4). Электрокардиография (экг) как метод регистрации биопотенциалов

сердца

Живые ткани являются источником электрических потенциалов (биопотенциалов).

Регистрация биопотенциалов тканей и органов с диагностической целью получила название электрографии. Такой общий термин употребляется сравнительно редко, более распространены конкретные названия соответствующих диагностических методов: электрокардиография (ЭКГ) – регистрация биопотенциалов, возникающих в сердечной мышце при ее возбуждении, электромиография (ЭМГ) – метод регистрации биоэлектрической активности мышц, электроэнцефалография (ЭЭГ) – метод регистрации биоэлектрической активности головного мозга и др.

В большинстве случаев биопотенциалы снимаются электродами не непосредственно с органа (сердца, головного мозга), а с других, соседних тканей, в которых электрические поля этим органом создаются.

В клиническом отношении это существенно упрощает саму процедуру регистрации, делая ее безопасной и несложной. Физический подход к электрографии заключается в создании (выборе) модели электрического генератора, которая соответствует картине «снимательных» потенциалов.

Все сердце в электрическом отношении представляется как некоторый электрический генератор в виде реального устройства и как совокупность электрических источников в проводнике, имеющем форму человеческого тела. На поверхности проводника при функционировании эквивалентного электрического генератора будет электрическое напряжение, которое в процессе сердечной деятельности возникает на 34б поверхности тела человека. Моделировать электрическую деятельность сердца вполне допустимо, если использовать дипольный эквивалентный электрический генератор. Дипольное представление о сердце лежит в основе теории отведений Эйнтхове-на. Согласно ей сердце есть таковой диполь с диполь-ным моментом, который поворачивается, изменяет свое положение и точку приложения за время сердечного цикла. В. Эйнтховен предложил снимать разности биопотенциалов сердца между вершинами равностороннего треугольника, которые приближенно расположены в правой и левой руке и левой ноге.

По терминологии физиологов, разность биопотенциалов, регистрируемую между двумя точками тела, называют отведением. Различают I отведение (правая рука – левая рука), II отведение (правая рука – левая нога) и III отведение (левая рука – левая нога).

По В. Эйнтховену, сердце расположено в центре треугольника. Так как электрический момент диполя – сердца – изменяется со временем, то в отведениях будут получены временные напряжения, которые и называют электрокардиограммами. Электрокардиограмма не дает представления о пространственной ориентации. Однако для диагностических целей такая информация важна. В связи с этим применяют метод пространственного исследования электрического поля сердца, называемый вектор-кардиографией. Вектор-кардиограмма – геометрическое место точек, соответствующих концу вектора, положение которого изменяется за время сердечного цикла.

2)Основные отведения экг

ЭКГ - это запись разности потенциалов между двумя электродами, расположенными на поверхности тела. Совокупность двух таких электродов называют электрокардиографическим отведением, а воображаемую прямую, соединяющую два электрода, - осью данного отведения. Отведения могут быть двухполюсными и однополюсными. В двухполюсных отведениях потенциал меняется под обоими электродами. В однополюсных отведениях под одним (активным) электродом потенциал меняется, а под вторым (индифферентным) - нет.

Для регистрации ЭКГ индифферентный электрод получают, объединив вместе электроды от левой руки, правой руки и левой ноги; это так называемый нулевой электрод (объединенный электрод, центральная терминаль).

Обычно используют 12 отведений ( рис. 228.5 ). Их объединяют в две группы: шесть отведений от конечностей (их оси лежат во фронтальной плоскости) и шесть грудных отведений (оси - в горизонтальной плоскости).

Отведения от конечностей подразделяют на три двухполюсных (стандартные отведения I, II и III) и три однополюсных (усиленные отведения aVR, aVL и aVF).

В стандартных отведениях электроды накладывают следующим образом: I - левая рука и правая рука, II - левая нога и правая рука, III - левая нога и левая рука.

