Электрокардиогрфия
Векторкардиография
Баллистокардиография
Зондирование сердца
УЗИ сердца.
Динамокардиография
Верхушечный толчок. Сердце во время систолы желудочков(а именно в период напряжения) совершает вращательное движение, поворачиваясь слева направо. Верхушка сердца поднимается и надавливает на грудную клетку в области пятого межреберного промежутка. Во время систолы сердце становится очень плотным, поэтому надавливание верхушки сердца на межреберный промежуток можно видеть (выбухание, выпячивание), особенно у худощавых субъектов. Верхушечный толчок можно прощупать (пальпировать) и тем самым определить его границы и силу. Число верхушечных толчков соответствует числу сердечных сокращений.
Сердечные тоны - это звуковые явления, возникающие в работающем сердце. Различают два тона: I—систолический и II —диастолический.
Систолический тон. В происхождении этого тона принимают участие главным образом атриовентрикулярные клапаны. Во время систолы желудочков атриовентрикулярные клапаны закрываются, и колебания их створок и прикрепленных к ним сухожильных нитей обусловливают I тон. Кроме того, в происхождении I тона принимают участие звуковые явления, которые возникают при сокращении мышц желудочков. По своим звуковым особенностям I тон протяжный и низкий.
Диастолический тон возникает в начале диастолы желудочков во время протодиастолической фазы, когда происходит закрытие полулунных клапанов. Колебание створок клапанов при этом является источником звуковых явлений. По звуковой характеристике II тон короткий и высокий.
Также о работе сердца можно судить по электрическим явлениям, возникающим в нем. Их называют биопотенциалами сердца и получают с помощью электрокардиографа. Из запись носит название электрокардиограммы.
Электрокардиограмма. Появление электрических потенциалов в сердечной мышце связано с движением ионов через клеточную мембрану. Основную роль при этом играют катионы натрия и калия. Известно, что внутри клетки калия значительно больше, чем в околоклеточной жидкости, концентрация внутриклеточного натрия, наоборот, значительно меньше, чем околоклеточного. В состоянии покоя наружная поверхность клетки миокарда имеет положительный заряд в результате перевеса катионов натрия; внутренняя поверхность клеточной мембраны имеет отрицательный заряд в связи с перевесом внутри клетки анионов (С1-, НСО-3 и др.). В этих условиях клетка поляризована. Под влиянием внешнего электрического импульса клеточная мембрана становится проницаемой для катионов натрия, которые направляются внутрь клетки, и переносит туда свой положительный заряд. Наружная поверхность данного участка клетки приобретает отрицательный заряд в связи с перевесом там анионов. Этот процесс называется деполяризацией и связан с потенциалом действия (рис. 99). Скоро вся наружная поверхность клетки снова приобретает отрицательный заряд, а внутренняя — положительный. Таким образом, происходит обратная поляризация. Если выход калия из клетки превышает поступление натрия в клетку, тогда наружная поверхность мембраны снова постепенно приобретает положительный заряд, а внутренняя — отрицательный. Этот процесс называется реполяризацией. Вышеперечисленные процессы происходят во время систолы. Если вся наружная поверхность снова приобретает положительный заряд, а внутренняя — отрицательный, то это соответствует диастоле. Во время диастолы происходят постепенные обратные движения ионов калия и натрия, которые мало влияют на заряд клетки, поскольку ионы натрия выходят из клетки, а ионы калия входят в нее одновременно. Эти процессы уравновешивают друг друга.
Рис. 99. Схема потенциала действия:
а — местные колебания мембранного потенциала; b — восходящая часть пика потенциала действия (фаза деполяризации); с — нисходящая часть пика потенциала действия (фаза реполяризации); d — отрицательный следовый потенциал; е — положительный следовый потенциал. Стрелкой указан момент нанесения раздражения
Вышеназванные процессы относятся к возбуждению единичного мышечного волокна миокарда. Возникнув при деполяризации, импульс вызывает возбуждение соседних участков миокарда, которое постепенно охватывает весь миокард, и развивается по типу цепной реакции. Возбуждение сердца начинается в синусном узле. Затем от синусного узла процесс возбуждения распространяется на предсердия по предсердным проводящим путям. От предсердий оно идет к атриовентрикулярному узлу, где происходит задержка импульса в связи с его более медленным проведением в этом участке. Обогнув атриовентрикулярное соединение, возбуждение переходит на ствол пучка Гиса, а затем на его разветвление — на правую и левую ножки. Последние образуют сеть волокон Пуркине, которые широко анастомозируют друг с другом.
