Физические основы метода ЭКГ

ЭКГ занимает ведущее место среди множества инструментальных методов исследования сердечно-сосудистой системы. Она оказывает большую помощь в выявлении нарушений сердечного ритма, в диагностике нарушений коронарного кровообращения. ЭКГ отражает увеличение отдельных полостей сердца.

Однако оценивать ЭКГ следует только с учетом клинической картины заболевания и после ознакомления с анамнезом, поскольку различные патологические процессы могут приводить к сходным изменениям ЭКГ. Переоценка метода ЭКГ и игнорирование клинических данных может привести к серьезным диагностическим ошибкам.

Сокращения миокарда вызываются импульсами, генерация которых происходит в синусовом узле и распространяется по проводящей системе сердца от основания к верхушке сердца и от эндокарда к эпикарду. Нормальный автоматизм синусового узла составляет 60–80 импульсов в минуту.

В электрической активности сердца основную роль играет перемещение ионов калия и натрия через мембрану миоцитов. В состоянии покоя (поляризации) мембрана миоцита непроницаема для этих ионов, наружная поверхность ее заряжена положительно, а внутренняя – отрицательно.

При возбуждении (деполяризации) мембраны миоцита происходит активация ионного насоса, что приводит к уменьшению положительного заряда на поверхности клеточной мембраны, клетка становится отрицательно заряженной по отношению к окружающим невозбужденным миоцитам.

Формирование такого диполя приводит к возникновению электрического тока, направленного в сторону соседних положительно заряженных миоцитов. Так возбуждение распространяется вдоль мышечного волокна.

Процесс угасания возбуждения характеризуется тем, что наружная поверхность клетки вновь приобретает положительный заряд, восстанавливается первоначальный потенциал (процесс реполяризации). Распространение волны реполяризации происходит в направлении, противоположном деполяризации. При достижении состояния поляризации мембрана вновь становится непроницаемой для ионов и электрический ток не возникает.

Таким образом, сердце можно рассматривать как источник токов действия, который расположен в объемном проводнике (теле человека), вокруг которого возникает электрическое поле. Каждое мышечное волокно представляет собой элементарную систему – диполь.

Из бесчисленных микродиполей одиночных волокон миокарда складывается суммарный диполь – электродвижущая сила (ЭДС), которая имеет величину и направление, т. е. является векторной величиной. Направление ЭДС называется электрической осью сердца (ЭОС). В норме она располагается параллельно анатомической оси сердца.

ЭДС можно усилить и зарегистрировать в виде кривой – электрокардиограммы (ЭКГ). Регистрация ЭКГ осуществляется с поверхности тела человека аппаратом – электрокардиографом.

Современный электрокардиограф устроен по типу измерителя напряжения и имеет следующие части:

1) воспринимающее устройство – электроды, которые фиксируются на теле человека и улавливают возникающую при возбуждении сердечной мышцы разность потенциалов, а также провода отведений;

2) усилители – система катодных ламп, которые позволяют увеличить ничтожно малое напряжение, обусловленное ЭДС, чтобы это напряжение можно было зарегистрировать;

3) гальванометр для измерения величины напряжения;

4) регистрирующее устройство, включающее лентопротяжный механизм и отметчик времени;

5) блок питания (либо от сети, либо от аккумулятора).

Принцип работы электрокардиографа заключается в том, что колебания разности потенциалов, возникающих при возбуждении миокарда, воспринимаются электродами, расположенными на теле обследуемого, и подаются на вход электрокардиографа. Это чрезмерно малое напряжение усиливается в 600 раз благодаря системе катодных ламп.

Поскольку величина и направление ЭДС в течение сердечного цикла все время изменяется, стрелка гальванометра отражает колебания напряжения, а эти колебания, в свою очередь, отражаются на ленте, движущейся со скоростью 50 мм/ч. Бумага ленты расчерчена так, что 1 мм равен 0,02 с. Зная скорость движения ленты, можно рассчитать продолжительность элементов ЭКГ.

Электрокардиографы бывают одноканальные и многоканальные. Существует метод передачи ЭКГ по аудиосвязи, который используется в практике регистратора. скорой помощи.

Возможна амбулаторная непрерывная в течение 24 ч запись ЭКГ – суточное Холтеровское мониторирование.