книги / Экспериментальные методы в биомеханике

репленных на определенных участках тела. Через входные провода, маркированные различным цветом, электрический сигнал подается на коммутатор, а затем на блок усилителя. Напряжение, не превышающее 13 мВ, усиливается во много раз и подается в регистрирующие устройство, где электрические колебания преобразуются в механические смещения якоря гальванометра и записываются на движущейся бумажной ленте. Запись может быть тепловая или чернильная. Скорость движения бумаги может быть 25, 50, 100 мм/с. Чаще других используют скорость 50 мм/с. Полностью электронные приборы позволяют сохранять ЭКГ в компьютере (рис. 3.4).

Независимо от технической конструкции электрокардиограф всегда имеет устройство для регулировки и контроля усиления. Для этого на усилитель подается стандартное калибровочное напряжение, равное 1 мВ. Усиление электрокардиографа обычно устанавливается таким образом, чтобы это напряжение вызывало отклонение регистрирующей системы на 10 мм.

Рис. 3.4. Современные электрокардиографы

Одной из актуальных проблем современной кардиологии остается получение максимально полной информации об электрическом потенциале сердца, на основании которой можно было бы расширить диагностику состояний миокарда, его электрофизиологических свойств. Широкое развитие компьютерных технологий, современных методов цифровой обработки данных и существующие клинические задачи обусловили разработку и широкое использование в повседневной практике компьютерных электрокардиографических систем.

91

Для обозначения новых диагностических систем, базирующихся на новых методах сбора, обработки и изображения ЭКГ-сигнала, используется понятие электрокардиографии 3-го и 4-го поколения. Эти современные ЭКГ-системы являются отражением достигнутых успехов методов математического описания и обработки измеренных данных с использованием в анализе более сложных и содержательных характеристик и параметров, новым графическим представлением полученных результатов. Среди них в первую очередь необходимо выделить электрокардиографическое картирование и электрокардиографию высокого разрешения.

3.2.5. Отведения ЭКГ

Чтобы записать ЭКГ, на конечности и грудную клетку накладывают электроды, представляющие собой металлические пластинки с гнездами для подключения штепселей провода.

Сейчас наиболее распространены отведения от различных участков поверхности тела. Эти отведения называются поверхностными. При регистрации ЭКГ обычно используют 12 общепринятых отведений 6 от конечностей и 6 грудных.

92

но подключаются к электрокардиографу (один к положительному электроду гальванометра прибора – активный электрод, другой электрод к минусу). Четвертый электрод устанавливается на правой ноге для подключения заземляющего провода (черная маркировка).

Как видно на рис. 3.5, три стандартных отведения образуют равносторонний треугольник (треугольник Эйнтховена), вершинами которого являются правая рука, левая рука и левая нога с установленными там электродами. В центре равностороннего треугольника Эйнтховена расположен электрический центр сердца, или точечный единый сердечный диполь, одинаково удаленный от всех трех стандартных отведений.

Гипотетическая линия, соединяющая два электрода, участвующие в образовании электрокардиографического отведения, называется осью отведения. Осями стандартных отведений являются стороны треугольника Эйнтховена. Перпендикуляры, проведенные из центра сердца, т. е. из места расположения единого сердечного диполя, к оси каждого стандартного отведения, делят каждую ось на две равные части: положительную, обращенную в сторону положительного (активного) электрода, и отрицательную, обращенную к отрицательному электроду. Если ЭДС сердца в какой-либо момент сердечного цикла проецируется на положительную часть оси отведения, то на ЭКГ записывается положительное отклонение (положительные зубцы R, Т, Р) Если ЭДС сердца проецируется на отрицательную часть оси отведения, на ЭКГ регистрируются отрицательные отклонения (зубцы Q, S, иногда отрицательные зубцы Т или даже Р). Если вектор расположен перпендикулярно к оси отведения, то положительные и отрицательные отклонения электрокардиограммы отсутствуют, записывается так называемая «нулевая» или изоэлектрическая линия

2. Усиленные отведения от конечностей были предложены Гольдбергером в 1942 году. Они регистрируют разность потенциалов между одной из конечностей, на которой установлен активный положительный электрод данного отведения (правая рука, левая рука или левая нога), и средним потенциалом двух других конечностей (рис. 3.6). Это значит, что регистрируется разность потенциалов между одним активным электродом и двумя объединенными электродами

93

лов между активным положительным электродом, установленным в определенных точках на поверхности грудной клетки, и отрицательным объединенным электродом Вильсона. Последний образуется при соединении через дополнительные сопротивления трех конечностей (правой руки, левой руки и левой ноги), объединенный потенциал которых близок к нулю (около 0,2 mV).

