Электрическая ось сердца (ЭОС)

Анализ ЭКГ

Электрокардиограф фиксирует суммарную электрическую активность сердца, а если точнее — разность электрических потенциалов (напряжение) между 2 точками.

Откуда же в сердце возникает разность потенциалов? Все просто. В состоянии покоя клетки миокарда заряжены изнутри отрицательно, а снаружи положительно, при этом на ЭКГ-ленте фиксируется прямая линия (= изолиния). Когда в проводящей системе сердца возникает и распространяется электрический импульс (возбуждение), клеточные мембраны переходят из состояния покоя в возбужденное состояние, меняя полярность на противоположную (процесс называется деполяризацией). При этом изнутри мембрана становится положительной, а снаружи — отрицательной из-за открытия ряда ионных каналов и взаимного перемещения ионов K⁺ и Na⁺ (калия и натрия) из клетки и в клетку. После деполяризации через определенное время клетки переходят в состояние покоя, восстанавливая свою исходную полярность (изнутри минус, снаружи плюс), этот процесс называется реполяризацией.

Электрический импульс последовательно распространяется по отделам сердца, вызывая деполяризацию клеток миокарда. Во время деполяризации часть клетки оказывается изнутри заряженной положительно, а часть — отрицательно. Возникает разность потенциалов. Когда вся клетка деполяризована или реполяризована, разность потенциалов отсутствует. Стадии деполяризации соответствует сокращение клетки (миокарда), а стадии реполяризации — расслабление. На ЭКГ записывается суммарная разность потенциалов от всех клеток миокарда, или, как ее называют, электродвижущая сила сердца (ЭДС сердца). ЭДС сердца — хитрая, но важная штука, поэтому вернемся к ней чуть ниже.

Схематическое расположение вектора ЭДС сердца (в центре)
в один из моментов времени.

Отведения на ЭКГ

Как указано выше, электрокардиограф регистрирует напряжение (разность электрических потенциалов) между 2 точками, то есть в каком-то отведении. Другими словами, ЭКГ-аппарат фиксирует на бумаге (экране) величину проекции электродвижущей силы сердца (ЭДС сердца) на какое-либо отведение.

Стандартная ЭКГ записывается в 12 отведениях:

• 3 стандартных (I, II, III),
• 3 усиленных от конечностей (aVR, aVL, aVF),
• и 6 грудных (V1, V2, V3, V4, V5, V6).

1) Стандартные отведения (предложил Эйнтховен в 1913 году).
I — между левой рукой и правой рукой,
II — между левой ногой и правой рукой,
III — между левой ногой и левой рукой.

Простейший (одноканальный, т.е. в любой момент времени записывающий не более 1 отведения) кардиограф имеет 5 электродов: красный (накладывается на правую руку), желтый (левая рука), зеленый (левая нога), черный (правая нога) и грудной (присоска). Если начать с правой руки и двигаться по кругу, можно сказать, что получился светофор. Черный электрод обозначает «землю» и нужен только в целях безопасности для заземления, чтобы человека не ударило током при возможной поломке электрокардиографа.

Многоканальный портативный электрокардиограф.
Все электроды и присоски отличаются по цвету и месту наложения.

2) Усиленные отведения от конечностей (предложены Гольдбергером в 1942 году).
Используются те же самые электроды, что и для записи стандартных отведений, но каждый из электродов по очереди соединяет сразу 2 конечности, и получается объединенный электрод Гольдбергера. На практике запись этих отведений производится простым переключением рукоятки на одноканальном кардиографе (т.е. электроды переставлять не нужно).

aVR — усиленное отведение от правой руки (сокращение от augmented voltage right — усиленный потенциал справа).
aVL — усиленное отведение от левой руки (left — левый)
aVF — усиленное отведение от левой ноги (foot — нога)

3) Грудные отведения (предложены Вильсоном в 1934 году) записываются между грудным электродом и объединенным электродом от всех 3 конечностей.
Точки расположения грудного электрода находятся последовательно по передне-боковой поверхности грудной клетки от средней линии тела к левой руке.

