Электрокардиография

Возникновение и распространение возбуждения в сердце могут быть изучены не только путем отведения электрической разности потенциалов от отдельных мышечных клеток или от поверхности сердца, но и посредством регистрации электрических изменений, происходящих на поверхности тела в результате деятельности сердца. Дело в том, что при возникновении разности электрических потенциалов между возбужденными и невозбужденными участками сердца электрические силовые линии распределяются по всему телу. Это позволяет регистрировать типичные кривые колебаний потенциалов при приложении электродов к определенным точкам тела. Такая методика исследования электрической активности сердца, введенная в практику В. Эйнтгофеном, Л. Ф. Самойловым, Т. Льюисом, В. Ф. Зелениным и др., получила название электрокардиографии, а регистрируемые с ее помощью кривые названы электрокардиограммами.

Электрокардиография приобрела широкое применение в медицине как диагностический метод, позволяющий установить характер ряда нарушений сердечной деятельности.

Для исследования электрокардиограммы и настоящее время пользуются специальными приборами — электрокардиографами с ламповыми или полупроводниковыми усилителями постоянного или переменного тока или напряжения и осциллографами или гальванометрами. Запись кривых происходит на движущейся бумаге. Регистрацию электрокардиограмм обычно производят при положении человека лежа и в непосредственной близости от регистрирующего прибора. Однако разработаны и такие приборы, с помощью которых записывают электрокардиограммы у человека во время активной мышечной деятельности и на расстоянии от него.

Такие приборы — телеэлектрокардиографы — основаны на принципе передачи посредством радиосвязи электрокардиограммы на расстояние. Для этого электроды, приложенные к телу, соединяют с радиопередатчиком небольших размеров и веса, который помещают который помещают в кармане костюма или в шлеме, надеваемом  на голову исследуемого человека (рис. 16). Сигналы радиопередатчика воспринимаются на пункте регистрации радиоприемным устройством и записываются в виде кривых. Таким способом регистрируют электрокардиограммы у спортсменов во время соревновании, у рабочих во время тяжелой физической работы. Пользуясь мощным радиопередатчиком исследуют электрокардиограммы у космонавтов во время космического полета. Рис.16. Радиопередатчик для регистрации электрокардиограммы, укреплённый в шлеме на голове человека

Вследствие несимметричности положения сердца в грудной клетке и своеобразной формы тела человека, электрические силовые линии распределяются по всей поверхности тела неравномерно. Поэтому в зависимости от точек отведения потенциалов форма электрокардиограмм и вольтаж ее зубцов будут различны. Предложено производить ряд отведений электрокардиограмм от конечностей и от поверхности грудной клетки. Наиболее приняты три так называемых стандартных отведения от конечностей (рис. 17), при которых электроды помещают следующим образом: I отведение: правая рука — левая рука, II отведение: правая рука — левая нога, III отведение: левая рука — левая нога. Рис. 17. Схема наложения электродов при стандартных отведениях электрокардиограммы и кривые, получаемые при этих отведениях.

Для отведения электрокардиограммы от грудной клетки рекомендуют прикладывать один электрод к одной из в показанных на рис. 18 точек. Другим электродом служит приложенный к правой руке или же три соединенных вместе электрода, наложенных на обе руки и левую ногу.

В последнем случае форма электрокардиограммы определяется электрическими изменениями, происходящими только на участке грудного электрода. Объединенный электрод, приложенный к трем конечностям, является индифферентным, или «нулевым», так как его потенциал не меняется на протяжении всего сердечного цикла. Такие отведения электрокардиограммы, предложенные Вильсоном, называют униполярными, или однополюсными. Эти отведения обозначают латинской буквой V (V1, V2, и т. д.). Рис. 18. Схема грудных отведений электрокардиограммы и кривые, получаемые при этих отведениях.

Нормальные электрокардиограммы человека, получаемые в стандартных отведениях, приведены на рис. 19. Рис. 19. Электрокардиограммы в трех стандартных отведениях и схема, показывающая связь между распространением возбуждения в сердце и возникновением некоторых зубцов электрокардиограммы (по Барду).

В электрокардиограмме в каждом сердечном цикле различают зубцы: Р, Q, R, S и Т. Зубец Р отражает возбуждение предсердий. Этот зубец электрокардиограммы представляет собой алгебраическую сумму электрических потенциалов, возникающих при возбуждении правого и левого предсердий. Комплекс зубцов QRST представляет собой отражение электрических изменений, обусловленных возбуждением желудочков. При этом зубцы Q, R, S характеризуют начальную часть возбуждения желудочков, а зубец Т — конечную его часть. Интервал от начала зубца Р до начала зубца Q показывает время, необходимое для проведения возбуждения от предсердия до желудочка (рис. 19). Сложная кривая токов действия желудочков некоторыми авторами объясняется тем, что возбуждение охватывает желудочки не сразу.

Природа зубцов Q, R, S и Т окончательно еще не выяснена. Полагают, что зубец Q обусловлен возбуждением внутренней поверхности желудочков, правой сосочконой мышцы и верхушки сердца, а зубец R — возбуждением поверхности и основания обоих желудочков. К окончанию зубца S оба желудочка целиком охвачены возбуждением и отсутствует разность потенциалов между различными участками желудочков сердца. Наименее ясно происхождение зубца Т. По мнению большинства исследователей, этот зубец связан с последней стадией реполяризации, т. е. с прекращением возбуждения желудочков, что происходит в разных частях желудочков неодновременно. Этот зубец представляет самую изменчивую часть электрокардиограммы.

