ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7 РЕГИСТРАЦИЯ И АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ ЧЕЛОВЕКА С ПОСТРОЕНИЕМ СРЕДНЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ОСИ СЕРДЦА В ТРЕУГОЛЬНИКЕ ЭЙНТХОВЕНА

Цель работы:состоит в изучении на практике электрокардиосигнала человека, а также в ознакомлении с принципами регистрации и анализа электрокардиограммы.

Содержание лабораторной работы: при электрографии осуществляется внеклеточная регистрация потенциалов возбуждения сердечной мышцы на поверхности тела. Топографические и временные особенности распространения возбуждения по миокарду предопределяют сложную форму электрокардиосигнала.

Рис.1. Электрокардиограмма. Обозначения в тексте.

Электрокардиограмма (ЭКГ) здорового человека состоит обычно из трех зубцов (P,R,T), направленных вверх от изолинии, и двух зубцов (Q,S), направленных в противоположную сторону. Зубец Р – предсердный комплекс. Он является алгебраической суммой потенциалов возбуждения, возникающих в обоих предсердиях при распространении по ним возбудительного процесса. Зубцы Q,R,S,T образуют желудочковый комплекс, то есть отображают распространение возбуждения по желудочкам, причем Q,R,S возникают при их деполяризации, а Т – при реполяризации.

Анализ ЭКГ основан на измерении ее амплитудных и временных параметров. Амплитуды зубцов (вольтаж ЭКГ) характеризуют возбудимость определенных участков миокарда, тогда как интервалы между зубцами – их проводимость и автоматизм (последнее свойство миокарда определяется частотой сердечных сокращений – величиной, обратной интервалу R₁ – R₂, то есть интервалу между зубцами R двух последовательных циклов ЭКГ). При патологических процессах в сердечной мышце (например, при инфаркте миокарда) свойства сердечной мышцы нарушаются, о чем удается судить по изменению ЭКГ.

ЭКГ регистрируется на поверхности тела человека потому, что при распространении возбуждения по миокарду ее эквипотенциальность нарушается и между разными точками образуется разность потенциалов. Она имеет порядок 0,1 – 1,0 мВ. Для измерения столь слабого сигнала используется усилитель напряжения с коэффициентом усиления 10^{3 –} 10^4. Усилитель биопотенциалов является основным узлом электрокардиографа.

Для подачи электрокардиосигнала на вход усилителя служат электроды, накладываемые на определенные участки тела человека. В лабораторной работе применяются так называемые стандартные отведения: I – от двух рук, II – от правой руки и левой ноги, III- от левой руки и левой ноги. Принято сразу накладывать электроды на обе руки и обе ноги. Посредством трех электродов осуществляются все три стандартные отведения, а четвертый электрод фиксируется на правой ноге и служит для заземления пациента. Чтобы последовательно подать на вход усилителя сигналы от разных пар из трех электродов, наложенных на руки и левую ногу, в электрокардиографа имеется переключатель(коммутатор) отведений.

С выхода усилителя электрокардиосигнала (разность потенциалов) подается на регистрирующее устройство, представляющее собой гальванометр, на оси которого закреплено металлическое перо.

Развертка электрокардиосигнала во времени осуществляется лентопротяжным механизмом, причем скорость лентопротяжки точно известна (задана), что позволяет калибровать ось абсцисс в секундах (например, при скорости лентопротяжки 50 мм/с цена деления на оси абсцисс составляет 0,02 с/ мм).

Для калибровки оси ординат служит специальное приспособление, генерирующее прямоугольные импульсы амплитудой 1 мВ. Кнопка, нажатием которой калибровочные импульсы подаются на вход усилителя, выведена на лицевую панель электрокардиографа (ее обозначают либо «мВ» - милливольт, либо «К» - калибратор). Перед регистрацией ЭКГ прибор нужно прокалибровать таким образом, чтобы сигнал напряжением 1 мВ отклонял перо от изолинии точно на 10 мм. Усиление, необходимое для этого, подбирается при помощи ручек на лицевой панели прибора, обозначенных либо буквой «У», либо словом «усиление»( одна из ручек регулировки усиления обеспечивает грубое – ступенчатое переключение, а другая – плавное изменение коэффициента усиления). Итак, в электрокардиографии принято, чтобы чувствительность по оси ординат была точно равна 1 мВ на 10 мм, то есть S_y = 0,1 мВ/мм.

Только зная цену деления на осях абсцисс, можно приступить к анализу ЭКГ, то есть к определению вольтажа – амплитуды всех ее зубцов (P,Q,R,S,T) и интервалов между ними ( в работе измеряются интервалы P-Q, Q-S, Q-T ,R₁ – R_2).

Определив вольтаж зубцов Q, R,S в двух стандартных отведениях, можно найти положение средней электрической оси сердца, которая позволяет судить о расположении сердца в грудной полости. Отклонения этой оси влево или вправо являются признаками изменения состояния миокарда соответствующего желудочка. Построение средней электрической оси сердца проводится в так называемом треугольнике Эйнтховена.

Порядок выполнения лабораторной работы:

1.Внимательно ознакомьтесь со всеми ручками, кнопками и прочими приспособлениями, вынесенными на наружную поверхность кожуха электрокардиографа. Проверьте заземление прибора, убедитесь в его надежности и включите электрокардиограф в сеть.