Электрокардиограмма (ЭКГ) представляет собой запись суммарного электрического потенциала, появившегося при возбуждении множества миокардиальных клеток, а метод исследования называется электрокардиографией.
Для регистрации ЭКГ у человека применяют три стандартных биполярных отведения — расположение электродов на поверхности тела. Первое отведение — на правой и левой руках, второе — на правой руке и левой ноге, третье — на левой руке и левой ноге. Кроме стандартных отведении, применяют отведения от других точек грудной клетки в области расположения сердца, а также однополюсные, или униполярные, отведения.
Типовая ЭКГ человека состоит из пяти положительных и отрицательных колебаний — зубцов, соответствующих циклу сердечной деятельности. Их обозначают латинскими буквами Р, Q, R, S, Т, а грудные отведения (перикардиальные) - V (V1, V2 V3, V4, V5, V6). Три зубца (Р, R, Т) направлены вверх (положительные зубцы), а два (Q, S) — вниз (отрицательные зубцы). Зубец Р отражает период возбуждения предсердий, продолжительность его равна 0,08—0,1 с. Сегмент P - Q соответствует проведению возбуждения через предсердно-желудочковый узел к желудочкам. Он продолжается 0,12—0,20 с. Зубец Q отражает деполяризацию межжелудочковой перегородки. Зубец R — самый высокий в ЭКГ, он представляет собой деполяризацию верхушки сердца, задней и боковой стенок желудочков. Зубец S отражает охват возбуждением основания желудочков, зубец Т — процесс быстрой реполяризации желудочков. Комплекс QRS совпадает с реполяризацией предсердий. Его продолжительность составляет 0,06—0,1 с. Комплекс QRST обусловлен появлением и распространением возбуждения в миокарде желудочков, поэтому его называют желудочко-вым комплексом. Общая продолжительность QRST приблизительно равна 0,36 с. Условная линия, которая соединяет две точкиЭКГ с наибольшей разностью потенциалов, называется электрической осью сердца.
Электрокардиография в диагностике заболеваний сердца дает возможность детально исследовать изменения сердечного ритма, возникновение дополнительного очага возбуждения при появлении экстрасистол, нарушение проводимости возбуждения по проводящей системе сердца, ишемию, инфаркт миокарда.
Электрофизиологические исследования сердца в эксперименте проводились ещё в 19 в., однако внедрение метода в медицину началось после исследований в 1903—24, который применил малоинерционный струнный гальванометр, разработал обозначение элементов регистрируемой кривой, стандартную систему регистрации и основные критерии оценки (см. также). Высокая информативность и относительная техническая простота метода, его безопасность и отсутствие каких-либо неудобств для больного обеспечили широкое распространение Э. в медицине и физиологии. Основные узлы современного электрокардиографа — усилитель, гальванометр и регистрирующее устройство. При записи меняющейся картины распределения электрических потенциалов на движущуюся бумагу получается кривая —электрокардиограмма (ЭКГ), с острыми и закруглёнными зубцами, повторяющимися во время каждой систолы. Зубцы принято обозначать латинскими буквами Р, О, R, S, Т и U (рис.). Первый из них связан с деятельностью предсердий, остальные зубцы — с деятельностью желудочков сердца. Форма зубцов в разных отведениях в общем различна. Сравнимость ЭКГ у разных лиц достигается стандартными условиями регистрации: способом наложения электродов на кожу конечностей и грудной клетки (обычно используется 12 отведений), определёнными чувствительностью аппарата (1 мм = 0,1 мв) и скоростью движения бумаги (25 или 50 мм в сек); исследуемый, как правило, находится в положении лёжа, в условиях покоя (при специальных показаниях — и после физической, лекарственной или другие нагрузки). При анализе ЭКГ оценивают наличие, величину, форму и ширину зубцов и интервалов между ними и на этом основании судят об особенностях электрических процессов в сердце в целом и в некоторой степени — об электрической активности более ограниченных участков сердечной мышцы.
В медицине ЭКГ имеет наибольшее значение для распознавания нарушений сердечного ритма, а также для выявления инфаркта миокарда и некоторых других заболеваний. Однако изменения ЭКГ отражают лишь характер нарушения электрических процессов и, как правило, не являются строго специфичными для определённой болезни. Изменения ЭКГ могут возникать не только в результате заболевания, но и под влиянием обычной дневной активности, приёма пищи, лекарственного лечения и других причин. Поэтому диагноз ставится врачом не по ЭКГ, а по совокупности клинико-лабораторных признаков заболевания. Диагностические возможности возрастают при сопоставлении ряда последовательно снятых ЭКГ (с интервалом в несколько дней или недель). Электрокардиограф используется также в кардиомониторах (аппаратах круглосуточного автоматического наблюдения за состоянием тяжелобольных) и для телеметрического контроля за состоянием работающего человека — в клинической, спортивной, космической медицине, что обеспечивается специальными способами наложения электродов и радиосвязью между гальванометром и регистрирующим устройством.