В. Ф. Зеленин установил, что зубцы Q, R и S электрокардиограммы сердца представляют собой алгебраическую сумму двух противоположно направленных электрокардиограмм правого и левого сердца. Это было впоследствии подтверждено опытами с перерезкой одной из ножек пучка Гиса. После такой перерезки прямая передача возбуждепнн к соответствующему желудочку прекращается, а возбуждение достигает его обходным путем и с запозданием. Вследствие этого форма электрокардиограммы резко нарушается. Так, после перерезки левой ножки пучка Гиса на электрокардиограмме сначала отражается возбуждение правого желудочка, а затем уже левого желудочка.

При гипертрофии левого желудочка возбуждение распространяется по его поверхности с некоторым запозданием по сравнению со скоростью его распространения по правому желудочку. Электрокардиограмма, получаемая в этих случаях, называется левограммой. При гипертрофии правого желудочка наблюдаются противоположные изменения электрокардиограммы, которые получили название правограммы.

Общая продолжительность электрической систолы желудочков, т. е. интервал Q — Т почти совпадает с длительностью механической систолы (механическая систола начинается несколько позже, чем электрическая).

Длительность электрической систолы (S) зависит от частоты сердечной деятельности, т. е. от продолжительности сердечного цикла (С); последнюю легко определить по интервалу между двумя зубцами R. Для математического выражения этой зависимости предложены формулы:

Электрокардиография позволяет проникнуть в тончайший механизм нарушений проведения возбуждения в сердце и является незаменимым методом клинического исследования. Так, по интервалу между началом зубца Р и зубцом Q на электрокардиограмме можно судить о том, совершается ли проведение возбуждения от предсердия к желудочку с нормальной скоростью. В норме этот интервал равен 0,12-0,18 секунды. Общая продолжительность зубцов Q, R, S составляет от 0,06 до 0,09 секунды.

Нарушение проведения возбуждения в сердце. Блокады. Правильная координация сокращений предсердий и желудочков нарушается при ухудшении проведения возбуждения по сердцу. Первой степенью этого ухудшения является замедление проведения. В этом случае ритм сокращений желудочков не изменяется. Электрокардиограмма, однако, показывает удлинение интервала между зубцами Р и Q, т. е. увеличивается время прохождения импульса от предсердии к желудочкам.

Изменения ритма сердечной деятельности. Электрокардиография дает возможность детально анализировать изменения сердечного ритма. В норме частота сердечных сокращений в среднем колеблется обычно в пределах 60-80 в минуту. Однако нередко наблюдается более редкий ритм-брадикардия, когда частота сокращений сердца равна 40-60 в минуту, и более частый ритм - тахикардия, когда частота сердечных сокращений превышает 90-100 и доходит до 150 и более в минуту. Брадикардия часто встречается у спортсменов в состоянии покоя, а тахикардия - при интенсивной мышечной работе и при эмоциональных состояниях.

Ритм сердечных сокращений обычно правильный, т. е. интервалы между отдельными систолами равны друг другу, за исключением тех случаев, когда меняется частота работы сердца, т. е. при переходе с одного ритма на другой: например, в период постепенного учащения или замедления сердечной деятельности. Однако у молодых людей паблюдается регулярное изменение ритма сердечной деятельности в связи с дыханием.

Это явленно носит название дыхательной аритмии и состоит в том, что в конце каждого выдоха и в начале следующего за ним вдоха ритм сокращений сердца замедляется. Механизм этого изменения ритма будет рассмотрен ниже.

В патологии встречается ряд нарушений ритма сердечной деятельности, при которых правильный ритм эпизодически или регулярно нарушается вклинившейся внеочередной систолой, которую называют экстрасистолой.

Экстрасистолы. Появление акстраспстол и место возникновения дополнительного очага возбуждения можно определить по электрокардиограмме. В частности, но форме желудочкового комплекса QRS электрокардиограммы можно установить, возникает ли возбуждение при экстрасистоле в синоатриальном или в атриовентрикулярном узле или в волокнах Пуркине правого или левого желудочка.

Трепетание и мерцание сердца. В некоторых патологических случаях можно наблюдать своеобразное состояние мышцы предсердий или желудочков сердца, называемое трепетанием и мерцанием (фибрилляция).

В случаях трепетания и мерцания наблюдаются чрезвычайно быстрые и асинхронные сокращения мышечных волокон предсердий или желудочков, доходящие до 400 (при трепетании) и до 600 в минуту (при мерцаний). Главным отличительным признаком этих сокращений служит неодновременность сокращений отдельных мышечных волокон данного отдела сердца, в то время как обычно предсердия или желудочки сокращаются целиком. Понятно, что при таком неодновременном сокращении своей мускулатуры предсердия или желудочки сердца не могут выполнять свою функцию продвижения крови в сосуды.

Трепетание желудочков смертельно, если не будут приняты меры для прекращения фибрилляции. (Наиболее эффективно прекращает трепетание желудочков сильный, напряжением в несколько киловольт, удар электрического тока, вызывающий одновременно возбуждение всех мышечных волокон желудочка, после чего восстанавливаются их синхронные сокращения.) Мерцание предсердий может происходить в течение длительного времени без опасности для жизни; желудочки при этом сокращаются в неправильном ритме (мерцательная аритмия) вследствие того, что не каждый импульс переходит от предсердий к желудочкам (рис. 22).

Рис. 22. Мерцание предсердий с аритмией желудочков  (мерцательная  аритмия).