книги / Экспериментальные методы в биомеханике

3.3. Определение электрической оси сердца

Электрической осью сердца называют среднее направление суммарного вектора возбуждения желудочков [2, 4, 6, 10]. Положение электрической оси дает представление о положении сердца в грудной клетке. Кроме того, изменение положения электрической оси сердца является диагностическим признаком ряда патологических состояний. Поэтому регулярная оценка этого показателя имеет важное практическое значение. Положение электрической оси сердца может также меняться с возрастом и при определенных механических воздействиях (например, после обильного приема пищи).

Наиболее важна оценка положения оси сердца во фронтальной плоскости. Электрическую ось сердца выражают в градусах угла α , образованного в шестиосевой системе координат этой осью и осью I отведения, которая соответствует 0°.

Рис. 3.9. Формирование шестиосевой системы координат Bayley

101

Для определения электрической оси сердца в 1943 году Bayley предложил шестиосевую систему координат (рис. 3.9). Она получается при совмещении осей трех стандартных отведений и трех усиленных от конечностей, проведенных через электрический центр сердца. Центр делит ось каждого отведения на положительную и отрицательную части, обращенные соответственно к активному электроду «+», или отрицательному электроду. Направление осей отведения принято определять в градусах. За начало отсчета 0 условно принимают радиус, проведенный строго горизонтально из электрического центра сердца.

В первом стандартном отведении у здорового человека электрическая ось сердца образует угол от 0° до 90°.

При горизонтальном положении сердца и электрической оси этот угол равен 0° – 29 °. При нормальном положении сердца угол составляет от 30° до 70°. При вертикальном положении от 70°

до 90°.

Рис. 3.10. Варианты положения электрической оси сердца

Возможно отклонение электрической оси сердца во фронтальной плоскости (рис. 3.10).

1) электрическая ось отклонена влево. Угол может составлять от 0о до –90 ° (с осью I отведения);

102

2)электрическая ось отклонена вправо. Угол может составлять от +90 до ±180°;

3)электрическая ось сердца совпадает с его анатомической

осью.

Направление электрической оси сердца определяют по величине угла отклонения, который устанавливается по соотношению величины зубцов R и S в двух стандартных отведениях от конечностей. Чаще всего берут первое и третье отведение. Алгебраическую сумму амплитуд R и S в отведениях накладывают на плюсовую или минусовую части оси соответствующего отведения в шестиосевой системе Bayley. Из полученных точек на осях проводят перпендикуляры к осям отведения. Линия, проведенная из центра шестиосевой системы к точке пересечения перпендикуляров, представляет собой электрическую ось сердца. Величина ее выражается в градусах. Угол отклонения электрической оси можно также определить после вычисления алгебраических сумм амплитуд зубцов комплекса QRS в двух отведениях от конечностей по таблицам и диаграммам, используемым в кардиологической практике.

Визуальное определение угла α:

1. Максимальное положительное значение алгебраической суммы зубцов комплекса QRS наблюдается в том отведении, ось которого приблизительно совпадает с расположением электрической оси сердца.

2. Комплекс типа RS, где алгебраическая сумма зубцов равна 0 (R = S, или R = Q + S), записывается в отведении, перпендикулярном электрической оси сердца. Таким образом, при нормальном по-

ложении сердца и электрической оси RII ≥ RI ≥ RIII. В отведениях aVL зубцы R ≈ S примерно равны.

При горизонтальном положении сердца или отклонении оси влево высокий зубец R фиксируется в I и aVL отведениях, причем

RI > RII > RIII. При этом в III отведении регистрируется глубокий зубец S. При вертикальном положении сердца или отклонении оси

вправо высокие зубцы R отличаются в III отведении и aYF, причем

RIII > RII > RI. А в отведениях I и aVL глубокие зубцы S.

Алгоритм определения электрической оси сердца во фронтальной плоскости:

103

1.Найти одно или два отведения, в которых алгебраическая сумма амплитуд зубцов QRS приближается к нулю. Ось этого отведения почти перпендикулярна искомому направлению электрической оси.