Биоэлектрическая активность сердца может быть зарегистрирована и другим способом. Разность потенциалов характеризуется определёнными для данного момента величиной и направлением, т. е. является и может быть условно представлена стрелкой, занимающей определенное положение в пространстве. Характеристики этого вектора изменяются в течение сердечного цикла так, что его начальная точка остаётся неподвижной ("электрический центр сердца"), а конечная — описывает сложную замкнутую кривую. В проекции на плоскость эта кривая имеет вид серии петель и называется векторкардиограммой (ВКГ); приближённо она может быть построена графически на основании ЭКГ в разных отведениях, но её можно получить и непосредственно при помощи специального аппарата — векторкардиографа, в котором регистрирующим устройством является катодно-лучевая трубка, а для отведения используются 2 пары электродов, размещенных на обследуемом в соответствующей плоскости. Меняя положение электродов, можно получить ВКГ в различных плоскостях и составить более полное пространственное представление о характере электрических процессов. В некоторых случаях векторкардиография дополняет Электоркардиографию как диагностический метод. Изучение электрофизиологических основ и клинического применения Электрокардиографии и векторкардиографии, совершенствование аппаратов и методов регистрации — предмет особого научного раздела медицины — электрокардиологии.
Баллистокардиография
- (от греч. balk) — бросаю, kardia — сердце и grapho — пишу), метод исследования механических проявлений сердечной деятельности, выражающихся в смещениях тела человека. Состоит в регистрации этих смещений, вызванных "отдачей" при сокращении сердца и выбросе крови в аорту и лёгочную артерию и движением крови по сосудистому руслу. Б. получила распространение в медицинских исследованиях начиная с 1939, после работ американского исследователя А. Старра с сотрудниками. Для баллистокардиографии используют специальные приборы, как правило, приставки к электрокардиографам -баллистокардиографы. Различают два типа баллистокардиографов: непрямые, регистрирующие перемещение подвижного стола, на котором находится исследуемый (движение стола вызывается смещением тела под влиянием выброса крови), и прямые, регистрирующие непосредственные движения тела. Баллистокардиографы состоят из механической части, воспринимающей движения исследуемого, преобразователя, превращающего эти механического движения в электрическую энергию, и электронной части, усиливающей полученные от преобразователя электрического явления и регистрирующей их. В непрямых баллистокардиографах механической частью является подвижный стол, на котором располагается исследуемый, в прямых — датчик, накладываемый на любой участок тела (чаще голени), с помощью которого можно регистрировать смещение этого участка тела. Возникающая при движениях этого участка сила фотоэлектрического или индукционного тока записывается. В зависимости от частотной характеристики различают баллистокардиографы ультранизкочастотные (собственная частота 0,25 и 0,5 гц), низкочастотные (1—4 гц) и высокочастотные (15—30 гц). Обычно регистрируют смещения тела вдоль продольной его оси. Возможно также регистрировать скорость и ускорение перемещений тела, возникающих в результате сердечной деятельности. Движения записываются в виде кривой — баллистокардиограммы (БКГ). На этой кривой различают волны, или зубцы, обозначаемые буквами латинского алфавита от Н до О. Волны Н, I, J, К. возникают во время сокращения желудочков (систолы), L и следующие — во время расслабления сердечной мышцы (диастолы). По изменению БКГ судят о состоянии сократительной функции миокарда и функции сердечно-сосудистой системы в целом. Изменения баллистокардиограммы указывают на нарушения сердечной деятельности, но не позволяют установить диагноз.
Динамокардиография
- это метод исследования механических проявлений сердечной деятельности, основанный на регистрации перемещений центра тяжести грудной клетки в результате сердечной кинематики и движения крови в крупных сосудах. Динамокардиография разработана в 1951 Е. Б. Бабским с сотрудниками. Динамокардиограф состоит из тензометрического устройства, преобразующего динамические усилия в электрические сигналы (оно вмонтировано в крышку стола, на котором лежит исследуемый; и усилительно-регистрирующей аппаратуры. Посредством динамокардиографии регистрируют перемещения центра тяжести грудной клетки вдоль продольной оси тела и перпендикулярно ей. Продольная и поперечная динамокардиограммы — сложные кривые, состоящие из ряда зубцов, обозначаемых латинскими буквами, и интервалов, обозначаемых римскими цифрами. Динамокардиограмма обнаруживает характерные изменения деятельности сердца при некоторых сердечных заболеваниях и в сочетании позволяет определять фазы сердечного цикла.
