Интерпретация ЭКГ

Тверская государственная медицинская академия

Е. С. Мазур, В. В. Мазур, Н. Д. Баженов

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ

Учебно-методическое пособие для студентов лечебного факультета

Второе издание

Тверь, 2013 г.

АННОТАЦИЯ

Настоящее пособие предназначено для самостоятельного изучения основ электрокардио-

графии — метода, без которого невозможно представить современную клиническую ме-

дицину. Пособие богато иллюстрировано и снабжено большим количеством практических заданий, что позволяет выработать начальные навыки интерпретации электрокардиограм-

мы. Пособие предназначено для студентов III–VI курсов лечебного факультета, однако,

может оказаться полезным врачам-интернам, клиническим ординаторам и практикующим врачам, не приобретших за годы обучения в ВУЗ навыков интерпретации ЭКГ.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Мазур Евгений Станиславович — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой госпитальной терапии и профессиональных болезней ТГМА

Мазур Вера Вячеславовна — доктор медицинских наук, профессор кафедры госпиталь-

ной терапии и профессиональных болезней ТГМА

Баженов Николай Дмитриевич — кандидат медицинских наук, доцент кафедры госпи-

тальной терапии и профессиональных болезней ТГМА

ВВЕДЕНИЕ

Исторически сложилось так, что интерпретация результатов электрокардиографического исследования относится к компетенции врачей функциональной диагностики. Это было оправдано в годы становления электрокардиографии, когда электрокардиографы были редкостью, а регистрация электрокардиограммы (ЭКГ) — эксклюзивным исследованием.

Сегодня электрокардиография — один из самых доступных методов инструментального исследования, сочетающий в себе высокую информативность с абсолютной безопасно-

стью и возможностью проведения в любых условиях. Однако интерпретация ЭКГ до сих пор нередко остается уделом «избранных» — кардиологов и врачей функциональной ди-

агностики. Между тем, умение «расшифровать» ЭКГ должно входить в арсенал практиче-

ского врача любой специальности, точно так же, как входит в этот арсенал умение изме-

рять артериальное давление.

Недостаточные навыки интерпретации ЭКГ в значительной мере связаны с ложным представлением о чрезвычайной сложности изучения электрокардиографии. Действитель-

но, электрокардиография — весьма сложная, динамично развивающаяся научная дисцип-

лина с широким спектром нерешенных проблем и спорных вопросов. Однако это вовсе не мешает успешно использовать электрокардиографическое исследование для решения кон-

кретных лечебно-диагностических задач. С небольшой долей преувеличения можно ска-

зать, что умение интерпретировать ЭКГ связано со знанием теоретических основ электро-

кардиографии не более чем умение водить автомашину — со знанием физических основ работы двигателя внутреннего сгорания.

Умение интерпретировать ЭКГ — это не только умение выявлять те или иные электрокардиографические симптомы, но и умение использовать результаты электрокар-

диографического исследования для уточнения, углубления и расширения клинического представления о больном, для выбора оптимальной терапевтической тактики, для оценки прогноза и эффективности лечения. Очевидно, что, не зная больного, эти задачи решить невозможно. Поэтому авторы глубоко убеждены, что интерпретация ЭКГ — дело лечаще-

го врача, а не врача функциональной диагностики.

Эта книга предназначена тем, кто хочет использовать результаты электрокардио-

графического исследования в своей повседневной работе, но не имеет для этого достаточ-

ных знаний и навыков. Книга предназначена для самостоятельного изучения и потому снабжена большим количеством практических заданий, выполнение которых является обязательным условием усвоения учебного материала.

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИИ

Электрофизиология кардиомиоцита

Для живой клетки характерно наличие разности потенциалов между наружной и внутрен-

ней поверхностью клеточной мембраны. У кардиомиоцита, находящегося в состоянии по-

коя, наружная поверхность мембраны несет положительный электрический заряд, внут-

ренняя поверхность — отрицательный. Величина трансмембранного потенциала достига-

ет 90 мВ (рис. 1А).

