Теоретична основа

Стандартни изводи

Олово I.

Олово II.

Олово III.

Електрокардиограф

Електрокардиографът е устройство, което записва потенциалните разлики, причинени от електрическата активност на сърцето между точките на повърхността на тялото.

Типични електрокардиографски единици:

1. Входно устройство - система от електроди, кабели за свързването им с устройството, устройства за фиксиране на електродите.

2. Подобрител на биопотенциала. Печалбата е около 1000.

3. Записващо устройство – обикновено термопринтер с резолюция минимум 8 точки/мм. Използват се скорости на теглене на лента от 25 mm/s и 50 mm/s

4. LCD – екран с видео контролер.

5. Централен процесор.

6. Клавиатура.

7. Захранване

8. Блок за калибриране. При краткотрайно включване към входа на усилвателя вместо пациента се подава калибровъчен правоъгълен импулс с амплитуда (1±0,01) mV. Ако коефициентът на усилване съгласно претенция 2 е в рамките на толеранса, тогава върху лентата се записва правоъгълен импулс с височина 10 mm

Изисквания GOST 19687-89

GOST 19687-89 „УСТРОЙСТВА ЗА ИЗМЕРВАНЕ НА БИОЕЛЕКТРИЧЕСКИ ПОТЕНЦИАЛ НА СЪРЦЕТО“ (виж Приложение 1) определя основните характеристики на електрокардиографите и електрокардиоскопите и методите за тяхното измерване. Основните параметри на устройствата трябва да съответстват на посочените в таблица 1.

маса 1

Име на параметъра

Стойност на параметъра

1. Диапазон на входното напрежение U, mV. в рамките на 2. Относителна грешка при измерване на напрежението* и в границите: от 0,1 до 0,5 mV, %, не повече от 0,5 до 4 mV, %, не повече от 3. Нелинейност, %, в рамките: за електрокардиографи за електрокардиоскопи 4 Чувствителност S, mm/mV 5. Относителна грешка на настройката на чувствителността, %. в рамките на 6. Ефективна ширина на запис (изображение) на канал B, mm, не по-малко от 7. Входен импеданс Zin, MOhm, не по-малко от 8. Коефициент на затихване на синфазния сигнал Кс, не по-малко: за електрокардиографи за електрокардиоскопи 9. Напрежение на вътрешен шум, намален до вход Ush, µV, не повече от 10. Времеконстанта, s. не по-малко от 11. Неравномерност на амплитудно-честотната характеристика (AFC) в честотните диапазони: от 0,5 до 60 Hz, % от 60 до 75 Hz, % 12. Относителна грешка при измерване на времеви интервали в диапазона на времевите интервали от 0,1 до 1,0 s, % не повече от 13. Скорост на движение на носителя за запис (скорост на движение) Vn mm/s 14. Относителна грешка при настройка на скоростта на движение на носителя за запис (скорост на движение),%, в рамките на: за електрокардиографи за електрокардиоскопи

От 0,03 до 5 ±15 ±7 ±2 ±2,5 2,5**; 5; 10; 20; 40** ±5 40*** 100000 28000 20 3.2 от -10 до +5 от -30 до +5 ±7 25.50 други стойности са приемливи ±5 ±10

* Разрешено е да не се проверява по време на приемни тестове.

** Допуска се по споразумение с клиента.

***За носими устройства, съгласувани с клиента, се допускат стойности под 40 mm.

В международния стандарт IEC 60601-2-51 „Медицинско електрическо оборудване - Част 2-51: Специфични изисквания за безопасност, включително съществени характеристики, на записващи и анализиращи едноканални и многоканални електрокардиографи“, приет изцяло в Руската федерация, изискванията са определени в РАЗДЕЛ ОСМИ - ТОЧНОСТ НА ОПЕРАТИВНИТЕ ДАННИ И ЗАЩИТА СРЕЩУ ОПАСЕН ИЗХОД (вижте Приложение 2).

Типична схема на електрокардиограф с активна компенсация на смущенията в общ режим.

Ориз. 5. Типична структура на ЕКГ канал с активна компенсация на синфазните смущения.

Ориз. 6. Основната част от диаграмата на ЕКГ канала

Кардиограф DIXION ECG-1001a

Кабел на пациента

Съответстващо устройство

Заден и преден панел съответно.

Монтажна схема.

Верига на съгласувателно устройство за проверка на обхвата на записаните сигнали, грешка на чувствителността, грешка при измерване на напрежението, грешка при измерване на времеви интервал, грешка при скорост на движение, грешка при калибриране на сигнала, времева константа, честотна характеристика

Символи на елементите на веригата и техните номинални стойности:

G1 – генератор на сигнали със специална форма;

G2 – генератор на правоъгълни импулси;

R1 – 51 kOhm ±5%;

R2– 100 kOhm ±0,1%;

R3– 100 Ohm ±0,1%;

R4– 51 Ohm ±5%;

R5 – избран за получаване на напрежение при R4±(300 mV±10%) в зависимост от напрежението на източника;

R8 - 100 Ohm ±5%;

C1 – 47 nF ±10%;

Z1 - R1 и C1 свързани паралелно;

Z2 - R6 и C2, свързани паралелно;

U – източник на постоянно напрежение, осигуряващ напрежение при R4±(300±10%).

Работен ред

Под наблюдението на лаборант сглобете инсталационна схема.

Преди проверка на основните параметри устройството се тества за допустими претоварвания на входното напрежение във всеки записващ канал с хармоничен сигнал със замах от 1V ÷5% и честота 50 Hz±5%, приложен между изходните електроди за най-малко 10 с. Филтрите трябва да бъдат изключени. Тестовете не трябва да водят до повреда на пишещия механизъм или електрическата верига на устройството.

Задайте скоростта на подаване на лентата на 25 mm/s (в менюто на кардиографа). Това означава, че при декодиране на записи един милиметър по протежение на лентата съответства на време t = 1/25 = 0,04 s/mm.

1. Проверете относителната грешка на настройката на чувствителността чрез прилагане на правоъгълен сигнал от 5 Hz ±5% и амплитуда от 1 V ±2% към входа на устройството и промяна на усилването (20, 10, 5).

За това:

· От библиотеката със сигнали (бутон Още функции), изберете правоъгълния сигнал, CardTest01_05_1(0,33Hz), показан на фиг. 12.3, и задайте честотата на 0,33 Hz.

· Задайте амплитудата на сигнала на 2 V на панела на генератора.

· На кардиографа изберете чувствителност, равна на 5 mm/mV, като използвате бутона SENS. Налични са следните нива на чувствителност: ×1(10 mm/mV) → ×2(20 mm/mV) → A.G.C.→ · 25 (2,5 mm/mV)→ · 5(5 mm/mV)).

· Пуснете сигнала с бутона RUN.

· Повторете всичко, като зададете амплитудата на 1V и чувствителността на 10mm/mV. След това настройте амплитудата на 0,5 V и чувствителността на 20 mm/mV.

· Използвайки линийка и компас, измерваме отклонението на амплитудата, допустимо е отклонение от ±5%.

· Въведете резултатите в таблица.

2. Проверете неравномерността на честотната характеристика чрез прилагане на хармоничен сигнал към входа на устройството в съответствие с диаграма 7.1.

Неравномерността на честотната характеристика като процент се изчислява по формулата: δ 1 = *100,

където h o е размерът на изображението на синусоида от пик до пик в записа при референтна честота от 10 Hz, mm.

h max - размерът на обхвата на синусоидалното изображение на записа, който е максимално различен от h o в положителна или отрицателна посока, mm.

За да проверите честотната характеристика на грешката при измерване на напрежението, се препоръчва да използвате комплексните тестови сигнали на генератора PCSGU-250, представени на фиг. 12. (1-ви и 2-ри сигнал)

За това:

· От библиотеката със сигнали изберете сигнала, CardTest10_20_30_40_50_60_75_100(0,5Hz).

· Задайте честотата на 0,5 Hz и амплитудата на 2V.

· Настройте чувствителността на кардиографа на 10 mm/mV.

· Записваме сигнала.

· С помощта на линийка и компас измерваме h o (за 10 Hz поредица от сигнали) и h max 1 (за 60 Hz поредица от сигнали) и h max 2 (за 75 Hz поредица от сигнали.

· Ние извършваме изчислението по формулата за 60 и 75 Hz сигнали.

· Повторете всички стъпки за сигнала CardTest05_2_10_25(0,25 Hz), като зададете амплитудата на 2 V и честотата на 0,25 Hz.

· Измерваме h o за пакет от сигнали 0,5 Hz и h max за пакет от сигнали 10 и 25 Hz, h max 1 (за 10 Hz) и h max 2 (за 25 Hz)

· Вкарваме резултатите в таблицата.

Допустими са следните отклонения на честотната характеристика: в първия сигнал за пакет от 60Hz „-10%“, за пакет от 75Hz - „30%“. Във втория сигнал ±5%.

Фиг. 12. Комплексни тестови сигнали, използвани при проверка на електрокардиографи.

3. Проверете времеконстантата във всеки канал при чувствителност от 5 mm/mV чрез подаване на правоъгълен сигнал със замах от 4 mV ± 3% към входа на устройството за времетраене по-малко от 5 s. Определете времеконстантата от записа като времето, необходимо за затихване на сигнала до ниво от 0,37 съгласно чертежа, без да се вземат предвид емисиите.

Изображението на преходния отговор в записа за всеки канал трябва да бъде монотонен, обърнат към нулевата линия.

