7.1.1. Что такое ЭКГ?
Электрокардиография – самый распространенный метод инструментального обследования. Ее проводят, как правило, сразу же после получения результатов анализа крови и мочи.
Этот метод пользуется среди врачей заслуженным уважением благодаря своей информативности, простоте, доступности и безопасности, а также невысокой себестоимости. При этом электрокардиография с успехом применяется не только в кардиологии, но и в других областях медицины – например, для обследования пациентов с заболеваниями эндокринной системы, печени и желчевыводящих путей, патологией легких, почек, также системы кровообращения.
Установлено, что сердце человека вырабатывает небольшое количество электричества. Электрическая активность сердца является результатом циклического передвижения ионов в клетках и межклеточной жидкости миокарда. С увеличением или уменьшением разности электрических зарядов (электрических потенциалов) изменяется величина электрического тока в цепи.
Разность потенциалов, характерная для электрической активности сердца, весьма мала и измеряется в милливольтах. Эта величина векторная, то есть определяется численным значением и направлением в пространстве, что позволяет регистрировать ее с помощью электрокардиографа.
Термин «электрокардиография» состоит из трех частей, каждая из которых имеет свое значение:
• «электро» – определяются электрические потенциалы;
• «кардио» – исследуется сердце;
• «графия» – ведется запись.
Электрокардиография – метод графической регистрации разности потенциалов электрического поля сердца с помощью особого прибора – электрокардиографа.
Он состоит из:
• усилителя, улавливающего токи чрезвычайно малого напряжения;
• гальванометра, измеряющего величину напряжения;
• системы питания;
• записывающего устройства;
• электродов и проводов, соединяющих пациента с аппаратом.
Результат обследования – электрокардиограмма (ЭКГ). Это графическая запись в виде кривой, отражающая электрическую активность сердца.
7.1.2. Немного теории
Мышца сердца состоит из нескольких видов клеток.
Это миокардиоциты (клетки сократительного миокарда), а также соединительнотканные клетки соединительнотканного каркаса, клетки проводящей системы сердца, передающие возбуждение.
Совокупность кардиальных клеток обладает набором специфических свойств, к основным из которых относят автоматизм, проводимость, возбудимость и сократимость.
Автоматизм – способность сердца вырабатывать электрические импульсы при отсутствии внешних раздражителей. Возникновение импульсов связано с прохождением ионов, прежде всего калия и натрия, через клеточную мембрану.
Этой функцией обладают:
• синусовый узел (узел Кейса-Фляка), расположенный в верхней части правого предсердия (центр автоматизма первого порядка) и вырабатывающий 60–80 электрических импульсов за 1 мин;
• участки в предсердиях, зона перехода атриовентрикулярного узла (Ашоффа-Товара) в пучок Гиса (центр автоматизма второго порядка), генерирующие 40–60 импульсов за 1 мин;
• нижняя часть пучка Гиса, его ветви и волокна Пуркинье (центр автоматизма третьего порядка), обладающие низкой активностью (25–45 импульсов за 1 мин).
Благодаря своей проводимости миокард проводит импульсы от места их возникновения к другим отделам сердечной мышцы.
Этим свойством обладают волокна специализированной проводящей системы сердца и, в меньшей степени, сократительный миокард.
Волна возбуждения, которое генерируется в клетках синусного узла, распространяется по трем специализированным путям (трактам Бахмана, Венкебаха и Торреля) к атриовентрикулярному узлу и по межпредсердному пучку Бахмана. Зародившись в синусовом узле, импульс возбуждения передается по проводящей системе предсердий и возбуждает их, а затем при движении по проводящей системе желудочков возбуждает межжелудочковую перегородку, верхушку и основание сердца. Процесс возбуждения в миокарде завершается восстановлением исходного состояния миокардиоцитов.
Функция возбудимости подразумевает возбуждение сердца под влиянием импульсов. Соответствующим свойством обладают клетки как проводящей системы сердца, так и сократительного миокарда.
Возбуждение сердечной мышцы сопровождается возникновением электрического тока, который регистрируется кардиографом в виде кардиограммы.
Сократимость – способность сердечной мышцы сокращаться под влиянием импульсов и работать подобно насосу. Этим свойством в основном обладает сократительный миокард.
