Εισαγωγή στη Βιοϊατρική Τεχνολογία και Ανάλυση Ιατρικών Σημάτων

Transcript

1 Εισαγωγή στη Βιοϊατρική Τεχνολογία και Ανάλυση Ιατρικών Σημάτων Ηλεκτροκαρδιογράφημα Καρδιακές Αρρυθμίες & Βλάβες Δρ. Ανδριάνα Πρέντζα 19 Δεκεμβρίου

2 Ηλεκτροκαρδιογράφημα (ΗΚΓ -ECG)- ΗΚΓ: Η καταγραφή των ηλεκτρικών δυναμικών που παράγονται από την καρδιά, στην επιφάνεια του δέρματος Πληροφορίες σχετικά με:! ανατομικό προσανατολισμό καρδιάς! σχετικά μεγέθη καρδιακών κοιλοτήτων! καρδιακή συχνότητα! ρυθμό! παραγωγή και αγωγή διέγερσης ΟΧΙ άμεσες πληροφορίες σχετικά με αντλητική ικανότητα καρδιάς. (προκύπτουν από πίεση αίματος, καρδιακή παροχή, κ.α.) 2

3 Ηλεκτροκαρδιογράφημα (ΗΚΓ - ECG) mv 0,16 sec - Κύμα P - Σύμπλεγμα QRS - Κύμα T 1. Κύματα εκπόλωσης: -κύμα P: εκπόλωση κόλπων -σύμπλεγμα QRS: εκπόλωση κοιλιών 2. Kύματα επαναπόλωσης: -κύμα Τ: Τ ανάνηψη κοιλιών 3

4 Κύματα εκπόλωσης και επαναπόλωσης Μία μυϊκή ίνα σε 4 φάσεις εκπόλωσης και επαναπόλωσης : Α. Εκπόλωση (ηλεκτροθετικότητα στο εσωτερικό, ηλεκτραρνητικότητα στο εξωτερικό) με κατεύθυνση από τα αριστερά προς τα δεξιά " Θετικό δυναμικό Β. Επέκταση εκπόλωσης σε όλη την ίνα. " Επιστροφή εγγραφής στην ισοηλεκτρική γραμμή, Κύμα εκπόλωσης Γ. Επαναπόλωση " Αρνητική Εγγραφή Δ. Ολοκλήρωση επαναπόλωσης " Επιστροφή εγγραφής στην ισοηλεκτρική γραμμή, Κύμα 4 επαναπόλωσης

5 Σχέση μονοφασικού δυναμικού δράσης με τα κύματα QRS και T Δυναμικό δράσης κοιλιακής μυοκαρδιακής ίνας - Ταχεία εκπόλωση - Βραδεία επαναπόλωση κατά τη διάρκεια του επίπεδου (plateau)( plateau), σημαντική επιτάχυνση στο τέλος. Σύγχρονη καταγραφή ΗΚΓ Όταν το μυοκάρδιο των κοιλιών είναι τελείως πολωμένο ή τελείως εκπολωμένο, στο ΗΚΓ δεν καταγράφεται κανένα απολύτως δυναμικό. 5

6 Συσχέτιση συστολής κόλπων και κοιλιών προς τα κύματα του ΗΚΓ Κόκκινο χρώμα: περιοχές με διέγερση Μαύρο χρώμα: περιοχές χωρίς διέγερση 6

7 Συσχέτιση συστολής κόλπων και κοιλιών προς τα κύματα του ΗΚΓ Κύμα Τ: Τ κύμα επαναπόλωσης κοιλιών Διάρκεια επαναπόλωσης ~ 0,15 sec " Παρατεταμένη διάρκεια κύματος Τ, αλλά Ηλεκτρική Τάση << τάσης συμπλέγματος QRS. Επαναπόλωση κόλπων ~0,15-0,20 sec μετά το κύμα εκπόλωσης " Σύμπτωση με το σύμπλεγμα QRS " Σπάνια εμφάνιση κολπικού κύματος T 7

8 mv Τάση και Διάρκεια Κυμάτων ΗΚΓ 0,16 sec Βαθμονόμηση ΗΚΓ - Κάθετος Άξονας 1 μικρό τετράγωνο (1mm) = 0,1mV 1 μεγάλο τετράγωνο (5mm) = 0,5mV 2 μεγάλα τετράγωνα = 1mV1 - Οριζόντιος Άξονας 1 μικρό τετράγωνο (1mm) = 0,04 sec 1 μεγάλο τετράγωνο = 0,2 sec 5 μεγάλα τετράγωνα (2,5cm) = 1 sec Διάστημα P-Q ή P-R : χρoνικό διάστημα μεταξύ κύματος P και αρχής QRS (από έναρξη συστολής κόλπων μέχρι έναρξη συστολής κοιλιών) Διάρκεια ~ 0,16sec. Διάστημα Q-Τ: χρόνος συστολής κοιλιών - διάρκεια ~ 0,30sec. 8

9 Καθορισμός συχνότητας καρδιακής λειτουργίας από το ΗΚΓ Χρονικό διάστημα που παρεμβάλλεται μεταξύ δύο διαδοχικών καρδιακών παλμών: 1 / καρδιακή συχνότητα Χρονικό διάστημα μεταξύ δύο διαδοχικών καρδιακών παλμών ίσο με 1 sec " 60 καρδιακοί παλμοί / min. Το φυσιολογικό χρονικό διάστημα μεταξύ δύο διαδοχικών καρδιακών παλμών είναι ~ 0,83 sec " 72 καρδιακοί παλμοί / min. 9