· Изберете правоъгълен сигнал със замах от 4 mV.

· Настройте чувствителността на кардиографа на 5 mm/mV.

· Записваме сигнала.

· С помощта на линийка измерете максималната амплитуда (A), след това начертайте хоризонтална линия при 0,37A, докато се пресече със сигналната линия, и измерете τ, както е показано на фигурата по-долу.

Таблица с резултати при измерване на грешка на чувствителността

Таблица с резултати при проверка на неравномерността на честотната характеристика

Таблица с резултати при проверка на времеконстантата

τ

Изводи:

Теоретична основа

Интегрален електрически вектор на сърцето(IEVS) е векторната сума на диполните моменти на токовите диполи в целия обем на сърцето. По време на сърдечната контракция IEV се променя както по величина, така и по посока, което причинява разпространението на електромагнитна енергия в пространството.

Стандартни изводи

Тази енергия, разпространявайки се от сърцето в много посоки, предизвиква появата на повърхностни потенциали върху кожата в различни точки. Тази разлика в потенциала, наречена отвеждане, може да бъде записана.

Оловото осигурява оценка на електрическата активност на сърцето между две точки (полюси). Всеки проводник се състои от положителен (+) полюс или активен електрод и отрицателен (-) полюс. Между положителните и отрицателните полюси има въображаема линия, представляваща водещата ос. Тъй като проводниците ви позволяват да измервате електрическия потенциал на сърцето от различни позиции, сигналите, записани от тези проводници, дават крива, характерна за всеки проводник.

Посоката на движение на електрическия сигнал определя формата на ЕКГ вълните. Когато съвпада с посоката на оста на отвеждането и е насочена към положителния полюс, линията на ЕКГ се отклонява нагоре („положително отклонение“). Когато електрическият ток е насочен от положителен към отрицателен полюс, той се отклонява надолу от изолинията („отрицателно отклонение“). Когато посоката на тока е перпендикулярна на оста, ЕКГ вълните са насочени във всяка посока или могат да бъдат ниски. Ако няма електрическа активност или е твърде малка за измерване, ЕКГ ще покаже права линия, която се нарича изоелектрично отклонение.

В равнина, минаваща вертикално през сърцето от върха до основата, електрическите токове се наблюдават към сърцето отпред. Фронталната равнина се осигурява от шест отвеждания на крайниците (I, II, III, aVR, aVL, aVF) (фиг. 1).

В равнина, минаваща хоризонтално през средата на сърцето, посоката на електрическия ток се разглежда отгоре надолу. Този подход се осигурява от шест гръдни проводника (V 1 -V 6) (фиг. 2).

Ориз. 2. Хоризонтална равнина

води I, II и III (по Айнтховен).Тези три отвеждания се наричат ​​стандартни или биполярни отвеждания на крайниците.

За записване на стандартни отвеждания на крайниците, електродите се поставят на дясната предмишница, лявата предмишница и левия прасец. Четвъртият електрод се поставя на десния пищял, използва се като заземяване за стабилизиране на ЕКГ записа и не влияе върху характеристиките на електрическите сигнали, записани на ЕКГ

Тези проводници се наричат ​​биполярни, защото всеки има два електрода, които осигуряват едновременен запис на електрическите токове на сърцето, протичащи към двата крайника. Биполярните проводници ви позволяват да измервате потенциала между положителните (+) и отрицателните (-) електроди.

Олово I.Записва електрически токове между дясната (червен електрод) и лявата предмишница (жълт електрод).

Олово II.Записва електрически токове между дясната предмишница (червен електрод) и левия пищял (зелен електрод).

Олово III.Записва електрически токове между левия пищял (зелен електрод) и лявата предмишница (жълт електрод).

Електродът на дясната предмишница винаги се счита за отрицателен полюс, а на левия пищял винаги като положителен полюс. Електродът на лявата предмишница може да бъде положителен или отрицателен в зависимост от отвеждането: в отвеждане I е положително, а в отвеждане III е отрицателно.

Когато токът е насочен към положителния полюс, ЕКГ вълната е насочена нагоре от изоелектричната линия (положителна). Когато токът тече към отрицателния полюс, ЕКГ вълната е обърната (отрицателна). В отвеждане II токът протича от отрицателния към положителния полюс, поради което вълните на конвенционалната ЕКГ са насочени нагоре.

Концепцията за триъгълника на Айнтховен.

Поставяне на електроди за записващи проводници I, II и Ш, както е показано на фиг. 3, образува така наречения триъгълник на Айнтховен. Всяка страна на този равностранен триъгълник между двата електрода съответства на един от стандартните проводници.Айнтховен вярва, че сърцето е разположено в центъра на електрическото поле, което генерира. Следователно сърцето се счита за център на този равностранен триъгълник. От триъгълника на Айнтховен се получава фигура с триосна координатна система за стандартни отвеждания I, II и III.

Ориз. 3. Триъгълник на Айнтховен

Законът на Айнтховен гласи: сумата от електрическите потенциали, записани във всеки момент в отвеждания I и III, е равна на електрическия потенциал, записан в отвеждане P. Този закон може да се използва за откриване на грешки, направени при прилагане на електроди, за определяне на причините за регистриране на необичайни сигнали в един от трите стандартни отвеждания и за оценка на серийни ЕКГ.

Води aVR, aVL и aVF (според Golbdberg).Тези три отвеждания се наричат ​​общо усилени униполярни отвеждания на крайници.

Тези проводници използват същите позиции на електродите като стандартните проводници I, II и III, т.е. електродите са фиксирани на дясната предмишница, лявата предмишница и левия прасец. Електродът, поставен на десния пищял, не се използва при записване на сигнали в тези проводници.

Отводите aVR, aVL и aVF изследват разликата в електрическия потенциал между крайниците и центъра на сърцето. Те се наричат ​​еднополюсни, защото се използва само един електрод за запис на електрическия сигнал; центърът на сърцето винаги е неутрален, така че не е необходим втори електрод. Обозначението на усилените отвеждания на крайниците идва от първите букви на английските думи “a” - augmented (усилен), “V”-волтаж (потенциал), “R”-десен (десен), “L”-ляв (ляв) , “F” -крак (крак).

Във връзка с горното, всички електроди в тези проводници са положителни. Отрицателният електрод се получава чрез събиране на сигналите от отвеждания I, II и III, чиято алгебрична сума е нула.

Тези отвеждания се наричат ​​още усилени, тъй като амплитудата на комплексите се увеличава с 50% в сравнение със стандартните отвеждания. Записите на подобрени изводи са по-лесни за тълкуване.

Взаимоотношенията в основата на работата на електрокардиографа:

UI=Uin(L)-Uin(R);

UII= Uin(F)-Uin(R);

UIII= Uin(F)-Uin(L);

UaVR=Uin(R)-(Uin(L)-Uin(F))/2;

UaVL=Uin(L)-(Uin(F)-Uin(R))/2;

UaVF=Uin(F)-(Uin(L)-Uin(R))/2;

UVi= Uin(Ci)-(Uin(R)+Uin(L)+Uin(F))/3, където i=1,2,…,6.

Води V1-V6 (според Уилсън).Тези шест отвеждания се наричат ​​еднополюсни сърдечни или гръдни отвеждания. Те са обозначени с буквата V, а точките на прихващане на положителните потенциали j (и съответните проводници на водещия кабел) са обозначени с буквата C с номер, съответстващ на позицията на електрода (фиг. 4). Отрицателният потенциал се взема от точката, чийто потенциал се формира в съответствие с отношението (j R +j L +j F)/3.

Електродите се поставят в следните точки:

C(V)1 - в четвъртото междуребрие по десния ръб на гръдната кост (червен електрод);

C(V)2 - в четвъртото междуребрие по левия ръб на гръдната кост (жълт електрод);

C(V)3 - в средата на линията, свързваща точки V2 и V4 (зелен електрод);

C(V)4 - в пето междуребрие по лявата средноключична линия (кафяв електрод);

C(V)5 - в петото междуребрие по лявата предна аксиларна линия (черен електрод);

C(V)6 - в петото междуребрие по лявата средна аксиларна линия (лилав електрод).

Ориз. 4. Уилсън води

Гръдните проводници измерват разликата в електрическия потенциал между електродите, поставени на гърдите, и централния терминал. Гръдните електроди във всяко от отвежданията V винаги са положителни. Отрицателният електрод се получава чрез събиране на сигналите от отвеждания I, II и III, чиято алгебрична сума е нула.

ЕКГ (електрокардиография или просто кардиограма) е основният метод за изследване на сърдечната дейност. Методът е толкова прост, удобен и в същото време информативен, че се използва навсякъде. Освен това ЕКГ е абсолютно безопасно и няма противопоказания за него.

Поради това се използва не само за диагностициране на сърдечно-съдови заболявания, но и като превантивна мярка по време на рутинни медицински прегледи и преди спортни състезания. Освен това се записва ЕКГ, за да се определи пригодността за определени професии, свързани с тежко физическо натоварване.

Нашето сърце се свива под въздействието на импулси, които преминават през проводната система на сърцето. Всеки импулс представлява електрически ток. Този ток възниква от мястото, където се генерира импулсът в синусовия възел и след това отива към предсърдията и вентрикулите. Под въздействието на импулса се получава свиване (систола) и отпускане (диастола) на предсърдията и вентрикулите.