Итак, у сердца четыре функции, и любые нарушения каждой из них могут быть выявлены на ЭКГ.
Например, признаки снижения проводимости – различные блокады (атриовентрикулярная, синоатриальная, блокада ножек пучка Гиса), а нарушение функции автоматизма проявляется в виде аритмий (экстрасистолия, мерцание и трепетание предсердий, желудочковая тахикардия, брадикардия).
В нормальных условиях биоэлектрические процессы, регистрируемые электрокардиографом, протекают следующим образом.
Исходное состояние. Внутри клетки больше ионов калия, а натрий находится во внеклеточном пространстве, поэтому поверхность клеточной мембраны имеет положительный заряд снаружи и отрицательный внутри.
Период возбуждения, Из-за спонтанного возбуждения синусового узла клеточная мембрана становится проницаемой для ионов натрия, которые устремляются внутрь клетки. В итоге меняется заряд мембраны (происходит деполяризация). Теперь уже внутренняя поверхность клеточной мембраны заряжена положительно.
Окончание возбуждения и период покоя. Окончание возбуждения сопровождается двумя противоположными явлениями – проницаемость мембраны уменьшается для натрия и, наоборот, возрастает для калия, который устремляется во внеклеточную жидкость. В состоянии покоя срабатывает «калиево-натриевый насос» и калий возвращается в клетку.
Чтобы понять, как формируются элементы ЭКГ, нужно знать, как происходит возбуждение в сердечной мышце.
Возникая в синусовом узле, возбуждение через предсердия достигает атриовентрикулярного узла и распространяется дальше – на ствол пучка Гиса. Последний состоит из двух ножек, причем левая представлена передней и задней ветвями. В результате изнутри (от эндокарда) кнаружи (к перикарду) возбуждаются желудочки сердца. Возбуждением последовательно охватываются левая половина межжелудочковой перегородки и миокарды сначала правого, а затем левого желудочка.
Процесс угасания возбуждения идет в обратном направлении – от наружной поверхности сердца в направлении эндокарда.
7.1.3. Показания к проведению электрокардиографии
При медицинском обследовании электрокардиография должна быть обязательно назначена пациентам старше 40 лет.
ЭКГ нужна также в случае лечения:
• сердечно-сосудистой системы;
• органов дыхания;
• печени и почек;
• центральной нервной системы.
• острых заболеваний органов брюшной полости;
• инфекционных болезней.
Кроме того, ЭКГ делают:
• при необходимости оказать неотложную терапевтическую помощь;
• перед хирургическим вмешательством и после него (в первый день после сложных операций);
• беременным;
• проходящим освидетельствование на профессиональную пригодность и МСЭК.
7.1.4. Методика записи ЭКГ
Исследование проводится в теплом помещении, пациент должен быть спокоен и ровно дышать. Сеанс длится около 10 мин и не требует специальной подготовки больного.
В каждом отведении записывают от трех до пяти сердечных циклов (комплексов PQRST).
Отведением называется запись разности потенциалов электрического поля сердца с двух точек поверхности тела.
Скорость записи ЭКГ составляет обычно 25 или 50 мм/с.
Для стандартизации зубцов ЭКГ в начале каждой записи регистрируется контрольный милливольт, амплитуда которого составляет 10 мм/мВ.
Регистрация осуществляется в 12 отведениях, к которым относятся:
• три стандартных (двухполюсных) отведения;
• три усиленных стандартных (однополюсных) отведения от конечностей;
• шесть однополюсных грудных отведений.
При использовании двухполюсного отведения к электрокардиографу подключают по два электрода. При использовании однополюсного отведения один электрод (активный) помещается на выбранную точку тела, второй является объединенным.
Если активный электрод расположен на конечности, отведение называют однополюсным, усиленным от конечности. Помещение электрода на грудь – это однополюсное грудное отведение.
При регистрации стандартных отведений Эйнтховена (I, II и III) электроды накладывают на конечности следующим образом: на правую руку – электрод с красным проводом, на левую – с желтым, на левую ногу – с зеленым, на правую – с черным (заземление).
Запись осуществляется поочередно. Сначала записывают ЭКГ в стандартных отведениях (I, II, III), затем – в усиленных отведениях от конечностей (aVR, aVL и aVF) и грудных отведениях V1-V6).