10 Μέθοδοι Καταγραφής ΗΚΓ Ρυθμική μεταβολή δυναμικών και πολικότητας σε χρόνο < 0,01 sec " Κάθε συσκευή καταγραφής ΗΚΓ πρέπει να ανταποκρίνεται γρήγορα στις μεταβολές των ηλεκτρικών δυναμικών. 10

11 Mέθοδοι καταγραφής ΗΚΓ 1) με γραφίδα! καταγραφή με πέννα, άμεσα, σε λωρίδα από κινούμενο χαρτί! γραφίδα: λεπτό σωληνάριο με δύο άκρα: - ένα άκρο: σύνδεση με μελανοδοχείο ( Το μελάνι θα πρέπει να ρέει ομοιόμορφα έτσι ώστε το ίχνος να είναι συνεχές χωρίς να παράγονται κενά. - άλλο άκρο: σύνδεση με ισχυρό ηλεκτρομαγνήτη για ταχύτατη μετακίνηση της γραφίδας! σταθερή ταχύτητα κίνησης χαρτιού προς τα μπροστά 11

12 Ηλεκτροκαρδιογράφος 12

13 Μέθοδοι Καταγραφής ΗΚΓ 2) Άλλα συστήματα καταγραφής! ειδικό χαρτί που μαυρίζει με την έκθεσή του σε θερμότητα ενώ η γραφίδα διατηρείται σε κατάλληλη θερμοκρασία με ηλεκτρικό ρεύμα! ειδικό χαρτί που μαυρίζει όταν ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από την ακίδα της γραφίδας προς άλλο ηλεκτρόδιο, πίσω από το χαρτί. 13

14 Ηλεκτροκαρδιογραφικές Απαγωγές Πρότυπες διπολικές απαγωγές των άκρων Απαγωγή : δύο καλώδια και τα ηλεκτρόδιά τους (πλήρες ηλεκτρικό κύκλωμα μαζί με τον ΗΚΓράφο). Διπολική : το ΗΚΓ καταγράφεται από δύο ειδικά ηλεκτρόδια τοποθετημένα στα άκρα. 14

15 Ηλεκτροκαρδιογραφικές Απαγωγές Απαγωγή I: αρνητικό ηλεκτρόδιο : δεξί χέρι θετικό ηλεκτρόδιο : αριστερό χέρι Απαγωγή II: Ι = V ΑΧ - V ΔΧ αρνητικό ηλεκτρόδιο : δεξί χέρι θετικό ηλεκτρόδιο : αριστερό πόδι ΙI = V ΑΠ - V ΔΧ Απαγωγή III: αρνητικό ηλεκτρόδιο : αριστερό χέρι θετικό ηλεκτρόδιο : αριστερό πόδι ΙII = V ΑΠ - V ΑΧ 15

16 Ηλεκτροκαρδιογραφικές Απαγωγές Τρίγωνο του Einthoven: το ισόπλευρο τρίγωνο γύρω από την καρδιά. Τα δύο άνω άκρα και το αριστερό κάτω άκρο αποτελούν τις τρεις γωνίες του τριγώνου. Νόμος του Einthoven: Απαγωγή I + Απαγωγή III = Απαγωγή II Παράδειγμα ΔΧ : -0,2mV, ΑΧ Χ : +0,3mV, ΑΠ : +1,0mV Aπαγωγή Ι: 0,3- (-0,2) = +0,5mV Aπαγωγή ΙII: 1,0-0,3 = +0,7mV " Aπαγωγή ΙI: 0,5 + 0,7 = +1,2mV 16

17 Φυσιολογικά ΗΚΓ που καταγράφηκαν από τις 3 βασικές ηλεκτροκαρδιογραφικές απαγωγές ΗΚΓ 3 βασικών απαγωγών: - κύματα P, T θετικά - μεγαλύτερο τμήμα QRS θετικό Απαγωγή I + Απαγωγή III = Απαγωγή II 1) Διάγνωση καρδιακών αρρυθμιών: δεν ενδιαφέρει η απαγωγή - χρονικές σχέσεις διαφόρων κυμάτων του καρδιακού κύκλου 2) Διάγνωση βλάβης κοιλιών ή κόλπων: ενδιαφέρει η απαγωγή - καθορισμός έκτασης και βλάβης, οι διαταραχές του μυοκαρδίου αλλοιώνουν σημαντικά την εικόνα των ΗΚΓ ορισμένων απαγωγών χωρίς να επηρεάζουν άλλες. 17

18 Προκάρδιες (Θωρακικές) Απαγωγές Θετικό ηλεκτρόδιο: τοποθετείται σε μία από τις θέσεις 1-6. Aρνητικό ηλεκτρόδιο: (αδιάφορο ηλεκτρόδιο) συνδέεται ταυτόχρονα με ηλεκτρικές αντιστάσεις στο ΔΧ, ΑΧ, και ΑΠ. 6 διαφορετικές τυπικές απαγωγές: V 1, V 2, V 3, V 4, V 5, V 6 18

