Электрокардиография

(перенаправлено с «Электрокардиограмма»)

Электрокардиогра́фия — методика регистрации и исследования электрических полей, образующихся при работе сердца. Электрокардиография представляет собой относительно недорогой, но ценный метод электрофизиологической инструментальной диагностики в кардиологии.

Электрокардиограмма в 12 стандартных отведениях у мужчины 26 лет

Прямым результатом электрокардиографии является получение электрокардиограммы (ЭКГ).

ИсторияПравить

  • В XIX веке стало ясно, что сердце во время своей работы производит некоторое количество электричества. Первые электрокардиограммы были записаны Габриелем Липпманом с использованием ртутного электрометра.

Кривые Липпмана имели монофазный характер, лишь отдалённо напоминая современные ЭКГ.

  • В 1872 году Александр Муирхед[en], как сообщается, прикрепил провода к запястью пациента с лихорадкой, чтобы получить электронную запись его сердцебиения[1].
  • В 1882 году Джон Бурдон-Сандерсон[en], работавший с лягушками, первым понял, что интервал между вариациями потенциала не был электрически неподвижным, и ввёл термин «изоэлектрический интервал» для этого периода[2].
  • В 1887 году Август Уоллер[3] изобрёл ЭКГ-аппарат, состоящий из капиллярного электрометра Липпмана[en], прикрепленного к проектору. След от сердцебиения проецировался на фотопластинку, которая сама была прикреплена к игрушечному поезду. Это позволило регистрировать сердцебиение в режиме реального времени.
  • В 1895 году Виллем Эйнтховен ввёл современное обозначение зубцов ЭКГ и описал некоторые нарушения в работе сердца. Он обозначил буквы P, Q, R, S и T в качестве отклонения от теоретической формы волны, которую он создал, используя уравнения. Эти уравнения корректировали фактическую форму волны, полученную с помощью капиллярного электрометра, чтобы компенсировать неточность этого инструмента. Использование букв, отличных от A, B, C и D (буквы, используемые для формы сигнала капиллярного электрометра), облегчило сравнение, когда неправильные и правильные линии были нарисованы на одном графике[4]. Эйнтховен, вероятно, выбрал начальную букву P, чтобы последовать примеру Декарта в геометрии[4]. Когда более точная форма волны была получена с использованием струнного гальванометра, который соответствовал скорректированной форме волны капиллярного электрометра, он продолжал использовать буквы P, Q, R, S и T[4], и эти буквы все ещё используются сегодня. Эйнтховен также описал электрокардиографические особенности ряда сердечно-сосудистых заболеваний.
  • В 1897 году французский инженер Клемен Адер изобрёл струнный гальванометр[en][5].
  • В 1901 году Эйнтховен, работавший в Лейдене (Нидерланды), использовал струнный гальванометр: первый практический ЭКГ-аппарат[6]. Это устройство было гораздо более чувствительным, чем капиллярный электрометр, который использовал Уоллер.
  • В 1924 году Эйнтховен был удостоен Нобелевской премии по медицине за новаторскую работу по разработке ЭКГ-аппарата[7][8].
  • К 1927 году General Electric разработала портативное устройство, которое могло бы производить электрокардиограммы без использования струнного гальванометра. Это устройство вместо этого объединяло ламповые усилители, аналогичные тем, которые использовались в радио, с внутренней лампой и движущимся зеркалом, которое направляло электрические импульсы на пленку[9].
  • В 1937 году Таро Такеми[en] изобрел новый портативный электрокардиограф[10].
  • Хотя основные принципы той эпохи все ещё используются сегодня, многие достижения в электрокардиографии были достигнуты после 1937 года. Приборостроение превратилось из громоздкого лабораторного аппарата в компактные электронные системы, которые часто включают компьютерную интерпретацию электрокардиограммы[11].
  • Первая отечественная книга по электрокардиографии вышла под авторством русского физиолога А. Самойлова в 1909 г. (Электрокардиограмма. Йенна, изд-во Фишер).

