Основные компоненты электрокардиограммы.

Измерение и исследование изменений разности потенциалов на отведениях за цикл работы сердца называется электрокардио­графией.

Электрокардиограммой называется график изменения во вре­мени мгновенных значении разности потенциалов между двумя электродами соответствующего отведения за цикл работы сердца.

Поскольку ЭВС за цикл работы сердца описывает тройную петлю, то каждая из проекций вектора на сторону треугольника Эйнтховена, регистрируемая как функция времени, образует кри­вую с зубцами Р, Q, R, S, Т и прямолинейными участками, соот­ветствующими интервалам нулевого потенциала (Рис. 13 и 14; см. также раздел 6.2).

Прямая, совпадающая с эти прямолинейными участками кар­диограммы называется изолинией.

Зубец - это отклонение от изолинии вверх (положительное) или вниз (отрицательное) (рис. 14).

Рис. 13 Схема образования двух электрокардиограмм из

петель ЭВС.

Рис.14 Типичная электрокардиограмма здорового человека в первом

отведении.

На рис. 14 показана типичная электрокардиограмма здорового человека в первом отведении. Горизонтальную линию на уров­не, обозначенном С1 - С2, называют изоэлектрической линией. Она соответствует отсутствию разности потенциалов на поверхности тела. Основными характеристиками ЭКГ являются форма и высота зубцов и длительность интервалов. При патологических изменени­ях в сердце происходит изменение этих характеристик, что позволяет использовать электрокардиограммы для диагностики забо­леваний сердца.

Форма кривой ЭКГ при синхронной записи с различных отве­дений будет различной.

На типичной электрокардиограмме здорового человека выде­ляют три направленных вверх зу6ца Р, R, Т и два зубца, направ­ленных вниз - Q, S. Буквенные обозначения зубцов были введены Эйнтховеном. Зубцы Q, R, S часто определяют как комплекс QRS. Отрезки ЭКГ, находящиеся между зубцами называются сегментами. Отрезки, состоящие из сегмента и прилегающего зубца называ­ются интервалами. Различают интервалы:

P-Q - от начала зу6ца Р до начала зубца Q .

Q-T - от начала комплекса QRS до конца зубца Т.

S-T - от конца зубца S до конца зу6ца Т.

R-R - между вершинами двух соседних одноименных зубцов R

Зубец Р предшествует моменту сокращения предсердий. Восходящая часть зубца должна соответствовать возбуждению правого предсердия, а нисходящая часть - возбуждению левого предсердия. Продолжительность зубца Р около 0,1 сек. Комплекс QRS появля­ется во время рабочего возбуждения мышц желудочков. Иногда малый, направленный вниз зубец Q может отсутствовать. Продолжи­тельность комплекса не должна превышать 0,09 сек. Зубец Т от­ражает конечный период сокращения желудочков, будучи проявле­нием исчезновения волны возбуждения (реполяризация миокарда). Продолжительность зубца Т от 0,12 до 0,16 сек.

У одной четверти людей обнаруживается зубец U между зуб­цами Т и Р. Зубец U считают проявлением потенциала, образующе­гося вследствие растяжения мышц желудочков или проявлением за­паздывания реполяризации ограниченных областей сердечной мыш­цы.

Зная высоту зу6цов ЭКГ, можно определить углы, образован­ные вектором диполъного момента сердца с линиями отведений.

Обычно определяют угол α, образованный диполем с линией первого отведения (рис. 9).

В тот момент времени, когда дипольный момент сердца при­нимает максимальное значение (зубец R на ЭRГ), направление ди­польного момента

(электрическая ось сердца) совпадает с его анатомической осью. Поэтому, сравнивая величины зубцов R на электрокардиограммах с первого и второго отведений, можно оп­ределить положение анатомической оси сердца. (Если, например, величины зубцов R в 1-ом и 2-м отведениях равны друг другу, то угол α = 30 градусов).

РЕГИСТРАЦИЯ КАРДИОГРАММ

Прибор, производящий запись электрокардиограммы, называ­ется электрокардиографом. Существует много раэличных марок электрокардиографов, которые отличаются количеством каналов для записи, типом питания (батарейное, сетевое), видом запи­си (чернильно-перьевая, фотозапись, тепловая запись). Все ви­ды электрокардиографов имеют аналогичное устройство и состоят из трех основных блоков: 1 - входной блок, 2 - усилитель, 3 ­регистрирующее устройство (рис. 15, 16).