Для записи отведения I подключают электроды правой и левой рук, отведения II – электроды правой руки и левой ноги, а отведения III – электроды левой руки и левой ноги. При регистрации усиленных отведений от конечности активный электрод располагают на правой руке (aVR), левой руке (aVL) или на левой ноге (aVF).
Для записи грудных отведений (по Вильсону) активный электрод помещают на грудной клетке.
Схема расположения электродов на груди представлена на рис. 3.
Рис. 3. Расположение электродов при регистрации передних грудных отведений: V1 – у правого края грудины в межреберье IV; V2 – у левого края грудины в межреберье IV; V3 – по левой окологрудинной линии между межреберьями IV и V; V4 – по среднеключичной линии в межреберье V; V5 – по передней подмышечной линии в межреберье V; V6 – по средней подмышечной линии в межреберье V
Иногда нужна регистрация дополнительных отведений (не входящих в стандартный набор. К ним относятся:
1. Дополнительные отведения по Вильсону для снятия потенциалов с задней стенки левого желудочка – электроды (нумерация соответственная) располагают по аналогии с грудными отведениями, продолжая в левую подмышечную область и заднюю поверхность левой половины грудной клетки.
2. Дополнительные отведения – по Небу. Три электрода образуют приблизительно равносторонний треугольник, все стороны которого соответствуют трем областям – задней стенке сердца, передней стенке, участку, прилегающему к перегородке.
7.1.5. Возможности электрокардиографии
Анализ электрокардиограммы позволяет определить:
• сердечный ритм (то есть оценить, насколько он соответствует норме);
• частоту сердечных сокращений;
• электрическую ось и позицию сердца.
Могут быть выявлены:
• ишемия миокарда;
• некротические поражения и ишемические повреждения;
• различные нарушения внутрисердечной проводимости;
• электролитные нарушения (калия, кальция, магния и т. д.).
ЭКГ нужна для оценки эффективности проводимой терапии. Можно наблюдать, как восстанавливается сердечная мышца, и своевременно распознать побочное действие на организм различных медикаментов. Электрокардиография используется в качестве скринингового метода при профилактических осмотрах, с ее помощью можно выявить патологию сердцаприразличныхзаболеваниях(например, поражениях эндокринной, дыхательной, нервной систем). Кроме того, по ЭКГ оценивают результаты нагрузочных проб.
7.1.6. Параметры ЭКГ
Зубцы и волны ЭКГ характеризуют величину, направление и локализацию потенциалов сердца.
Взгляните на рис. 4. Прежде чем анализировать электрокардиограмму, необходимо усвоить несколько основных понятий:
• сегмент – отрезок между зубцами ЭКГ;
• интервал – отрезок, состоящий из сегмента и прилегающего зубца;
• изоэлектрическая линия (изолиния) – горизонтальные участки сегментов, отражающие отсутствие разности потенциалов на поверхности тела;
• положительные зубцы и волны – направлены вершиной вверх от изолинии;
• отрицательные зубцы и волны – направлены вершиной вниз от изолинии.
Рис. 4. Параметры ЭКГ
Зубцы на ЭКГ имеют буквенные обозначения: Р, Q, R, S, Т, U. Величина и направление зубцов зависят от вектора потенциалов правых и левых отделов сердца. Зубец Р отображает работу предсердий, комплекс QRS – систолу желудочков, а сегмент ST и зубец Т – процесс реполяризации миокарда.
Зубцы Q и S на кардиограмме всегда отрицательные, а зубцы R, напротив, – только положительные. Зубцы Р, Т и U могут быть положительными и отрицательными, одно– и двухфазными.
Выделяют сегменты Р-Q, S-T, Т-Р.
Соответственно различают интервалы:
• Р-Q (состоит из сегмента Р-Q и зубца Р);
• Q-T (от начала зубца Q до конца зубца Т);
• S-T (сегмент S-T и зубец Т).
Амплитуда зубцов измеряется в миллиметрах (по вертикали), продолжительность элементов ЭКГ – в секундах и долях секунды.
Бумага, на которой записывается кардиограмма, расчерчена: каждая маленькая клеточка, расположенная между соседними вертикальными линиями (расстояние 1 мм), при скорости движения ленты 50 мм/с соответствует 0,02 с.