Освен това систолата и диастолата се появяват в строга последователност - първо в предсърдията (в дясното предсърдие малко по-рано), а след това във вентрикулите. Това е единственият начин да се осигури нормална хемодинамика (кръвообръщение) с пълно кръвоснабдяване на органите и тъканите.

Електрическите токове в проводната система на сърцето създават електрическо и магнитно поле около себе си. Една от характеристиките на това поле е електрическият потенциал. При необичайни контракции и неадекватна хемодинамика, величината на потенциалите ще се различава от потенциалите, характерни за сърдечните контракции на здраво сърце. Във всеки случай, както в норма, така и при патология, електрическите потенциали са пренебрежимо малки.

Но тъканите имат електрическа проводимост и следователно електрическото поле на биещо сърце се разпространява в цялото тяло и потенциалите могат да бъдат записани на повърхността на тялото. Всичко, което е необходимо за това, е високочувствителен апарат, оборудван със сензори или електроди. Ако с помощта на това устройство, наречено електрокардиограф, се записват електрически потенциали, съответстващи на импулсите на проводната система, тогава може да се съди за функционирането на сърцето и да се диагностицират нарушения в неговото функциониране.

Тази идея е в основата на съответната концепция, разработена от холандския физиолог Айнтховен. В края на 19в. този учен формулира основните принципи на ЕКГ и създава първия кардиограф. В опростена форма електрокардиографът се състои от електроди, галванометър, система за усилване, ключове за отвеждане и записващо устройство. Електрическите потенциали се усещат от електроди, които се поставят на различни части на тялото. Изводът се избира с помощта на превключвателя на устройството.

Тъй като електрическите потенциали са пренебрежимо малки, те първо се усилват и след това се подават към галванометъра, а оттам на свой ред към записващото устройство. Това устройство е записващо устройство с мастило и хартиена лента. Още в началото на 20в. Айнтховен е първият, който използва ЕКГ за диагностични цели, за което е удостоен с Нобелова награда.

ЕКГ триъгълник на Айнтховен

Според теорията на Айнтховен човешкото сърце, разположено в гърдите с изместване наляво, е в центъра на един вид триъгълник. Върховете на този триъгълник, който се нарича триъгълник на Айнтховен, се образуват от три крайника - дясната ръка, лявата ръка и левия крак. Айнтховен предлага запис на потенциалната разлика между електродите, поставени върху крайниците.

Потенциалната разлика се определя в три проводника, които се наричат ​​стандартни проводници и се обозначават с римски цифри. Тези изводи са страните на триъгълника на Айнтховен. Освен това, в зависимост от отвеждането, в което се записва ЕКГ, един и същ електрод може да бъде активен, положителен (+) или отрицателен (-):

1. Лява ръка (+) – дясна ръка (-)
2. Дясна ръка (-) – ляв крак (+)

• Лява ръка (-) – ляв крак (+)

Ориз. 1. Триъгълник на Айнтховен.

Малко по-късно беше предложено да се регистрират подобрени еднополярни отвеждания от крайниците - върховете на триъгълника на Ейтовен. Тези подобрени проводници са обозначени с английските съкращения aV (augmented Voltage).

aVL (left) – лява ръка;

aVR (right) – дясна ръка;

aVF (стъпало) – ляв крак.

При подобрените еднополюсни проводници потенциалната разлика се определя между крайника, върху който е приложен активният електрод, и средния потенциал на другите два крайника.

В средата на 20в. ЕКГ беше допълнена от Wilson, който в допълнение към стандартните и еднополюсни проводници предложи запис на електрическата активност на сърцето от еднополюсни гръдни проводници. Тези проводници са обозначени с буквата V. За ЕКГ изследвания се използват шест еднополярни проводника, разположени на предната повърхност на гръдния кош.

Тъй като сърдечната патология обикновено засяга лявата камера на сърцето, повечето гръдни отвеждания V са разположени в лявата половина на гръдния кош.

Ориз. 2.

V 1 – четвърто междуребрие в десния край на гръдната кост;

V 2 – четвърто междуребрие в левия край на гръдната кост;

V 3 – средата между V 1 и V 2;

V 4 – пето междуребрие по средноключичната линия;

V 5 – хоризонтално по предната аксиларна линия на нивото на V 4;

V 6 – хоризонтално по средната аксиларна линия на нивото на V 4.

Тези 12 отвеждания (3 стандартни + 3 униполярни от крайниците + 6 гръдни) са задължителни. Те се записват и оценяват при всички случаи на ЕКГ, извършени с диагностична или превантивна цел.

Освен това има редица допълнителни изводи. Те се записват рядко и при определени показания, например, когато е необходимо да се изясни локализацията на инфаркт на миокарда, да се диагностицира хипертрофия на дясната камера, предсърдията и др. Допълнителните ЕКГ проводници включват гръдни проводници:

V 7 – на нивото на V 4 -V 6 по задната аксиларна линия;

V 8 – на ниво V 4 -V 6 по линията на лопатката;

V 9 – на ниво V 4 -V 6 по паравертебралната (паравертебралната) линия.

В редки случаи, за диагностициране на промени в горните части на сърцето, гръдните електроди могат да се поставят 1-2 междуребрия по-високо от обикновено. В този случай те се означават с V 1, V 2, където горният индекс показва колко междуребрени пространства е разположен над електрода.

Понякога, за да се диагностицират промени в дясната страна на сърцето, гръдните електроди се прилагат към дясната половина на гръдния кош в точки, които са симетрични на тези със стандартния метод за записване на гръдни отвеждания в лявата половина на гръдния кош. При обозначаването на такива проводници се използва буквата R, което означава дясно, дясно - B 3 R, B 4 R.

Кардиолозите понякога прибягват до биполярни проводници, предложени някога от немския учен Неб. Принципът на регистриране на отводи според Sky е приблизително същият като при регистриране на стандартни отвеждания I, II, III. Но за да се образува триъгълник, електродите се поставят не на крайниците, а на гърдите.

Електрод от дясната ръка се монтира във второто междуребрие в десния край на гръдната кост, от лявата ръка - по задната аксиларна линия на нивото на задвижващия механизъм на сърцето, а от левия крак - директно до проекционна точка на задвижващия механизъм на сърцето, съответстваща на V 4. Между тези точки се записват три проводника, които са обозначени с латинските букви D, A, I:

D (dorsalis) – задно отвеждане, съответства на стандартно отвеждане I, подобно на V 7;

A (anterior) – предно отвеждане, съответства на стандартно отвеждане II, подобно на V 5;

I (inferior) – долно отвеждане, съответства на стандартно отвеждане III, подобно на V 2.

За диагностициране на постеробазални форми на инфаркт се регистрират проводници Slopak, обозначени с буквата S. При регистриране на проводници Slopak електродът, поставен на лявата ръка, се монтира по лявата задна аксиларна линия на нивото на апикалния импулс, а електродът от дясната ръка се премества последователно в четири точки:

S 1 – в левия край на гръдната кост;

S 2 – по средноключичната линия;

S 3 – по средата между C 2 и C 4;

S 4 – по предната аксиларна линия.

В редки случаи за ЕКГ диагностика се използва прекордиално картографиране, когато 35 електрода в 5 реда по 7 са разположени на лявата антеролатерална повърхност на гръдния кош. Понякога електродите се поставят в епигастралната област, напредват в хранопровода на разстояние 30-50 cm от резците и дори се вмъкват в кухината на сърдечните камери, когато се изследват през големи съдове. Но всички тези специфични методи за регистрация на ЕКГ се извършват само в специализирани центрове, които разполагат с необходимото оборудване и квалифицирани лекари.

ЕКГ техника

По план ЕКГ записът се извършва в специализирана зала, оборудвана с електрокардиограф. Някои съвременни кардиографи използват механизъм за термичен печат вместо конвенционален мастилен рекордер, който използва топлина, за да изгори кривата на кардиограмата върху хартията. Но в този случай е необходима специална хартия или термична хартия за кардиограмата. За яснота и удобство при изчисляване на ЕКГ параметрите кардиографите използват милиметрова хартия.

В най-новите модификации на кардиографите ЕКГ се показва на екрана на монитора, декриптира се с помощта на предоставения софтуер и не само се отпечатва на хартия, но и се записва на цифров носител (диск, флаш устройство). Въпреки всички тези подобрения, принципът на кардиографа за запис на ЕКГ остава практически непроменен, откакто Айнтховен го е разработил.

Повечето съвременни електрокардиографи са многоканални. За разлика от традиционните едноканални устройства, те регистрират не един, а няколко отвеждания наведнъж. В 3-каналните устройства първо се записват стандартни I, II, III, след това подобрени еднополюсни проводници от крайниците aVL, aVR, aVF и след това гръдни проводници - V 1-3 и V 4-6. При 6-каналните електрокардиографи първо се записват стандартни и еднополюсни отвеждания на крайниците, а след това всички отвеждания в гърдите.

Стаята, в която се извършва записът, трябва да бъде отстранена от източници на електромагнитни полета и рентгенови лъчи. Поради това ЕКГ кабинетът не трябва да се разполага в непосредствена близост до рентгенов кабинет, помещения, където се извършват физиотерапевтични процедури, както и електродвигатели, електрически табла, кабели и др.

Няма специална подготовка преди запис на ЕКГ. Желателно е пациентът да е отпочинал и добре наспал. Предишен физически и психо-емоционален стрес може да повлияе на резултатите и следователно е нежелателен. Понякога приемът на храна също може да повлияе на резултатите. Следователно, ЕКГ се записва на празен стомах, не по-рано от 2 часа след хранене.

