Основы клинической электрокардиографии
(учебное пособие для студентов,
Обучающихся по специальности «Лечебное дело»)
Рекомендовано Учебно-методическим объединением по медицинскому и фармацевтическому образованию ВУЗов России в качестве учебного пособия для студентов медицинских ВУЗов
Благовещенск – Хабаровск
УДК 616.12 – 073.97
Р е ц е н з е н т ы: Ф.Ф. Тетенев – доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой пропедевтики внутренних болезней ГОУ ВПО Сибирского государственного медицинского университета; В.А. Добрых – доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой пропедевтической терапии ГОУ ВПО Дальневосточного государственного медицинского университета.
М54 Основы клинической электрокардиографии: Учебное пособие /Под редакцией проф. И.Г. Меньшиковой. – Благовещенск, 2010. – 112 С.: ИЛЛ.
Учебное пособие утверждено на заседании Центрального координационного методического совета ГОУ ВПО Амурская государственная медицинская академия.
В учебном пособии изложены теоретические основы электрокардиографии, методика анализа ЭКГ и основные формы электрокардиографической патологии, имеющие наибольшее практическое значение: изменения ЭКГ при гипертрофии различных отделов сердца, ишемической болезни сердца, нарушениях сердечного ритма и проводимости.
Учебное пособие предназначено для студентов,обучающихся по специальности «Лечебное дело», для врачей терапевтов и кардиологов.
Авторы: зав. кафедрой пропедевтики внутренних болезней ГОУ ВПО АГМА, д.м.н., профессор И.Г. Меньшикова; зав. кафедрой внутренних болезней ГОУ ВПО ДВГМУ, д.м.н., профессор С.С. Рудь; сотрудники кафедры пропедевтики внутренних болезней ГОУ ВПО АГМА: доцент Н.В. Лоскутова, к.м.н. И.В. Скляр.
© 2010, ГОУ ВПО Амурская государственная медицинская академия
ГОУ ВПО Дальневосточный государственный медицинский университет
Оглавление
Введение……………………………………………………………………………3
Строение проводящей системы сердца.…………………………………………..5
Электрофизиологические основы электрокардиографии………………………..7
Регистрация электрокардиограммы……………………………………………….9
Нормальная электрокардиограмма……………………………………………….12
Электрокардиографические признаки гипертрофии миокарда………………...23
Электрокардиограмма при ишемической болезни сердца….……………..........32
Электрокардиограмма при нарушениях ритма сердца и проводи-
мости..………………………………………………………………………………43
Тестовый контроль знаний………………………………………………………..82
Эталоны ответов…………………………….……………………………………..110
Литература…………………………………………………………………………112
ВВЕДЕНИЕ
Одним из важных методов диагностики заболеваний сердечно-сосудистой системы является электрокардиография. Этот метод позволяет выявить признаки коронарной недостаточности, нарушений ритма сердца и проводимости, гипертрофии различных отделов сердца.
В данном пособии изложены современные представления о биоэлектрической активности сердца, методика регистрации и анализа ЭКГ. Происхождение зубцов нормальной ЭКГ и её изменения, обусловленные гипертрофией отделов сердца, блокадами ножек пучка Гиса и инфарктом миокарда, трактуется с векторных позиций. Это помогает правильной интерпретации ЭКГ и облегчает понимание ЭКГ при различных заболеваниях.
В пособии представлены изменения ЭКГ при гипертрофии различных отделов сердца, ишемической болезни сердца, в частности, инфаркте миокарда. Подробно отражены диагностические признаки нарушений ритма сердца и проводимости.
Настоящее пособие рекомендуется для студентов и врачей-интернов к занятиям и самостоятельного изучения электрокардиографии.
ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЯ — метод графической регистрации электрических явлений, возникающих в сердечной мышце при её возбуждении.
Первая попытка записи электрокардиограммы (ЭКГ) была осуществлена в 1880 году. Однако из-за несовершенства аппаратуры и низкого качества ЭКГ метод не нашёл широкого применения. По этому годом основания электрокардиографии считается 1903 год, когда голландский электрофизиолог Эйнтховен сконструировал струнный гальванометр и записал первую ЭКГ.
АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИИ
Мышца сердца состоит из клеток двух видов — клеток проводящей системы и сократительного миокарда. В связи с этим сердце обладает рядом функций. АВТОМАТИЗМ — способности сердца вырабатывать импульсы, вызывающие возбуждение. ПРОВОДИМОСТЬ — способность сердца проводить импульсы от места их возникновения до сократительного миокарда. ВОЗБУДИМОСТЬ — способность сердца возбуждаться под влиянием импульсов. Во время возбуждения сердца образуется электрический ток, который регистрируется гальванометром в виде ЭКГ. СОКРАТИМОСТЬ — способность сердца сокращаться под влиянием импульсов. РЕФРАКТЕРНОСТЬ — это невозможность возбуждённых клеток миокарда снова активироваться при воздействии дополнительного импульса. Различают состояние абсолютной и относительной рефрактерности. В период абсолютной рефрактерности сердце не возбуждается и не сокращается независимо от силы поступающего импульса. В период относительной рефрактерности сердце способно к возбуждению при поступлении более сильного, чем обычно, импульса.
Электрокардиография позволяет изучить автоматизм, проводимость, возбудимость и рефрактерность сердечной мышцы.
СТРОЕНИЕ ПРОВОДЯЩЕЙ СИСТЕМЫСЕРДЦА
Проводящая система сердца (рис. 1) начинается синоатриальным узлом (СА-узел), который расположен в правом предсердии в области устья верхней полой вены. Пейсмекеры (pace-maker — водитель) СА-узла генерируют импульсы с частотой 60–90 в минуту, вызывают возбуждение и сокращение всего сердца. Обладая большим автоматизмом, СА-узел в норме подавляет автоматизм нижележащих отделов и называется водителем ритма I порядка, поэтому нормальный сердечный ритм называется синусовым.
Возбуждение синусового узла не отражается на ЭКГ. Из синусового узла импульс достигает миокарда предсердий. По предсердиям возбуждение распространяется преимущественно по трём путям: переднему (Бахмана), среднему (Венкебаха), заднему (Тореля). В предсердиях имеется небольшое количество клеток, способных вырабатывать импульсы для возбуждения сердца, однако в обычных условиях эти клетки не функционируют.
Рис. 1. Схематическое изображение проводящей системы сердца.
Синусовый узел; 2 — передний предсердный тракт; 3 — пучок Бахмана; 4 — средний предсердный тракт; 5 — пучки Кента; 6 — ствол пучка Гиса; 7 — левая ножка, 8 — задняя ветвь; 9 — передняя ветвь; 10 — волокна Пуркинье; 11 — правая ножка; 12 — волокна Махейма; 13 — пучок Джеймса; 14 — атриовентрикулярный узел, 15 — задний предсердный тракт; 5 — пучки Кента; 6 — ствол пучка Гиса; 7 — левая ножка, 8 — задняя ветвь; 9 — передняя ветвь; 10 — волокна Пуркинье; 11 — правая ножка; 12 — волокна Махейма; 13 — пучок Джеймса; 14 — атриовентрикулярный узел, 15 — задний предсердный тракт.
Далее импульс достигает атриовентрикулярного узла (АВ-узел), который расположен в нижней части правого предсердия и вдаётся в межжелудочковую перегородку. АВ-узел обладает меньшим автоматизмом (40–60 импульсов в минуту) и является центром автоматизма II порядка. В АВ-узле происходит задержка импульса, что обуславливает последовательное сокращение предсердий и желудочков и предохраняет желудочки от избыточной наджелудочковой импульсации. Нижняя часть узла, утончаясь, переходит в пучок Гиса. Ствол пучка Гиса делится на три основные ветви: правую ножку, переднюю и заднюю ветви левой ножки пучка Гиса. Эти ветви распадаются на более мелкие и оканчиваются волокнами Пуркинье, которые через синапсы передают возбуждение к волокнам сократительного миокарда желудочков. Ножки пучка Гиса и их разветвления также способны генерировать импульсы с частотой 24–45 в минуту и являются центрами автоматизма III порядка.
ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫЭЛЕКТРОКАГДИОГРАФИИ
Возникновение электрических явлений в сердечной мышце связано с движением ионов калия (K+), натрия (Na+), кальция (Ca2+), хлора (Cl–) и других через клеточную мембрану. Основную роль при этом играют катионы K+, Na+ и Ca2+. В электрохимическом отношении клеточная мембрана представляет собой оболочку с разной проницаемостью для различных ионов. Во внеклеточной жидкости высока концентрация катионов Na+ и Ca2+, что создаёт положительный заряд наружной поверхности мембраны клетки, находящейся в состоянии покоя.