Рис. 1. Трансмембранный потенциал покоя (А) и потенциал действия (Б – Д) кардиомиоцита (объяснения в тексте).

Наличие трансмембранного потенциала связано с различным содержанием ионов внутри и вне клетки. В состоянии покоя концентрация ионов калия внутри клеток мио-

карда в 30 раз выше, а натрия — в 20 раз ниже, чем во внеклеточной жидкости. Внутри-

клеточная концентрация ионов хлора в 13, а кальция в 25 раз меньше, чем внеклеточная.

Снижение величины трансмембранного потенциала до 65 мВ (пороговый потен-

циал) приводит к резкому увеличению проницаемости клеточной мембраны для ионов натрия, которые по градиенту концентрации начинают поступать внутрь клетки. Транс-

мембранный потенциал сначала падает до нуля (деполяризация), а затем меняет свою по-

лярность — наружная поверхность мембраны приобретает отрицательный заряд, а внут-

ренняя — положительный (рис. 1 Б). Изменение трансмембранного потенциала означает,

что клетка перешла в состояние возбуждения и готова выполнить свою специфическую функцию.

Реполяризация клеточной мембраны, то есть восстановление исходной разности потенциалов между ее наружной и внутренней поверхностью, начинается с поступления в клетку ионов хлора, которые нейтрализует положительный заряд, привнесенный ранее ионами натрия (рис. 1 В). На протяжении примерно 200 мс разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностью клеточной мембраны практически отсутствует, что

позволяет ионам калия выходить из клетки, а ионам кальция, необходимым для реализа-

ции мышечного сокращения, — поступать в нее (рис. 1 Г). Восстановление исходной раз-

ницы потенциалов между наружной и внутренней сторонами клеточной мембраны дости-

гается за счет активного транспорта ионов натрий за пределы клетки, а ионов калия — внутрь ее (рис. 1 Д). Пока трансмембранный потенциал покоя не восстановился, клетка не способна к повторному возбуждению, то есть находится в состоянии рефрактерности.

Возбудимость присуща всем клеткам миокарда, однако, некоторые из них облада-

ют еще и способностью к самовозбуждению, то есть функцией автоматизма. У таких клеток трансмембранный потенциал покоя не остается постоянным, а постепенно умень-

шается от максимальной величины, достигнутой в ходе реполяризации, до величины по-

рогового потенциала, достижение которого запускает процесс деполяризации (рис. 2).

Функцией автоматизма обладают клетки так называемых водителей ритма — синусового узла, предсердно-желудочкового соединения и внутрижелудочковой проводящей систе-

мы.

Рис. 2. Спонтанное уменьшение потенциала покоя (фаза 4) до уровня, при котором возникает потенциал действия (фазы 0 – 3)

Клетки миокарда тесно контактируют между собой, поэтому возбуждение с одной клетки легко передается на другую. Как отмечалось выше, при деполяризации клеточной мембраны ее наружная поверхность приобретает отрицательный заряд. Этот заряд ней-

трализует положительный заряд наружной поверхности мембраны соседней клетки, что ведет к снижению ее трансмембранного потенциала до порогового уровня. Это запускает механизм деполяризации, ведущий к появлению на наружной поверхности клеточной мембраны отрицательного заряда, который снижает до порогового уровня трансмембран-

ный потенциал следующей клетки. Способность клеток миокарда передавать возбуждение соседним клеткам обозначают термином проводимость.

Между поверхностью мембран двух соседних невозбужденных клеток миокарда разность потенциалов отсутствует (рис. 3 А). Однако если одна клетка перейдет в состоя-

ние возбуждения, а другая еще нет, то между ними возникнет разность потенциалов (рис. 3 Б), которая исчезнет, после того, как обе клетки окажутся в состоянии возбуждения.

Рис. 3. Появление разности потенциалов между соседними клетками при деполяризации одной из них (обозначена серым цветом).