Зондирование полостей сердца с помощью катетера – достаточно широко применяемая методика исследования деятельности сердца, особенно в сердечно – сосудистой хирургии. Впевые катетеризация сердца была предложена в 1929 г. Форсманном.Однако клиническое использование метода началось после 1941 года, когда в клиническую практику были внедрены рентгеноконтрастные катетеры. Зондирование сердца относится к инвазивным методам, и оно чревато рядом серьезных осложнений. Вплоть до остановки сердца. Поэтому его проводят по строгим показаниям. Обычно это диагностика пороков сердца перед оперативным лечением. Летальность при этом методе – менее 0,1 % Зондирование правых полостей сердца достигается введением зонда через верхнюю полую вену(начиная с подключичной вены) или через нижнюю полую вену. Введение зонда идет под контролем рентгеновского изображения.Значительно сложнее провести катетер в левое сердце. С этой целью катетер вводят через артерии или непосредственно через грудную клетку – путем пункции проводника в левое предсердие.
При зондировании полостей сердца можно получать кровь для анализа из соответствующих полостей сердца. В кардиохирургии с помощью катетеров осуществляется интракардиальнаяманометрия – регистрация давления в различных отделах сердца. Этот метод особенно важен при диагностике пороков сердца.
Эхокардиография(УЗИ) –
Ультразвук в кардиографии был впервые применен в 1950 г. В последние годы техника ультразвукового исследования достигла больших возможностей и поэтому эхокардиография как метод исследования деятельности сердца широко применяется во всем мире. Принцип метода состоит в том, что ультразвук (механические колебания 2-5 Гц) с огромной скоростью _1540м/с – проходят через ткани организма, не повреждая их.Встречая различные структуры. Часть, часть ультразвуковых волн отражается от данного барьера и возвращается к его источнику. Это ультразвуковое «эхо» улавливается и фиксируется на экране осциллографа. В результате можно получить различные изображения, в зависимости от техники «облучения» объекта ультразвуком. Различают 4 варианта эхокардиографии:М – сканирование (позволяет очень точно рассчитать все анатомические и морфологические параметры работающего сердца с учетом всех фаз сердечного цикла), В – сканирование- позволяет получить своеобразный «срез» сердца, У – сканирование, или секториальное сканирование, позволяет получить объемное представление о соответствующем отделе сердца в соответствующие моменты сердечного цикла.
Допплер – кардиография – это еще один вариант эхокардиографии. Основанона регистрации частоты отраженного звука. Позволяет получить информацию о скоростных процессах, происходящих в сердце. На эффекте Допплера основана также регистрация частоты сердечных сокращений, например, у плода в период внутриутробного развития или определение места расположения плаценты.
Регуляция сердечной деятельности:
Существуют различные формы регуляции сложнейшей деятельности сердца. Наиболее признаваемой является классификация таких механизмов по Косицкому:
1. Внутриклеточные механизмы – гипертрофия миокарда в ответ на повышенную нагрузку(за счет синтеза дополнтиельных сократительных белков).
2. 2.Гетерометрический и гомеометрический механизмы саморегуляции деятельности сердца: Закон Франка _ Старлинга(чем больше растянута мышца сердца, тем больше сила сокращения этой мышцы) и закон Боудича(чем чаще сокращается сердце, тем сильнее каждое сокращение) и феномен Анрепа, который заключается в том, что при повышении давления в аорте или в легочном стволе сила сердечных сокращений автоматически возрастает.
3. Внутрисердечные периферические рефлексы- осуществляются в пределах сердечной метасимпатической нервной системы сердца. Согласно данным некоторых ученых(Косицкий Г.И., Удальцов М.Г.) вв сердце имеются местные периферические рефлекторные дуги, которые представлены афферентными нейронами(клеткиДогеля 2-г порядка), эфферентными нейронами(клеткиДогеля 1-го порядка)и промежуточными нейронами 3-го порядка, которые образуют рефлекторную дугу. Она начинается с хеморецепторов и рецепторов растяжения и оканчивается на миокардитах. Местные рефлексы необходимы для того, чтобы сглаживать те изменения в деятельности сердца, которые возникают за счет механизмов гетерометрической и гомеометрической регуляции.