19 Φυσιολογικά ΗΚΓ των έξι τυπικών προκάρδιων απαγωγών Από κάθε προκάρδια απαγωγή καταγραφή κυρίως του ηλεκτρικού δυναμικού του τμήματος του μυοκαρδίου που βρίσκεται αμέσως κάτω από το ηλεκτρόδιο " Αλλοιώσεις στο ΗΚΓ από σχετικά μικρές διαταραχές των κοιλιών, ιδιαίτερα του πρόσθιου τοιχώματός τους. 19

20 Φυσιολογικά ΗΚΓ των 6 προκάρδιων απαγωγών Απαγωγές V 1 και V 2 : QRS κατά το μεγαλύτερο μέρος < 0 Ηλεκτρόδιο πιο κοντά στη βάση παρά στην κορυφή Απαγωγές V 4, V 5 και V 6 : QRS κατά το μεγαλύτερο μέρος > 0 Ηλεκτρόδιο πιο κοντά στην κορυφή της καρδιάς 20

21 Ενισχυμένες Μονοπολικές Απαγωγές Άκρων Αρνητικό ηλεκτρόδιο: ταυτόχρονη σύνδεση σε δύο άκρα (παρεμβολή ηλεκτρικών αντιστάσεων) Θετικό ηλεκτρόδιο: σύνδεση με τρίτο άκρο: - RA " Απαγωγή avr - LA " Απαγωγή avl - LF " Απαγωγή avf 21

22 Φυσιολογικά ΗΚΓ ενισχυμένων μονοπολικών απαγωγών Καταγραφές όμοιες με των πρότυπων διπολικών απαγωγών, εκτός από απαγωγή avr - ανεστραμμένο ΗΚΓ 22

23 Φυσιολογικά ΗΚΓ για όλες τις απαγωγές 23

24 Αρχές ανυσματικής ανάλυσης ΗΚΓ Παράσταση ηλεκτρικών δυναμικών με ανύσματα: Τα ηλεκτρικά ρεύματα από την καρδιά ρέουν προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση σε κάθε δεδομένη στιγμή του καρδιακού παλμού. Το άνυσμα είναι βέλος με κατεύθυνση προς τη φορά της ροής του ρεύματος, με την αιχμή του προς τη θετική κατεύθυνση και μήκος ανάλογο προς την ηλεκτρική τάση του πεδίου. 24

25 Αρχές ανυσματικής ανάλυσης ΗΚΓ Εκπόλωση μεσοκοιλιακού διαφράγματος και τμημάτων ενδοκαρδιακού τοιχώματος κοιλιών καρδιάς «Στιγμιαία Ανυσματική Συνισταμένη» Όταν ένα τμήμα των κοιλιών γίνεται ηλεκτραρνητικό σε σχέση με τα υπόλοιπα, ηλεκτρικό ρεύμα ρέει από την εκπολωμένη περιοχή στην πολωμένη, ακολουθώντας μεγάλες κυκλικές διαδρομές. Αλγεβρική άθροιση όλων των γραμμών που αντιπροσωπεύουν ροή ηλεκτρικού ρεύματος : Μέση ροή με κατεύθυνση από βάση προς κορυφή. Σημαντικό το μέγεθος των ρευμάτων " το άνυσμα με μεγάλο μήκος 25

26 Αρχές ανυσματικής ανάλυσης ΗΚΓ Έκφραση κατεύθυνσης ανύσματος: 0 μοίρες: οριζόντιο άνυσμα με κατεύθυνση προς αριστερά πλευρά σώματος Κατεύθυνση δεικτών ρολογιού 900 μοίρες : κατακόρυφο άνυσμα με κατεύθυνση από πάνω προς τα κάτω μοίρες : οριζόντιο άνυσμα με κατεύθυνση προς δεξιά πλευρά σώματος ή +270 μοίρες : κατακόρυφο άνυσμα με κατεύθυνση προς τα πάνω 26

27 Άξονας διπολικών και μονοπολικών απαγωγών Απαγωγή Ι : 0 Απαγωγή ΙΙ : 60 Απαγωγή ΙΙΙ : 120 Απαγωγή avr : -150 Απαγωγή avl : -30 Απαγωγή avf : 90 Εξαγωνικό Σύστημα Αναφοράς 27

28 Ανυσματική Ανάλυση ΗΚΓ Φυσιολογική καρδιά: μέση κατεύθυνση ανύσματος καρδιάς κατά τη διάρκεια επέκτασης εκπόλωσης ή μέσο άνυσμα QRS : ~59 μοίρες " η κορυφή της καρδιάς παραμένει θετική σε σχέση με τη βάση της. 28

29 Ανυσματική Ανάλυση ΗΚΓ Τιμές μεταξύ -30 ο και -90 ο : παθολογική αριστερή απόκλιση άξονα (LAD( - Left Axis Deviation), π.χ. left anterior hemiblock: πρόβλημα στη μετάδοση της διέγερσης από το αριστερό πρόσθιο τμήμα του δεματίου 29

30 Ανυσματική Ανάλυση ΗΚΓ Τιμές μεταξύ 110 ο και 180 ο : παθολογική δεξιά απόκλιση άξονα (RAD( - Right Axis Deviation), π.χ. left posterior hemiblock: πρόβλημα στη μετάδοση της διέγερσης από το αριστερό οπίσθιο τμήμα του δεματίου, ή δεξιά κοιλιακή υπερτροφία 30