Каждые пять маленьких квадратиков объединены в большой (он выделен более толстой линией).
Такой квадрат отображает период времени, равный 0,1 с.
7.1.7. Нормальная ЭКГ
Электрокардиограммы совершенно здоровых людей могут значительно отличаться друг от друга. Форма кривой зависит от ряда факторов, в том числе возраста, массы тела, регулярности занятий спортом. Вместе с тем нормальная ЭКГ (рис. 5) всегда отличается определенным набором волн, зубцов, сегментов и интервалов, отражающих последовательность возбуждения сердечной мышцы.
Рис. 5. ЭКГ здорового человека
На кардиограмме здорового человека зубец Р имеет овальную форму. Его продолжительность – 0,08-0,11 с, амплитуда – 2–2,5 мм.
Данный зубец отражает период охвата возбуждением предсердий. Положительный зубец подтверждает наличие синусового (то есть нормального) ритма, а регистрация отрицательного зубца свидетельствует о миграции водителя ритма или о декстрапозиции сердца.
Увеличение амплитуды зубца Р наблюдается при учащении ЧСС, повышении тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы, гипертрофии правого предсердия.
Расширение (0,12 с) и двугорбость этого зубца – признак гипертрофии левого предсердия.
Интервал Р-Q соответствует времени распространения возбуждения от предсердий к желудочкам. Нормальная продолжительность – 0,12-0,2 с.
Удлинение Р-Q (более 0,2 с) указывает на замедление атриовентрикулярной проводимости, но может и не указывать на патологию (у спортсменов, а также при лечении гликозидами).
Уменьшение интервала на ЭКГ – это признак синдрома Вольфа – Паркинсона – Уайта (WPW).
Комплекс QRS отражает время распространения возбуждения по желудочкам.
Отрицательный зубец Q имеет продолжительность не более 0,03 с и глубину 1–3 мм.
Расширение и/или углубление этого зубца может свидетельствовать об инфаркте миокарда. Амплитуда зубца в стандартных отведениях обычно не превышает 20 мм, а в грудных – 25 мм.
Величина зубца R нарастает с отведения V1 по V4, а затем снижается в отведениях V5 и V6. Зубец S, напротив, постепенно уменьшается от V1 до V4. В отведениях V5 и V6 он имеет малую амплитуду или отсутствует совсем.
Грудное отведение, где наблюдается равенство зубцов R и S, именуется переходной зоной (обычно V3 или V4).
Общая продолжительность комплекса QRS составляет 0,07-0,11 с.
Расширение комплекса QRS объясняется замедлением внутрижелудочковой проводимости и свидетельствует о гипертрофии желудочков, а также блокаде ножек предсердножелудочкового пучка и других нарушениях.
Сегмент S-T соответствует периоду равномерного охвата желудочков возбуждением. Длительность может значительно изменяться и зависит от частоты ритма.
Важно, чтобы этот сегмент находился на уровне изолинии. Смещение от изолинии вверх или вниз более чем на 2–3 мм может наблюдаться при гипертрофии миокарда, инфаркте миокарда, сердечной недостаточности, блокаде ножек пучка Гиса.
Зубец Т имеет округлую форму и отражает процесс угасания (реполяризации) возбуждения в желудочках. Высота зубца составляет от 2 до 10 мм, его длительность не имеет существенного значения.
Появление на ЭКГ глубоких или высоких остроконечных зубцов Т – признак патологии.
Зубец и регистрируется в редких случаях после зубца Т. Появление связывают с запаздыванием реполяризации отдельных участков миокарда.
Интервал Q-Т – электрическая систола сердца. Соответствует периоду возбуждения желудочков. Его продолжительность в среднем составляет от 0,24 до 0,55 с.
Длительность данного интервала возрастает у больных ИБС и гипертонической болезнью, при ряде нарушений электролитного баланса и в других случаях.
Итак, несложная процедура записи ЭКГ и последующий анализ элементов графика позволяют врачу существенно улучшить свое представление о состоянии работы сердечной мышцы пациента, а также значительно сузить рамки диагностического поиска. В итоге это приводит к своевременному и более точному распознаванию болезней и адекватному лечению.
При полном анализе ЭКГ определяется положение электрической оси сердца. Электрической осью сердца называется среднее суммарное положение вектора сердца за полный цикл сокращения. Чаще всего встречается направление оси вниз и влево (нормальные значения – от -30 до +90°).