Обычно для записи ЭКГ используют 6 общепринятых позиций грудного электрода на передней и боковой поверхности грудной клетки, которые в сочетании с объединенным электродом Вильсона образуют 6 грудных отведений. Грудные отведения обозначаются заглавной латинской буквой V (потенциал, напряжение) с добавлением номера позиции активного положительного электрода, обозначенного арабскими цифрами.

Отведение V1 — активный электрод установлен в четвертом межреберье по правому краю грудины (красный).

Отведение V2 — активный электрод расположен в четвертом межреберье по левому краю грудины (желтый).

94

V8 – на этом же уровне по левой лопаточной линии;

V9 – по паравертебральной (околопозвоночной) линии на этом же уровне.

Данные отведения дают информацию о процессах в задней стенке и основании левого желудочка.

Отведения V3r – V6r. Грудной активный электрод помещают на правой половине грудной клетки симметрично позициям V3 – V6. Данные отведения используют для диагностики гипертрофии (увеличения сердечной мышцы) правых отделов сердца.

4. Отведения по Нэбу. Грудные двухполюсные отведения предложены Нэбом в 1938 году. Электроды, используемые для стандартных отведений, располагаются по следующей схеме: красный электрод устанавливается во втором межреберье по правому краю грудины; зеленый электрод в область V4 (на верхушке сердца); желтый электрод на уровне V4 по задней подмышечной линии. Если кардиограф установлен в первом отведении – регистрируются процессы в задней стенке желудочков. Если во втором отведении,

то регистрируется электрическая активность передней и боковой стенки. В третьем отведении – в верхних отделах передней стенки.

3.2.6.Условия регистрации ЭКГ

1.Помещение должно быть удалено от источников электрических полей.

2. Кушетка должна находиться на расстоянии 1,5–2 метра от проводов электросети.

3.Кушетку нужно экранировать (в одеяло монтируется металлическая сетка, соединенная с землей).

4.ЭКГ можно регистрировать у пациента через 10–15 минут после отдыха и через 2 часа после приема пищи.

5.ЭКГ пишется лежа на спине. При этом достигается наибольшее расслабление скелетных мышц.

Правила наложения электродов.

1.Обезжиривают кожу спиртом (эфиром).

2.При значительной волосистости места наложения электродов смачивают мыльным раствором.

96

3.Пластинчатые электроды накладывают на внутреннюю поверхность голеней и предплечий, в нижней их трети, и фиксируют с помощью резиновых лент. Грудной электрод устанавливают, используя резиновую грушуприсоску. Для улучшения контакта электрода с кожей электрод обертывают марлевой салфеткой с 5–10 % раствором NaCl. Вместо салфеток можно использовать электродную пасту. Салфетки всегда должны быть влажными.

4.Подключение проводов по цвету.

5.Выбор усиления. От выбранного усиления зависит амплитуда зубцов регистрируемой ЭКГ. В кардиографах имеется генератор напряжения, который выдает сигнал в один милливольт. Усиление устанавливается так, чтобы размах записи калибровочного сигнала был равен 10 мм. Тогда 1мм = 0,1 мв. Это значение используют для расчета амплитуды зубцов.

3.2.7. Характеристика электрокардиограммы

Элементы ЭКГ. Электрокардиограмма представляет собой суммарную картину распространения возбуждения в сердце. В электрокардиографическом комплексе различается ряд зубцов, интервалов и сегментов, соответствующих биоэлектрической активности различных отделов сердца. Современные обозначения зубцов (P, Q, R, S, T,) не были первоначальными. По одной из существующих легенд, Эйнтховен выбрал буквы из середины алфавита с тем, чтобы оставить возможность для обозначения других зубцов, если они будут открыты позже. Однако документального подтверждения этому нет.

Зубец Р соответствует периоду электрического возбуждения обоих предсердий. Длительность его в среднем около 0,1 с. Интервал PQ, т. е. расстояние от начала зубца Р до начала зубца Q, представляет собой период прохождения импульса от предсердий к желудочкам (в норме его продолжительность равна 0,12–0,18 с). Комплекс зубцов QRST называют желудочковым, так как он отражает процесс распространения возбуждения в желудочках, его продолжительность. Направленный вниз зубец Q соответствует возбуждению межжелудочковой перегородки. Самый высокий (особенно во втором отведении) направленный вверх зубец R отражает распро-