31 Ανυσματική ανάλυση των δυναμικών που λαμβάνονται με τις διάφορες απαγωγές Κόκκινο άνυσμα: στιγμιαία κατεύθυνση και δυναμικό ηλεκτρικού ρεύματος σε μία μερικώς εκπολωμένη κοιλία. Μωβ ανύσματα: προβολές του ανύσματος στιγμιαίας ροής ρεύματος στις κοιλίες στις απαγωγές Ι, ΙΙ και ΙΙΙ. Τα προβαλλόμενα ανύσματα βρίσκονται στις θετικές κατευθύνσεις ΑΡΑ τα καταγραφόμενα κύματα του ΗΚΓ είναι θετικά. 31

32 Καθορισμός Μέσων Ανυσμάτων QRS Υπολογισμός μέσου ανύσματος QRS μέσω των απαγωγών Ι και ΙΙΙ. Βήμα 1ο: Απαγωγή Ι - QRS=13,5 mm 32

33 Καθορισμός Μέσων Ανυσμάτων QRS Βήμα 2ο: Απαγωγή ΙΙΙ - QRS=9 mm 33

34 Καθορισμός Μέσων Ανυσμάτων QRS Βήμα 3ο: Σχεδιασμός γραμμής από το κέντρο προς την τομή την κάθετων γραμμών. Μέσο άνυσμα QRS = 58 μοίρες - φυσιολογικά όρια 34

35 Καθορισμός Μέσων Ανυσμάτων QRS Πιο εύκολος αλλά λιγότερο ακριβής τρόπος υπολογισμού του μέσου QRS: πολικότητα QRS ανύσματος στις 3 απαγωγές Άθροισμα αποκλίσεων QRS στην απαγωγή Ι > 0 " -90 ως 90 μοίρες 35

36 Καθορισμός Μέσων Ανυσμάτων QRS Άθροισμα αποκλίσεων QRS στην απαγωγή ΙΙ > 0 " -30 ως +150 μοίρες 36

37 Καθορισμός Μέσων Ανυσμάτων QRS Άθροισμα αποκλίσεων QRS στην απαγωγή ΙΙΙ > 0 " +30 ως -150 μοίρες 37

38 Καθορισμός Μέσων Ανυσμάτων QRS Υπέρθεση 2 ή 3 απαγωγών " περιοχή επικάλυψης : περιοχή QRS 1. Τιμές μεταξύ -30 ο και +110 ο : φυσιολογική περιοχή 2. Τιμές εκτός της παραπάνω περιοχής: παθολογική απόκλιση άξονα είτε αριστερά είτε δεξιά. Άθροισμα αποκλίσεων QRS στις απαγωγές Ι, ΙΙ και ΙΙΙ > 0 " +30 ως +90 μοίρες 38

39 Καθορισμός Μέσων Ανυσμάτων QRS Άθροισμα αποκλίσεων QRS: - στην απαγωγή Ι > 0 - στις απαγωγές ΙΙ και ΙΙΙ < 0 " -30 ως -90 μοίρες LAD 39

40 Καθορισμός Μέσων Ανυσμάτων QRS Άθροισμα αποκλίσεων QRS: - στην απαγωγή ΙΙΙ > 0 - στις απαγωγές Ι και ΙΙ < 0 " -150 ως +150 μοίρες RAD 40

41 Καθορισμός Μέσων Ανυσμάτων QRS 41

42 Βλάβες της Καρδιάς ➊ Ισχαιμία του μυοκαρδίου ➋ Στηθαγχική κρίση ➌ Έμφραγμα 42

43 Ισχαιμία του μυοκαρδίου Στένωση μιας μεγάλης στεφανιαίας αρτηρίας " ελάττωση στη ροή του αίματος " υπολειτουργία του μυοκαρδίου Συνήθως εκδηλώνεται με μεταβολές του ST ή του Τ: Τ Αρνητικό κύμα Τ και συμμετρικό στις απαγωγές όπου φυσιολογικά είναι θετικό. 43

44 Έμφραγμα μυοκαρδίου Πλήρης απόφραξη μιας στεφανιαίας αρτηρίας " μια περιοχή της καρδιάς δεν αιματοδοτείται καθόλου Ηλεκτρικό κενό της αποφραγμένης περιοχής κατά τη λειτουργία της καρδιάς Διάγνωση με ΗΚΓ: 1) Ύπαρξη σημαντικού κύματος Q με εύρος 0,04 sec Ύπαρξη σημαντικού κύματος Q με ύψος ίσο με το 1/3 του QRS 44

45 Έμφραγμα μυοκαρδίου Ανύψωση του ST (της τάξεως των 4mm) 45

46 Στηθαγχική Κρίση Παροδική ισχαιμία μυοκαρδίου από διαταραχή ισοζυγίου προσφορά και ζήτηση του μυοκαρδίου σε οξυγόνο Η διαταραχή αυτή συμβαίνει είτε 1) όταν αυξάνονται οι απαιτήσεις του μυοκαρδίου σε οξυγόνο π.χ. σε σωματική προσπάθεια ή συγκίνηση - σταθερή στηθάγχη -, είτε 2) όταν υπό κανονική λειτουργία της καρδιάς προκληθεί ελάττωση της ροής αίματος στις στεφανιαίες αρτηρίες π.χ. σε σπασμό των στεφανιαίων αρτηριών - ασταθής στηθάγχη. 46

