Рисунок 1 - Схема проводящей системы сердца

Лекция 5

Измерения при анализе сердечно-сосудистой системы

Общие понятия об ЭКГ

Что такое ЭКГ (электрокардиограмма)?

 

   Слово "электрокардиограмма" с латинского языка дословно переводится следующим образом:
ЭЛЕКТРО - электрические потенциалы;
КАРДИО - сердце;
ГРАММА - запись.
Следовательно, электрокардиограмма - это запись электрических потенциалов (электроимпульсов) сердца.

 

Где находится источник импульсов в сердце?

 

   Сердце работает в нашем организме под руководством собственного водителя ритма, который вырабатывает электрические импульсы и направляет их в проводящую систему.

                                                                                                             

Рисунок 1 - Схема проводящей системы сердца

   Расположен водитель ритма сердца в правом предсердии в месте слияния полых вен, т.е. в синусе, и поэтому назван синусовым узлом, а импульс возбуждения, исходящий из синусового узла, называется соответственно синусовым импульсом.

   Синусный (синоатриальный) узел представляет собой небольшую эллипсовидную пластинку шириной 3 мм, длиной 15 мм и толщиной 1 мм, состоящую из атипических кардиомиоцитов[1]. С-А узел расположен в верхней части заднебоковой стенки правого предсердия у места впадения в него верхней полой вены. Клетки, входящие в состав С-А узла, практически не содержат сократительных филаментов[2]; их диаметр всего лишь 3-5 мкм (в отличие от предсердных сократительных волокон, диаметр которых 10-15 мкм). Клетки синусного узла непосредственно связаны с сократительными мышечными волокнами, поэтому потенциал действия, возникший в синусном узле, немедленно распространяется на миокард[3] предсердий.

 

Стенка сердца: эндокард Окраска гематоксилином и эозином

I — эндокард: напоминает по строению стенку сосуда. В нем выделяют 4 слоя: 1 — эндотелий, 2 — подэндотелиальный слой из рыхлой соединительной ткани, 3 — мышечно-эластический слой (гладкие миоциты и эластические волокна), 4 — наружный соединительнотканный слой. II — миокард и в нем: 5 — кровеносный сосуд.

 

Рисунок 2 – Эндокард и миокард сердца

 

Стенки сердца состоят из трех слоев:

1. эндокард - тонкий внутренний слой;
2. миокард - толстый мышечный слой;
3. эпикард - тонкий наружный слой, который является висцеральным листком перикарда - серозной оболочки сердца (сердечной сумки).

Эндокард выстилает полость сердца изнутри, в точности повторяя ее сложный рельеф.

Миокард образован сердечной поперечно-полосатой мышечной тканью и состоит из сердечных миоцитов, соединенных между собой большим количеством перемычек, с помощью которых они связаны в мышечные комплексы, образующие узкопетлистую сеть. Такая мышечная сеть обеспечивает ритмичное сокращение предсердий и желудочков. У предсердий толщина миокарда наименьшая; у левого желудочка - наибольшая.

Рисунок 3 - Схема строения участка рабочей мышечной ткани миокарда:

1 — миокардиоциты; 2 — анастомозы; 3 — вставочные участки; 4 — ядра миокардиоцитов; 5 — ядра эндотелия капилляров.

Миокард предсердий отделен фиброзными кольцами от миокарда желудочков. Синхронность сокращений миокарда обеспечивает проводящая система сердца, единая для предсердий и желудочков. У предсердий миокард состоит из двух слоев: поверхностного (общего для обоих предсердий), и глубокого (раздельного). В поверхностном слое мышечные пучки расположены поперечно, в глубоком слое - продольно.

Миокард желудочков состоит из трех различных слоев: наружного, среднего и внутреннего. В наружном слое мышечные пучки ориентированы косо, начинаясь от фиброзных колец, продолжаются вниз к верхушке сердца, где образуют завиток сердца. Внутренний слой миокарда состоит из продольно расположенных мышечных пучков. За счет этого слоя образуются сосочковые мышцы и трабекулы[4]. Наружный и внутренний слои являются общими для обоих желудочков. Средний слой образован круговыми мышечными пучками, отдельными для каждого желудочка.

 

 

Рисунок 4 - Сеть трабекул в миокарде желудочка сердца. С поверхности они покрыты эндокардом, состоящим из плоских клеток эндотелия.

 

Эпикард построен по типу серозных оболочек[5] и состоит из тонкой пластинки соединительной ткани, покрытой мезотелием[6]. Эпикард покрывает сердце, начальные отделы восходящей части аорты и легочного ствола, конечные отделы полых и легочных вен.