В покое внутренняя поверхность мембраны имеет отрицательный заряд, обусловленный разнородными органическими преимущественно белковыми молекулами. В невозбуждённой клетке мембрана более проницаема для ионов K+. Калий поступает в клетку и вызывает нивелировку отрицательного заряда мембраны. Высокая концентрация катионов K+ внутри клетки приводит к тому, что в силу концентрационного градиента калий выходит из клетки. Создаётся K+-равновесный потенциал, составляющий в норме около –90 мВ, что соответствует трансмембранному потенциалу покоя. Таким образом, в состоянии покоя наружная поверхность мембраны клетки заряжена положительно, а внутренняя — отрицательно. При отведении токов с наружной стороны мембраны, имеющей на всём протяжении одинаковый положительный заряд, разность потенциалов не определяется, электрокардиограф записывает нулевую или изоэлектрическую линию.
Клетки сократительного миокарда самостоятельно возбуждаться не способны. Под воздействием электрического импульса открываются быстрые натриевые каналы, Na+ быстро устремляется внутрь клетки (быстрый натриевый ток). При этом внутренняя поверхность мембраны на данном участке становится заряженной положительно, а наружная — отрицательно за счёт преобладания анионов. Этот процесс носит название деполяризации и связан с потенциалом действия (ПД). Таким образом, при возбуждении миокардиальная клетка становится электрическим диполем. Отведение токов от невозбуждённого и возбуждённого участков обуславливает разность потенциалов. Электрокардиограф записывает отклонение от изоэлектрической линии — зубец деполяризации. Диполь продуцирует ток и создаёт в окружающей волокно проводящей среде электрическое поле, ориентация которого соответствует ориентации диполя от «минуса» к «плюсу».
Снижение уровня ПД до –50 мВ приводит к закрытию быстрых Na+-каналов, открываются медленные Na+-Ca2+-каналы, по которым медленно в клетку поступают катионы Na+ и Ca2+, а K+ выводится из клетки. Это приводит к завершению процессов деполяризации. Вся наружная поверхность клеточной мембраны заряжается отрицательно, а внутренняя — положительно. Регистрируемый зубец возвращается к изоэлектрической линии. После деполяризации происходит уравновешивание потенциалов ионных потоков, входящих (Na+, Ca2+) и выходящих (K+) из клетки, вследствие чего электрокардиограф будет регистрировать изоэлектрическую линию. В дальнейшем происходит резкое уменьшение проницаемости клеточной мембраны для Na+ и Ca2+ и значительно возрастает для K+. Преобладание перемещения ионов K+ из клетки приводит к восстановлению прежней поляризации мембраны: наружная поверхность вновь заряжается положительно, а внутренняя — отрицательно. Этот процесс называется быстрой реполяризацией. В этот момент электрокардиограф регистрирует меньший по амплитуде зубец реполяризации. Электрическая систола заканчивается полным восстановлением исходной поляризации мембраны клетки. В конце реполяризации и в фазу систолы происходит восстановление исходной концентрации K+, Na+, Ca2+, Cl– внутри и вне клетки благодаря действию «Na+–K+-насоса».
Процессы деполяризации и реполяризации в целом миокарде протекают гораздо сложнее, чем в одиночном мышечном волокне. В миокарде деполяризация начинается в эндокарде и распространяется к эпикарду. Возбуждение в целом миокарде — это непрерывный процесс. Процесс реполяризации в обоих желудочках начинается у эпикарда и распространяется к эндокарду.
Регистрация ЭКГ, электрокардиографические отведения
В любой момент возбуждения в сердце существует множество элементарных диполей. Они создают электрическое поле на теле человека, изменение которого во времени и позволяет регистрировать электрокардиограмму. ЭКГ записывается с помощью электрокардиографа, который состоит из следующих основных частей: гальванометр, система усиления, переключатель отведений, регистрирующее устройство. Электрические потенциалы, возникающие в сердце, воспринимаются электродами, усиливаются и приводят в действие гальванометр. Электроды для записи ЭКГ накладываются на различные участки тела. Один из электродов присоединён к положительному полюсу гальванометра (активный электрод), другой — к отрицательному (неактивный электрод). Система расположения электродов называется электрокардиографическими отведениями.
