Электрокардиография

Электрокардиография
Электрокардиография
MeSH	D004562
MedlinePlus	003868
	Медиафайлы на Викискладе

Электрокардиогра́фия — методика регистрации и исследования электрических полей, образующихся при работе сердца. Электрокардиография представляет собой относительно недорогой, но ценный метод электрофизиологической инструментальной диагностики в кардиологии^[1].

Прямым результатом электрокардиографии является получение электрокардиограммы (ЭКГ).

Основные показатели, которые нужно оценивать на ЭКГ, включают в себя ось сердца, частоту и регулярность зубцов, а также интервалы и амплитуда каждого комплекса (например, P-волна, интервал PQ, комплекс QRS, сегмент ST)^[2].

История

В XIX веке стало ясно, что сердце во время своей работы производит некоторое количество электричества. Первые электрокардиограммы были записаны Габриелем Липпманом с использованием ртутного электрометра.

Кривые Липпмана имели монофазный характер, лишь отдалённо напоминая современные ЭКГ.

В 1872 году Александр Муирхед^[англ.], как сообщается, прикрепил провода к запястью пациента с лихорадкой, чтобы получить электронную запись его сердцебиения^[3].
В 1882 году Джон Бурдон-Сандерсон^[англ.], работавший с лягушками, первым понял, что интервал между вариациями потенциала не был электрически неподвижным, и ввёл термин «изоэлектрический интервал» для этого периода^[4].
В 1887 году Август Уоллер^[5] изобрёл ЭКГ-аппарат, состоящий из капиллярного электрометра Липпмана^[англ.], прикрепленного к проектору. След от сердцебиения проецировался на фотопластинку, которая сама была прикреплена к игрушечному поезду. Это позволило регистрировать сердцебиение в режиме реального времени.
В 1895 году Виллем Эйнтховен ввёл современное обозначение зубцов ЭКГ и описал некоторые нарушения в работе сердца. Он обозначил буквами P, Q, R, S и T отклонения от теоретической формы волны, которую он создал, используя уравнения. Эти уравнения корректировали фактическую форму волны, полученную с помощью капиллярного электрометра, чтобы компенсировать неточность этого инструмента. Использование букв, отличных от A, B, C и D (буквы, используемые для формы сигнала капиллярного электрометра), облегчило сравнение, когда неправильные и правильные линии были нарисованы на одном графике^[6]. Эйнтховен, вероятно, выбрал начальную букву P, чтобы последовать примеру Декарта в геометрии^[6]. Когда более точная форма волны была получена с использованием струнного гальванометра, который соответствовал скорректированной форме волны капиллярного электрометра, он продолжал использовать буквы P, Q, R, S и T^[6], и эти буквы всё ещё используются сегодня. Эйнтховен также описал электрокардиографические особенности ряда сердечно-сосудистых заболеваний.
В 1897 году французский инженер Клемен Адер изобрёл струнный гальванометр^[англ.]^[7].
В 1901 году Эйнтховен, работавший в Лейдене (Нидерланды), использовал струнный гальванометр собственного производства: первый практический ЭКГ-аппарат^[8]. Это устройство было гораздо более чувствительным, чем капиллярный электрометр, который использовал Уоллер.
В 1924 году Эйнтховен был удостоен Нобелевской премии по медицине за новаторскую работу по разработке ЭКГ-аппарата^[9]^[10].
К 1927 году General Electric разработала портативное устройство, которое могло бы производить электрокардиограммы без использования струнного гальванометра. Это устройство вместо этого объединяло ламповые усилители, аналогичные тем, которые использовались в радио, с внутренней лампой и движущимся зеркалом, которое направляло электрические импульсы на пленку^[11].
В 1937 году Таро Такеми^[англ.] изобрел новый портативный электрокардиограф^[12].
Хотя основные принципы той эпохи все ещё используются сегодня, многие достижения в электрокардиографии были достигнуты после 1937 года. Приборостроение превратилось из громоздкого лабораторного аппарата в компактные электронные системы, которые часто включают компьютерную интерпретацию электрокардиограммы^[13].
Первая отечественная книга по электрокардиографии вышла под авторством русского физиолога А. Самойлова в 1909 году (Электрокардиограмма. Йенна, изд-во Фишер).