2.Найти одно или два отведения, в которых алгебраическая сумма QRS имеет максимально положительное значение. Ось этого отведения приблизительно совпадает с электрической осью сердца.

3.4. Тоны сердца и способы их регистрации

Над областью сердца у здорового человека выслушивают два тона — I и II тоны сердца. I тон сердца возникает в начале систолы желудочков, II тон – в начале диастолы желудочков [8-10].

3.4.1. Метод аускультации

Ухом можно выслушать 2 тона.

I тон – систолический. Состоит из 3 компонентов:

1)клапанный – создается дрожанием створок 2- и 3-створ- чатого клапанов;

2)сухожильный;

3)мышечная составляющая.

Точки выслушивания:

–митральный клапан (двухстворчатый) выслушивается на верхушке сердца в пятом межреберье на левой половине грудной клетки на 1 см кнутри от среднеключичной линии;

–трехстворчатый клапан выслушивается у мечевидного отростка. II тон – диастолический. Возникает во время расслабления

желудочков, когда кровь пытается вернуться из сосудов в желудочек и захлопывает полулунные клапаны. Выслушивается на основании сердца во втором межреберье: аортальный клапан выслушивается во II межреберье справа от грудины; пульмональный (легочный) клапан выслушивается во II межреберье слева от грудины.

3.4.2. Метод фонокардиографии (ФКГ)

ФКГ дополняет аускультацию, делает ее объективной [4, 5, 8, 10]. Представляет собой метод графической регистрации звуковых

104

процессов, возникающих при деятельности сердца. Звуки сердца впервые графически были зарегистрированы голландским ученым Эйнтховеном еще в 1894 году. Однако из-за несовершенства аппаратуры клиническое распространение метод фонокардиографии получил только в последние 20–25 лет после создания достаточно надежных аппаратов. Фонокардиография имеет ряд преимуществ перед аускультацией. Она позволяет исследовать звуки сердца в диапазонах, не доступных или почти не доступных слуховому восприятию (например, III и IV тоны сердца); исследование формы и продолжительности звуков с помощью ФКГ позволяет проводить их качественный и количественный анализ, что также недоступно аускультации. Наконец, фонокардиографическое исследование является документальным и позволяет осуществлять наблюдение за изменениями звуковых явлений, возникающих при работе сердца больного, в динамике.

Фонокардиограф является аппаратом, регистрирующим звуковые процессы сердца и состоит из микрофона, электронного усилителя, фильтров частот и регистрирующего устройства. Микрофон преобразует звуковую энергию в электрические сигналы. Он должен обладать максимальной чувствительностью, не вносить искажений в передаваемые сигналы и быть маловосприимчивым к внешним шумам. По способу преобразования звуковой энергии

вэлектрические сигналы микрофоны фонокардиографов разделяются на пьезоэлектрические и динамические.

Принцип действия пьезоэлектрического микрофона основан на пьезоэлектрическом эффекте — возникновении разности потенциалов при механической деформации некоторых кристаллов (кварца, сегнетовой соли и др.). Кристалл устанавливается и закрепляется в корпусе микрофона, чтобы под действием звуковых колебаний он подвергался деформации.

Внастоящее время чаще используются динамические микрофоны. Принцип их действия основан на явлении электромагнитной индукции: при движении проводника в поле постоянного магнита

внем возникает ЭДС, пропорциональная скорости движения. На крышке микрофона наклеено кольцо из эластичной резины, благодаря чему микрофон плотно накладывается на поверхность грудной

105

клетки. Через отверстия в крышке динамического микрофона звук воздействует на мембрану, сделанную из тончайшей прочной пленки. Соединенная с мембраной катушка перемещается в кольцевом зазоре магнитной системы микрофона, вследствие чего появляется ЭДС.