ПрименениеПравить

ПриборПравить

Первые электрокардиографы вели запись на фотоплёнке, затем появились чернильные и позже, тепловые самописцы, в большинстве современных приборов используется термопринтер, позволяющий сопровождать запись ЭКГ дополнительной информацией. Скорость движения бумаги составляет обычно 50 мм/с. В некоторых случаях скорость движения бумаги устанавливают на 12,5 мм/с, 25 мм/с или 100 мм/с. В начале каждой записи регистрируется контрольный милливольт. Обычно его амплитуда составляет 10 или, реже, 20 мм/мВ. Медицинские приборы имеют определённые метрологические характеристики, обеспечивающие воспроизводимость и сопоставимость измерений электрической активности сердца[12]. Полностью электронные приборы позволяют сохранять ЭКГ в компьютере.

ЭлектродыПравить

Для измерения разности потенциалов на различные участки тела накладываются электроды. На руки и на ноги ставятся пластмассовые щипчики-зажимы, а на грудную клетку ставятся присоски, в ряде зарубежных стран на грудь ставят липкие электроды. Так как плохой электрический контакт между кожей и электродами создает помехи, то для обеспечения проводимости на участки кожи в местах контакта наносят токопроводящий гель, ранее во времена СССР и в РФ в месте контакта наносили спирт. При нанесении спирта, присоски как правило присасывались намного сильнее. Ранее использовались марлевые салфетки, смоченные солевым раствором.

ФильтрыПравить

Применяемые в современных электрокардиографах фильтры сигнала позволяют получать более высокое качество электрокардиограммы, внося при этом некоторые искажения в форму полученного сигнала. Низкочастотные фильтры 0,5—1 Гц позволяют уменьшать эффект плавающей изолинии, внося при этом искажения в форму сегмента ST. Режекторный фильтр 50—60 Гц нивелирует сетевые наводки. Антитреморный фильтр низкой частоты (35 Гц) подавляет артефакты, связанные с активностью мышц.

Нормальная ЭКГПравить

 
Зубцы на ЭКГ.
 
Соответствие участков ЭКГ с соответствующей фазой работы сердца.

Обычно на ЭКГ можно выделить 5 зубцов: P[en], Q, R, S, T[en]. Иногда можно увидеть малозаметную волну U[en]. Зубец P отображает процесс деполяризации миокарда предсердий, комплекс QRS — деполяризации желудочков, сегмент ST и зубец T отражают процессы реполяризации миокарда желудочков. Мнения исследователей относительно природы возникновения зубца U различаются. Одни считают, что он обусловлен реполяризацией папиллярных мышц или волокон Пуркинье; другие — что связан с вхождением ионов калия в клетки миокарда во время диастолы.

Процесс реполяризации (Repolarization) — фаза, во время которой восстанавливается исходный потенциал покоя мембраны клетки после прохождения через неё потенциала действия. Во время прохождения импульса происходит временное изменение молекулярной структуры мембраны, в результате которого ионы могут свободно проходить через неё. Во время реполяризации ионы диффундируют в обратном направлении для восстановления прежнего электрического заряда мембраны, после чего клетка оказывается готова к дальнейшей электрической активности.

ОтведенияПравить

Каждая из измеряемых разностей потенциалов в электрокардиографии называется отведением.

Отведения I, II и III накладываются на конечности: I — правая рука (-, красный электрод) — левая рука (+, жёлтый электрод), II — правая рука (-) — левая нога (+, зелёный электрод), III — левая рука (-) — левая нога (+). С электрода на правой ноге показания не регистрируются, его потенциал близок к условному нулю, и он используется только для того, чтобы убрать помехи.