Разность потенциалов можно выявить не только между соседними клетками, но и между участками миокарда, один из которых находится в состоянии возбуждения, а дру-

гой нет (рис. 4). В период диастолы разность потенциалов между субэдокардиальной и субэпикардиальной поверхностью миокарда отсутствует (рис. 4 А). В норме возбуждение по миокарду желудочков распространяется от эндокарду к эпикарду, вследствие чего ме-

жду субэндокардиальной и субэпикардиальной поверхностями миокарда будет регистри-

роваться разность потенциалов (рис. 4 Б). После того, как возбуждение охватит всю толщу миокарда, разность потенциалов исчезнет (рис. 4 В). Поскольку субэпикардиальные слои миокарда снабжаются кровью лучше, чем субэндокардиальные, реполяризация миокар-

диоцитов в субэпикардиальных слоях миокарда начинается раньше, чем в субэндокарди-

альных (рис. 4 Г). Вследствие этого разность потенциалов между субэндокардиальными и субэндокардиальными слоями миокарда в период реполяризации имеет тот же знак, что и в период деполяризации. После завершения реполяризации миокарда, разность потенциа-

лов между его субэндокардиальной и субэпикардиальной поверхностью исчезает (рис. 4

Д).

Рис. 4. Изменение разности потенциалов между субэндокардиальной и субэпикардиальной поверхностью миокарда при его деполяризации (Б–В) и реполяризации (Г–Д).

Поскольку тело человека является хорошим проводником электричества, измене-

ния разности потенциалов, возникающие при распространении возбуждения по сердцу,

можно зарегистрировать с поверхности кожи. Графическая запись изменений разности потенциалов, возникающих при распространении возбуждения по сердцу, называется электрокардиограммой (ЭКГ).

Проводящая система сердца и элементы электрокардиограммы

Основным водителем сердечного ритма служит синусовый узел — группа клеток, распо-

ложенных в области впадения верхней полой вены в правое предсердие (рис. 5). Этим

клеткам присуща функция автоматизма, вследствие чего они способны генерировать им-

пульсы возбуждения с частотой 60–80 в 1 мин. Синусовый узел богато иннервирован во-

локнами симпатической и парасимпатической нервной системы. Симпатические влияния

увеличивают частоту генерируемых импульсов, парасимпатические — уменьшают.

Рис. 5. Проводящая система сердца. 1 — синусовый узел, 2 — межпредсердный пучок (Бахмана), 3 — атриовентрикулярный узел, 4 — передняя ветвь левой ножки пучка Гиса, 5 — задняя ветвь левой ножки пучка Гиса, 6 — правая ножка пучка Гиса, 7 — атриовентрикулярное соединение, 8 — межузловые проводящие тракты (Бахмана, Венкебаха, Тореля).

Возникшее в синусовом узле возбуждение распространяется на миокард предсер-

дий и вызывает их сокращение. На ЭКГ распространение волны возбуждения по предсер-

диям регистрируется в виде зубца P (рис. 6).

Рис. 6. Элементы электрокардиограммы

Предсердия отделены от желудочков фиброзным кольцом, не способным к прове-

дению возбуждения. У большинства людей единственным местом, где миокард предсер-

дий соединяется с миокардом желудочков, является небольшой участок в задненижней

части межпредсердной перегородки — атриовентрикулярное (АВ) соединение. Через него

возбуждение с предсердий распространяется на желудочки. Скорость проведения возбуж-

дения через АВ-соединение низкая, из-за чего от начала возбуждения предсердий до на-

чала возбуждения желудочков проходит не менее 120 мс. Эта задержка дает желудочкам возможность принять кровь, поступающую из предсердий во время их систолы.

Клетки АВ-соединения могут не только проводить импульсы возбуждения, но и самостоятельно их генерировать. Поэтому АВ-соединение нередко называют АВ-узлом,

подчеркивая его сходство с основным водителем ритма — синусовым узлом. В обычных условиях, то есть при бесперебойном поступлении импульсов от синусового узла, АВ-

соединение импульсов не генерирует. Только в том случае, когда импульсы в синусовом узле не возникают, либо не доходят до АВ-соединения, последнее начинает генерировать собственные импульсы с частотой 40–60 в мин (водитель ритма второго порядка).