Докато записвате ЕКГ, пациентът лежи на плоска, твърда повърхност (на диван) в спокойно състояние. Местата за поставяне на електроди трябва да са свободни от дрехи.

Следователно, трябва да се съблечете до кръста, краката и краката да са свободни от дрехи и обувки. Електродите се поставят върху вътрешните повърхности на долните трети на краката и стъпалата (вътрешната повърхност на ставите на китката и глезена). Тези електроди са под формата на плочи и са предназначени за запис на стандартни отвеждания и еднополюсни отвеждания от крайниците. Същите тези електроди могат да изглеждат като гривни или щипки.

Всеки крайник има собствен електрод. За да се избегнат грешки и объркване, електродите или проводниците, чрез които са свързани към устройството, са цветно кодирани:

• Отдясно - червено;
• От лявата ръка - жълто;
• До левия крак - зелено;
• До десния крак - черен.

Защо ви е нужен черен електрод? В крайна сметка десният крак не е включен в триъгълника на Айнтховен и от него не се вземат показания. Черният електрод е за заземяване. Съгласно основните изисквания за безопасност, всички електрически съоръжения, вкл. и електрокардиографите трябва да бъдат заземени.

За тази цел ЕКГ стаите са оборудвани със заземителна верига. И ако ЕКГ се записва в неспециализирано помещение, например у дома от служители на линейка, устройството се заземява към радиатор за централно отопление или към водопровод. За това има специална жица с фиксираща скоба в края.

Електродите за запис на гръдни проводници имат формата на вендуза и са снабдени с бял проводник. Ако уредът е едноканален, има само една вендуза, като тя се премества в необходимите точки на гърдите.

В многоканалните устройства има шест от тези вендузи и те също са маркирани с цвят:

V 1 – червено;

V 2 – жълто;

V 3 – зелено;

V 4 – кафяво;

V 5 – черен;

V 6 – лилаво или синьо.

Важно е всички електроди да прилепват плътно към кожата. Самата кожа трябва да е чиста, без мазнини, мазнини и пот. В противен случай качеството на електрокардиограмата може да се влоши. Между кожата и електрода възникват индуктивни токове или просто смущения. Доста често върхът се среща при мъже с гъста коса на гърдите и крайниците. Ето защо тук трябва да сте особено внимателни, за да сте сигурни, че контактът между кожата и електрода не е нарушен. Смущението рязко влошава качеството на електрокардиограмата, която показва малки зъбци вместо права линия.

Ориз. 3. Индуцирани токове.

Поради това се препоръчва да се обезмасли мястото, където се прилагат електродите с алкохол и да се навлажни със сапунен разтвор или проводим гел. За електроди от крайниците са подходящи и марлеви кърпички, напоени с физиологичен разтвор. Трябва обаче да се има предвид, че физиологичният разтвор изсъхва бързо и контактът може да бъде нарушен.

Преди запис е необходимо да проверите калибрирането на устройството. За целта той разполага със специален бутон – т.нар. референтен миливолт. Тази стойност отразява височината на зъба при потенциална разлика от 1 миливолт (1 mV). В електрокардиографията референтната стойност на миливолта е 1 см. Това означава, че при разлика в електрическите потенциали от 1 mV височината (или дълбочината) на ЕКГ вълната е 1 см.

Ориз. 4. Всеки ЕКГ запис трябва да бъде предшестван от контролен миливолтов тест.

Електрокардиограмите се записват със скорост на лентата от 10 до 100 mm/s. Вярно е, че екстремните стойности се използват много рядко. По принцип кардиограмата се записва със скорост 25 или 50 mm/s. Освен това последната стойност, 50 mm/s, е стандартна и най-често използвана. Използва се скорост от 25 mm/h, когато трябва да се регистрира най-голям брой сърдечни контракции. В крайна сметка, колкото по-ниска е скоростта на лентата, толкова по-голям е броят на сърдечните контракции, които тя показва за единица време.

Ориз. 5. Същата ЕКГ записана със скорост 50 mm/s и 25 mm/s.

ЕКГ се записва при тихо дишане. В този случай субектът не трябва да говори, да киха, да кашля, да се смее или да прави резки движения. При регистриране на стандартно отвеждане III може да се наложи дълбоко вдишване с кратко задържане на дъха. Това се прави, за да се разграничат функционалните промени, които често се срещат в това отвеждане, от патологичните.

Участъкът от кардиограмата със зъбци, съответстващ на систолата и диастолата на сърцето, се нарича сърдечен цикъл. Обикновено във всяко отвеждане се записват 4-5 сърдечни цикъла. В повечето случаи това е достатъчно. Въпреки това, в случай на сърдечни аритмии или съмнение за инфаркт на миокарда, може да се наложи записване на до 8-10 цикъла. За да превключва от един проводник към друг, сестрата използва специален превключвател.

В края на записа субектът се освобождава от електродите и лентата се подписва - пълното му име е посочено в самото начало. и възраст. Понякога, за детайлизиране на патологията или определяне на физическата издръжливост, ЕКГ се извършва на фона на лекарства или физическа активност. Провеждат се тестове за наркотици с различни лекарства - атропин, камбанки, калиев хлорид, бета-блокери. Физическата активност се извършва на велоергометър (велоергометрия), ходене на бягаща пътека или ходене на определени разстояния. За да се осигури пълнота на информацията, ЕКГ се записва преди и след тренировка, както и директно по време на велоергометрия.

Много негативни промени в сърдечната функция, като ритъмни нарушения, са преходни и може да не бъдат открити по време на ЕКГ запис дори при голям брой отвеждания. В тези случаи се извършва холтер мониториране - записва се холтер ЕКГ в непрекъснат режим през целия ден. Към тялото на пациента е прикрепен преносим рекордер, оборудван с електроди. След това пациентът се прибира вкъщи, където следва обичайния си режим. След 24 часа записващото устройство се премахва и наличните данни се дешифрират.

Нормалната ЕКГ изглежда така:

Ориз. 6. ЕКГ лента

Всички отклонения в кардиограмата от средната линия (изолиния) се наричат ​​вълни. Зъбите, отклонени нагоре от изолинията, се считат за положителни, а надолу - за отрицателни. Пространството между зъбите се нарича сегмент, а зъбът и съответстващият му сегмент се наричат ​​интервал. Преди да разберете какво представлява определена вълна, сегмент или интервал, струва си да се спрем накратко на принципа на формиране на ЕКГ крива.

Обикновено сърдечният импулс възниква в синоатриалния (синусов) възел на дясното предсърдие. След това се разпространява в предсърдията - първо дясното, после лявото. След това импулсът се изпраща към атриовентрикуларния възел (атриовентрикуларен или AV възел), а след това по протежение на снопа His. Клоните на Хисовия сноп или дръжките (десен, ляв преден и ляв заден) завършват с влакна на Пуркиние. От тези влакна импулсът се разпространява директно към миокарда, което води до неговото свиване - систола, което се заменя с отпускане - диастола.

Преминаването на импулс по нервното влакно и последващото свиване на кардиомиоцита е сложен електромеханичен процес, по време на който се променят стойностите на електрическите потенциали от двете страни на мембраната на влакното. Разликата между тези потенциали се нарича трансмембранен потенциал (TMP). Тази разлика се дължи на различната пропускливост на мембраната за калиеви и натриеви йони. Вътре в клетката има повече калий, извън нея - натрий. С преминаването на пулса тази пропускливост се променя. По същия начин се променя съотношението на вътреклетъчния калий и натрий и TMP.

Когато възбуден импулс премине, TMP се увеличава вътре в клетката. В този случай изолинията се измества нагоре, образувайки възходящата част на зъба. Този процес се нарича деполяризация. След това, след преминаването на импулса, TMP се опитва да вземе първоначалната стойност. Въпреки това, пропускливостта на мембраната за натрий и калий не се връща веднага към нормалното и отнема известно време.

Този процес, наречен реполяризация, се проявява на ЕКГ чрез отклонение надолу на изолинията и образуване на отрицателна вълна. След това поляризацията на мембраната приема първоначалната стойност на покой (TMP), а ЕКГ отново придобива характер на изолиния. Това съответства на фазата на диастола на сърцето. Трябва да се отбележи, че един и същ зъб може да изглежда както положително, така и отрицателно. Всичко зависи от проекцията, т.е. водещото, в което е записано.

ЕКГ компоненти

ЕКГ вълните обикновено се обозначават с латински главни букви, започващи с буквата P.

Ориз. 7. ЕКГ вълни, сегменти и интервали.

Параметрите на зъбите са посока (положителна, отрицателна, двуфазна), както и височина и ширина. Тъй като височината на зъба съответства на промяната на потенциала, тя се измерва в mV. Както вече беше споменато, височина от 1 cm върху лентата съответства на потенциално отклонение от 1 mV (референтен миливолт). Ширината на зъб, сегмент или интервал съответства на продължителността на фаза от определен цикъл. Това е временна стойност и е обичайно да се обозначава не в милиметри, а в милисекунди (ms).

Когато лентата се движи със скорост 50 mm/s, всеки милиметър на хартия отговаря на 0,02 s, 5 mm - 0,1 ms, а 1 cm - 0,2 ms. Много е просто: ако 1 cm или 10 mm (разстояние) се раздели на 50 mm/s (скорост), получаваме 0,2 ms (време).