Биоэлектрические сигналы от наложенных на пациента элект­родов через ка6ель отведений и переключатель отведений (ПО) подаются на вход усилителя напряжения (УН). На этот же вход может подаваться и кали6ровочный сигнал (1 мВ) от источника кали6ровочного сигнала (ИКС). Усиленный сигнал с выхода усили­теля напряжения подается на вход усилителя мощности (УМ), пос­ле которого сигнал поступает на электромеханический прео6разо­ватель (ЭМП), осуществляющий прео6разование электрического сигнала в перемещение пера поперек 6умажной ленты. Сама бумаж­ная лента движется равномерно относительно пера с помощью лен­топротяжного механизма (ЛПМ) с постоянной скоростью 50 или 25 мм/сек, что и позволяет записать на ней изменение биопотенциа­лов с течением времени на соответствующем отведении. Для пи­тания усилителя биопотенциалов, электродвигателя лентопротяж­ного механизма и источника калибровочного сигнала в приборе имеется блок питания (БП).

Калибровочный сигнал (1 мВ) обычно записывают на ленту в виде кратковременных П - образных импульсов перед началом регис­трации ЭКГ, а затем используют для пересчета величины зубцов ЭКГ в милливольты.

Если в качестве регистрирующего устройства (блок 3) ис­пользуется осциллографическая электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), то прибор называется электрокардиоскопом, а электрокардиограм­ма получается в виде изображения на экране осциллографа. Для получения этого изображения на вертикально отклоняющие пласти­ны ЭЛТ подается регистрируемый сигнал, а на горизонтально отк­лоняющие пластины - напряжение развертки из6ражения.

Кардиоскоп может переключаться в режим регистрации векторэлектрокардиограммы (векторэлектрокардиоскоп - ВЭКС) . В этом случае на экране осциллографа получается изображение трёх петелъ BЭКГ. Для получения ВЭКГ на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ подается напряжение с первого отведения, а на вертикально отклоняющие - полусумма напряжений со второго и третьего отведений (то есть проекция ЭВС на вертикальную коор­динатную ось, отсутствующую в треугольнике Эйнтховена).

РАБОТА ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФОМ

ОБОРУДОВАНИЕ: Электрокардиограф.

ОПИСАНИЕ ПРИБОРА .

В лабораторной работе используется одноканальный электро­кардиограф ЭК1И-03 или ЭК1 Т-04 с тепловой записью.

На панели прибора имеются:

сетевой выключатель, индикатор включения питания, разъем для подключения кабеля отведений, переключатель отведений, регуля­тор смещения пера, кнопка контрольного милливольта: "1 мВ", кнопка переключателя скорости движения ленты, кнопка успокоения пера, переключатель чувствительности, кнопка включения лентопротяжного механизма.

Для снятия электрокардиограммы электроды накладываются на пациента по схеме стандартных отведений на внутренние поверх­ности предплечий и голени. Для лучшего контакта электрода с кожей между ними помещаются прокладки из марли, смоченные 1% -ным раствором поваренной соли в воде. Провода ка6еля отведе­ний соединяются с электродами в следующем порядке:

красный - к электроду на правой руке,

желтый - к электроду на левой руке,

зеленый - к электроду на левой ноге,

черный - к электроду на правой ноге,

белый - к грудному электроду.

ХОД РАБОТЫ:

1. Подготовка электрокардиографа к работе:

а) Заправьте электрокардиограф 6умажной лентой.

6)Установите:

выключатель сети в положение "ОТКЛЮЧЕНО";

переключатель отведений в положение "1 МВ";

переключатель чувствительности в положение "10 мм/МВ";

кнопку включения лентопротяжного механизма в положение

"ОТКЛЮЧЕНО" ;

кнопку успокоения в нижнее положение;

кнопку переключателя скорости движения ленты в положение "25 м/с".

в) Соедините электрокардиограф с заземляющим контуром (гнездо

заземления расположено на задней стенке электрокардиографа).

г) Включите электрокардиограф в сеть.

д) Наложите электроды на пациента и подключите провода ка6еля

отведений к электродам.

е) Подключите кабель отведений к разъему электрокардиографа.

2. Запись электрокардиограммы:

а) Установите перо на середину поля записи регулятором сме­щения

пера.

6) Кнопку успокоения установите в верхнее положение.

В) Включите запись, нажав кнопку включения лентопротяжного

механизма, и кратковременно нажимая кнопку "1 мВ" запишите

несколько прямоугольных импульсов контрольного милливольта.

г) Запишите ЭКГ в трех стандартных отведениях, изменяя поло­жение

переключателя отведений. При переключении отведений в приборе

предусмотрено автоматическое успокоение.