Слишком подробно не указываю, потому для неспециалистов это не нужно. Важен сам принцип (см. рис.).
V1 — в IV межреберье по правому краю грудины.
V2
V3
V4 — на уровне верхушки сердца.
V5
V6 — по левой среднеподмышечной линии на уровне верхушки сердца.

Расположение 6 грудных электродов при записи ЭКГ.

12 указанных отведений являются стандартными. При необходимости «пишут» и дополнительные отведения:

• по Нэбу (между точками на поверхности грудной клетки),
• V7 — V9 (продолжение грудных отведений на левую половину спины),
• V3R — V6R (зеркальное отражение грудных отведений V3 — V6 на правую [right] половину грудной клетки).

Значение отведений

Для справки: величины бывают скалярные и векторные. Скалярные величины имеют только величину (численное значение), например: масса, температура, объем. Векторные величины, или векторы, имеют как величину, так и направление; например: скорость, сила, напряжённость электрического поля и т. д. Векторы обозначаются стрелочкой над латинской буквой.

Зачем придумано так много отведений? ЭДС сердца — это вектор ЭДС сердца в трехмерном мире (длина, ширина, высота) с учетом времени. На плоской ЭКГ-пленке мы можем видеть только 2-мерные величины, поэтому кардиограф записывает проекцию ЭДС сердца на одну из плоскостей во времени.

Плоскости тела, используемые в анатомии.

В каждом отведении записывается своя проекция ЭДС сердца. Первые 6 отведений (3 стандартных и 3 усиленных от конечностей) отражают ЭДС сердца в так называемой фронтальной плоскости (см. рис.) и позволяют вычислять электрическую ось сердца с точностью до 30° (180° / 6 отведений = 30°). Недостающие 6 отведений для формирования круга (360°) получают, продолжая имеющиеся оси отведений через центр на вторую половину круга.

Взаимное расположение стандартных и усиленных отведений во фронтальной плоскости.
Но на рисунке есть ошибка:
aVL и III отведение НЕ находятся на одной линии.
Ниже приведены правильные рисунки.

6 грудных отведений отражают ЭДС сердца в горизонтальной (поперечной) плоскости (она делит тело человека на верхнюю и нижнюю половины). Это позволяет уточнить локализацию патологического очага (например, инфаркта миокарда): межжелудочковая перегородка, верхушка сердца, боковые отделы левого желудочка и т. д.

При разборе ЭКГ используют проекции вектора ЭДС сердца, поэтому такой анализ ЭКГ называется векторным.

Примечание. Нижележащий материал может показаться очень сложным. Это нормально. При изучении второй части цикла вы к нему вернетесь, и станет намного понятнее.

Электрическая ось сердца (ЭОС)

Если нарисовать круг и через его центр провести линии, соответствующие направлениям трех стандартных и трех усиленных отведений от конечностей, то получим 6-осевую систему координат. При записи ЭКГ в этих 6 отведениях записывают 6 проекций суммарной ЭДС сердца, по которым можно оценить расположение патологического очага и электрическую ось сердца.

Формирование 6-осевой системы координат.
Отсутствующие отведения заменяются продолжением уже имеющихся.

Электрическая ось сердца — это проекция суммарного электрического вектора ЭКГ-комплекса QRS (он отражает возбуждение желудочков сердца) на фронтальную плоскость. Количественно электрическая ось сердца выражается углом α между самой осью и положительной (правой) половиной оси I стандартного отведения, расположенной горизонтально.

Наглядно видно, что одна и та же ЭДС сердца в проекциях
на разные отведения дает различные формы кривых.

Правила определения положения ЭОС во фронтальной плоскости такие: электрическая ось сердца совпадает с тем из 6 первых отведений, в котором регистрируются самые высокие положительные зубцы, и перпендикулярна тому отведению, в котором величина положительных зубцов равна величине отрицательных зубцов. Два примера определения электрической оси сердца приведены в конце статьи.