Регистрируют также усиленные отведения от конечностей: aVR, aVL, aVF — однополюсные отведения, они измеряются относительно усреднённого потенциала всех трёх электродов (система Вильсона) или относительно усредненного потенциала двух других электродов (система Гольдбергера, дает амплитуду примерно на 50 % большие). Следует заметить, что среди шести сигналов I, II, III, aVR, aVL, aVF только два являются линейно независимыми, то есть, зная сигналы только в каких-либо двух отведениях, можно, путём сложения/вычитания, найти сигналы в остальных четырёх отведениях.

При так называемом однополюсном отведении регистрирующий (или активный) электрод определяет разность потенциалов между точкой электрического поля, к которой он подведён, и условным электрическим нулём (например, по системе Вильсона).

Однополюсные грудные отведения обозначаются буквой V.

 
Схема установки электродов V1—V6.
Отведения Расположение регистрирующего электрода
V1 В 4-м межреберье у правого края грудины
V2 В 4-м межреберье у левого края грудины
V3 На середине расстояния между V2 и V4
V4 В 5-м межреберье по срединно-ключичной линии
V5 На пересечении горизонтального уровня 4-го отведения и передней подмышечной линии
V6 На пересечении горизонтального уровня 4-го отведения и средней подмышечной линии
V7 На пересечении горизонтального уровня 4-го отведения и задней подмышечной линии
V8 На пересечении горизонтального уровня 4-го отведения и срединно-лопаточной линии
V9 На пересечении горизонтального уровня 4-го отведения и паравертебральной линии

В основном регистрируют 6 грудных отведений: с V1 по V6. Отведения V7-V8-V9 незаслуженно редко используются в клинической практике, хотя они дают более полную информацию о патологических процессах в миокарде задней (задне-базальной) стенки левого желудочка.

Для поиска и регистрации патологических феноменов в «немых» участках (см. невидимые зоны) миокарда применяют дополнительные отведения (не входящие в общепринятую систему):

  • Дополнительные задние отведения Вилсона, расположение электродов и соответственно нумерация, по аналогии с грудными отведениями Вилсона, продолжается в левую подмышечную область и заднюю поверхность левой половины грудной клетки. Специфичны для задней стенки левого желудочка.
  • Дополнительные высокие грудные отведения Вилсона, расположение отведений согласно нумерации, по аналогии с грудными отведениями Вилсона, на 1—2 межреберья выше стандартной позиции. Специфичны для базальных отделов передней стенки левого желудочка.
  • Брюшные отведения предложены в 1954 году J. Lamber. Специфичны для переднеперегородочного отдела левого желудочка, нижней и нижнебоковой стенок левого желудочка. В настоящее время практически не используются.
  • Отведения по Небу — Гуревичу. Предложены в 1938 году немецким учёным W. Nebh. Три электрода образуют приблизительно равносторонний треугольник, стороны которого соответствуют трём областям — задней стенке сердца, передней и прилегающей к перегородке. При регистрации электрокардиограммы в системе отведений по Небу при переключении регистратора в позицию aVL можно получить дополнительное отведение aVL-Neb, высокоспецифичное в отношении заднего инфаркта миокарда.

Правильное понимание нормальных и патологических векторов деполяризации и реполяризации клеток миокарда позволяют получить большое количество важной клинической информации. Правый желудочек обладает малой массой, оставляя лишь незначительные изменения на ЭКГ, что приводит к затруднениям в диагностике его патологии, по сравнению с левым желудочком.

Электрическая ось сердца (ЭОС)Править

 
Линейка для ЭКГ с номограммами, облегчающими определение ЭОС

Электрическая ось сердца — проекция результирующего вектора возбуждения желудочков во фронтальной плоскости (проекция на ось I стандартного электрокардиографического отведения). Обычно она направлена вниз и вправо (нормальные значения: 30°…70°), но может и выходить за эти пределы у высоких людей, лиц с повышенной массой тела, детей (вертикальная ЭОС с углом 70°…90°, или горизонтальная — с углом 0°…30°). Отклонение от нормы может означать как наличие каких-либо патологий (аритмии, блокады, тромбоэмболия), так и нетипичное расположение сердца (встречается крайне редко). Нормальная электрическая ось называется нормограммой. Отклонения её от нормы влево или вправо — соответственно левограммой или правограммой.

