – în jos faţă de linia izoelectrică
Există mai multe tipuri de derivaţii:
¶ în plan frontal (6):
§ standard (3) sau bipolare
§ unipolare ale membrelor (3) – AVR, AVL, AVF
¶ în plan orizontal (6 derivaţii unipolare precordiale sau toracice)
Derivaţiile bipolare: – fiecare electrod înregistrează un potenţial oarecare, potenţial variabil în cursul ciclului cardiac, iar electrocardiograma înregistrează diferenţa de potenţial dintre potenţialul cules la capătul pozitiv şi cel negativ al derivaţiei respective.
Electrodul pozitiv = de referinţă, celălalt culege în raport cu el. Electrozii sunt plasaţi la capătul derivaţiei. Sunt 3 feluri de derivaţii: DI, DII, DIII.
□ DI – electrozii la nivelul braţului stâng şi a braţului drept => înregistrează potenţialul dintre L şi R
□ DII – electrozii la nivelul braţului drept şi gamba stângă => înregistrează potenţialul dintre F şi R
□ DIII – electrozii la nivelul braţului stâng şi gamba stângă => înregistrează potenţialul dintre F şi L
Axele celor 3 derivaţii pot fi reprezentate ca laturi ale unui triunghi echilateral, unde: DI – ocupă latura superioară, iar DII şi DIII laturi inferioare ale triunghiului (între cele 2 derivaţii este un unghi de 60o).
Sensul:
» pozitiv pentru DI spre braţul stâng
» pozitiv pentru DII, DIII jumătatea inferioară ale celorlalte laturi ale triunghiului
» negativ pentru DI spre braţul drept
» negativ pentru DII, DIII jumătatea superioară ale celorlalte laturi ale triunghiului
Suma algebrică a proiecţiilor aceluiaşi vector în DI şi DII = valoarea proiecţiei în DII. Vârfurile triunghiului corespund celor 3 puncte de plasare a electrozilor.
Regula DUM: DR + VL +VF = 0 (suma proiecţiilor aceluiaşi vector în cele trei DUM = 0)
În cazul derivaţiilor standard, oriunde am plasa electrodul la nivelul membrelor se înregistrează acelaşi potenţial cu acelaşi a unui punct imaginar, dar fix, dacă l-am plasa la rădăcina membrului respectiv.
Derivaţiile unipolare ale membrelor:
» un electrod există pe o zonă a corpului (sub acest capăt standard)
» un electrod indiferent (înregisrtează un potenţial 0)
Electrodul indiferent corespunde capătului negativ al axei de derivaţie => potenţialul de înregistrare efectiv corespunde în întregime potenţialului cules la capătul pozitiv al axei de derivaţie.
S.a scos R= 5000 W de pe cablul de înregistrare => creşte amplitudinea.
» pentru derivaţia aVR:
o electrod explorator – braţ drept
o electrod indiferent => diferenţa de potenţial = R – (L + F)
» pentru derivaţia aVL:
o electrod explorator – braţ stâng
o electrod indiferent => diferenţa de potenţial = L – (R + F)
» pentru derivaţia aVF:
o electrod explorator – gamba stângă
o electrod indiferent => diferenţa de potenţial = F – (R+L)
Derivaţiile unipolare şi standard a membrelor pot fi reprezentate grafic:
» cu ajutorul triunghiului Einthoven
» sistemul triaxial (se scot din triunghi) => sistemul hexaaxial
În sistemul triaxial se execută o mişcare de translaţie a laturii triunghiului până când se unesc într-un punct (centrul electric al inimii).
Axele de derivaţie sunt reprezentate de bisectoarele unghiurilor care se unesc cu mijloacele laturilor opuse.
Suprapunerea celor 2 sisteme triaxiale (pentru derivaţii standard şi cele unipolare) formează sistemul hexaaxial => deci în care fiecare derivaţie standard alternează cu una unipolară, între fiecare derivaţie avem unghiuri de 30o.
Derivaţii unipolare toracice – explorarea inimii în plan orizontal
Electrodul indiferent este borna central – terminală, iar electrodul explorator se plasează pe torace în puncte foarte bine cunoscute (puncte care se mai notează şi cu V-uri).
□ punctul 1 => V1 – în spaţiul IV intercostal pe marginea dreaptă a sternului
□ punctul 2 => V2 – în spaţiul IV intercostal pe marginea stângă a sternului
□ punctul 3 => V3 – între V2 şi V4
□ punctul 4 => V4– spaţiul V intercostal la intersecţia cu linia medioclaviculară
□ punctul 5 => V5 – în spaţiul V intercostal la intersecţia cu linia axilară anterioară
□ punctul 6 => V6 – în spaţiul V intercostal la intersecţia cu linia axilară medie
□ punctul 7 => V7 – în spaţiul V intercostal la intersecţia cu linia axialră posterioară
□ punctul 8 => V8 – în spaţiul V intercostal la intersecţia cu verticale coborâte din vârful omoplatului
Axa de înregistrare uneşte electrozii: explorator cu cel indiferent.