Пронг Р. Показва разпространението на възбуждането в предсърдията. В повечето отвеждания той е положителен, като височината му е 0,25 mV, а ширината е 0,1 ms. Освен това началната част на вълната съответства на преминаването на импулса през дясната камера (тъй като тя се възбужда по-рано), а крайната част - по протежение на лявата. P вълната може да бъде отрицателна или двуфазна в отвеждания III, aVL, V 1 и V 2.

Интервал П-Q (илиП-R)- разстоянието от началото на P вълната до началото на следващата вълна - Q или R. Този интервал съответства на деполяризацията на предсърдията и преминаването на импулса през AV кръстовището, а след това по His снопа и неговия крака. Големината на интервала зависи от сърдечната честота (HR) – колкото по-висока е тя, толкова по-къс е интервалът. Нормалните стойности са в диапазона 0,12 – 0,2 ms. Широкият интервал показва забавяне на атриовентрикуларната проводимост.

Комплекс QRS. Ако P представлява функционирането на предсърдията, тогава следващите вълни Q, R, S и T отразяват функцията на вентрикулите и съответстват на различните фази на деполяризация и реполяризация. Наборът от QRS вълни се нарича вентрикуларен QRS комплекс. Обикновено ширината му не трябва да надвишава 0,1 ms. Излишъкът показва нарушение на интравентрикуларната проводимост.

зъбец Q. Съответства на деполяризация на междукамерната преграда. Този зъб винаги е отрицателен. Обикновено ширината на тази вълна не надвишава 0,3 ms, а височината й е не повече от ¼ от следващата R вълна в същото отвеждане. Единственото изключение е отвеждането aVR, където се регистрира дълбока Q вълна.В други отвеждания дълбоката и разширена Q вълна (на медицински жаргон - куище) може да показва сериозна сърдечна патология - остър миокарден инфаркт или белези след инфаркт. Въпреки че са възможни и други причини - отклонения на електрическата ос поради хипертрофия на сърдечните камери, позиционни промени, блокада на пакетните разклонения.

зъбецР .Показва разпространението на възбуждането в миокарда на двете камери. Тази вълна е положителна и нейната височина не надвишава 20 mm в крайниците и 25 mm в гърдите. Височината на R вълната не е еднаква в различните отвеждания. Обикновено в отвеждане II той е най-голям. В рудните отводи V 1 и V 2 той е нисък (поради това често се обозначава с буквата r), след това се увеличава във V 3 и V 4, а във V 5 и V 6 отново намалява. При липса на R вълна, комплексът придобива външния вид на QS, което може да означава трансмурален или цикатрициален миокарден инфаркт.

зъбец С. Показва преминаването на импулса през долната (базалната) част на вентрикулите и междукамерната преграда. Това е отрицателен зъб и неговата дълбочина варира в широки граници, но не трябва да надвишава 25 мм. В някои отвеждания S вълната може да липсва.

T вълна. Крайният участък от ЕКГ комплекса, показващ фазата на бърза камерна реполяризация. В повечето отвеждания тази вълна е положителна, но може да бъде и отрицателна във V1, V2, aVF. Височината на положителните вълни зависи пряко от височината на R вълната в същото отвеждане - колкото по-високо е R, толкова по-високо е Т. Причините за отрицателна Т вълна са различни - дребноогнищен миокарден инфаркт, дисхормонални нарушения, предишни хранения , промени в електролитния състав на кръвта и много други. Ширината на Т вълните обикновено не надвишава 0,25 ms.

сегмент С-T– разстоянието от края на вентрикуларния QRS комплекс до началото на Т вълната, съответстващо на пълното покритие на вентрикулите от възбуждане. Обикновено този сегмент се намира на изолинията или леко се отклонява от нея - не повече от 1-2 mm. Големите S-T отклонения показват тежка патология - нарушение на кръвоснабдяването (исхемия) на миокарда, което може да доведе до инфаркт. Възможни са и други по-леки причини - ранна диастолна деполяризация, чисто функционално и обратимо нарушение предимно при млади мъже под 40 години.

Интервал Q-T– разстоянието от началото на Q зъбеца до T. Съответства на камерна систола. Стойност интервалът зависи от сърдечната честота - колкото по-бързо бие сърцето, толкова по-кратък е интервалът.

зъбецU . Нестабилна положителна вълна, която се записва след вълната Т след 0,02-0,04 s. Произходът на този зъб не е напълно изяснен и няма диагностична стойност.

ЕКГ интерпретация

сърдечен ритъм . В зависимост от източника на генериране на импулси на проводната система се разграничават синусов ритъм, ритъм от AV кръстовището и идиовентрикуларен ритъм. От тези три варианта само синусовият ритъм е нормален, физиологичен, а другите два варианта говорят за сериозни смущения в проводната система на сърцето.

Отличителна черта на синусовия ритъм е наличието на предсърдни P вълни - в крайна сметка синусовият възел се намира в дясното предсърдие. С ритъм от AV кръстовището, вълната P ще припокрие QRS комплекса (докато не е видима или я проследете. При идиовентрикуларен ритъм източникът на пейсмейкъра е във вентрикулите. В този случай разширени деформирани QRS комплекси се записват на ЕКГ.

Сърдечен ритъм. Изчислява се от размера на празнините между R вълните на съседни комплекси. Всеки комплекс съответства на сърдечен ритъм. Не е трудно да изчислите пулса си. Трябва да разделите 60 на R-R интервала, изразен в секунди. Например междината R-R е 50 mm или 5 см. При скорост на лентата 50 m/s тя е равна на 1 s. Разделете 60 на 1, за да получите 60 сърдечни удара в минута.

Обикновено сърдечната честота е от порядъка на 60-80 удара/мин. Превишаването на този показател показва увеличаване на сърдечната честота - тахикардия, а намаляването - намаляване на сърдечната честота, брадикардия. При нормален ритъм R-R интервалите на ЕКГ трябва да бъдат еднакви или приблизително еднакви. Допуска се малка разлика в стойностите на R-R, но не повече от 0,4 ms, т.е. 2 см. Тази разлика е типична за дихателната аритмия. Това е физиологично явление, което често се наблюдава при млади хора. При респираторна аритмия се наблюдава леко намаляване на сърдечната честота на височината на вдъхновение.

Алфа ъгъл. Този ъгъл показва общата електрическа ос на сърцето (EOS) - векторът на общата посока на електрическите потенциали във всяко влакно на проводната система на сърцето. В повечето случаи посоките на електрическата и анатомичната ос на сърцето съвпадат. Ъгълът алфа се определя с помощта на шестосната координатна система на Бейли, където като оси се използват стандартни и еднополюсни проводници на крайниците.

Ориз. 8. Шестоосна координатна система по Бейли.

Ъгълът алфа се определя между оста на първия проводник и оста, където се записва най-голямата вълна R. Обикновено този ъгъл варира от 0 до 90 0. В този случай нормалното положение на EOS е от 30 0 до 69 0, вертикалното положение е от 70 0 до 90 0, а хоризонталното положение е от 0 до 29 0. Ъгъл от 91 или повече показва отклонение на EOS надясно, а отрицателните стойности на този ъгъл показват отклонение на EOS наляво.

В повечето случаи за определяне на EOS не се използва шестосна координатна система, а се прави приблизително чрез стойността на R в стандартни отвеждания. В нормалното положение на EOS височината на R е най-голяма в отвеждане II и най-малка в отвеждане III.

С помощта на ЕКГ се диагностицират различни нарушения на ритъма и проводимостта на сърцето, хипертрофия на сърдечните камери (главно на лявата камера) и много други. ЕКГ играе ключова роля при диагностицирането на инфаркт на миокарда. С помощта на кардиограма можете лесно да определите продължителността и степента на инфаркт. Локализацията се оценява по отводите, в които се откриват патологични промени:

I - предната стена на лявата камера;

II, aVL, V 5, V 6 – антеролатерални, странични стени на лявата камера;

V 1 -V 3 – междукамерна преграда;

V 4 – връх на сърцето;

III, aVF – заднодиафрагмална стена на лявата камера.

ЕКГ се използва и за диагностициране на сърдечен арест и оценка на ефективността на мерките за реанимация. Когато сърцето спре, цялата електрическа активност спира и на кардиограмата се вижда плътна изолиния. Ако мерките за реанимация (индиректен сърдечен масаж, прилагане на лекарства) са успешни, ЕКГ отново показва вълни, съответстващи на работата на предсърдията и вентрикулите.

И ако пациентът изглежда и се усмихва, а ЕКГ показва изолиния, тогава са възможни две възможности - или грешки в техниката на запис на ЕКГ, или неизправност на устройството. ЕКГ се записва от медицинска сестра, а получените данни се интерпретират от кардиолог или лекар по функционална диагностика. Въпреки че лекар от всякаква специалност е длъжен да се ориентира по въпросите на ЕКГ диагностиката.

За всякакви отвеждания на биопотенциалите на сърцето от повърхността на човешкото тяло, амплитудите на ЕКГ вълните представляват проекции на IEVS върху една или друга ос на координатната система в съответния момент на сърдечна дейност.

P вълната показва разпределението на възбуждането в предсърдията; QRS комплекс - когато вентрикулите са възбудени; Т вълна - по време на тяхната реполяризация. Отклоненията от нормата, които лекарят открива в един или друг елемент на ЕКГ, му предоставят информация за съответните процеси в една или друга част на сърцето.