При регистрации ЭКГ используют 12 общепринятых отведений: 6 от конечностей и 6 грудных. Первые три стандартных отведения были предложены Эйнтховеном. Электроды при этом накладываются следующим образом:
I отведение — левая рука (+) и правая рука (–);
II отведение — левая нога (+) и правая рука (–);
III отведение — левая нога (+) и левая рука (–).
Оси этих отведений образуют во фронтальной плоскости грудной клетки треугольник Эйнтховена (рис.2).
Усиленные однополюсные отведения от конечностей были предложены Гольдбергом в 1942 году. Они регистрируют разность потенциалов между одной из конечностей, на которой установлен активный электрод данного отведения, и объединённым электродом, который образуется при соединении через дополнительное сопротивление двух конечностей. Усиленные однополюсные отведения от конечностей обозначаются следующим образом:
aVR — усиленное однополюсное отведение от правой руки;
aVL — усиленное однополюсное отведение от левой руки;
aVF — усиленное однополюсное отведение от левой ноги.
Стандартные и усиленные однополюсные отведения от конечностей дают возможность зарегистрировать изменения электродвижущей силы (ЭДС) сердца во фронтальной плоскости (то есть в плоскости треугольника Эйнтховена).
Рис. 2. Формирование шестиосевой системы координат (по Bayley).
Для более точного и наглядного определения отклонения ЭДС была предложена шестиосевая система координат (Bayley, 1943).
Она получается при совмещении осей трёх стандартных и трёх усиленных отведений от конечностей, проведённых через электрический центр сердца. Последний делит ось каждого отведения на положительную и отрицательную части, обращённые к соответствующему электроду (рис. 2).
Грудные однополюсные отведения (рис.3), предложенные Wilson (1934), регистрируют разность потенциалов между активным электродом, установленным в определённых точках на поверхности грудной клетки и электродом, который образуется при соединении через дополнительное сопротивление трёх конечностей, объединённый потенциал которых близок к нулю. Грудные отведения регистрируют изменение ЭДС сердца в горизонтальной плоскости. Грудные отведения обозначаются «V» (потенциал, напряжение).
Рис. 3. Расположение электродов грудных отведений на поверхности грудной клетки.
Отведение V1 — активный электрод установлен в четвёртом межреберье по правому краю грудины. Отведение V2 — активный электрод установлен в четвёртом межреберье по левому краю грудины. Отведение V3 — активный электрод находится между V2 и V4 (примерно на уровне четвёртого ребра по левой парастернальной линии). Отведение V4 — активный электрод установлен в пятом межреберье по левой срединно-ключичной линии. Отведение V5 — активный электрод расположен в пятом межреберье по левой передней подмышечной линии. Отведение V6 — активный электрод находится в пятом межреберье по средней подмышечной линии.
НОРМАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММА
Любая ЭКГ состоит из нескольких зубцов, сегментов и интервалов, отражающих сложный процесс распространения волны возбуждения по сердцу (рис.4). Форма электрокардиограммы существенно зависит от отведения, в котором она записана, поскольку величина и направление зубцов определяется проекцией суммарного вектора ЭДС сердца на ось данного отведения.
Если проекция вектора направлена в сторону активного электрода данного отведения, на ЭКГ регистрируются положительные зубцы.
Рис. 4. Компоненты ЭКГ и их нормальные величины.
ЗУБЕЦ Р
Зубец P отражает процесс деполяризации правого и левого предсердий. Первые 0,02 с отражают возбуждение только правого предсердия, последние 0,02 с — только левого. Продолжительность зубца P — 0,1 с, амплитуда (высота) — до 2,5 мм.
У здорового человека в отведениях I, II, aVF, V2–V6 зубец P всегда положительный, а в отведениях III, aVL, V1 он может быть положительным, двухфазным или (редко) отрицательным. В отведении aVR зубец P всегда отрицательный (рис.5).
 |
Рис. 5. Формирование зубца Р в 6 отведениях от конечностей при нормальном (а), вертикальном (б) и горизонтальном (в) положении среднего результирующего вектора деполяризации предсердий.