Варианты положения электрической оси сердца:

• нормальное: 30° > α < 69°,
• вертикальное: 70° > α < 90°,
• горизонтальное: 0° > α < 29°,
• резкое отклонение оси вправо: 91° > α < ±180°,
• резкое отклонение оси влево: 0° > α < −90°.

Варианты расположения электрической оси сердца
во фронтальной плоскости.

В норме электрическая ось сердца примерно соответствует его анатомической оси (у худых людей направлена более вертикально от средних значений, а у тучных — более горизонтально). Например, при гипертрофии (разрастании) правого желудочка ось сердца отклоняется вправо. При нарушениях проводимости электрическая ось сердца может резко отклоняться влево или вправо, что само по себе является диагностическим признаком. Например, при полной блокаде передней ветви левой ножки пучка Гиса наблюдается резкое отклонение электрической оси сердца влево (α ≤ −30°), задней ветви — вправо (α ≥ +120°).

Полная блокада передней ветви левой ножки пучка Гиса.
ЭОС резко отклонена влево (α ≅− 30°), т.к. самые высокие положительные зубцы видны в aVL, а равенство зубцов отмечается во II отведении, которое перпендикулярно aVL.

Полная блокада задней ветви левой ножки пучка Гиса.
ЭОС резко отклонена вправо (α ≅ +120°), т.к. самые высокие положительные зубцы видны в III отведении, а равенство зубцов отмечается в отведении aVR, которое перпендикулярно III.

 

 

 Сегодня — о работе сердца. Для лучшего усвоения соберем вместе самую интересную информацию из нескольких предметов: нормальной физиологии, патологической физиологии, фармакологии и кардиологии.

Наверно, каждый помнит из школы, что сердце человека состоит из 4 отдельных камер: двух предсердий и двух желудочков. Чтобы представить примерный размер вашего собственного сердца, сожмите кисть в кулак и приложите к груди. Сокращение камер сердца называется систолой, а расслабление — диастолой (эти термины нужно запомнить, они будут использоваться далее).

Без сокращения желудочков в обычных условиях человек не сможет прожить более 6 минут. А можно ли жить без сокращения предсердий? Можно, и не один год. Например, при мерцательной аритмии мышечные волокна предсердий сокращаются беспорядочно и хаотично. Предсердия не сокращаются как одно целое и не гонят кровь в желудочки. Эффективность работы сердца снижается, но достижения современной кардиологии позволяют жить дальше, не становясь инвалидом. Правда, всю оставшуюся жизнь придется принимать таблетки, но это меньшее из зол.

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

Для сокращения миокарда нужен электрический импульс, правильный ионный баланс внутри и вне клетки (ионы Ca, Na, K), питательные вещества и кислород.

Ионный баланс

Внутри клеток много ионов K⁺, а вне клеток — Na⁺. Возникновение и проведение электрических импульсов связано с потоками ионов через клеточную мембрану. Как и в любой мышечной клетке, для сокращения нужен кальций (Ca²⁺), баланс которого поддерживается с помощью специальных мембранных насосов. Чем больше кальция в клетке, тем сильнее сокращение. При чрезмерном накоплении кальция клетка не сможет расслабиться. Именно поэтому категорически запрещено внутримышечное введение хлористого кальция (можно только внутривенно). Если уколоть CaCl₂ в ягодицу, произойдет непроизвольное сокращение ягодичных мышц, которые не смогут расслабиться. В сжатой до максимума мышце будут пережаты кровеносные сосуды, прекратится доступ кислорода, и наступит ее некроз (омертвение) с последующим воспалением. Таким образом, при очень высоком уровне Ca²⁺ в миокарде возможна остановка сердца в систолу.

Высокий уровень ионов К⁺ способен вызвать остановку сердца в диастолу. Это используется при операциях на открытом сердце для его остановки. Растворы, вызывающие остановку сердца, называются кардиоплегическими (слово «плегия» означает паралич). В норме организм регулирует уровни ионов с помощью почек. При почечной недостаточности уровень калия может опасно изменяться в обе стороны.