Най-важният параметър на ЕКГ са интервалите от време, те се използват за оценка на скоростта на разпределение на възбуждането във всеки участък от проводната система на сърцето. Промените в скоростта на провеждане са свързани с увреждане на миокардните влакна. Така дори малка TMV лезия с диаметър 5-10 µm причинява забавяне в разпределението на възбуждането с 0,1 ms.

В стандартните отвеждания P вълната обикновено има амплитуда не повече от 0,25 mV, а продължителността й е 0,07-0,10 s. PQ интервалът представлява атриовентрикуларно забавяне и е приблизително 0,12 до 0,21 s при сърдечна честота между 130 и 70 bpm. QRS комплексът се наблюдава през цялото време, през което възбуждането се разпространява във вентрикулите. Продължителността му варира от 0,06 до 0,09 s. Q вълната отсъства при една трета от наблюденията при нормална ЕКГ и когато се открие, нейната амплитуда не надвишава 0,25 mV. R вълната има максимална амплитуда сред всички други елементи на ЕКГ и нейната амплитуда варира в рамките на 0,6-1,6 mV. S вълната също често липсва, но когато се открие, може да има амплитуда до 0,6 mV. Появата му на ЕКГ характеризира процеса, когато възбуждането във вентрикуларния миокард завършва близо до основата (в предсърдията). TS интервалът при пулс от 65-70 удара в минута е приблизително 0,12 s. Продължителността на вълната Т обикновено варира от 0,12 до 0,16 s, а амплитудата й варира от 0,25 до 0,6 mV.

Трябва да се отбележи, че P вълната се появява на ЕКГ приблизително 0,02 s преди началото на предсърдното свиване, а QRS комплексът - 0,04 s преди началото на вентрикуларното свиване. Следователно електрическите прояви на възбуждане предхождат механичните (контрактилната активност на миокарда). В тази връзка не може да се каже, че ЕКГ е резултат от сърдечната дейност (сърдечни удари). Имайки няколко ЕКГ отвеждания (поне две), взети в различни отвеждания, е възможно да се синтезира IEVS. В медицинската литература се нарича електрическа ос на сърцето. По дефиниция електрическата ос на сърцето е сегмент от права линия (вектор), свързващ две секции на миокарда, които в момента имат най-голяма потенциална разлика. Този вектор е насочен от отрицателния полюс (възбудена зона) към положителния (зона на почивка). Посоката на електрическата ос на сърцето по време на разпределението на възбуждането в целия миокард непрекъснато се променя; в тази връзка е обичайно да се определя средната ос на сърцето. Това е името на вектора, който може да бъде конструиран в интервалите между началото и края на деполяризацията на камерния миокард. Въз основа на местоположението на средната ос се оценява геометричната ос на сърцето, които обикновено са успоредни една на друга. Така изградената средна електрическа ос на сърцето дава представа за позицията на сърцето в гръдната кухина и нейната промяна служи като знак за промени в съответната камера.



ЛЕКЦИЯ 13 ДИПОЛ. ФИЗИЧНИ ОСНОВИ НА ЕЛЕКТРОГРАФИЯТА

ЛЕКЦИЯ 13 ДИПОЛ. ФИЗИЧНИ ОСНОВИ НА ЕЛЕКТРОГРАФИЯТА

1. Електричен дипол и неговото електрично поле.

2. Дипол във външно електрическо поле.

3. Токов дипол.

4. Физически основи на електрографията.

5. Теория на водещия на Айнтховен, три стандартни водещи. Диполно поле на сърцето, анализ на електрокардиограми.

6. Векторкардиография.

7. Физикални фактори, определящи ЕКГ.

8. Основни понятия и формули.

9. Задачи.

13.1. Електрически дипол и неговото електрическо поле

Електрически дипол- система от два равни по големина, но противоположни по знак електрически заряди, разположени на известно разстояние един от друг.

Разстоянието между зарядите се нарича диполно рамо.

Основната характеристика на дипола е векторна величина, наречена електрически въртящ моментдиполи (P).

Електрическо поле на дипол

Диполът е източник на електрическо поле, чиито полеви линии и еквипотенциални повърхности са показани на фиг. 13.1.

Ориз. 13.1.Дипол и неговото електрическо поле

Централната еквипотенциална повърхност е равнина, минаваща перпендикулярно на рамото на дипола през неговата среда. Всички негови точки имат нулев потенциал (φ = 0). Той разделя електрическото поле на дипола на две половини, чиито точки са съответно положителни (φ > 0) и отрицателни (φ < 0) потенциалы.

Абсолютната стойност на потенциала зависи от диполния момент P, диелектричната константа на средата ε и върху позицията на дадена полева точка спрямо дипола. Нека диполът е в непроводима безкрайна среда и някаква точка А е отдалечена от центъра му на разстояние r >> λ (фиг. 13.2). Нека означим с α ъгълът между вектора P и посоката към тази точка. Тогава потенциалът, създаден от дипола в точка А, се определя по следната формула:

Ориз. 13.2.Потенциал на електрическото поле, създаден от дипол

Дипол в равностранен триъгълник

Ако дипол се постави в центъра на равностранен триъгълник, тогава той ще бъде на еднакво разстояние от всичките му върхове (на фиг. 13.3 диполът е изобразен чрез вектора на диполния момент - P).

Ориз. 13.3.Дипол в равностранен триъгълник

Може да се покаже, че в този случай потенциалната разлика (напрежение) между всеки два върха е право пропорционална на проекцията на диполния момент върху съответната страна (U AB ~ P AB). Следователно съотношението на напреженията между върховете на триъгълника е равно на съотношението на проекциите на диполния момент върху съответните страни:

Чрез сравняване на величините на проекциите може да се прецени величината на самия вектор и неговото местоположение вътре в триъгълника.

13.2. Дипол във външно електрическо поле

Дипол не е само себе сие източник на електрическо поле, но също така взаимодейства с външното електрическо поле, създадено от други източници.

Дипол в еднородно електрическо поле

В еднородно електрическо поле с интензитет E върху полюсите на дипола действат сили с еднаква величина и противоположни по посока (фиг. 13.4). Тъй като сумата на тези сили е нула, те не предизвикват транслационно движение. Въпреки това те

Ориз. 13.4.Дипол в еднородно електрическо поле

създайте въртящ момент, чиято величина се определя по следната формула:

Този момент „се стреми“ да позиционира дипола успоредно на силовите линии, т.е. преместете го от някаква позиция (a) в позиция (b).

Дипол в нееднородно електрическо поле

В нееднородно електрическо поле величините на силите, действащи върху полюсите на дипола (сили F + и F - на фиг. 13.5), не са еднакви и тяхната сума не е равно на нулаСледователно възниква резултантна сила, която привлича дипола в областта на по-силно поле.

Големината на прибиращата сила, действаща върху дипол, ориентиран по линията на полето, зависи от градиента на интензитета и се изчислява по формулата:

Тук оста X е посоката на линията на полето в мястото, където се намира диполът.

Ориз. 13.5.Дипол в нееднородно електрическо поле. P - диполен момент

13.3. Токов дипол

Ориз. 13.6.Екраниране на дипол в проводяща среда

В непроводима среда електрическият дипол може да съществува неограничено време. Но в проводяща среда, под въздействието на електрическото поле на дипола, възниква изместване на свободните заряди, диполът се екранира и престава да съществува (фиг. 13.6).

За запазванеДипол в проводяща среда изисква електродвижеща сила. Нека два електрода, свързани към източник на постоянно напрежение, се въвеждат в проводяща среда (например в съд с електролитен разтвор). Тогава върху електродите ще се поддържат постоянни заряди с противоположни знаци и в средата между електродите ще възникне електрически ток. Положителният електрод се нарича източник на ток,и отрицателен - изтичане на ток.

Двуполюсна система в проводяща среда, състояща се от източник на ток и изтичане, се нарича диполен електрически генераторили токов дипол.

Разстоянието между източника и изтичането на ток (L) се нарича рамотоков дипол.

На фиг. 13.7, а плътните линии със стрелки изобразяват линиите на създадения ток диполен електрически генератор

Ориз. 13.7.Токов дипол и неговата еквивалентна електрическа верига

ром,а пунктираните линии са еквипотенциални повърхности. Наблизо (фиг. 13.7, b) е показана еквивалентна електрическа верига: R е съпротивлението на проводящата среда, в която са разположени електродите; r е вътрешното съпротивление на източника, ε е неговата ЕДС; положителен електрод (1) - източник на ток;отрицателен електрод (2) - изтичане на ток.

Нека обозначим съпротивлението на средата между електродите с R. Тогава силата на тока се определя от закона на Ом:

Ако съпротивлението на средата между електродите е значително по-малко от вътрешното съпротивление на източника, тогава I = ε/r.

За да направим картината по-ясна, нека си представим, че не два електрода, а обикновена батерия се спускат в съд с електролит. Линиите на електрически ток, възникнали в съда в този случай, са показани на фиг. 13.8.

Ориз. 13.8.Токов дипол и създадените от него токови линии

Електрическата характеристика на токовия дипол е векторна величина, наречена диполен момент(P T).

Диполен моменттоков дипол - вектор, насочен от оттичане(-) Да се към източника(+) и числено равно на произведението от силата на тока и рамото на дипола:

Тук ρ е съпротивлението на средата. Геометричните характеристики са същите като на фиг. 13.2.

По този начин има пълна аналогия между токовия дипол и електрическия дипол.