   У здорового человека синусовый узел вырабатывает электрические импульсы с частотой 60-90 в мин, равномерно посылая их по проводящей системе сердца. Следуя по ней, эти импульсы охватывают возбуждением прилегающие к проводящим путям отделы миокарда и регистрируются графически на ленте как кривая линия ЭКГ.

Следовательно, электрокардиограмма - это графическое отображение (регистрация) прохождения электрического импульса по проводящей системе сердца.

   Прохождение импульса по проводящей системе сердца графически записывается по вертикали в виде пиков - подъемов и спадов кривой линии. Эти пики принято называть зубцами электрокардиограммы и обозначать латинскими буквами P, Q, R, S и T (рис.6).

 

Рисунок 5 - Строение сердца взрослого человека (рисунок с www.ebio.ru)

 

 

   Помимо регистрации зубцов, на электрокардиограмме по горизонтали записывается время, в течение которого импульс проходит по определенным отделам сердца. Отрезок на электрокардиограмме, измеренный по своей продолжительности во времени

(в секундах), называют интервалом.

   ЗУБЦЫ - это выпуклости и вогнутости на электрокардиограмме.
            P (сокращение предсердий),

Q, R, S (все 3 зубца характеризуют сокращение желудочков),

T (расслабление желудочков),

U (непостоянный зубец, регистрируется редко).

 

   СЕГМЕНТЫ
Сегментом на ЭКГ называют отрезок прямой линии (изолинии) между двумя соседними зубцами. Наибольшее значение имеют сегменты P-Q и S-T. Например, сегмент P-Q образуется по причине задержки проведения возбуждения в предсердно-желудочковом (AV-) узле.

   ИНТЕРВАЛЫ
Интервал состоит из зубца (комплекса зубцов) и сегмента. Таким образом, интервал = зубец + сегмент. Самыми важными являются интервалы P-Q и Q-T.

 

 

Рисунок 6 - Зубцы и интервалы на ЭКГ
Любопытно, что за рубежом интервал P-Q обычно называют P-R

 

 

 

Что такое зубец "P"?

 

 

Рисунок 7 - Зубец P - возбуждение предсердий.

       

   Электрический потенциал, выйдя за пределы синусового узла, охватывает возбуждением прежде всего правое предсердие, в котором находится синусовый узел. Так на ЭКГ записывается пик возбуждения правого предсердия.

 

 

Рисунок 8 - Возбуждение левого предсердия и его графическое изображение

 

Далее, по проводящей системе предсердий, а именно по межпредсердному пучку Бахмана, электроимпульс переходит на левое предсердие и возбуждает его. Этот процесс отображается на ЭКГ пиком возбуждения левого предсердия. Его возбуждение начинается в то время, когда правое предсердие уже охвачено возбуждением, что хорошо видно на рисунке.

 

Рисунок 9 – Зубец P

 

Отображая возбуждения обоих предсердий, электрокардиографический аппарат суммирует оба пика возбуждения и записывает графически на ленте зубец Р.

Таким образом, зубец Р представляет собой суммационное отображение прохождения синусового импульса по проводящей системе предсердий и поочередное возбуждение сначала правого (восходящее колено зубца Р), а затем левого (нисходящее колено зубца Р) предсердий.

 

Что такое интервал "P-Q"?

   Одновременно с возбуждением предсердий импульс, выходящий из синусового узла, направляется по нижней веточке пучка Бахмана к атриовентрикулярному (предсердножелудочковому) соединению. В нем происходит физиологическая задержка импульса (замедление скорости его проведения). Проходя по атриовентрикулярному соединению, электрический импульс не вызывает возбуждения прилежащих слоев, поэтому на электрокардиограмме пики возбуждения не записываются. Регистрирующий электрод вычерчивает при этом прямую линию, называемую изоэлектрической линией.

   Оценить прохождение импульса по атриовентрикулярному соединению можно во времени (за сколько секунд импульс проходит это соединение). Таков генез интервала

P-Q.

 

Рисунок 10 - Интервал Р-Q

 Что такое зубцы "Q", "R","S"?

   Продолжая свой путь по проводящей системе сердца, электрический импульс достигает проводящих путей желудочков, представленных пучком Гиса, проходит по этому пучку, возбуждая при этом миокард желудочков.

 

 

Рисунок 11 - Возбуждение межжелудочковой перегородки (зубец Q)

 

   Этот процесс отображается на электрокардиограмме формированием (записью) желудочкового комплекса QRS. Следует отметить, что желудочки сердца возбуждаются в определенной последовательности.