В усиленных отведениях активный электрод располагают: для отведения aVR - на правой руке (R - right), для отведения aVL - на левой руке (L - left), для отведения aVF - на левой ноге (F - foot). Буква "V" в названиях этих отведений обозначает, что измеряют значения потенциала (Foliage) под активным электродом, буква "а" - что этот потенциал усилен (Augmented).

Усиление достигается за счет того, что из нулевого электрода исключают тот электрод, который наложен на исследуемую конечность (например, в отведении aVF нулевым электродом служит объединенный электрод от правой руки и левой руки).

На правую ногу всегда накладывается заземляющий электрод.

Направление и полярность отведений от конечностей представлены на рис. 228.6 .

Чтобы получить грудные однополюсные отведения (см. рис. 228.7 ), электроды устанавливают в следующих точках:

- V1 - четвертое межреберье по правому краю грудины,

- V2 - четвертое межреберье по левому краю грудины,

- V3 - между V2 и V4,

- V4 - пятое межреберье по левой среднеключичной линии;

- V5 и V6 - на том же уровне по вертикали, что и V4, но, соответственно, по передней и средней подмышечной линии.

Индифферентным электродом служит обычный нулевой электрод.

ЭКГ в каждом отведении представляет собой проекцию суммарного вектора на ось данного отведения. Таким образом, разные отведения как бы позволяют взглянуть на электрические процессы в сердце под разными углами. Двенадцать отведений ЭКГ все вместе создают трехмерную картину электрической активности сердца; кроме них иногда используют дополнительные отведения. Так, для диагностики инфаркта правого желудочка используют правые грудные отведения V3R, V4R и другие. Пищеводные отведения позволяют выявить такие изменения электрической активности предсердий, которые не видны на обычной ЭКГ.

Для телеметрического мониторинга ЭКГ обычно используют одно, а для холтеровского - два модифицированных отведения.

Внутрисердечная ЭКГ и электрофизиологическое исследование сердца рассматриваются в гл. "Брадиаритмия " и " Тахиаритмия ".

Как уже говорилось, ЭКГ представляет собой проекцию суммарного вектора на ось отведения. Эти оси характеризуются не только направлением, но и полярностью: один электрод присоединяется к положительному полюсу электрокардиографа, другой - к отрицательному (рис. 228.5 и рис. 228.6 ). Если в некий момент времени суммарный вектор направлен в сторону положительного полюса, то кривая ЭКГ смещается вверх, а если в сторону отрицательного - вниз. Если же суммарный вектор направлен под прямым углом к оси данного отведения, то записывается изолиния.