Настоящата диполна теория се използва, за да предостави моделно обяснение за появата на потенциали, записани при правене на електрокардиограми.

13.4. Физически основи на електрографията

Живите тъкани са източник на електрически потенциал. Регистрацията на биопотенциалите на тъканите и органите се нарича електрография.

В медицинската практика се използват следните диагностични методи:

ЕКГ - електрокардиография- регистриране на биопотенциали, възникващи в сърдечния мускул, когато е възбуден;

ERG - електроретинография- регистриране на биопотенциали на ретината в резултат на експозиция на окото;

ЕЕГ - електроенцефалография- регистриране на биоелектрична активност на мозъка;

ЕМГ - електромиография - регистриране на биоелектрична активност на мускулите.

Приблизителното описание на записаните в този случай биопотенциали е показано в табл. 13.1.

Таблица 13.1Характеристики на биопотенциалите

При изучаване на електрограми се решават два проблема: 1) директно - изясняване на механизма на възникване на електрограмата или изчисляване на потенциала в зоната на измерване въз основа на дадените характеристики на електрическия модел на органа;

2) обратна (диагностична) - идентифициране на състоянието на органа по естеството на неговата електрограма.

В почти всички съществуващи модели електрическата активност на органите и тъканите се свежда до действието на определен набор електрически генератори на ток,разположени в обемна електропроводима среда. За генераторите на ток правилото за суперпозиция на електрическите полета е изпълнено:

Потенциалът на полето на генераторите е равен на алгебричната сума на потенциалите на полето, създадени от генераторите.

По-нататъшното разглеждане на физическите проблеми на електрографията е показано на примера на електрокардиографията.

13.5. Теория на водещия на Айнтховен, три стандартни водещи. Диполно поле на сърцето, анализ на електрокардиограма

Човешкото сърце е мощен мускул. При синхронно възбуждане на много сърдечни мускулни влакна в околната среда протича ток, който дори на повърхността на тялото създава потенциални разлики от порядъка на няколко mV. Тази потенциална разлика се записва при запис на електрокардиограма.

Електрическата активност на сърцето може да се симулира с помощта на диполен еквивалентен електрически генератор.

В основата стои диполната концепция за сърцето Водещата теория на Айнтховен,според което:

сърцето е токов дипол с диполен момент P c, който се върти, променя позицията си и точката на приложение по време на сърдечния цикъл.

(В биологичната литература вместо термина „диполен момент на сърцето“ обикновено се използват термините „вектор на електродвижещата сила на сърцето“, „електрически вектор на сърцето“.)

Според Айнтховен сърцето се намира в центъра на равностранен триъгълник, чиито върхове са: дясна ръка - лява ръка - ляв крак. (Върховете на триъгълника са на еднакво разстояние един от друг

една от друга и от центъра на триъгълника.) Следователно потенциалните разлики, взети между тези точки, са проекциите на диполния момент на сърцето върху страните на този триъгълник. От времето на Айнтховен, двойки точки, между които се измерват разликите в биопотенциалите, обикновено се наричат ​​"отводи" във физиологията.

По този начин теорията на Айнтховен установява връзка между разликата в биопотенциалите на сърцето и потенциалните разлики, записани в съответните отвеждания.

Три стандартни проводника

Фигура 13.9 показва три стандартни проводника.

Отвеждане I (дясна ръка - лява ръка), отвеждане II (дясна ръка - ляв крак), отвеждане III (лява ръка - ляв крак). Те съответстват на потенциалните разлики U I, U II, U lII. Векторна посока R sопределя електрическата ос на сърцето. Линията на електрическата ос на сърцето, когато се пресича с посоката на първия проводник, образува ъгъл α. Големината на този ъгъл определя посоката на електрическата ос на сърцето.

Връзките между потенциалната разлика от страните на триъгълника (изводи) могат да бъдат получени в съответствие с формула (13.3) като съотношение на проекциите на вектора P c върху страните на триъгълника:

Тъй като електрическият момент на дипола - сърцето - се променя с времето, ще се получат времеви зависимости на напрежението в проводниците, които се наричат електрокардиограми.

Ориз. 13.9.Схематично представяне на три стандартни ЕКГ отвеждания

Предположения на теорията на Айнтховен

Електрическото поле на сърцето на големи разстояния от него е подобно на полето на токов дипол; диполен момент - интегралният електрически вектор на сърцето (общият електрически вектор на текущо възбудените клетки).

Всички тъкани и органи, цялото тяло са хомогенна проводяща среда (с еднакво съпротивление).

Електрическият вектор на сърцето се променя по големина и посока по време на сърдечния цикъл, но началото на вектора остава неподвижно.

Точките на стандартните отвеждания образуват равностранен триъгълник (триъгълник на Айнтховен), в центъра на който е сърцето - токов дипол. Проекции на диполния момент на сърцето - отвеждания на Айнтховен.

Диполно поле - сърца

Във всеки един момент от дейността на сърцето неговият диполен електрически генератор създава около него електрическо поле, което се разпространява през проводящите тъкани на тялото и създава потенциали в различните му точки. Ако си представим, че основата на сърцето е заредена отрицателно (има отрицателен потенциал), а върхът е зареден положително, тогава разпределението на еквипотенциалните линии около сърцето (и линиите на полето) при максималната стойност на диполния момент P c ще бъде същата като на фиг. 13.10.

Потенциалите са посочени в някои относителни единици. Поради асиметричното положение на сърцето в гръдния кош, неговото електрическо поле се разпространява предимно към дясната ръка и левия крак, като най-голямата потенциална разлика може да бъде регистрирана, ако електродите се поставят на дясната ръка и левия крак.

Ориз. 13.10.Разпределение на силовите (плътни) и еквипотенциални (прекъснати) линии върху повърхността на тялото

Таблица 13.2 показва стойностите на максималния диполен момент на сърцето в сравнение с масата на сърцето и тялото.

Таблица 13.2.Стойности на диполния момент Р с

Анализ на електрокардиограми

Теоретичният анализ на електрокардиограмите е сложен. Развитието на кардиографията протича главно емпирично. Кац посочи, че електрокардиограмите се дешифрират на базата на опит, въз основа само на най-елементарното разбиране на теорията за появата на биопотенциали.

ЕКГ данните обикновено допълват клиничната картина на заболяването.

Фигура 13.11 показва нормална човешка електрокардиограма (обозначенията на вълните са дадени от Айнтховен и представляват последователни букви от латинската азбука).

Представлява графика на промяната във времето на потенциалната разлика, измерена от два електрода на съответния проводник по време на сърдечния цикъл. Хоризонталната ос е не само оста на времето, но и оста на нулев потенциал. ЕКГ е крива, състояща се от три характерни вълни, обозначени като P, QRS, T, разделени от интервал с нулев потенциал. Височините на зъбите в различни отвеждания се определят от посоката на електрическата ос на сърцето, т.е. ъгъл α (виж фиг. 13.9). Електрокардиограма, записана при нормални условия в стандартни проводници, се характеризира с факта, че нейните вълни в различни проводници ще бъдат различни по амплитуда (фиг. 13.12).

Ориз. 13.11.Електрокардиограма на здрав човек и нейният спектър:

P - предсърдна деполяризация; QRS - вентрикуларна деполяризация; Т - репо-

поляризация; пулс 60 удара в минута (период на свиване - 1 s)

Ориз. 13.12.Нормално ЕКГ в три стандартни отвеждания

ЕКГ вълните ще бъдат най-високи в отвеждане II и най-ниски в отвеждане III (в нормалното положение на електрическата ос).

Чрез сравняване на кривите, записани в три отвеждания, може да се прецени естеството на промяната на P c по време на сърдечния цикъл, въз основа на което се формира представа за състоянието на нервно-мускулния апарат на сърцето.

За анализ на ЕКГ се използва и неговият хармоничен спектър.

13.6. Векторкардиография

Конвенционалните електрокардиограми са едномерни. През 1957 г. немският лекар и физиолог Шмит разработва метода на обемните криви (векторкардиография).

Напрежението от два взаимно перпендикулярни проводника се прилага към взаимно перпендикулярни пластини на осцилоскопа. В този случай на екрана се получава изображение, състоящо се от два цикъла - голям и малък. Малката примка е затворена в голяма и изместена към един от полюсите.

Втора подобна картина може да се получи на втори осцилоскоп, където един от двата вече използвани проводника се сравнява с третия. Изображенията на двата осцилоскопа могат да се гледат през система от стереоскопични лещи или да се снимат едновременно, за да се изгради впоследствие пространствен (триизмерен) модел.

Дешифрирането на електрокардиограми изисква много опит. С появата на компютрите стана възможно да се автоматизира процесът на "четене" на криви. Компютърът сравнява кривата на пациента с пробите, съхранени в неговата памет, и дава на лекаря предполагаема диагноза.

При провеждане на електрокардиотопографски изследвания се използва различен подход. В този случай на гръдния кош се поставят около 200 електрода, изгражда се картина на електрическото поле с помощта на 200 криви, които се анализират едновременно.

13.7. Физически фактори, определящи характеристиките на ЕКГ

ЕКГ при различни хора и дори при един и същи човек се характеризират с голяма вариабилност. Това се дължи на индивидуалните анатомични характеристики на проводната система на сърцето, разликите в съотношението на мускулната маса на анатомичните фрагменти на сърцето, електрическата проводимост на тъканите около сърцето и индивидуалната реакция на нервната система към влиянието на външни и вътрешни фактори.