   Сначала, в течение 0,03 с возбуждается межжелудочковая перегородка. Процесс ее возбуждения приводит к формированию на кривой ЭКГ зубца Q.

   Затем возбуждается верхушка сердца и прилегающие к ней области. Так на ЭКГ появляется зубец R. Время возбуждения верхушки в среднем равно 0,05 с.

 

 

Рисунок 12 - Возбуждение верхушки сердца (зубец R)

       

И в последнюю очередь возбуждается основание сердца. Следствием этого процесса является регистрация на ЭКГ зубца S. Продолжительность возбуждения основания сердца составляет около 0,02 с.

 

Рисунок 13 - Возбуждение основания сердца (зубец S)

 

 

Вышеназванные зубцы Q, R и S образуют единый желудочковый комплекс QRS продолжительностью 0,10 с.

 Что такое сегменты S-T и зубец T?

 

   Охватив возбуждением желудочки, импульс, начавший путь из синусового узла, угасает, потому что клетки миокарда не могут долго "оставаться возбужденными. В них начинаются процессы восстановления своего первоначального состояния, бывшего до возбуждения.

   Процессы угасания возбуждения и восстановление исходного состояния миокардиоцитов также регистрируются на ЭКГ (см. рис. 3).

 

   Электрофизиологическая сущность этих процессов очень сложна, здесь большое значение имеет быстрое вхождение ионов хлора в возбужденную клетку, согласованная работа калий-натриевого насоса, имеют место фаза быстрого угасания возбуждения и фаза медленного угасания возбуждения и др. Все сложные механизмы этого процесса объединяют обычно одним понятием - процессы реполяризации. Для нас же самое главное то, что процессы реполяризации отображаются графически на ЭКГ отрезком S-Т и зубцом Т.

 

Рисунок 14 - Процессы возбуждения и реполяризации миокарда

 

 С зубцами и интервалами мы разобрались, а какова же их величина в норме?

Для запоминания величины (высоты или глубины) основных зубцов необходимо знать: все аппараты, регистрирующие ЭКГ, настроены таким образом, что вычерчиваемая в начале записи контрольная кривая равна по высоте 10 мм, или 1 милливольту (mV)

 

.

Рисунок 15 - Контрольная кривая и высота основных зубцов ЭКГ

Рисунок 16 - Электрокардиограф

 

  Традиционно все измерения зубцов и интервалов принято производить во втором стандартном отведении, обозначаемом римской цифрой II (рассмотрим далее). В этом отведении высота зубца R в норме должна быть равна 10 мм, или 1 mV (рис. 17).

   Высота зубца Т и глубина зубца S должны соответствовать 1/2-1/3 высоты зубца R или 0,5-0,3 mV. Высота зубца Р и глубина зубца Q будут равны 1/3-1/4 от высоты зубца R или 0,3-0,2 mV.
   В электрокардиографии ширину зубцов (по горизонтали) принято измерять не в миллиметрах, а в секундах, например, ширина зубца Р равняется 0,10 с. Эта особенность возможна потому, что запись ЭКГ производят на постоянной скорости протяжки ленты. Так, при скорости лентопротяжного механизма 50 мм/с, каждый миллиметр будет равен 0,02 с.

 

Рисунок 17 - Время на ЭКГ ленте

   Для удобства характеристики продолжительности зубцов и интервалов запомните время, равное 0,10 +- 0,02 с. При дальнейшем изучении ЭКГ мы будем часто обращаться к этому времени.
   Ширина зубца Р (за какое время синусовый импульс охватит возбуждением оба предсердия) равна в норме: 0,10± 0,02с.
   Продолжительность интервала Р - Q (за какое время синусовый импульс пройдет атриовентрикулярное соединение) равна в норме: 0,10 ± 02 с.
   Ширина желудочкового комплекса QRS (за какое время синусовый импульс охватит возбуждением желудочки) в норме равна: 0,10 ± 0,02 с.
   Синусовому импульсу для возбуждения предсердий и желудочков потребуется в норме(учитывая при этом, что в норме к желудочкам он может попасть только через атриовентрикулярное соединение) 0,30 ± 0,02 с (0,10 - трижды).
   Действительно, это время продолжительности возбуждения всех отделов сердца от одного синусового импульса. Эмпирически определено, что время реполяризации и время возбуждения всех отделов сердца приблизительно равно.
   Следовательно, продолжительность фазы реполяризации равна приблизительно 0,30 ± 0,02 с.