3)Нормальная ЭКГ человека, ее генез, клиническое значение

Во время распространения возбуждения в миокарде сердце становится источником электрического тока, который проводится в окружающие ткани. Слабые токи проводятся также и на поверхность тела. Если поместить электроды на кожу в точках, расположенных по обе стороны от сердца, можно зарегистрировать разность потенциалов, связанную с проведением сердечного импульса, т.е. электрокардиограмму. Нормальная электрокардиограмма, соответствующая двум сердечным циклам. Нормальная электрокардиограмма состоит из зубца Р, комплекса QRS п зубца Т. Комплекс QRS, в свою очередь, состоит из отдельных зубцов Q, R и S. Зубец Р возникает при деполяризации предсердий, предшествующей их сокращению. Комплекс QRS связан с распространением волны деполяризации в миокарде желудочков, происходящим перед их сокращением. Таким образом, и зубец Р, и зубцы комплекса QRS являются отражением процессов деполяризации в сердце. Зубец Т возникает после деполяризации, т.е. во время восстановления потенциала покоя кардномиоцитов желудочков. Этот процесс продолжается от 0,25 до 0,35 сек после деполяризации. Таким образом, зубец Т является отражением процессов реполяризации в миокарде желудочков. Следовательно, зубцы электрокардиограммы характеризуют как деполяризацию, так и реполярнзащпо, происходящую в сердце. Однако различия между этими явлениями настолько важны для понимания электрокардиографии, что необходимо дать некоторые пояснения. На рисунке мы видим четыре стадии развития деполяризации и реполяризации в одиночном мпокардиальном волокне. Вследствие деполяризации и инверсии мембранного потенциала отрицательно заряженная внутренняя поверхность мембраны становится положительно заряженной, а наружная поверхность — отрицательно заряженной. Картина ЭКГ значительно меняется в течение дня. К примеру, проведение лазерной эпиляции может привести к столь значительным изменениям электрокардиограммы, что неопытному врачу может показаться наличие нестабильной стенокардии напряжения или даже инфаркта миокарда. Поэтому такие процедуры, как лазерная эпиляция должны проводится задолго до снятия электрокардиограммы или вовсе следует воздержаться от эпиляции до посещения кардиолога. На рисунке волна деполяризации (положительные заряды внутри и отрицательные заряды снаружи волокна обозначены красным цветом) распространяется слева направо. Начальная часть волокна уже деполяризована, а остальная часть волокна еще сохраняет потенциал покоя. Следовательно, левый электрод расположен вблизи волокна в отрицательно заряженной зоне, а правый — в положи гельпо заряженной зоне. Справа на рисунке показано изменение разницы потенциалов, зарегистрированное между двумя электродами. Обратите внимание, что в момент, когда волна деполяризации проходит половину межэлектродного расстояния, разность потенциалов между электродами достигает максимума. На рисунке деполяризация охватила все миокардиальное волокно. Кривая в правой части рисунка вернулась к исходному нулевому уровню, т.к. в это время оба электрода расположены в зоне одинаково отрицательного заряда. Таким образом, смещение кривой в положительную сторону от нулевого уровня представляет собой волну деполяризации и отражает скорость распространения деполяризации вдоль мембраны мышечного волокна. На рисунке волна реполяризации (отрицательные заряды внутри и положительные заряды снаружи волокна обозначены черным цветом) распространяется слева направо. В это время левый электрод расположен в положительно заряженной зоне, а правый— в отрицательно заряженной зоне. Поскольку полярность электродов по сравнению с рисунке изменилась, мы наблюдаем смещение кривой в отрицательную сторону от нулевого уровня. На рисунке волокно миокарда полностью реполяризовано. Оба электрода расположены в зоне положительного заряда, разность потенциалов между ними отсутствует, поэтому кривая в правой части рисунка вернулась к исходному нулевому уровню. Таким образом, смещение кривой в отрицательную сторону представляет собой волну реполяризации и отражает скорость распространения реполяризации вдоль мембраны мышечного волокна. Связь между монофазным потенциалом действия кардиомиоцита желудочков и волнами QRS и Т-стандартной электрокардиограммы. Монофазный потенциал действия миокардиального волокна желудочков, обычно продолжается от 0,25 до 0,35 сек. В верхней части рисунка представлен такой потенциал, зарегистрированный с помощью микроэлектрода, введенного внутрь волокна. Скачок потенциала вызван деполяризацией мембраны, а возврат потенциала к исходному уровню вызван ее реполяризацией. В нижней части рисунка показана электрокардиограмма, записанная одновременно с потенциалами действия в том же желудочке сердца. Обратите внимание, что комплекс QRS и монофазный потенциал действия начинаются одновременно, а зубец Т появляется в конце потенциала действия во время реполяризации. Особо отметьте, что изменений потенциала на электрокардиограмме нет и при отсутствии деполяризации миокарда, и при полностью деполяризованном миокарде желудочков. Только частичная поляризация или деполяризация миокарда становится причиной появления ионных токов, идущих от одного участка миокарда к другому. Именно это приводит к появлению электрических потенциалов на поверхности тела и формированию электрокардиограммы.

Источник: http://meduniver.com/Medical/Physiology/553.html MedUniver

4)Основные показатели деятельности сердца:

Систолический, или ударный, объем сердца -это количество крови, которое сердце выбрасывает в соответствующие сосуды при каждом сокращении. Величина систолического объема зависит от размеров сердца, состояния миокарда и организма. У взрослого здорового человека при относительном покое систолический объем каждого желудочка составляет приблизительно 70-80 мл. Таким образом, при сокращении желудочков в артериальную систему поступает 120-160 мл крови.Минутный объем сердца -это количество крови, которое сердце выбрасывает в легочный ствол и аорту за 1 мин. Минутный объем сердца - это произведение величины систолического объема на частоту сердечных сокращений в 1 мин. В среднем минутный объем составляет 3-5 л.Систолический и минутный объем сердца характеризует деятельность всего аппарата кровообращения.