Aceste derivaţii sunt foarte importante pentru înregistrare şi au o serie de caracteristici:
1. explorează inima în plan orizontal
2. între proiecţiile pe axele de derivaţie nu există reguli matematice
3. deplasarea (chiar mică) a electrodului are ca consecinţă un traseu cu aspect diferit
4. din V1 explorarea activităţii inimii Ü atrio-ventricular drept
5. electrozii plasaţi în:
a. V1, V2, V3 – partea anterioară => activitatea electrică a septului
b. V4 => activitatea electrică a vârfului inimii
c. V5, V6 – regiunile laterale şi inferioare ale ventriculului stâng (în special porţiunea liberă)
Înregistrarea potenţialului este mai amplă faţă de o zonă în care este plasat.
Derivaţii esofagiene: – O2 = indice numeric de la arcada dentară până la ce adâncime intră în esofag
Sunt unipolare şi se obţin prin introducerea electrodului explorator la capătul unei sonde prin esofag la diferite adâncimi şi se oferă date suplimentare greu accesibile pentru alţi electrozi.
28-34 cm => AS
34-38 cm => VS (peretele posterior)
38-40 cm => sub nivelul VS
Derivaţii Framk – cu ajutorul a 7 electrozi care corespund celor 3 direcţii spaţiale: plan orizontal, sagital şi frontal.
electrogeneza undelor electrocardiografice
Activarea undei P:
Impulsul vine de la nodulul sinusal spre nodulul atrial şi apoi sre miocard se propagă radial şi cu direcţie rezultantă se sus-jos şi dreapta-stânga. Între nodulul atrio-ventricular şi sino-atrial şi căi preferenţiale pot apărea blocaje de stimul şi se tulbură conducerea în atrii.
Viteza de propagare la nivelul atriilor este de 1000 mm/s, iar procesul de activare are următoarele particularităţi.
Primaa zonă de activare => în apropierea nodulului sinusal în atriul drept, procesul de activare ajunge la atriul stâng după 1-2 sutimi de secundă. Atriul stâng îşi încheie activarea la 2 sutimi de secundă după atriul drept. Există un sincronism fiziologic de activare a atriilor. Procesul de activare atrială – 0,08-0,1 secunde
În cursul acestui proces se creează 2 vectori de depolarizare => unul pentru atriul drept poziţionat vertical şi puţin înainte şi unul pentru atriul stâng => poziţie orizontală şi înapoi. Aceşti 2 vectori se însumează şi se obţine un vector rezultant orientat stânga-jos care proiectat pe axele de derivaţie dă undă +P.
Urmează procesul de revenire (durată mai mare, de 2-3 ori mai mult decât activarea). Repolarizarea atrială se suprapune pe începutul depolarizării ventriculare şi nu se înregistrează pe ECG ca o activare. Poate fi înregistrat în situaţia de blocaj dacă se înregistrează cu electrozi intracavitari şi cu amplificare mare.
În hipertrofia musculară stângă => vectorul rezultant mai amplu, depolarizarea e pe o perioadă mai mare. Componenta dreaptă se detaşează de cea stângă => unda P bifidă => undă P nitrală (stenoze nitrale).
O undă P bifidă poate fi normală dacă baza undei rămâne normală.
Hipertrofia atrială dreaptă:
» obstacol în calea evacuării atrio-ventriulare
» întoarcere venoasă crescută
Componenta atrială dreaptă dominantă. Timpul necesării activării pe total al atriilor e normal – componenta va fi mai amplă.
P => înalt, ascuţit, cu bază normală => P pulmonar.
Căi preferenţiale => 3 faze => nodul sinusal => P pulmonar.
1. facicol BACHMAN (superior):
a. ram vertical până la nodulul atrio-ventricular
b. ram orizontal până la atriul stâng
2. fascicolul mijlociu WENCKEBACH => prin peretele posterior al atriului drept la nodulul atrio-ventricular
3. fascicolul THORELL => la nodulul atrio-ventricular prin peretele postero-lateral atrial drept => se desprind fibre ce formează fasciolul JAMES => fascicolul HISS
Blocurile => unde P anormale, alungire P–Q şi P–R. Undele P anormale pot fi intercalate cu P normale.