Из области АВ-соединения к миокарду желудочков возбуждение распространяется по специальной проводящей системе, которая включает в себя пучок Гиса и волокна Пур-

кинье. Пучок Гиса берет начало в области АВ-соединения в виде единого ствола, но вско-

ре делится на две ножки — правую и левую. По правой ножке возбуждение проводится к правому желудочку сердца, по левой — к левому. Левая ножка в свою очередь делится на две ветви — переднюю (верхнюю) и заднюю (нижнюю). Дальнейшее деление проводящих путей приводит к тому, что они распадаются на мельчайшие веточки — волокна Пурки-

нье, густая сеть которых пронизывает все слои миокарда желудочков.

Особенностью внутрижелудочковой проводящей системы является высокая ско-

рость распространения импульса — до 4 м/с. Вследствие этого возбуждение практически одновременно охватывает все отделы желудочков, обеспечивая их синхронное сокраще-

ние. Распространение возбуждения по миокарду желудочков отражается на ЭКГ в виде комплекса QRS, ширина которого в норме не превышает 80 мс. После возбуждения клетки миокарда и проводящей системы сердца постепенно возвращаются в исходное состояние.

Этот процесс называется реполяризацией и на ЭКГ отражается сегментом ST и зубцом T.

Второй особенностью внутрижелудочковой проводящей системы является способ-

ность образующих ее клеток генерировать импульсы возбуждения с частотой 40–30 в 1

мин (водитель ритма третьего порядка). Эта способность проявляется только тогда, когда прекращается поступление импульсов из вышележащих отделов проводящей системы.

Регистрация ЭКГ

Для регистрации стандартной ЭКГ красный электрод электрокардиографа накладывается на правую руку пациента, желтый — на левую руку, зеленый — на левую ногу, черный — на правую ногу. Электрод для регистрации первого грудного отведения (V1) закрепляется в четвертом межреберье справа от грудины, V2 — в четвертом межреберье слева от гру-

дины, V3 — на середине расстояния между V2 и V4, V4 — в области верхушки сердца, V5

— на уровне V4 по передней подмышечной линии, V6 — на уровне V4 по срединной под-

мышечной линии (рис. 7).

Рис. 7. Расположение электродов для регистрации грудных отведений стандартной ЭКГ.

Регистрируются 12 отведений (рис. 8): 3 стандартных отведения от конечностей (I,

II, III), 3 усиленных отведения от конечностей (aVR, aVL, aVF) и 6 грудных отведений

(V1–V6).

Рис. 8. Нормальная ЭКГ. ЭКГ можно считать нормальной, если на ней не зарегистрированы нарушения ритма и проводимости, не выявляется признаков гипертрофии желудочков и предсердий, нет очаговых изменений и нарушений реполяризации.

I стандартное отведение отражает разность потенциалов между правой и левой ру-

кой, II — между правой рукой и левой ногой, III — между левой рукой и левой ногой. От-

ведение aVR отражает разность потенциалов между правой рукой и объединенным потен-

циалом левой руки и левой ноги, aVL — между левой рукой и объединенным потенциа-

лом правой руки и левой ноги, aVF — между левой ногой и объединенным потенциалом

правой и левой руки. В грудных отведениях регистрируется разность потенциалов между соответствующей точкой на грудной клетке и объединенным потенциалом электродов,

наложенных на конечности.

Отведения V1 и V2 отражают изменения, связанные с поражением межжелудочко-

вой перегородки, V3 — передней стенки левого желудочка, V4 — верхушки, V5, V6, I и aVL — боковой стенки, III и aVF — задней стенки левого желудочка.

Стандартная ЭКГ позволяет выявить стойкие нарушения ритма и проводимости,

гипертрофию различных отделов сердца, изменения, связанные с развитием инфаркта миокарда и нарушениями электролитного баланса. Для выявления транзиторной ишемии миокарда и преходящих аритмий используют пробу с физической нагрузкой и холтеров-

ское мониторирование.