97

странение возбуждения по миокарду желудочков. Зубец S, направленный вниз, соответствует полному охвату возбуждением желудочков. Длительность комплекса QRS равна 0,06-0,09 с. Зубец Т — самый меняющийся в электрокардиограмме. Он отражает процессы реполяризации в сердечной мышце. Сегмент ST рассматривается относительно изоэлектрической линии. Очень важным для электрокардиографической диагностики является положение этого сегмента. Смещения сегмента ST вверх или вниз от изоэлектрической линии в комбинации с другими изменениями электрокардиограммы свидетельствуют о нарушении кровоснабжения сердца. Сегмент ТР (от конца зубца Т до начала следующего зубца Р) — это диастола сердца. Общая продолжительность комплекса QRST составляет около 0,36 с (рис. 3.8). Биоэлектрические явления в сердце предшествуют его механической активности, и поэтому кривая, описывающая сократительную деятельность сердца по отношению к электрокардиограмме, будет смещена несколько вправо. Возможны различные соотношения высоты и направления зубцов в различных отведениях, что связано с изменением электрической оси сердца.

Рис. 3.8. Нормальная электрокардиограмма

Анализ ЭКГ позволяет оценить такие физиологические свойства сердечной мышцы, как возбудимость, проводимость и автоматию.

Возбудимость отделов сердца оценивают по амплитуде зубцов ЭКГ. Проводимость – по длительности интервалов и сегментов, уровень автоматии – по длительности интервала R–R, положение водителя ритма – по положению зубца Р в ЭКГ. При синусовом ритме он предшествует желудочковому комплексу зубцов.

98

Подсчет ЧСС производится с помощью различных методик, выбор которых зависит от регулярности ритма сердца. При правильном ритме ЧСС определяют по формуле ЧСС = 60/R–R, где 60 – число секунд в минуте, R–R – длительность интервала, выраженная в секундах. Гораздо удобнее определять ЧСС с помощью специальных таблиц, в которых каждому значению интервала R–R соответствует заранее вычисленное ЧСС, как показано в табл. 3.1. При неправильном ритме ЭКГ в одном из отведений (наиболее часто во II стандартном отведении) записывается дольше, чем обычно, например, в течение 3–4 с. Затем подсчитывают число комплексов QRS, зарегистрированных за 3 с, и полученный результат умножают на 20. При неправильном ритме можно ограничиться также определением минимальной и максимальной ЧСС. Минимальная ЧСС определяется по продолжительности наибольшего интервала R–R, а максимальная ЧСС – по наименьшему интервалу R–R. У здорового человека в покое ЧСС составляет от 60 до 90 в минуту. Повышение ЧСС (более 90 в минуту) называют тахикардией, а урежение (менее 60 в минуту) – брадикардией. У детей ЧСС выше, например у новорожденного она составляет 120–140 ударов в минуту, в воз-

99

3.2.8. Функциональные пробы

Функциональные пробы позволяют выявить скрытые нарушения электрической активности сердца, связанные с нарушением кровообращения сердечной мышцы. Наиболее часто используются пробы с физической нагрузкой. В норме нагрузка увеличивает частоту сердечных сокращений, АД, коронарный кровоток. При коронарной недостаточности кровоток усиливается неадекватно потребностям сердечной мышцы в кислороде, и это состояние отражается на ЭКГ в виде изменения зубцов и сегментов ЭКГ.

Виды проб:

1.Ортостатическая проба – переход из положения лежа в положение стоя.

2.Проба Мартине – 20 приседаний за 30 секунд.

3.Лестничная проба. Количество подъемов и продолжительность нагрузки зависит от массы тела, возраста и рассчитывается по специальным таблицам.

ЭКГ регистрируют до и после нагрузки в 12 отведениях или по

укороченной программе: I; II; III; V2; V4; V6. Исследуются реакция на физическую нагрузку и особенности развития протекания восстановительного периода.

4.Велоэргометрическая проба. Она позволяет дозировать физическую нагрузку и оценивать выполненную работу в Вт или кгм. При этом должны быть в наличии средства первой помощи. Пробу проводят в первой половине дня, нагрузку увеличивают постепенно, непрерывно контролируя ЭКГ и состояние пациента.

Имеются противопоказания для выполнения велоэргометрической пробы: острый инфаркт миокарда; прединфарктное состояние; острый тромбофлебит; выраженная дыхательная недостаточность; относительным противопоказанием является АД = 220/130 мм рт. ст., частота сердечных сокращений более 100 ударов в минуту, нарушение сердечного ритма, обмороки, температура.

5.Пробы с фармакологическими веществами, оказывающими влияние на состояние коронарных сосудов. Часто используют β-блокаторы, расширяющие коронарные сосуды.

100