Электрический сигнал подается на усилитель, в задачу которого входит не просто усилить все звуки в равной степени, а в большей мере усилить слабые высокочастотные колебания, соответствующие сердечным шумам, и в меньшей мере низкочастотные, соответствующие сердечным тонам. Поэтому весь спектр разбивается на диапазоны низких, средних и высоких частот. В каждом таком диапазоне обеспечивается необходимое усиление. Полную картину звуков сердца получают при анализе ФКГ, полученных в каждом диапазоне частот.

В отечественных приборах при записи ФКГ используются следующие частотные характеристики фильтров по системе Мааса и Вебера (первая цифра): и по Маннхеймеру (вторая цифра). (рис. 3.1.): А – аускультативная (номинальная частота 140 (25 Гц), Н – низкочастотная (35 (10 Гц), С1 – среднечастотная-1 (70 (15 Гц), С2 – сред- нечастотная-2 (140 (25 Гц), В — высокочастотная (250 (50 Гц).

Рис. 3.11. Частотные характеристики при записи ФКГ

106

Для регистрации полученных сигналов используют регистрирующие системы, имеющие малую инерцию (оптическую или струйную).

Чрезвычайно важно подобрать для каждого аппарата необходимый уровень усиления при записи ФКГ. Этот уровень для данного прибора становится стандартным, и в дальнейшем ФКГ всем пациентам снимают с одинаковым усилением. Такая стандартизация позволяет следить за динамикой изменений звуковой картины у пациента в разные периоды времени и сравнивать показатели у разных пациентов.

Определение нужного уровня усиления производится путем регистрации ФКГ нескольким пациентам с шумами разной интенсивности. Запись можно производить в одной точке максимального звучания шума, но обязательно на разных уровнях усиления (1, 2, 3 и т. д.) и на всех частотных характеристиках (А, Н, С1, С2 и В). После этого путем сравнения производится выбор оптимального усиления. Обычно принимается компромиссное решение: максимально хорошая регистрация шумов при минимальных помехах на шумовой дорожке. Выбирают 2 уровня усиления для каждой частотной характеристики: на одном хорошо регистрируются шумы средней интенсивности, на другом – с некоторым превышением («запасом») для регистрации малоинтенсивных шумов. Во всех случаях шумовая дорожка должна быть чистой от помех. Естественно, при регистрации очень громких или очень тихих шумов уровень усиления уменьшают или увеличивают. Для практической работы в большинстве случаев достаточно использовать 2–3- частотные характе-

ристики: С1 (или Н) и А (или С2).

Правила регистрации ФКГ. Помещение, в котором происходит регистрация ФКГ, должно быть хорошо изолировано от шумов вне и внутри помещения. Во время записи необходимо соблюдать полную тишину, так как иначе будут регистрироваться посторонние звуки, мешающие анализу ФКГ. В помещении должно быть тепло (не ниже +18 … +19 0С), поскольку пациенту приходится раздеваться до пояса, а в холодном помещении появляется мышечное дрожание, искажающее ФКГ.

107

Пациент ложится на твердую кушетку или кровать лицом вверх с вытянутыми вдоль туловища руками. Положение пациента должно быть удобным и не напряженным. Перед исследованием пациент несколько минут должен спокойно полежать, отдохнуть, чтобы снять эмоциональное или физическое напряжение, сопровождающееся тахикардией.

При записи ФКГ для возможности наблюдения за пациентом (при подаче команды о задержке дыхания), аппарат целесообразно размещать у головного конца кровати, причем медсестра должна стоять лицом к пациенту.

Микрофон с помощью резинового кольца устанавливается на поверхности грудной клетки и дополнительно фиксируется специальным резиновым бинтом. Лишь в исключительных случаях, например у маленьких детей, микрофон удерживают на грудной клетке рукой. Появление помех при записи ФКГ, мешающих дальнейшему анализу, в большинстве случаев связано с плохим наложением микрофона на грудную клетку. При неплотном прилегании микрофона к грудной клетке и отсутствии герметичности снижается чувствительность к звукам низких частот, начинают записываться помехи, связанные с внешними шумами. Слишком сильное прижатие микрофона к грудной клетке также вызывает изменения на ФКГ, снижая амплитуду звуков.