5)Тоны сердца,верхушечный толчок, их происхождение и характеристика.

Во время сокращений сердца возникают звуковые эффекты, которые выслушиваются методом аускультации и называются сердечными тонами. Их появление связано с колебанием стенок сосудов, сердечных клапанов, движением тока крови во время сердечных сокращений, с колебаниями стенок миокарда. В норме выслушиваются I и II тоны сердца.

I тон сердца (систолический) состоит из нескольких компонентов. Исходя из этого тон называется клапанно-мышечно-сосудистым. Четвертый компонент тона предсердный. Предсердный компонент связан с колебаниями стенок предсердий во время их систолы, при выталкивании крови в желудочки. Этот компонент является первым составляющим первого тона, он сливается со следующими компонентами. Клапанный компонент тона связан со звуковыми эффектами, возникающими во время движения атриовентрикулярных клапанов в систолу желудочков. Во время систолы давление в желудочках повышается, и закрываются предсердно-желудочковые клапаны. Мышечный компонент связан со звуковыми эффектами, возникающими в результате колебания стенок желудочков во время их сокращения. Систола желудочков направлена на выталкивание объема крови, содержащегося в них в аорту (левый желудочек) и легочный ствол (правый желудочек). Движение крови под высоким давлением вызывает колебание стенок крупных сосудов (аорты и легочного ствола) и сопровождается звуковыми эффектами, также составляющими первый тон.

II тон двухкомпонентный. Он состоит из клапанного и сосудистого компонентов. Этот тон выслушивается во время диастолы (диастолический). Во время диастолы желудочков происходит захлопывание клапанов аорты и легочного ствола, при колебании этих клапанов возникают звуковые эффекты.

Движение крови в сосуды также сопровождается звуковым компонентом II тона.

III тон не является обязательными выслушивается у лиц молодого возраста, а также имеющих недостаточное питание. Он возникает в результате колебания стенок желудочков в их диастолу во время наполнения их кровью.

IV тон возникает непосредственно перед первым тоном. Причиной его появления является колебания стенок желудочков во время их наполнения во время диастолы.

Сила тонов сердца определяется близостью расположения сердечных клапанов относительно передней грудной стенки (поэтому ослабление тонов сердца может быть связано с увеличением толщины передней грудной стенки за счет подкожно-жировой клетчатки). Кроме этого, ослабление тонов сердца может быть связано с другими причинами, вызывающими нарушение проведения звуковых колебаний на грудную стенку. Это повышение воздушности легких при эмфиземе, интенсивное развитии мышц передней грудной стенки, пневмоторакс, гемоторакс, гидроторакс. У молодых худощавых людей при анемии звучность тонов усиливается. Это также возможно за счет явления резонанса при появлении каверны легкого.

Верхушечный толчок - это ограниченная ритмичная пульсация, наблюдаемая в пятом межреберье кнутри от средне-ключичной линии, в области верхушки сердца. Верхушечный толчок присутствует всегда, независимо от того, больной человек или здоровый.

Верхушечный толчок шириной более 2-х см, называется разлитым и связан с увеличением границ сердца, менее 2-х см - ограниченным (может быть при ожирении, эмфиземе легких, отеке подкожной клетчатки). Высота верхушечного толчка - это амплитуда колебания грудной стенки (может быть высокий и низкий толчок). Сила верхушечного толчка определяется давлением, которое ощущают пальцы. Она зависит от силы сокращения левого желудочка, от толщины грудной клетки. Усиленный верхушечный толчок, как правило, выявляется при гипертрофии левого желудочка.