Применение

Определение частоты (см. также пульс) и регулярности сердечных сокращений (например, экстрасистолы (внеочередные сокращения), или выпадения отдельных сокращений — аритмии).
Показывает острое или хроническое повреждение миокарда (инфаркт миокарда, ишемия миокарда).
Может быть использована для выявления нарушений обмена калия, кальция, магния и других электролитов.
Выявление нарушений внутрисердечной проводимости (различные блокады).
Метод скрининга при ишемической болезни сердца, в том числе и при нагрузочных пробах.
Даёт понятие о физическом состоянии сердца (гипертрофия левого желудочка).
Может дать информацию о внесердечных заболеваниях, таких, как тромбоэмболия лёгочной артерии.
Позволяет удалённо диагностировать острую сердечную патологию (инфаркт миокарда, ишемия миокарда) с помощью кардиофона.
Обязательно применяется при прохождении диспансеризации.

Прибор

Первые электрокардиографы вели запись на фотоплёнке, затем появились чернильные и позже, тепловые самописцы, в большинстве современных приборов используется термопринтер, позволяющий сопровождать запись ЭКГ дополнительной информацией. Скорость движения бумаги составляет обычно 50 мм/с. В некоторых случаях скорость движения бумаги устанавливают на 12,5 мм/с, 25 мм/с или 100 мм/с. В начале каждой записи регистрируется контрольный милливольт. Обычно его амплитуда составляет 10 или, реже, 20 мм/мВ. Медицинские приборы имеют определённые метрологические характеристики, обеспечивающие воспроизводимость и сопоставимость измерений электрической активности сердца^[14]. Полностью электронные приборы позволяют сохранять ЭКГ в компьютере.

Электроды

Для измерения разности потенциалов на различные участки тела накладываются электроды. На руки и на ноги ставятся пластмассовые щипчики-зажимы, а на грудную клетку ставятся присоски, в ряде зарубежных стран на грудь ставят липкие электроды. Так как плохой электрический контакт между кожей и электродами создает помехи, то для обеспечения проводимости на участки кожи в местах контакта наносят токопроводящий гель, ранее во времена СССР и в РФ в месте контакта наносили спирт. При нанесении спирта, присоски как правило присасывались намного сильнее. Ранее использовались марлевые салфетки, смоченные солевым раствором.

Фильтры

Применяемые в современных электрокардиографах фильтры сигнала позволяют получать более высокое качество электрокардиограммы, внося при этом некоторые искажения в форму полученного сигнала. Низкочастотные фильтры 0,5—1 Гц позволяют уменьшать эффект плавающей изолинии, внося при этом искажения в форму сегмента ST. Режекторный фильтр 50—60 Гц нивелирует сетевые наводки. Антитреморный фильтр низкой частоты (35 Гц) подавляет артефакты, связанные с активностью мышц.

Нормальная ЭКГ

Зубцы на ЭКГ.

Соответствие участков ЭКГ с соответствующей фазой работы сердца.

Обычно на ЭКГ можно выделить 5 зубцов: P^[англ.], Q, R, S, T^[англ.]. Иногда можно увидеть малозаметную волну U^[англ.]. Зубец P отображает процесс деполяризации миокарда предсердий, комплекс QRS — деполяризации желудочков, сегмент ST и зубец T отражают процессы реполяризации миокарда желудочков. Мнения исследователей относительно природы возникновения зубца U различаются. Одни считают, что он обусловлен реполяризацией папиллярных мышц или волокон Пуркинье; другие — что связан с вхождением ионов калия в клетки миокарда во время диастолы.

Процесс реполяризации (англ. repolarization) — фаза, во время которой восстанавливается исходный потенциал покоя мембраны клетки после прохождения через неё потенциала действия. Во время прохождения импульса происходит временное изменение молекулярной структуры мембраны, в результате которого ионы могут свободно проходить через неё. Во время реполяризации ионы диффундируют в обратном направлении для восстановления прежнего электрического заряда мембраны, после чего клетка оказывается готова к дальнейшей электрической активности.

Отведения

Каждая из измеряемых разностей потенциалов в электрокардиографии называется отведением.