47 Στηθαγχική Κρίση Ασθενής όχι σε στηθαγχική κρίση: τίποτα ανησυχητικό στο ΗΚΓ - η καρδιά λειτουργεί κανονικά Κατά τη διάρκεια στηθαγχικής κρίσης: κατάπτωση σημαντική του ST γύρω στα 3 mm κάτω από την ισοηλεκτρική γραμμή που είναι κατιούσα και μεγάλης διάρκειας και η οποία εμφανίζεται στις απαγωγές V2-V6. 47

48 Καρδιακές Αρρυθμίες Ορισμένες από τις πιο βασανιστικές δυσλειτουργίες της καρδιάς οφείλονται σε παθολογικούς ρυθμούς της καρδιακής λειτουργίας: 1. Συχνότητα λειτουργίας > ή < από όσο απαιτείται για την άντληση του απαιτούμενου ποσού αίματος. 2. Πολύ βραχύ χρονικό διάστημα μεταξύ διαδοχικών συστολών " δεν επαρκεί για την πλήρωση των κοιλιών. 3. Πλήρης ασυγχρονισμός των κολπικών συστολών ως προς τις κοιλιακές συστολές " οι κόλποι δεν λειτουργούν ως εναυσματικές αντλίες για τις κοιλίες. 48

49 Καρδιακές Αρρυθμίες Αίτια αρρυθμιών καρδιάς: μία ή συνδυασμός από τις ακόλουθες ανωμαλίες του συστήματος παραγωγής και αγωγής διεγέρσεων της καρδιάς: 1. Παθολογικός ρυθμός του βηματοδότη. 2. Μετατόπιση του βηματοδότη από το φλεβόκομβο σε άλλα σημεία της καρδιάς. 3. Αποκλεισμός, σε διάφορα σημεία, της μετάδοσης της διέγερσης μέσα από την καρδιά. 4. Παθολογικές οδοί της μετάδοσης της διέγερσης μέσα από την καρδιά. 5. Αυτόματη παραγωγή διεγέρσεων, σχεδόν από οποιοδήποτε σημείο της καρδιάς. 49

50 Ταχυκαρδία Ταχύς ρυθμός της καρδιάς, συχνότερος από 100 συστολές ανά λεπτό Απαγωγή ΙΙ συστολές / min Απότομες συστολές εμποδίζουν την καρδιά να γεμίζει επαρκώς με αίμα μεταξύ παλμών " Μικρότερη ροή αίματος. Κοιλιακή ταχυκαρδία: γρήγορος ρυθμός ξεκινάει στις κοιλίες. Οι κοιλίες αντλούν αίμα γρηγορότερα από τους κόλπους " μη επαρκή μεταφορά οξυγονωμένου αίμα στο σώμα. 50

51 Αίτια Ταχυκαρδίας 1. Αυξημένη θερμοκρασία σώματος - 18 συστολές / min για κάθε βαθμό Κελσίου μέχρι 40,5 βαθμούς (για θερμοκρασία > 40,5 είναι δυνατή η ελάττωση της συχνότητας, λόγω εξασθένισης μυοκαρδίου από πυρετό). Αυξημένη θερμοκρασία " επιτάχυνση μεταβολισμού φλεβόκομβου " άμεση αύξηση διεγερσιμότητας και συχνότητας διέγερσής του. 2. Διέγερση της καρδιάς με τα συμπαθητικά νεύρα - Απώλεια αίματος ασθενούς " κατάσταση καταπληξίας ή ημικαταπληξίας " αντανακλαστική διέγερση της καρδιάς " αύξηση συχνότητας έως και 150 ή 180 συστολές / min. - Απλή εξασθένιση μυοκαρδίου " αύξηση συχνότητας γιατί η εξασθενημένη καρδιά δεν αντλεί επαρκές αίμα προς τις αρτηρίες " έκλυση αντανακλαστικών " αύξηση συχνότητας λειτουργίας καρδιάς 3. Τοξικές καταστάσεις της καρδιάς 51

52 Βραδυκαρδία Ελαττωμένη συχνότητα καρδιακής λειτουργίας, μικρότερη από 60 συστολές ανά λεπτό ~ 50 συστολές / min 52

53 Βραδυκαρδία Βραδυκαρδία αθλητών : ισχυρότερη καρδιά " μεγαλύτερο ποσό εκτοξευόμενου αίματος " μεγαλύτερος όγκος παλμού Ενήλικας Αθλητής Νεογέννητο Καρδιακή μάζα 20g 300g 500g 53

54 Κολποκοιλιακός Αποκλεισμός Πλήρης κολποκοιλιακός αποκλεισμός: πλήρης αποκλεισμός αγωγής της διέγερσης από κόλπους σε κοιλίες μέσω κολποκοιλιακού κόμβου - Διαχωρισμός των κυμάτων P από τα συμπλέγματα QRS - Συχνότητα κολπικών συστολών ~ 75/min - Συχνότητα κοιλιακών συστολών ~ 45/min - Καμία σχέση ανάμεσα στον κολπικό και τον κοιλιακό ρυθμό. - Συστολή κοιλιών με το δικό τους φυσιολογικό ρυθμό. 54