Проба с физической нагрузкой под контролем ЭКГ является основным методом выявления транзиторной ишемии миокарда. Для проведения пробы используется велоэр-

гометр (велотренажер) или тредмил (бегущая дорожка). Регистрация ЭКГ обычно прово-

дится в 12 стандартных отведениях. Пробу начинают с нагрузки 25 или 50 Вт, которую пациент выполняет в течение 3 минут. Далее каждые 3 минуты нагрузку увеличивают на

25 или 50 Вт до появления критериев прекращения пробы.

Критериями прекращения пробы являются 1) появление клинических (стенокар-

дия) и/или электрокардиографических (депрессия сегмента ST) симптомов ишемии мио-

карда, 2) достижение субмаксимальной частоты сердечных сокращений (ЧСС), которая рассчитывается по формуле 0,75×(220–Возраст), 3) выраженное повышение или снижение артериального давления, появление нарушений сердечного ритма, одышки, резкой слабо-

сти, отказ пациента от дальнейшего исследования.

Если физическая нагрузка привела к появлению на ЭКГ признаков ишемии мио-

карда, то проба считается положительной. Если была достигнута субмаксимальная ЧСС,

но признаки ишемии на ЭКГ не появились, проба считается отрицательной. Во всех ос-

тальных случаях проба расценивается как неинформативная.

Холтеровским мониторированием называют длительную (до суток и более) за-

пись ЭКГ на магнитную ленту или флеш-карту у пациента, ведущего обычный образ жиз-

ни. Для холтеровского мониторирования используются портативные мониторы и особые системы отведений от грудной клетки пациента. Анализ ЭКГ проводится после заверше-

ния исследования с использованием специальных компьютерных программ. Холтеровское мониторирование проводится с целью выявления кратковременных нарушений сердечно-

го ритма и эпизодов транзиторной ишемии миокарда.

Амплитуда зубцов и продолжительность интервалов

Для анализа ЭКГ необходимо знать амплитуду зубцов P, Q, R и S, ширину зубца Q и ком-

плекса QRS, величину смещения сегмента ST от изоэлектрической линии, продолжитель-

ность интервалов RR, PQ и QT. Амплитуда зубцов и смещение ST от изоэлектрической линии измеряется в миллиметрах (мм), ширина зубцов и продолжительность интервалов

— в секундах (с) или миллисекундах (мс). В таблице 1 представлены нормальные величи-

ны вышеназванных элементов ЭКГ, которые следует выучить наизусть,

Таблица 1. Амплитуда зубцов и продолжительность интервалов нормальной ЭКГ

Чтобы правильно определить амплитуду зубцов и величину смещения ST необхо-

димо знать, при каком усилении электрического сигнала проводилась запись ЭКГ. Как правило, усиление электрокардиографа настроено так, чтобы напряжение в +1 мВ смеща-

ло линию записи на 10 мм вверх. Однако усиление может быть увеличено или уменьшено в 2 раза. Стандартный импульс напряжением +1 мВ обычно автоматически записывается в начале ЭКГ (рис. 8). Если высота стандартного импульса равна 5 мм, то измеренные ам-

плитуды зубцов и величину смещения ST следует умножить на 2, а при высоте стандарт-

ного импульса равной 20 мм, измеренные величины следует уменьшить вдвое.

Регистрация ЭКГ может проводиться при скорости движения бумажной ленты рав-

ной 25 или 50 мм/с. В первом случае 1 мм соответствует 40 мс, во втором — 20 мс. По-

этому ширина зубцов и длина интервалов сначала измеряется в миллиметрах, а затем ум-

ножается на 20 (при скорости записи 50 мм/с) или на 40 (при скорости записи 25 мм/с). В

результате получаются значения ширины зубцов и продолжительности интервалов, выра-

женные в миллисекундах.

За 1 минуту при скорости записи 25 мм/с лента, на которой регистрируется ЭКГ,

проходит 1500 мм, а при скорости записи 50 мм/с — 3000 мм. Поэтому для определения