Отведения I, II и III накладываются на конечности: I — правая рука (−, красный электрод) — левая рука (+, жёлтый электрод), II — правая рука (−) — левая нога (+, зелёный электрод), III — левая рука (−) — левая нога (+). С электрода на правой ноге показания не регистрируются, его потенциал близок к условному нулю, и он используется только для того, чтобы убрать помехи.

Регистрируют также усиленные отведения от конечностей: aVR, aVL, aVF — однополюсные отведения, они измеряются относительно усреднённого потенциала всех трёх электродов (система Вильсона) или относительно усредненного потенциала двух других электродов (система Гольдбергера, дает амплитуду примерно на 50 % большие). Следует заметить, что среди шести сигналов I, II, III, aVR, aVL, aVF только два являются линейно независимыми, то есть, зная сигналы только в каких-либо двух отведениях, можно, путём сложения/вычитания, найти сигналы в остальных четырёх отведениях.

При так называемом однополюсном отведении регистрирующий (или активный) электрод определяет разность потенциалов между точкой электрического поля, к которой он подведён, и условным электрическим нулём (например, по системе Вильсона).

Однополюсные грудные отведения обозначаются буквой V.

Схема установки электродов V₁—V₆

Отведения	Расположение регистрирующего электрода
V₁	В 4-м межреберье у правого края грудины
V₂	В 4-м межреберье у левого края грудины
V₃	На середине расстояния между V₂ и V₄
V₄	В 5-м межреберье по срединно-ключичной линии
V₅	На пересечении горизонтального уровня 4-го отведения и передней подмышечной линии
V₆	На пересечении горизонтального уровня 4-го отведения и средней подмышечной линии
V₇	На пересечении горизонтального уровня 4-го отведения и задней подмышечной линии
V₈	На пересечении горизонтального уровня 4-го отведения и срединно-лопаточной линии
V₉	На пересечении горизонтального уровня 4-го отведения и паравертебральной линии

В основном регистрируют 6 грудных отведений: с V₁ по V₆. Отведения V₇—V₈—V₉ незаслуженно редко используются в клинической практике, хотя они дают более полную информацию о патологических процессах в миокарде задней (задне-базальной) стенки левого желудочка.

Для поиска и регистрации патологических феноменов в «немых» участках (см. невидимые зоны) миокарда применяют дополнительные отведения (не входящие в общепринятую систему):

Дополнительные задние отведения Вилсона, расположение электродов и соответственно нумерация, по аналогии с грудными отведениями Вилсона, продолжается в левую подмышечную область и заднюю поверхность левой половины грудной клетки. Специфичны для задней стенки левого желудочка.
Дополнительные высокие грудные отведения Вилсона, расположение отведений согласно нумерации, по аналогии с грудными отведениями Вилсона, на 1—2 межреберья выше стандартной позиции. Специфичны для базальных отделов передней стенки левого желудочка.
Брюшные отведения предложены в 1954 году J. Lamber. Специфичны для переднеперегородочного отдела левого желудочка, нижней и нижнебоковой стенок левого желудочка. В настоящее время практически не используются.
Отведения по Небу — Гуревичу. Предложены в 1938 году немецким учёным W. Nebh. Три электрода образуют приблизительно равносторонний треугольник, стороны которого соответствуют трём областям — задней стенке сердца, передней и прилегающей к перегородке. При регистрации электрокардиограммы в системе отведений по Небу при переключении регистратора в позицию aVL можно получить дополнительное отведение aVL-Neb, высокоспецифичное в отношении заднего инфаркта миокарда.

Правильное понимание нормальных и патологических векторов деполяризации и реполяризации клеток миокарда позволяют получить большое количество важной клинической информации. Правый желудочек обладает малой массой, оставляя лишь незначительные изменения на ЭКГ, что приводит к затруднениям в диагностике его патологии, по сравнению с левым желудочком.