ПРИМЕЧАНИЕ: если амплитуда ЭКГ в каком либо из отведений выходит за пределы поля записи или слишком мала, то следует изменить чувствительность, поставив переключатель чувствитель­ности соответственно в положение 5 или 20 мм/мВ и снова запи­сать калибровочные импульсы.

3. Анализ электрокардиограммы.а) К отчету по работе приклеить 2 цикла ЭКГ, записанной на одном из отведений и контрольный милливольт (рис. 20).

Рис. 20. Образец ЭКГ и контрольного милливольта.

б) Определение чувствительности электрокардиографа.

Измерьте в миллиметрах высоту h контрольного милливольта и рассчитайте чувствительность по формуле:

S(мм/мВ) = h( мм) / 1( мВ)

Чувствительность показывает на сколько миллиметров отклоняется перо электрокардиографа при потенциале 1 мВ. Результат запи­сать в таблицу 2.

в) Определение потенциала зубцов:

- измерьте в миллиметрах высоту Н зубцов ЭКГ: P,Q,R,S,T;

- по измеренной высоте зубцов Н и чувствительности S электрокардиографа вычислите разность потенциалов U, соответствую­щую каждому зубцу по формуле:

U(мВ = Н(мм) / S(мм/мВ

- результаты измерений вычислений занести в таблицу 2.

Таблица 2

Вид отведения:
Чувствительность S(мм/мВ)
Условное обозначение зубцов	Н (мм)	U(мВ)
Р
Q
R
S
N

г) Определение длительности интервалов:

- измерьте расстояние L между соответствующими точками

элект­рокардиограммы для интервалов R-R, P-Q,Q-R-S, S-T,Q-T;

- вычислите длительность t временных интервалов ЭКГ по формуле

t = L/v,

где L - расстояние между соответствующими точками

электрокардиограммы,

v - скорость движения ленты;

Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 3.

Таблица 3

Вид отведения
Скорость движения ленты (мм/с)
Условные обозначения интервалов	Норма t(c)	L (мм)	t(c)
P-Q
Q-R-S
S-T
Q-T
R-R

д) Определение длительности сердечного цикла и частоты пульса.

3а длительность сердечного цикла, tсц (с), можно принять дли­тельность интервала R-R

Частота пульса пациента определяется по формулам:

f(имп/с) = 1 / tсц(с) и f(имп/мин) = f(Имп/с) * 60(с/мин)

е) Сравнить величины зубцов и длительности интервалов с их нормальными значениями и сделать выводы.

ПРИМЕЧАНИЕ

1. В медицинской практике могут использовать определение чувствительности по формуле S( мВ/мм) = 1( мВ) / h( мм), то есть отклонение пера на 1 мм по вертикали соответствует S мВ. Тогда потенциал зубца высотой Н вычисляется так :

U(мВ) = S(мВ/мм) * Н(мм)

2. При определении длительности интервалов, например при скорости движения ленты 25 мм/с из пропорции

25 мм - 1 с

1мм - Хс

находят Х = 1 мм * 1 с / 25 мм = 0,04 с. То есть сдвиг пера по горизонтали на 1 мм соответствует 0,04 секундам. Тогда дли­тельность интервала t вычисляется так

t = Х * L = 0,04 * 1 с

ЛИТЕРАТУРА

1.Ливенцев A.Н. Курс физики, т. 2, М.:ВШ,1978, глава 26.

2. Ремизов А.Е Медицинская и биологическая физика, М.:Дрофа, 2004,

глава 19.

3. Хитун В.А. Практикум по физике, М.:ВШ,1972, работа 26

4. Владимиров Ю.А., Росщуркин Д.И., Потапенко А.Я. Деев А.И,

Биофизика, М., Медицина, 1983, глава 9.

5. Горюнов А.В,,Чудиновских В.Р., Методическая разработка

"Лабораторные работы по электрокардиографии", Целиноград,1992г.

6. Эсаулова И.А. Руководство к лабораторным работам по меди­цинской

биологической физике, М.:ВШ, 1987, раб. 32.

7. Ливенсон А.Р. Электромедицинская аппаратура, М., Медицина,

1981,глава 1,раздел1.

8. Белоусова В.Е. Математическая электрокардиография, Минск,

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОIIPОСЫ

1. Биопотенциалы и их типы.

1. Понятие эквивалентного электрического генератора органов и тканей.

2.Правило суперпозиции электрических полей.

3. Потенциал поля мультиполя.

4. Мультиполи нулевого, первого, второго порядков.