Другие методыПравить

Внутрипищеводная электрокардиографияПравить

Активный электрод вводится в просвет пищевода. Метод позволяет детально оценивать электрическую активность предсердий и атриовентрикулярного соединения. Важен при диагностике некоторых видов блокад сердца.

ВекторкардиографияПравить

Регистрируется изменение электрического вектора работы сердца в виде проекции объемной фигуры на плоскости отведений.

Прекардиальное картированиеПравить

На грудную клетку пациента закрепляются электроды (обычно матрица 6х6), сигналы от которых обрабатываются компьютером. Используется в частности, как один из методов определения объёма повреждения миокарда при остром инфаркте миокарда. К текущему моменту расценивается как устаревший.

Пробы с нагрузкойПравить

Велоэргометрия используется для диагностики ИБС.

Холтеровское мониторированиеПравить

 
Система холтеровского мониторирования

Синоним — суточное мониторирование ЭКГ по Холтеру.

На теле пациента, который ведет обычный образ жизни, закрепляется регистрирующий блок, записывающий электрокардиографический сигнал от одного, двух, трёх или более отведений в течение суток или более. Дополнительно регистратор может иметь функции мониторирования артериального давления (СМАД). Одновременная регистрация нескольких параметров является перспективной в диагностике заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Стоит упомянуть о семисуточном мониторировании ЭКГ по Холтеру, которое даёт исчерпывающую информацию об электрической деятельности сердца.

Результаты записи передаются в компьютер и обрабатываются врачом при помощи специального программного обеспечения.

ГастрокардиомониторированиеПравить

Одновременная запись электрокардиограммы и гастрограммы в течение суток. Технология и прибор для гастрокардиомониторирования аналогичны технологии и прибору для холтеровского мониторирования, только, кроме записи ЭКГ по трём отведениям, дополнительно записываются значения кислотности в пищеводе и (или) желудке, для чего используется рН-зонд, введённый пациенту трансназально. Применяется для дифференциальной диагностики кардио- и гастрозаболеваний.

Электрокардиография высокого разрешенияПравить

Метод регистрации ЭКГ и её высокочастотных, низкоамплитудных потенциалов, с амплитудой порядка 1—10 мкВ и с применением многоразрядных АЦП (16—24 бита).

Обследование ЭКГ у пациентов с низким сердечно-сосудистым рискомПравить

Американская рабочая группа по профилактике заболеваний (U.S. Preventive Services Task Force, USPSTF) считает, что регистрация ЭКГ у пациентов с низким сердечно-сосудистым риском не несет дополнительной диагностической ценности. Причем это касается и стресс-ЭКГ. Вывод был сделан на основе мета-анализа 17 клинических исследований. Авторы исследования считают, что потенциальная польза, которую может принести исследование, не превосходит возможного вреда, где под вредом понимается проведение дополнительных ненужных процедур, которые могут иметь осложнение и вызывать дополнительное беспокойство пациента[13].