Электрическая ось сердца (ЭОС)

Линейка для ЭКГ с номограммами, облегчающими определение ЭОС

Электрическая ось сердца — проекция результирующего вектора возбуждения желудочков во фронтальной плоскости (проекция на ось I стандартного электрокардиографического отведения). Обычно она направлена вниз и вправо (нормальные значения: 30°…70°), но может и выходить за эти пределы у высоких людей, лиц с повышенной массой тела, детей (вертикальная ЭОС с углом 70°…90°, или горизонтальная — с углом 0°…30°). Отклонение от нормы может означать как наличие каких-либо патологий (аритмии, блокады, тромбоэмболия), так и нетипичное расположение сердца (встречается крайне редко). Нормальная электрическая ось называется нормограммой. Отклонения её от нормы влево или вправо — соответственно левограммой или правограммой.

Другие методы

Внутрипищеводная электрокардиография

Активный электрод вводится в просвет пищевода. Метод позволяет детально оценивать электрическую активность предсердий и атриовентрикулярного соединения. Важен при диагностике некоторых видов блокад сердца.

Векторкардиография

Регистрируется изменение электрического вектора работы сердца в виде проекции объемной фигуры на плоскости отведений.

Прекардиальное картирование

На грудную клетку пациента закрепляются электроды (обычно матрица 6х6), сигналы от которых обрабатываются компьютером. Используется в частности, как один из методов определения объёма повреждения миокарда при остром инфаркте миокарда. К текущему моменту расценивается как устаревший.

Пробы с нагрузкой

Велоэргометрия используется для диагностики ИБС.

Холтеровское мониторирование

Система холтеровского мониторирования

Синоним — суточное мониторирование ЭКГ по Холтеру.

На теле пациента, который ведет обычный образ жизни, закрепляется регистрирующий блок, записывающий электрокардиографический сигнал от одного, двух, трёх или более отведений в течение суток или более. Дополнительно регистратор может иметь функции мониторирования артериального давления (СМАД). Одновременная регистрация нескольких параметров является перспективной в диагностике заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Стоит упомянуть о семисуточном мониторировании ЭКГ по Холтеру, которое даёт исчерпывающую информацию об электрической деятельности сердца.

Результаты записи передаются в компьютер и обрабатываются врачом при помощи специального программного обеспечения.

Гастрокардиомониторирование

Одновременная запись электрокардиограммы и гастрограммы в течение суток. Технология и прибор для гастрокардиомониторирования аналогичны технологии и прибору для холтеровского мониторирования, только, кроме записи ЭКГ по трём отведениям, дополнительно записываются значения кислотности в пищеводе и (или) желудке, для чего используется рН-зонд, введённый пациенту трансназально. Применяется для дифференциальной диагностики кардио- и гастрозаболеваний.

Электрокардиография высокого разрешения

Метод регистрации ЭКГ и её высокочастотных, низкоамплитудных потенциалов, с амплитудой порядка 1—10 мкВ и с применением многоразрядных АЦП (16—24 бита).

Обследование ЭКГ у пациентов с низким сердечно-сосудистым риском

Американская рабочая группа по профилактике заболеваний (англ. U.S. Preventive Services Task Force, USPSTF) считает, что регистрация ЭКГ у пациентов с низким сердечно-сосудистым риском не несёт дополнительной диагностической ценности. Причём это касается и стресс-ЭКГ. Вывод был сделан на основе мета-анализа 17 клинических исследований. Авторы исследования считают, что потенциальная польза, которую может принести исследование, не превосходит возможного вреда, где под вредом понимается проведение дополнительных ненужных процедур, которые могут иметь осложнение и вызывать дополнительное беспокойство пациента^[15].