6)Внутрисердечные механизмы регуляции сердца

Внутриклеточные механизмы регуляции. Электронная микро­скопия позволила установить, что миокард не является синцитием, а состоит из отдельных клеток — миоцитов, соединяющихся между собой вставочными дисками. В каждой клетке действуют механизмы регуляции синтеза белков, обеспечивающих сохранение ее структуры и функций. Скорость синтеза каждого из белков регулируется соб­ственным ауторегуляторным механизмом, поддерживающим уровень воспроизводства данного белка в соответствии с интенсивностью его расходования.

 

При увеличении нагрузки на сердце (например, при регулярной мышечной деятельности) синтез сократительных белков миокарда и структур, обеспечивающих их деятельность, усиливается. Появ­ляется так называемая рабочая (физиологическая) гипертрофия мио­карда, наблюдающаяся у спортсменов.

 

Внутриклеточные механизмы регуляции обеспечивают и изме­нение интенсивности деятельности миокарда в соответствии с ко­личеством притекающей к сердцу крови. Этот механизм получил название «закон сердца» (закон Франка—Старлинга): сила сокра­щения сердца (миокарда) пропорциональна степени его кровена­полнения в диастолу (степени растяжения), т. е. исходной длине его мышечных волокон. Более сильное растяжение миокарда в мо­мент диастолы соответствует усиленному притоку крови к сердцу. При этом внутри каждой миофибриллы актиновые нити в большей степени выдвигаются из промежутков между миозиновыми иитями, а значит, растет количество резервных мостиков, т. е. тех актиновых точек, которые соединяют актиновые и миозиновые нити в момент сокращения. Следовательно, чем больше растянута каждая клетка миокарда во время диастолы, тем больше она сможет укоротиться во время систолы. По этой причине сердце перекачивает в артери­альную систему то количество крови, которое притекает к нему из вен. Такой тип миогенной регуляции сократимости миокарда полу­чил название гетерометрической (т. е. зависимой от переменной величины — исходной длины волокон миокарда) регуляции. Под гомеометрической регуляцией принято понимать изменения силы сокращений при неменяющейся исходной длине волокон миокарда. Это прежде всего ритмозависимые изменения силы сокращений. Если стимулировать полоску миокарда при равном растяжении с все увеличивающейся частотой, то можно наблюдать увеличение силы каждого последующего сокращения («лестница» Боудича). В ка­честве теста на гомеометрическую регуляцию используют также пробу Анрепа — резкое увеличение сопротивления выбросу крови из левого желудочка в аорту. Это приводит к увеличению в опре­деленных границах силы сокращений миокарда. При проведении пробы выделяют две фазы. Вначале при увеличении сопротивления выбросу крови растет конечный диастолический объем и увеличение силы сокращений реализуется по гетерометрическому механизму. На втором этапе конечный диастолический объем стабилизируется и возрастание силы сокращений определяется гомеометрическим механизмом.

 

Регуляция межклеточных взаимодействий. Установлено, что вставочные диски, соединяющие клетки миокарда, имеют различную структуру. Одни участки вставочных дисков выполняют чисто меха­ническую функцию, другие обеспечивают транспорт через мембрану кардиомиоцита необходимых ему веществ, третьи — нексусы, или тес­ные контакты, проводят возбуждение с клетки на клетку. Нарушение межклеточных взаимодействий приводит к асинхронному возбужде­нию клеток миокарда и появлению сердечных аритмий.

 

К межклеточным взаимодействиям следует отнести и взаимоот­ношения кардиомиоцитов с соединительнотканными клетками мио­карда. Последние представляют собой не просто механическую опор­ную структуру. Они поставляют для сократительных клеток мио­карда ряд сложных высокомолекулярных продуктов, необходимых для поддержания структуры и функции сократительных клеток. Подобный тип межклеточных взаимодействий получил название креаторных связей (Г. И. Косицкий).