При выраженном волосяном покрове на грудной клетке пациента перед наложением микрофона во избежание побочных звуков, связанных с трением волос, кожу целесообразно смочить теплой водой. Необходимо избегать трения между одеждой пациента и резиновым ремнем, фиксирующим микрофон, или самим корпусом микрофона, так как при этом возникают искажения на ФКГ.

Для того чтобы звуки дыхания не накладывались на ФКГ, запись производят при задержанном после выдоха дыхании, для чего подают команды «вдох», «выдох», «задержать дыхание!». Иногда для лучшего выявления шумов сердца приходится регистрировать ФКГ в вертикальном положении пациента или в положении на левом боку, при задержке дыхания на вдохе или вдохе или вообще без задержки дыхания.

108

Для анализа ФКГ и ориентировки в систолическом и диастолическом интервалах у пациента одновременно с ФКГ записывают ЭКГ (часто II стандартное отведение). Регистрация производится при скорости движения бумаги 50 мм/с, в отдельных случаях – 100 или 25 мм/с. Записывают обычно 5–6 сердечных циклов.

Регистрация ФКГ производится в тех же точках грудной клетки, где осуществляется аускультация сердца. При отсутствии значительных изменений в размерах сердца микрофон устанавливается

вобласти верхушки сердца (в пятом межреберье по левой средин- но-ключичной линии); в точке Боткина – Эрба (в третьем – четвертом межреберье у левого края грудины); в области выслушивания звуков над аортой (во втором межреберье у правого края грудины);

вобласти выслушивания звуков над легочной артерией (во втором межреберьи у левого края грудины) и в области трехстворчатого клапана (в четвертом – пятом межреберье у правого края грудины).

Элементы ФКГ (рис. 3.12). Начало I тона совпадает со второй половиной комплекса QRS на ЭКГ. а – начальный мышечный компонент I тона; б – центральный, клапанный компонент I тона; в – конечный компонент I тона.

Рис. 3.12. Фонокардиограмма

109

IIтон: имеет 2–3 осцилляции. Начало совпадает с концом зубца

Тна ЭКГ. А – аортальный компонент II тона; Р – легочный компонент II тона.

IIIи IV тоны: возникают в фазу наполнения желудочков.

III тон – в фазу быстрого наполнения и совпадает с окончанием протодиастолы на ЭКГ.

IV тон создается в фазу медленного наполнения желудочков и совпадает с окончанием зубца P на ЭКГ.

Анализ ФКГ включает:

1)определение соотношения тонов сердца и зубцов ЭКГ;

2)расчет длительности тонов, выявление добавочных тонов

(III, IV);

3) сравнительную оценку формы и амплитуды I и II тонов

вразличных точках регистрации;

4)выявление расщепления, раздвоения тонов, щелчка открытия митрального клапана и т. д.;

5)обнаружение и характеристику шумов сердца в различных диапазонах частот;

6)определение соотношений между электрической, механической и электромеханической систолами. В зависимости от поставленных задач возможны и другие варианты обработки ФКГ.

3.5. Апекскардиография (АКГ)

Апекскардиография — это графический метод исследования низкочастотных (до 10 Гц) движений верхушки сердца. В 1885году, используя покрытую мембраной капсулу, впервые записали кривую пульсации сердца у человека. С тех пор более 80 лет апекскардиографию применяли преимущественно для определения интервалов сердечного цикла, главным образом его диастолической части. Дальнейшему развитию и совершенствованию этого метода способствовали работы Г. Линса и соавторов (1979), А. Н. Мелентьева (1981), С. А. Душанина (1983), Р. Рикотоло и соавторов (1979). Диагностические возможности апекскардиографии значительно расширились благодаря использованию для записи кривой датчика пульсовых колебаний с большой постоянной времени и ее диффе-

110