См. также

Примечания

↑ «Электрокардиография» — статья в Малой советской энциклопедии; 2 издание; 1937—1947 гг.
↑ Вадим Синицкий. Электрокардиограмма (ЭКГ) (рус.). Инфо для врачей (13 марта 2022). Дата обращения: 8 апреля 2022. Архивировано 8 апреля 2022 года.
↑ Birse, Ronald M. Knowlden, Patricia E.: Muirhead, Alexander (1848–1920), electrical engineer (англ.). Oxford Dictionary of National Biography. Oxford University Press (23 сентября 2004). doi:10.1093/ref:odnb/37794. Дата обращения: 20 января 2020. Архивировано 9 декабря 2017 года.
↑ Rogers, Mark C. Historical Annotation: Sir John Scott Burdon-Sanderson (1828-1905) A Pioneer in Electrophysiology (англ.) // Circulation^[англ.] : journal. — Lippincott Williams & Wilkins^[англ.], 1969. — Vol. 40, no. 1. — P. 1—2. — ISSN 0009-7322. — doi:10.1161/01.CIR.40.1.1. — PMID 4893441.
↑ Waller A. D. A demonstration on man of electromotive changes accompanying the heart's beat (англ.) // J Physiol^[англ.] : journal. — 1887. — Vol. 8, no. 5. — P. 229—234. — doi:10.1113/jphysiol.1887.sp000257. — PMID 16991463. — PMC 1485094.
↑ ¹ ² ³ Hurst J. W. Naming of the Waves in the ECG, With a Brief Account of Their Genesis (англ.) // Circulation^[англ.] : journal. — Lippincott Williams & Wilkins^[англ.], 1998. — 3 November (vol. 98, no. 18). — P. 1937—1942. — doi:10.1161/01.CIR.98.18.1937. — PMID 9799216.
↑ Interwoven W. Un nouveau galvanometre (неопр.) // Arch Neerl Sc Ex Nat. — 1901. — Т. 6. — С. 625.
↑ Rivera-Ruiz M., Cajavilca C., Varon J. Einthoven's String Galvanometer: The First Electrocardiograph (англ.) // Texas Heart Institute Journal / From the Texas Heart Institute of St. Luke's Episcopal Hospital, Texas Children's Hospital : journal. — 1927. — 29 September (vol. 35, no. 2). — P. 174—178. — PMID 18612490. — PMC 2435435.
↑ Cooper J. K. Electrocardiography 100 years ago. Origins, pioneers, and contributors (англ.) // N Engl J Med : journal. — 1986. — Vol. 315, no. 7. — P. 461—464. — doi:10.1056/NEJM198608143150721. — PMID 3526152.
↑ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1924 (англ.). Нобелевский фонд. Дата обращения: 10 октября 2012. Архивировано из оригинала 10 октября 2012 года.
↑ Blackford, John M., M. D. Electrocardiography: A Short Talk Before the Staff of the Hospital (англ.) // Clinics of the Virginia Mason Hospital : journal. — 1927. — 1 May (vol. 6, no. 1). — P. 28—34.
↑ "Dr. Taro Takemi". Takemi Program in International Health (англ.). 2012-08-27. Архивировано 7 марта 2016. Дата обращения: 21 октября 2017.
↑ Mark, Jonathan B. Atlas of cardiovascular monitoring (неопр.). — New York: Churchill Livingstone^[англ.], 1998. — ISBN 978-0-443-08891-9.
↑ Государственный Реестр Средств измерений
↑ Регистрация электрокардиограммы у пациентов низкого риска неоправданна (неопр.). Журнал «Лечащий врач». Дата обращения: 16 сентября 2020. Архивировано 20 сентября 2020 года.

Литература

Зудбинов Ю.И. Азбука ЭКГ. — Издание 3. — Ростов-на-Дону: «Феникс», 2003. — 160 с. — 5000 экз. — ISBN 5-222-02964-6.
Мясников А. Л. Экспериментальные некрозы миокарда. — М. Медицина, 1963.
Синельников Р. Д. Атлас анатомии человека. — М. Медицина, 1979. — Т. 2.
Brawnwald L. D. Heart disease. — 1992. — С. 122.
Спасский К. В. Про роль потенціалу фільтрації в походженні массажних хвиль та хвилі U, електрокардіограми, його вплив напараметри кінцевої частини шлуночкового комплексу. — Наукові записки Острозької академії, 1998. — Т. 1.
Спасский К. В. Роль потенциала фильтрации в происхождении волн реполяризации и массажных волн. — Минск: Медико-социальная экспертиза и реабилитация. Выпуск №3. часть №2, 2001.
Спасский К. В. Роль потенціалу плину у формуванні хвиль кінцевої частини шлуночкового комплексу ЄКГ. — Минск: Вісник університету „Україна”, 2007.
Гл. 5. Анализ электрокардиограммы / С. Погвизд // Кардиология в таблицах и схемах / Ред.: М. Фрид, С. Грайнс. — М. : Практика, 1996. — 728 с. — ISBN 5-88001-023-6.
Лешаков, С. Ю. Как снять ЭКГ? : Техника регистрации электрокардиограммы. Условия проведения электрокардиографического исследования // Неотложные состояния в кардиологии. — Калуга, 2005.