Факторите, които определят характеристиките на ЕКГ при индивида, са следните: 1) позицията на сърцето в гръдния кош, 2) позицията на тялото, 3) дишането, 4) ефектът от физическите стимули, предимно физическата активност.

Позиция на сърцето в гърдитеима значително влияние върху формата на ЕКГ. В този случай трябва да знаете, че посоката на електрическата ос на сърцето съвпада с анатомичната ос на сърцето. Ако ъгълът α, характеризиращ посоката на електрическата ос на сърцето (фиг. 13.9), има стойността:

а) в диапазона от 40 до 70 °, тогава това положение на електрическата ос на сърцето се счита за нормално; в тези случаи ЕКГ ще има обичайните вълнови съотношения в стандартни отвеждания I, II, III;

б) близо до 0°, т.е. електрическата ос на сърцето е успоредна на линията на първото отвеждане, тогава тази позиция на електрическата ос на сърцето се обозначава като хоризонтална, а ЕКГ се характеризира с високи амплитуди на вълните в първото отвеждане;

в) близо до 90 °, позицията е обозначена като вертикална, ЕКГ вълните ще бъдат най-малки в отвеждане I.

По правило положението на анатомичната и електрическата ос на сърцето съвпада. Но в някои случаи може да има несъответствие: рентгеновата снимка показва нормално положение на сърцето, а ЕКГ показва отклонение на електрическата ос в една или друга посока. Такива несъответствия са диагностично значими (клинично това означава едностранно миокардно увреждане).

Промяна на позицията на тялотовинаги причинява някои промени в позицията на сърцето в гърдите. Това е придружено от промяна

електрическата проводимост на средата около сърцето. ЕКГ на човек с вертикално положение на сърцето ще се различава от нормалното. Ако ЕКГ не променя формата си при движение на тялото, тогава този факт също има диагностично значение; характеристиките на зъбите се променят при всяко отклонение на електрическата ос.

Дъх.Амплитудата и посоката на ЕКГ вълните се променят с всяко отклонение на електрическата ос, променяйки се с вдишване и издишване. При вдишване електрическата ос на сърцето се отклонява с около 15°, при дълбоко вдишване това отклонение може да достигне 30°. Нарушенията или промените в дишането (по време на тренировки, рехабилитационни упражнения и гимнастика) могат да бъдат диагностицирани чрез промени в ЕКГ.

В медицината ролята на физическата активност е изключително важна. Физическата активност винаги предизвиква значителна промяна в ЕКГ. При здрави хора тези промени се състоят главно в увеличаване на ритъма; формата на зъбите също се променя по определен модел. По време на функционални тестове с физическа активност могат да възникнат промени, които ясно показват патологични промени в работата на сърцето (тахикардия, екстрасистолия, предсърдно мъждене и др.).

Изкривявания при запис на ЕКГ.Когато записвате ЕКГ, винаги трябва да имате предвид, че има причини, които могат да изкривят формата му: неизправности в електрокардиографския усилвател; променливият ток на градската мрежа може да предизвика емф. поради електромагнитна индукция в близки вериги на усилвател и дори биологични обекти, нестабилност на захранването и др. Дешифрирането на изкривена ЕКГ води до неправилна диагноза.

Диагностичното значение на електрокардиографския метод несъмнено е голямо. Заедно с други методи за оценка на сърдечната дейност (методи за запис на механични вибрации на сърцето, рентгенов метод) позволява да се получи важна клинична информация за функционирането на сърцето.

През последните години в съвременната медицинска диагностична практика започнаха да се използват компютърни електрокардиографи с автоматични инструменти за анализ на ЕКГ.

13.8. Основни понятия и формули

Край на масата

Физически основи на електрокардиографията

Физическа основа на ЕКГсе състои в създаването на модел на електрически генератор, който би създал потенциална разлика, съответстваща по големина на потенциалната разлика между някои точки на повърхността на тялото, създадена от сърцето като източник на електрическо поле.

Холандският учен Айнтховен предлага теорията за ЕКГ, която се използва в медицината и до днес (за поредица от трудове по ЕКГ Айнтховен получава Нобелова награда през 1924 г.).

Основните положения на теорията на Айнтховен:

1. Електрическото поле, създадено от сърцето, може да се представи като поле, създадено от токов дипол с електричния момент на токовия дипол t, наречен в електрокардиографията интегрален електрически вектор на сърцето (IEVC) - p.

2. IEVS се намира в хомогенна проводяща среда.

3. IEVS c се променя по величина и посока по време на сърдечния цикъл и началото му е неподвижно и се намира в атриовентрикуларния възел, а краят c описва сложна крива в пространството, чиято проекция на равнина (например фронтална) обикновено има 3 бримки: Р, QRSИ T(фиг. 4).

Фигура 4. Проекции на IEVS (c) върху страните на равностранен триъгълник (на водещата линия) съгласно теорията на Айнтховен за ЕКГ

Айнтховен предлага проектиране на бримки (проекции от върху фронталната равнина) върху страните на равностранен триъгълник (фиг. 4) и записване на потенциалната разлика между две от трите точки на равностранния триъгълник (наречен триъгълник на Айнтховен) спрямо обща точка ( общият електрод е свързан към десния крак - PN). Триъгълникът съдържа c и краят на този вектор описва вериги по време на сърдечния цикъл P, QRSИ T(фиг. 4). Посока c, при която стойността | с | - максимум (максимална стойност на зъба “ Р"), са наречени електрическа оссърца.

Върховете на триъгълника условно обозначават PR (дясна ръка), LR (лява ръка), LN (ляв крак), обща точка PN (десен крак). Страните на триъгълника се наричат водещи линии.

Регистрацията на потенциалната разлика между върховете на триъгълника се нарича ЕКГ регистрация в стандартни отвеждания: I (първо) отвеждане - потенциалната разлика между върховете на PR и LR спрямо PN, II (второ) отвеждане - PR-FL , III (трето) отвеждане - LR-FL (фиг. . 4). Има допълнителен електрод Ж– гръдни изводи V(гръдният електрод се фиксира в няколко точки на повърхността на гръдния кош, като по този начин се получават няколко гръдни ЕКГ).

При вземане на ЕКГ електродите се фиксират не във върховете на равностранен триъгълник, а в точки, еквипотенциални спрямо тях - обикновено в долните части на дясната ръка, лявата ръка, левия крак, десния крак, съответно (общ електрод).

Приблизителна форма на графична регистрация на потенциалната разлика на II-ри проводник е показана на фиг. 5 ( L1– период на сърдечни контракции). зъбец Р" съответства на проекцията на цикъла " R"да води II, Q– примки Q, R– примки Р, С– примки S, T– примки T.

Фигура 5. ЕКГ вълни: P, Q, R, S, T

Физиологично значение на ЕКГ вълните:

зъбец Р”отразява предсърдно възбуждане.

зъбец Q"– деполяризация на междукамерната преграда (липсва в много отвеждания).

зъбец Р” – деполяризация на върха, предната, задната и страничните стени на вентрикулите на сърцето.

зъбец С” – възбуждане на основата на вентрикулите на сърцето.

зъбец T” – реполяризация на вентрикулите на сърцето.

Интервал “ P-Q” – предсърдна деполяризация.

Интервал “ Q-T” – камерна систола.

Сложен интервал “ QRS” – деполяризация на вентрикулите.

Интервал “ Т-Р” – състояние на „покой” на миокарда.

Записано на хартия Dj(t)във всеки водещ се нарича електрокардиограма, а методът на регистрация е електрокардиография.

Ако потенциалната разлика се приложи към вертикалните отклоняващи пластини на осцилоскоп, тогава на екрана ще получим крива, подобна на фиг. 5. Методът се нарича електрокардиоскопия.

Метод за регистриране на цикъл P, QRS, T(фиг. 4) чрез записването им на хартия се нарича векторкардиография.

Ако приложите потенциална разлика от единия проводник към вертикално отклоняващите се плочи, а от другия към хоризонтално отклоняващите се плочи на катодна тръба (осцилоскоп), тогава, когато сумирате взаимно перпендикулярните трептения на ЕКГ, ще се появят вериги на екрана P, QRS, T,подобно на примките, показани на фиг. 4. Този метод на регистрация се нарича векторкардиоскопия.

Регистрирането на ЕКГ във всеки отвод предоставя само част от информацията за пространствената крива, описана от край c по време на сърдечния цикъл. Следователно, за да се получи по-пълна информация за функционирането на сърцето, в допълнение към стандартните проводници (фиг. 6), се използват и други проводници, включително:

Водене на гръдния електрод с всеки от стандартните, обозначени съответно CR, CL, CF- (фиг. 6а);

Еднополюсни проводници, които се образуват от един от стандартните електроди и средна точка, получена чрез свързване на три стандартни електрода, всеки последователно с резистор с високо съпротивление. Най-често срещаният от тях е гърдата (фиг. 6b);

Подсилените проводници са модификация на еднополюсни проводници, образувани от един от стандартните електроди и средна точка, получена чрез свързване на два други стандартни електрода чрез резистор с високо съпротивление. Подсилените проводници са обозначени като aVR, aVL, aVF(Фиг. 6 c, d, e).

		ПР		аз
		III

Фигура 6. I IInd IIIrd стандартни отвеждания

Фигура 6а и 6б. Изводи на гърдите

Фигура 6c, 6d и 6e. Подсилени изводи