Направление электрической оси определить визуально по величине и направлению основных зубцов комплекса QRS в стандартных отведениях I и III или с помощью определения угла ? (угол между электрической осью сердца и осью стандартного отведения I). Определение электрической оси сердца дает представление о положении сердца в грудной клетке и об электрических свойствах его отделов. Выявляемые на ЭКГ отклонения электрической оси могут указывать на наличие патологических изменений, таких как гипертрофия миокарда, блокады ножек пучка Гиса, тромбоэмболия легочной артерии.
7.1.8. Анализ ЭКГ
Следует помнить о том, что кардиограмма – дополнительный метод исследования и сама по себе лишь в единичных случаях может позволить точно определить состояние больного. Прежде чем расшифровывать ЭКГ, врачу необходимо ознакомиться с течением заболевания, диагнозом и проводимой терапией, а также учесть возраст, вес, телосложение и пол больного, величину артериального давления.
На основании анализа ЭКГ делают заключение. В нем обычно пишут об основных параметрах, определяющих состояние сердца.
К ним относятся:
• характер ритма (синусовый, аритмичный, брадикардия, тахикардия и т. д.);
• положение электрической оси сердца;
• состояние миокарда (инфаркт, диффузные изменения);
• наличие гипертрофии предсердий и/или желудочков;
• состояние коронарного кровотока;
• наличие нарушений автоматизма, возбудимости и проводимости миокарда.
ЭКГ позволяет точно определить, какой участок сердца поражен при инфаркте миокарда. Это возможно благодаря тому, что каждое записанное отведение отражает состояние конкретного отдела сердца.
Например, стандартные отведения ЭКГ позволяют судить о патологических изменениях в левом желудочке сердца (при этом отведение I соответствует передней стенке, отведение III – задней).
Усиленные стандартные отведения отражают соответственно состояние правой боковой стенки (aVR), левой переднебоковой (aVL) и задненижней стенки (aVF) левого желудочка сердца.
Об изменениях в предсердиях чаще всего судят по стандартному отведению II и грудным отведениям V1 и V2.
Грудные отведения дают представления о состоянии правого предсердия и правого желудочка (V1 и V2), межжелудочковой перегородки (V3), верхушки сердца (V4), переднебоковой (V5) и боковой (V6) стенок левого желудочка.
Анализ кардиограммы начинают с определения ритма сердца и его частоты. У здорового человека на ЭКГ регистрируется синусовый ритм, то есть электрические импульсы образуются пейсмекерными клетками синусового узла с определенной последовательностью и частотой.
Признаки наличия такого ритма на кардиограмме – это наличие положительного зубца Р перед каждым комплексом QRS и одинаковые (равномерные) интервалы Р-Р и R-R.
О возможных нарушениях ритма, выявляемых с помощью ЭКГ, будет рассказано в книге несколько позже.
Следующим этапом является расчет частоты сердечных сокращений (ЧСС), который проводят либо с помощью кардиологической линейки, либо по таблице, либо путем деления 60 на длительность интервала R-R (в секундах).
Затем определяют электрическая ось сердца. Возможны нормальное положение электрической оси и ее отклонения влево или вправо.
При нормальном положении зубец R имеет максимальную амплитуду в стандартном отведении II, то есть RII > RI > RIII (R в данном случае – амплитуда зубца для соответствующего отведения).
В случае отклонения электрической оси сердца влево (например, при гипертрофии левого желудочка) высота зубца R максимальна в стандартном отведении I, а также минимальна в отведении III (RI > RII > RIII).
При этом SIII > RIII.
Отклонение электрической оси сердца вправо (например, при гипертрофии правого желудочка) проявляется в следующих соотношениях: RIII > RII > RI и SI > RI.
На следующем этапе анализируются патологические изменения кардиограммы.
Существуют и определенные совокупности специфических признаков (изменений), именуемые синдромами. Диагностика определенных синдромов позволяет сформировать соответствующее медицинское заключение.
Отмечу, что перечислению электрокардиографических симптомов и синдромов посвящены многочисленные, а в ряде случаев и многотомные атласы и руководства для врачей.
В данной книге рассмотрены только наиболее часто встречающиеся и самые значимые из них.