4. Экстракардиальные регуляторные механизмы:
Действие гормонов: - адреналин и нор – адреналин обладают большей тропностью к бэта –рецепторам, популяция которых является доминирующей и оказывают четыре положительных тропныхэффекта:хроно -.ино -,батмо - и дромотропный эффекты. Тироксин и трийодтиронин также вызывают повышение силы и частоты сердечных сокращений. Подобное воздействие оказывает глюкагон. Натрий – уретический гормон, вырабатываемый ушками правого предсердия, также способствует нормализации работы сердца за счет влияний на деятельность почек и сосудов.
Особое значение имеет для деятельности сердца электролитный состав плазмы и, в первую очередь, уровень калия в крови. Пригипокалиемиии повышенииконцетрации калия до 4,5 ммоль/л повышается возбудимость и проводимость миокарда. А при возрастании его концетрации до 10 ммоль блокируется работа сино – атриального узла и останавливает сердце в диастоле. Это явление используется в кардиохирургии – для остановки сердца при оперативном вмешательстве.
5.Рефлекторная регуляция сердца: Сердце снабжается симпатическими и парасимпатическими волокнами. Симпатические волокна это преганглионарные и постганглионарные нейроны, аксоны которых достигают сердца Преганглионарныесердцерегулирующие симпатические нейроны локализованы в области грудногоотделаспинногомозга(Т1 -Т5). Постганглионарные волокна подходят ко всем миокардиоцитам и вызывают учащение сердцебиений, повышение силы сокращений, проводимости и возбудимости(братья Ционы-1867г. и И.П.Павлов). При чрезмерном возбуждении симпатических нервов возбудимость может возрастать настолько, что в сердце появляются новые очаги возбуждения, приводящие к появлению экстрасистол. В таких случаях эффективны бэта – адренорецепоры(обзидан). Считают, что активация сердцерегулирующих симпатических нейронов наступает лишь в особых экстренных случаях(стресс, эмоции), а вобычных условиях основным регулятором деятельности сердца является вагус.
Парасимпатические нервы представлены аксонами нейронов вагуса,локализованнымив двояком и дорсальном ядревагуса.Они прерываются в интрамуральных ганглиях, откуда начинается короткий путь постганглионарныхнейронов.В их окончаниях выделяется медиатор ацетилхолин, котрый через М – холинорецепторы сердца вызывает четыре отрицательных эффекта: уменьшает возбудимость и проводимость, а также понижает силу и частоту сердечных сокращений. Известно также, что вагус иннервирует, в основном, предсердия. Втом числе правый вагусдействуе на синоатриальный узел, а правый – на атриовентрикулярный. К миокардиацитамжелудочков вагус не имеет никакого отношения. Влияние парасимпатической системы было впервые изучено братьями Веберами(1845г.). Отрицателные эффекты вагуса снимались атропином.
В обычных условиях влияние вагуса (сердечного парасимпатического центра или кардиоингибирующего центра, расположенного в продолговатом мозге, преобладаетнад влиянием симпатических нейронов.Это обусловлено тем, что что кардиоингибирующий центр находится под постоянным непрерывным влияниемсо стороны потока импульсов,идущих от рецепторов(баро_, хемо – и висцерорецепторы). Поэтому нормальная частота сердечных сокращений (60-80 ударов /мин.)отражает преимущественное влияние этого центра.
Кардиоингибирующий центр находится под контролем высших центров головного мозга, в том числе – гипоталамуса, коры больших полушарий. Как правило, эти структуры одновременно влияя и на деятельность сердца, и на состояние гладких мышц сосудов, регулируют в целом кровообращение. Считается, что при стрессе и при интенсивной физической работе происходит диффузная активация нейронов гипоталамуса, которая приводит одновременному возбуждению и симпатических и парасимпатических нейронов, регулирующих сердце, и тонус сосудов. Это приводит к увеличению деятельности сердца, к вазодилатации в работающих мышцах и квазоконстрикции в неработающих мышцах, в коже, чревной области, то есть к перераспределению крови. Таким образом, гипоталамус является главным распределителем крови, обеспечивающим эффективный кровоток в тех регионах тела, которые в данный момент временитребуют наибольшего внимания.
Кора больших полушарий также выполняет важную функцию –она позволяет приспособить деятельность сердца(и сосудов) к текущему моменту, в том числе – за счет предварительного, досрочного изменения деятельности этих образований(например, предстартовое повышение активности сердца). С помощью выработки многочисленных условных рефлексов сердечная деятельность меняется таким образом, что обеспечивается оптимальный уровень кровообращения в данной ситуации для человека.