ИНТЕРВАЛ Р - Q
Интервал P–Q измеряется от начала зубца P до начала желудочкового комплекса (зубца Q или R, если зубец Q отсутствует). Он отражает время атриовентрикулярного проведения, то есть время распространения импульса по предсердиям, АВ-узлу, пучку Гиса и его разветвлениям (рис.6). Длительность интервала P–Q колеблется от 0,12 до 0,2 с и у здорового человека зависит от частоты сердечных сокращений.
Рис. 6. Интервал Р—Q и сегмент Р—Q ЭКГ.
ЖЕЛУДОЧКОВЫЙ КОМПЛЕКС QRST
Желудочковый комплекс QRST отражает сложный процесс распространения (комплекс QRS) и угасания (сегмент ST и зубец T) возбуждения по миокарду желудочков.
Генез отдельных зубцов комплекса QRS в различных отведениях можно объяснить существованием трёх векторов желудочковой деполяризации и различной их проекцией на оси электрокардиографических отведений.
ЗУБЕЦ Q
В большинстве электрокардиографических отведений зубец Q обусловлен начальным вектором деполяризации межжелудочковой перегородки. Возбуждение охватывает сначала левую половину межжелудочковой перегородки. Это связано с тем, что левая ножка пучка Гиса несколько короче правой. Во фронтальной плоскости вектор ориентирован слева направо и несколько вверх (вектор деполяризации желудочков 0,02 с).
б
Рис. 7. Формирование ЭКГ в отведениях от конечностей (а) и в грудных отведениях (б) под влиянием начального моментного вектора желудочковой деполяризации 0,02 с.
Как видно из рис. 7а, вектор проецируется на отрицательную часть отведений I, II, III, aVL, aVF. В отведении aVR вектор проецируется на положительную часть оси (raVR). Иногда в отведении aVR желудочковый комплекс имеет вид QS, регистрация которого обусловлена не вектором деполяризации межжелудочковой перегородки, а вектором деполяризации правого и левого желудочков.
В горизонтальной плоскости (рис. 7б) вектор ориентирован слева направо и вперёд, проецируясь при этом в отведениях V1–V2 на положительную часть оси (rV1, rV2), а в отведениях V4–V6 — на отрицательную (qV4–V5).
Амплитуда нормального зубца Q во всех отведениях, кроме aVR не превышает ¼ высоты зубца R, а его продолжительность — 0,03 с.
ЗУБЕЦ R
Зубец R во всех отведениях, кроме V1, V2, aVR отражает процесс дальнейшего возбуждения миокарда правого и левого желудочков (вектор деполяризации желудочков — 0,04 с). Поскольку левый желудочек является более мощным отделом сердца, вектор R ориентирован влево и вниз, то есть в сторону левого желудочка.
Во фронтальной плоскости (рис.8а) вектор R проецируется на положительную часть оси отведений I, II, III, aVL, aVF, на отрицательную — в отведении aVR, где он обозначается как зубец S, Q или QS.
Как видно из рис. 8б, зубец R должен нарастать по амплитуде с V1 по V4, в каждом последующем зубец R должен быть выше, чем в предыдущем отведении. Зубец R в V5, V6 должен уменьшаться. Высота зубца R в отведениях от конечностей не превышает обычно 20 мм, а в грудных отведениях — 25 мм. Иногда у здоровых людей rV1 столь слабо выражен, что желудочковый комплекс приобретает вид QS.
а
б
Рис. 8. Формирование ЭКГ в отведениях от конечностей (а) и в грудных отведениях (б) под влиянием среднего моментного вектора желудочковой деполяризации 0,04 с.
Для сравнительной характеристики времени распространения возбуждения от эндокарда к эпикарду правого и левого желудочков принято определять интервал внутреннего отклонения в правых (V1, V2) и левых (V5, V6) грудных отведениях. Он измеряется от начала желудочкового комплекса (зубец Q или R) до вершины последнего зубца R. В норме интервал внутреннего отклонения не превышает в правом грудном отведении (V1) 0,03 с, в левом грудном отведении (V6) — 0,05 с (рис. 9).
Рис. 9. Измерение интервала внутреннего отклонения.
а и б – нормальная продолжительность интервала внутреннего
отклонения в отведении V1 (0,03 c) и V6 (0,05 с);