5. Электрический диполь, его основная характеристика.

6. Потенциал поля диполя в точке.

7. Равность потенциалов двух точек поля диполя.

8.Эквивалентная схема токового генератора.

9.Разновидности эквивалентных генераторов сердца.

10.Сущность теории Эйнтховена.

11.Электрический вектор сердца.

12.Как меняется ЭВС за сердечный цикл.

13. Связь между напряжением на сторонах равностороннего трегольника и проекцией вектора электрического момента ди­поля.

14.Треугольник Эйнтховена.

15. Что такое отведение. Стандартные отведения.

16. Что такое электрокардиография.

17. Что называется электрокардиограммой.

18. Основные компоненты ЭКГ.

19. Из каких блоков состоит электрокардиограф.

20. Что такое электрокардиоскоп и векторэлектрокардиоскоп.

21. Что такое контрольный милливольт, его назначение.

22. Что такое чувствительность электрокардиографа. Для чего и как она

определяется.

23. Как по кардиограмме определить равность потенциалов на отведении

в различные моменты сердечного цикла.

24.Каковы скорости движения ленты на электрокардиографе. Какое

влияние на электрокардиограмму будет оказывать ее измене­ние.

25.Как по электрокардиограмме определить длительность интерва­лов,

частоту пульса.

26. Методы регистрации биоэлектрической активности

(энцефалография, электромиография, электрокардиография ...)

27. Структурная схема медицинских приборов, регистрирующих биопотенциалы. Виды регистрирующих устройств.

28. Особенности техники безопасности при работе с электрокардиографом.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

1. Согласно теории Эйнтховена сердце это:

A) точечный заряд, создающий вокруг себя электрическое поле;

B) мультиполь, находящийся в однородной проводящей среде;

C) диполь, находящийся в однородной проводящей среде;

D) квадруполь, находящийся в однородной проводящей среде;

E) октуполь, находящийся в однородной проводящей среде.

2. При увеличении в 2 раза расстояния от диполя до точки поля потенциал поля:

A) увеличивается в 2 раза;

B) уменьшается в 2 раза;

C) увеличивается в 4 раза;

D) уменьшается в 4 раза;

E) остается неизменным.

3.При увеличении в 2 раза расстояния от квадруполя до точки поля потенциал поля:

A) увеличивается в 2 раза;

B) уменьшается в 2 раза;

C) увеличивается в 4 раза;

D) уменьшается в 4 раза;

E) уменьшается в 8 раз.

4. Электрический вектор сердца – это:

A) вектор, являющийся касательной к силовым линиям электрического поля; создаваемого сердцем в однородной проводящей среде;

B) вектор электрического момента диполя;

C) вектор электрического момента мультиполя;

D) вектор, указывающий направление электрической оси сердца;

E) вектор, указывающий направление электрических силовых линий поля, создаваемого сердцем.

5. При увеличении величины зарядов диполя в 2 раза момент диполя:

A) увеличивается в 2 раза;

B) уменьшается в 2 раза;

C) увеличивается в 4 раза;

D) уменьшается в 4 раза;

E) не изменяется.

6. При увеличении плеча диполя в 2 раза момент диполя:

A) не изменяется;

B) увеличивается в 2 раза;

C) уменьшается в 2 раза;

D) увеличивается в 4 раза;

E) уменьшается в 4 раза.

7.Электрокардиография – это регистрация:

A) потенциалов тканей и органов с диагностической целью;

B) биоэлектрической активности мышц;

C) биоэлектрической активности головного мозга;

D) регистрация микросмещений тела, обусловленных сердечной деятельностью;

E) биопотенциалов, возникающих в сердечной мышце при ее возбуждении.

8.Грудными называются отведения, образуемые:

A) электродами ПР – ЛН;

B) электродами ПР – ЛР;

C) грудным электродом и общей точкой трех основных электродов;

D) грудным электродом и каждым из основных электродов;

E) грудным электродом и землей.

9. Указать соотношение между электрическим вектором сердца (Р) и его проекцией на отведение (Р₁):

A)

B)

C)

D)

E)

10. Чувствительность электрокардиографа показывает:

A) на сколько миллиметров отклоняется перо электрокардиографа при потенциале, соответствующем зубцу R;

B) разность потенциалов, соответствующую зубцу R;

C) разность потенциалов, соответствующую зубцу Т;

D) на сколько миллиметров отклоняется перо электрокардиографа при

потенциале, соответствующем зубцу Р;

E) на сколько миллиметров отклоняется перо электрокардиографа при

потенциале 1мВ;