2.Прокалибруйте ось абсцисс. Если на приборе нет ручки переключателя скоростей, то это означает, что скорость лентопротяжки 50 мм/с и S_x = 0,02 с/мм. При наличии такой ручки необходимо установить такую же скорость и тем самым обеспечить S_x = 0,02 с/мм.

3.Прокалибруйте ось ординат. Переключатель отведений (коммутатор) поставьте в положении «0». Ручками «Н» отрегулируйте усиление таким образом, чтобы при нажатии кнопки калибратора («мВ») перо отклонялось от изолинии точно на 10 мм. Тогда S_y = 0,1мВ/мм.

4.Посадите испытуемого на стул в удобной для него позе и наложите электроды на руки и ноги для записи ЭКГ в стандартных отведениях ( в соответствии с рисунком на приборе). Для обеспечения надежного контакта между электродами и кожей поместите марлевые прокладки, смоченные в 5% растворе хлорида натрия и слегка отжатые. Марлевая прокладка должна выступать примерно на 0,5 – 1,0 см из под электрода (по всему периметрк), чтобы избежать непосредственного контакта электрода с кожей. Несоблюдение этого правила приводит к появлению наводок.

5.Запишите электрокардиограмму в трех стандартных отведениях, последовательно переводя ручку коммутатора в положения I, II, III и регистрируя в каждом из них не менее трех циклов ЭКГ.

6.Отключите электрокардиограф от сети, снимите электроды с испытуемого, приведите в порядок рабочее место.

7.7. Измерьте на электрокардиограмме ( удобнее – на ЭКГ, снятой во втором отведении) расстояния (L,мм) между следующими зубцами: P – Q, Q – S, Q- T, R₁ –R₂. Результат занесите в таблицу1.

8.Измерьте на электрокардиограммах (во всех отведениях) высоту (h,мм) зубцов P, Q, R, S, T и занесите результаты измерений в таблицу 2.

Таблица 1 для записи результатов определения временных параметров ЭКГ

Результаты измерений и расчетов	Интервалы ЭКГ
P -Q	Q - S	Q - T	R1 - R2
Расстояния между зубцами (L, мм)
Длительности интервалов (t, с)

Таблица 2 для записи результатов определения апмлитудных параметров ЭКГ

Результаты измерений и расчетов

Амплитуды(вольтаж) зубцов ЭКГ в стандартных отведениях

P

Q

R

S

T

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

Высота зубцов (h, мм)

Амплитуды (вольтаж) зубцов (А, мВ)

Обработка результатов измерений:

1. Рассчитайте длительность интервалов ЭКГ по формуле: t =S_x•L . Результаты занесите в таблицу

2. Рассчитайте амплитуды зубцов (вольтаж) ЭКГ по формуле: А = S_y•h . Результаты запишите в таблицу.

Рис.2. Построение средней электрической оси сердца в треугольнике Эйнтховена.

3. По результатам расчета амплитуд зубцов Q, R, S в двух отведениях постройте среднюю электрическую ось сердца так, как это показано рис.2. Углы при основании перевернутого равностороннего треугольника (треугольника Эйнтховена) соответствует правой (А) и левой (В) рукам, а угол при вершине (С) – левой ноге пациента. Точка О – центр треугольника, а точки О₁, О₂, О₃ – ее проекции на стороны треугольника. От точки О₁ на стороне АВ (I отведение) отложите вправо отрезок, равный алгебраической сумме амплитуд зубцов Q, R, S, измеренных на ЭКГ в I отведении: О₁Х₁ = R₁ – (Q₁ + S₁ ). Из точки Х₁ восстановите перпендикуляр к АВ.

От точки О₃ на стороне ВС (III отведение) отложите вниз отрезок, равный алгебраической сумме зубцов Q, R, S, измеренных в III отведении ЭКГ: О₃Х₃ = R₃ – (Q_{3 +}S₃). Из точки Х₃ восстановите перпендикуляр к ВС до пересечения с перпендикуляром к АВ из точки Х₁. Точка пересечения двух перпендикуляров (К) – конец вектора, отображающего среднюю электрическую ось сердца. Его начало – центр треугольника. Таким образом, ОК – искомая средняя электрическая ось сердца.

Для определения положения сердца в грудной полости нужно найти угол (α) между отрезком ОК и горизонтальной прямой, параллельной АВ и проходящей через центр треугольника (О). Положение сердца принято считать нормальным, если угол α лежит в пределах от 30^о до 69^о.

Построение средней электрической оси сердца в треугольнике Эйнтховена следует выполнить на миллиметровой бумаге.

4. Сделайте вывод. В выводе отразите:

4.1 Достигнута ли цель работы?

4.2 Укажите величину угла α.

4.2 Сделайте заключение о степени соответствия электрокардиосигнала испытуемого нормальным параметрам ЭКГ.

Вопросы для самоподготовки:

1.Электрокардиография. Понятие о дипольном электрическом генераторе.

2.Электрокардиограмма. Теория отведений Эйнтховена.

3.Интегральный электрический вектор сердца.

4.Усилитель электрокардиографа.

Литература:

3. ЛАБО Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. - М.:Высш. шк.,

1999,

4. Гаврилов В.В., Соколов Д.В. Введение в курс медицинской аппаратуры. - СПб.: Изд-во СПбГМУ, 1998, с.58-65