55 Πτερυγισμός και Μαρμαρυγή Ακανόνιστη και εξαιρετικά γρήγορη συστολή κόλπων ή κοιλιών Πτερυγισμός: οι μικρότερης συχνότητας, περισσότερο συντονισμένες συστολές, σε αριθμό ανά λεπτό. Μαρμαρυγή: πολύ μεγάλης συχνότητας, ασυντόνιστες συστολές 55

56 Μαρμαρυγή Κοιλιών Διεγέρσεις καρδιάς «τρελά» προς διάφορες κατευθύνσεις: πρώτα το ένα τμήμα, μετά το άλλο, κτλ. Επανάληψη της διαδρομής χωρίς τέλος " Ταυτόχρονη συστολή τμημάτων μυοκαρδίου κοιλιών ΑΛΛΑ και χάλαση άλλων " Δεν υπάρχει πλήρως συντονισμένη συστολή ολόκληρου του μυοκαρδίου των κοιλιών. Παραμονή κοιλιακών κοιλοτήτων σε μία μέση κατάσταση μερικής συστολής " δεν αντλούν καθόλου, ή αντλούν αμελητέα ποσότητα αίματος. Σε 4-5 sec μετά την έναρξη της μαρμαρυγής " απώλεια συνείδησης ατόμου, λόγω αναστολής αιμάτωσης εγκεφάλου, νέκρωση ιστών σε διάφορα μέρη του σώματος. 56

57 Μαρμαρυγή Κοιλιών Πιθανά αίτια: 1. Αιφνίδια επίδραση ηλεκτρικού ρεύματος στην καρδία 2. Ισχαιμία του μυοκαρδίου, του ειδικού συστήματος αγωγής ή και των δύο. «Τρωτή» περίοδος για πρόκληση μαρμαρυγής κοιλιών: Ο χρόνος στο τέλος της καρδιακής συστολής, όπου υπάρχουν συγχρόνως περιοχές που βρίσκονται σε ανερέθιστη περίοδο και άλλες που βρίσκονται σε διεγέρσιμη κατάσταση. Ένα απλό ηλεκτρικό ερέθισμα στη διάρκεια της «τρωτής» περιόδου μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση διεγέρσεων που να εκτείνονται μόνο προς μία κατεύθυνση γύρω από τις περιοχές του μυοκαρδίου που βρίσκονται σε ανερέθιστη περίοδο. 57

58 Μαρμαρυγή Κοιλιών Απαγωγή ΙΙ Καμία τάση για κανονικό ρυθμό οποιουδήποτε τύπου. Στις αρχικές φάσεις: σχετικά μεγάλες μάζες μυοκαρδίου συστέλλονται συγχρόνως " ισχυρά αλλά μη κανονικά κύματα στο ΗΚΓ (~ 0,5mV) mv). Σε λίγα μόνο δευτερόλεπτα: εξαφάνιση αδρών συστολών καρδιάς " εμφάνιση ακανόνιστων κυμάτων με χαμηλό δυναμικό (~ 0,2-0,3mV). Σπασμωδική ροή ηλεκτρικών ρευμάτων προς διάφορες κατευθύνσεις χωρίς επανάληψη συγκεκριμένης διαδρομής " Συνεχής και σπασμωδική μεταβολή ηλεκτρικών δυναμικών. 58

59 Ηλεκτρική «Απινίδωση» Κοιλιών Ένα πολύ ισχυρό ηλεκτρικό ρεύμα που εφαρμόζεται στις κοιλίες για βραχύ χρονικό διάστημα είναι δυνατόν να σταματήσει την μαρμαρυγή, με την πρόκληση ανερέθιστης περιόδου συγχρόνως σε ολόκληρο το μυοκάρδιο. Διοχέτευση ισχυρού ρεύματος μέσα από ηλεκτρόδια που τοποθετούνται σε δύο πλευρές της καρδιάς " Σύγχρονη εγκατάσταση ανερέθιστης περιόδου " Αναστολή όλων των διεγέρσεων " η καρδιά σε κατάσταση ηρεμίας για 3-5 sec,, μετά αρχίζει να συστέλλεται με βηματοδότη το φλεβόκομβο (ή άλλο σημείο της καρδιάς). 59

60 Ηλεκτρική «Απινίδωση» Κοιλιών 1) Άμεση τοποθέτηση ηλεκτροδίων στις πλευρές της καρδιάς: - εφαρμογή εναλλασσόμενου ρεύματος, 50 Hz και τάση 220 volts για χρονικό διάστημα 0,1sec - εφαρμογή συνεχούς ρεύματος με τάση 1000 volts για χρονικό διάστημα μερικών msecs. 2) Εφαρμογή ηλεκτρικού ρεύματος με την παρεμβολή του θωρακικού τοιχώματος: - φόρτιση ενός μεγάλου ηλεκτρικού πυκνωτή με ηλεκτρική τάση πολλών χιλιάδων volts και εκφόρτιση αυτού μέσα σε χρόνο λίγων msecs μέσα από τα ηλεκτρόδια. 60