См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. Birse, Ronald M. Knowlden, Patricia E.: Muirhead, Alexander (1848–1920), electrical engineer (англ.). Oxford Dictionary of National Biography. Oxford University Press (23 September 2004). doi:10.1093/ref:odnb/37794. Дата обращения 20 января 2020.
  2. Rogers, Mark C. Historical Annotation: Sir John Scott Burdon-Sanderson (1828-1905) A Pioneer in Electrophysiology (англ.) // Circulation (англ.) : journal. — Lippincott Williams & Wilkins (англ.), 1969. — Vol. 40, no. 1. — P. 1—2. — ISSN 0009-7322. — doi:10.1161/01.CIR.40.1.1. — PMID 4893441.
  3. Waller A. D. A demonstration on man of electromotive changes accompanying the heart's beat (англ.) // J Physiol (англ.) : journal. — 1887. — Vol. 8, no. 5. — P. 229—234. — doi:10.1113/jphysiol.1887.sp000257. — PMID 16991463.
  4. 1 2 3 Hurst J. W. Naming of the Waves in the ECG, With a Brief Account of Their Genesis (англ.) // Circulation (англ.) : journal. — Lippincott Williams & Wilkins (англ.), 1998. — 3 November (vol. 98, no. 18). — P. 1937—1942. — doi:10.1161/01.CIR.98.18.1937. — PMID 9799216.
  5. Interwoven W. Un nouveau galvanometre (неопр.) // Arch Neerl Sc Ex Nat. — 1901. — Т. 6. — С. 625.
  6. Rivera-Ruiz M., Cajavilca C., Varon J. Einthoven's String Galvanometer: The First Electrocardiograph (англ.) // Texas Heart Institute Journal / From the Texas Heart Institute of St. Luke's Episcopal Hospital, Texas Children's Hospital : journal. — 1927. — 29 September (vol. 35, no. 2). — P. 174—178. — PMID 18612490.
  7. Cooper J. K. Electrocardiography 100 years ago. Origins, pioneers, and contributors (англ.) // N Engl J Med : journal. — 1986. — Vol. 315, no. 7. — P. 461—464. — doi:10.1056/NEJM198608143150721. — PMID 3526152.
  8. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1924 (англ.) (недоступная ссылка). Нобелевский фонд. Дата обращения 10 октября 2012. Архивировано 10 октября 2012 года.
  9. Blackford, John M., M. D. Electrocardiography: A Short Talk Before the Staff of the Hospital (англ.) // Clinics of the Virginia Mason Hospital : journal. — 1927. — 1 May (vol. 6, no. 1). — P. 28—34.
  10. Dr. Taro Takemi (англ.), Takemi Program in International Health (27 August 2012).
  11. Mark, Jonathan B. Atlas of cardiovascular monitoring (неопр.). — New York: Churchill Livingstone (англ.), 1998. — ISBN 978-0-443-08891-9.
  12. Государственный Реестр Средств измерений
  13. Регистрация электрокардиограммы у пациентов низкого риска неоправданна | Новости | «Лечащий врач» – профессиональное медицинское издание для врачей. Научные статьи.. Журнал «Лечащий врач». Дата обращения 16 сентября 2020.

ЛитератураПравить

  • Зудбинов Ю.И. Азбука ЭКГ. — Издание 3. — Ростов-на-Дону: «Феникс», 2003. — 160 с. — 5000 экз. — ISBN 5-222-02964-6.
  • Мясников А. Л. Экспериментальные некрозы миокарда. — М. Медицина, 1963.
  • Синельников Р. Д. Атлас анатомии человека. — М. Медицина, 1979. — Т. 2.
  • Brawnwald L. D. Heart disease. — 1992. — С. 122.
  • Спасский К. В. Про роль потенціалу фільтрації в походженні массажних хвиль та хвилі U, електрокардіограми, його вплив напараметри кінцевої частини шлуночкового комплексу. — Наукові записки Острозької академії, 1998. — Т. 1.
  • Спасский К. В. Роль потенциала фильтрации в происхождении волн реполяризации и массажных волн. — Минск: Медико-социальная экспертиза и реабилитация. Выпуск №3. часть №2, 2001.
  • Спасский К. В. Роль потенціалу плину у формуванні хвиль кінцевої частини шлуночкового комплексу ЄКГ. — Минск: Вісник університету „Україна”, 2007.
  • Гл. 5. Анализ электрокардиограммы / С. Погвизд // Кардиология в таблицах и схемах / Ред.: М. Фрид, С. Грайнс. — М. : Практика, 1996. — 728 с. — ISBN 5-88001-023-6.
  • Лешаков, С. Ю. Как снять ЭКГ? : Техника регистрации электрокардиограммы. Условия проведения электрокардиографического исследования // Неотложные состояния в кардиологии. — Калуга, 2005.

СсылкиПравить