Ссылки

Ольховников, Игорь. Расшифровка ЭКГ у взрослых : что значат показатели // Вести.Медицина. — 2017. — 12 июня.
ЭКГ — информация для врачей о расшифровке и трактовке
ЭКГ — информация для врачей, как пользоваться линейкой для расшифровки

[Викитека_МСЭ2-1] «Электрокардиография» — статья в Малой советской энциклопедии; 2 издание; 1937—1947 гг.

[2] Вадим Синицкий. Электрокардиограмма (ЭКГ) (рус.). Инфо для врачей (13 марта 2022). Дата обращения: 8 апреля 2022. Архивировано 8 апреля 2022 года.

[3] Birse, Ronald M. Knowlden, Patricia E.: Muirhead, Alexander (1848–1920), electrical engineer (англ.). Oxford Dictionary of National Biography. Oxford University Press (23 сентября 2004). doi:10.1093/ref:odnb/37794. Дата обращения: 20 января 2020. Архивировано 9 декабря 2017 года.

[4] Rogers, Mark C. Historical Annotation: Sir John Scott Burdon-Sanderson (1828-1905) A Pioneer in Electrophysiology (англ.) // Circulation^[англ.] : journal. — Lippincott Williams & Wilkins^[англ.], 1969. — Vol. 40, no. 1. — P. 1—2. — ISSN 0009-7322. — doi:10.1161/01.CIR.40.1.1. — PMID 4893441.

[Waller_1887-5] Waller A. D. A demonstration on man of electromotive changes accompanying the heart's beat (англ.) // J Physiol^[англ.] : journal. — 1887. — Vol. 8, no. 5. — P. 229—234. — doi:10.1113/jphysiol.1887.sp000257. — PMID 16991463. — PMC 1485094.

[naming-6] ¹ ² ³ Hurst J. W. Naming of the Waves in the ECG, With a Brief Account of Their Genesis (англ.) // Circulation^[англ.] : journal. — Lippincott Williams & Wilkins^[англ.], 1998. — 3 November (vol. 98, no. 18). — P. 1937—1942. — doi:10.1161/01.CIR.98.18.1937. — PMID 9799216.

[7] Interwoven W. Un nouveau galvanometre (неопр.) // Arch Neerl Sc Ex Nat. — 1901. — Т. 6. — С. 625.

[8] Rivera-Ruiz M., Cajavilca C., Varon J. Einthoven's String Galvanometer: The First Electrocardiograph (англ.) // Texas Heart Institute Journal / From the Texas Heart Institute of St. Luke's Episcopal Hospital, Texas Children's Hospital : journal. — 1927. — 29 September (vol. 35, no. 2). — P. 174—178. — PMID 18612490. — PMC 2435435.

[Cooper_1986-9] Cooper J. K. Electrocardiography 100 years ago. Origins, pioneers, and contributors (англ.) // N Engl J Med : journal. — 1986. — Vol. 315, no. 7. — P. 461—464. — doi:10.1056/NEJM198608143150721. — PMID 3526152.

[Medicine1924-10] The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1924 (англ.). Нобелевский фонд. Дата обращения: 10 октября 2012. Архивировано из оригинала 10 октября 2012 года.

[11] Blackford, John M., M. D. Electrocardiography: A Short Talk Before the Staff of the Hospital (англ.) // Clinics of the Virginia Mason Hospital : journal. — 1927. — 1 May (vol. 6, no. 1). — P. 28—34.

[12] "Dr. Taro Takemi". Takemi Program in International Health (англ.). 2012-08-27. Архивировано 7 марта 2016. Дата обращения: 21 октября 2017.

[13] Mark, Jonathan B. Atlas of cardiovascular monitoring (неопр.). — New York: Churchill Livingstone^[англ.], 1998. — ISBN 978-0-443-08891-9.

[14] Государственный Реестр Средств измерений

[15] Регистрация электрокардиограммы у пациентов низкого риска неоправданна (неопр.). Журнал «Лечащий врач». Дата обращения: 16 сентября 2020. Архивировано 20 сентября 2020 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]