61 Μάλαξη Καρδιάς - Καρδιοπνευμονική Αναβίωση Βοήθεια για την απινίδωση - Προωθούνται στην αορτή μικρές ποσότητες αίματος και έτσι ανανεώνεται η παροχή αίματος από τα στεφανιαία αγγεία. - Καρδιές που παρουσίαζαν μαρμαρυγή υποβλήθηκαν σε μάλαξη πριν από την απινίδωση για διάστημα μέχρι και 90 λεπτών. Καρδιοπνευμονική Αναβίωση: Τεχνική καρδιακής μάλαξης με εφαρμογή, κατά διαστήματα, πολύ ισχυρής πίεσης στο θωρακικό τοίχωμα, χωρίς διάνοιξη θώρακα. Απουσία αιματικής ροής στον εγκέφαλο για περισσότερο από 5-10 λεπτά " μόνιμη βλάβη ή ακόμη και καθολική καταστροφή εγκεφάλου. 61

62 Μαρμαρυγή Κόλπων Κολπικός πτερυγισμός Κολπική μαρμαρυγή Μηχανισμός: ακριβώς ίδιος με αυτό των κοιλιών (η διεργασία συμβαίνει στο κολπικό μυοκάρδιο αντί του κοιλιακού). Συχνή αιτία: Αύξηση μεγέθους κόλπων λόγω: - βλάβης βαλβίδων καρδιάς " παρακώλυση φυσιολογικής κένωσης κόλπων προς κοιλίες - ανεπάρκεια κοιλιών " υπέρμετρη στάση αίματος μέσα στους κόλπους Παράγοντες που προδιαθέτουν σε ανάπτυξη μαρμαρυγής κόλπων: 1. Επιμήκυνση της οδού αγωγής της διέγερσης 2. Επιβράδυνση αγωγής 62

63 Μαρμαρυγή Κόλπων Χαρακτηριστικά άντλησης αίματος από τους κόλπους κατά τη μαρμαρυγή των κόλπων: - Οι κόλποι δεν αντλούν αίμα " δεν λειτουργούν ως εναυσματικές αντλίες για τις κοιλίες. - Το αίμα εξακολουθεί να ρέει παθητικά μέσα από τους κόλπους προς τις κοιλίες. - Η αντλητική απόδοση των κοιλιών ελαττώνεται μόνο κατά 20 ως 30% " το άτομο μπορεί να επιβιώσει ακόμη και για χρόνια, αν και με ελαττωμένη αντλητική απόδοση της καρδιάς. 63

64 Μαρμαρυγή Κόλπων Απαγωγή Ι - Πολλά μικρά κύματα εκπόλωσης προς όλες τις κατευθύνσεις στο μυοκάρδιο των κόλπων. - Ασθενή κύματα και με αντίθετη πολικότητα " συνήθως αλληλοεξουδετερώνονται σχεδόν πλήρως " - Δεν παρατηρούνται κύματα P - Παρατηρείται κυματοειδής εγγραφή χαμηλού δυναμικού υψηλής συχνότητας - Τα συμπλέγματα QRS-Τ είναι απόλυτα φυσιολογικά, η συχνότητά τους όμως εμφανίζει μεγάλες ανωμαλίες. 64

65 Ανωμαλίες κοιλιακού ρυθμού κατά τη Μαρμαρυγή Κόλπων - Άφιξη διεγέρσεων στον AV κόμβο με μεγάλη συχνότητα ΑΛΛΑ και αρρυθμία. - Διέγερση μπορεί να περάσει από τον AV κόλπο μόνο μετά από 0,35sec (min διάστημα μεταξύ μιας κοιλιακής συστολής & επόμενης - 0 ως 0,6sec παρεμβάλλονται ως τη στιγμή που μια από τις άρρυθμες διεγέρσεις της μαρμαρυγής τυχαίνει να φτάσει στον κολποκοιλιακό κόμβο. " Χρονικό διάστημα μεταξύ δύο διαδοχικών συστολών των κοιλιών: 0,35sec - 0,95sec " πολύ μεγάλη αρρυθμία καρδιακής λειτουργίας. Eξαιρετικά μεγάλη ανισότητα διαστημάτων μεταξύ των συστολών της καρδίας στο ΗΚΓ : κλινικό εύρημα για τη διάγνωση της μαρμαρυγής των κόλπων. 65

66 Μαρμαρυγή Κόλπων Θεραπεία μαρμαρυγής των κόλπων με ηλεκτροπληξία: - Διοχέτευση ενός μόνου ισχυρού ηλεκτρικού παλμού μέσα από τους κόλπους ΟΠΟΤΕ προκαλείται ανερέθιστη περίοδος λίγων δευτερολέπτων για ολόκληρη την καρδιά. - Μετά συνήθως ακολουθεί φυσιολογικός καρδιακός παλμός (εφόσον η καρδιά έχει αυτή τη δυνατότητα). 66