 

Внутрисердечные периферические рефлексы. Более высокий уро­вень внутриорганной регуляции деятельности сердца представлен внутрисердечными нервными механизмами. Обнаружено, что в серд­це возникают так называемые периферические рефлексы, дуга кото­рых замыкается не в ЦНС, а в интрамуральных ганглиях миокарда. После гомотрансплантации сердца теплокровных животных и дегене­рации всех нервных элементов экстракардиального происхождения в сердце сохраняется и функционирует внутриорганная нервная систе­ма, организованная по рефлекторному принципу. Эта система вклю­чает афферентные нейроны, дендриты которых образуют рецепторы растяжения на волокнах миокарда и венечных (коронарных) сосудах, вставочные и эфферентные нейроны. Аксоны последних иннервируют миокард и гладкие мышцы коронарных сосудов. Указанные нейроны соединяются между собой синаптическими связями, образуя внутри-сердечные рефлекторные дуги.

 

В экспериментах показано, что увеличение растяжения миокарда правого предсердия (в естественных условиях оно возникает при увеличении притока крови к сердцу) приводит к усилению сокра­щений миокарда левого желудочка. Таким образом, усиливаются сокращения не только того отдела сердца, миокард которого непос­редственно растягивается притекающей кровью, но и других отделов, чтобы «освободить место» притекающей крови и ускорить выброс ее в артериальную систему. Доказано, что эти реакции осуществ­ляются с помощью внутрисердечных периферических рефлексов (Г. И. Косицкий).

 

Подобные реакции наблюдаются лишь на фоне низкого исход­ного кровенаполнения сердца и незначительной величины давления крови в устье аорты и коронарных сосудах. Если камеры сердца переполнены кровью и давление в устье аорты и коронарных сосудах высокое, то растяжение венозных приемников в сердце угнетает сократительную активность миокарда, в аорту выбрасы­вается меньшее количество крови, а приток крови из вен затруд­няется. Подобные реакции играют важную роль в регуляции кро­вообращения, обеспечивая стабильность кровенаполнения артери­альной системы.

 

Гетерометрический и гомеометрический механизмы регуляции силы сокращения миокарда могут привести лишь к резкому уве­личению энергии сердечного сокращения в случае внезапного по­вышения притока крови из вен или повышения артериального давления. Казалось бы, что при этом артериальная система не защищена от губительных для нее внезапных мощных ударов крови. В действительности же таких ударов не возникает благодаря защитной роли, осуществляемой рефлексами внутрисердечной нер­вной системы.

 

Переполнение камер сердца притекающей кровью (равно как и значительное повышение давления крови в устье аорты, коро­нарных сосудов) вызывает снижение силы сокращений миокарда посредством внутрисердечных периферических рефлексов. Сердце при этом выбрасывает в артерии в момент систолы меньшее, чем в норме, количество содержащейся в желудочках крови. Задержка даже небольшого дополнительного объема крови в камерах сердца повышает диастолическое давление в его полостях, что вызывает снижение притока венозной крови к сердцу. Излишний объем крови, который при внезапном выбросе его в артерии мог бы вызвать пагубные последствия, задерживается в венозной системе.

 

Опасность для организма представляло бы и уменьшение сер­дечного выброса, что могло бы вызвать критическое падение арте­риального давления. Такую опасность также предупреждают регуляторные реакции внутрисердечной системы.

 

Недостаточное наполнение кровью камер сердца и коронарного русла вызывает усиление сокращений миокарда посредством внут­рисердечных рефлексов. При этом желудочки в момент систолы выбрасывают в аорту большее, чем в норме, количество содер­жащейся в них крови. Это и предотвращает опасность недоста­точного наполнения кровью артериальной системы. К моменту расслабления желудочки содержат меньшее, чем в норме, коли­чество крови, что способствует усилению притока венозной крови к сердцу.

 

В естественных условиях внутрисердечная нервная система не является автономной. Она — лишь низшее звено сложной иерархии нервных механизмов, регулирующих деятельность сердца. Следу­ющим, более высоким звеном этой иерархии являются сигналы, поступающие по блуждающим и симпатическим нервам, осуще­ствляющие процессы экстракардиальной нервной регуляции сердца.

7)Внесердечная регуляция