67 Πτερυγισμός Κόλπων Κυκλική κίνηση διέγερσης στους κόλπους. ΔΙΑΦΟΡΑ από μαρμαρυγή κόλπων: το ηλεκτρικό σήμα φέρεται σαν ένα μεγάλο μέτωπο κύματος ΠΑΝΤΑ προς ΜΙΑ μόνο κατεύθυνση, γύρω από το κολπικό μυοκάρδιο. Πτερυγισμός κόλπων: προκαλεί ταχύ ρυθμό συστολής των κόλπων, συστολές / min. Μια πλευρά κόλπων σε συστολή, άλλη πλευρά σε χάλαση " μικρό ποσό αίματος αντλείται από τους κόλπους Οι διεγέρσεις φτάνουν στον AV κόμβο με συχνότητα πολύ μεγαλύτερη από εκείνη που θα επέτρεπε τη δίοδο όλων τους προς τις κοιλίες " 2-3 συστολές κόλπων προς 1 μόνο συστολή κοιλιών. 67

68 Πτερυγισμός Κόλπων Απαγωγή ΙΙ Υψηλά κύματα P,, εξαιτίας συστολής ημισυντονισμένων μαζών από το μυοκάρδιο των κόλπων. Ένα σύμπλεγμα QRS-T ακολουθεί ένα κύμα P μια φορά για κάθε 2-3 συστολές των κόλπων, δηλ. ο ρυθμός είναι 2:12 και 3:

69 Καρδιακή Στάση (Ανακοπή) Αποτέλεσμα αναστολής όλων των ρυθμικών διεγέρσεων της καρδιάς. Π.χ όταν ο μεταβολισμός της καρδιάς διαταραχτεί πολύ εξαιτίας οποιασδήποτε από τις πολλές πιθανές καταστάσεις, οι ρυθμικές συστολές μπορεί να σταματήσουν. Συχνότερο αίτιο: Υποξία καρδιάς (π.χ. βαριά αναισθησία, ανεπαρκής αερισμός πνευμόνων). Εμποδίζεται η διατήρηση φυσιολογικών ιοντικών διαφορών από τις δύο πλευρές των μυοκαρδιακών ινών. Η καρδιοπνευμονική αναβίωση μπορεί να βοηθήσει Άρρωστοι με σοβαρές παθήσεις του μυοκαρδίου παρουσιάζουν καρδιακή ανακοπή. - Μπορεί να οδηγήσει σε θάνατο. - Συνήθως, εμφύτευση στην καρδιά τεχνητού «βηματοδότη» 69

70 Ηλεκτρονικός εξοπλισμός & βασικές αρχές για καταγραφή και επεξεργασία ΗΚΓ Ηλεκτροκαρδιογράφος (ΗΚΓράφος) : το ηλεκτρονικό μηχάνημα που χρησιμοποιείται για την καταγραφή του ΗΚΓ. Κατηγορίες ΗΚΓράφων ανάλογα με αριθμό των καναλιών εξόδου: 1) Μονοκαναλικοί: ένα κανάλι. Πχ: His-Purkinje καρδιογράφος (απευθείας καταγραφή ηλεκτρικού δυναμικού. Πολύ μικρό εύρος σήματος 1-10μV) 2) 12-καναλικοί: πιο διαδεδομένη κατηγορία. Συνήθης καταγραφή. 3) Πολυκαναλικοί: 32 ως 256 κανάλια. Ηλεκτρόδια σε όλη την επιφάνεια του ανθρώπινου σώματος. Χρησιμοποιούνται κυρίως για πειραματικούς σκοπούς. Ο αριθμός των ηλεκτροδίων που χρησιμοποιούνται για την απόκτηση του ΗΚΓ αποτελεί μεγάλο δείκτη πολυπλοκότητας. 70

71 Ηλεκτρονικός εξοπλισμός & βασικές αρχές για καταγραφή και επεξεργασία ΗΚΓ Ηλεκτρόδια και τοποθέτηση στο σώμα: Ηλεκτρόδια: οι αισθητήρες που τοποθετούνται στο ανθρώπινο σώμα για να καταγράψουν την ηλεκτρική δραστηριότητα στην περιοχή της καρδιάς. Ο αριθμός τους και το σημείο τοποθέτησής τους ορίζεται με ακρίβεια μόνο για τους 12-καναλικούς καρδιογράφους. Στον μονοκαναλικό καρδιογράφο: το ηλεκτρόδιο είναι αισθητήρας ηλεκτρικής τάσης που τοποθετείται στον ασθενή με καθετηριασμό. Στους πολυκαναλικούς καρδιογράφους: μεταβλητός αριθμός ηλεκτροδίων - η τοποθέτησή τους γίνεται ανάλογα με την προς καταγραφή καρδιακή δραστηριότητα. 71

72 Ηλεκτρονικός εξοπλισμός & βασικές αρχές για καταγραφή και επεξεργασία ΗΚΓ Ηλεκτρόδια 12-κάναλων καρδιογράφων: - 4 στα άκρα - 6 στο θώρακα " 12 σήματα - 6 απαγωγές άκρων - 6 απαγωγές στήθους 72

73 Περιγραφή Λειτουργίας ΗΚΓράφου Ηλεκτροκαρδιογράφος (ΗΚΓράφος) : ενισχυτής ακολουθούμενος από καταγραφέα. Θεμελιώδης λειτουργία του: να παραλάβει το αδύναμο ηλεκτρικό σήμα της καρδιάς, όπως φτάνει στην επιφάνεια του σώματος και να ενισχύσει το πλάτος του έτσι ώστε να είναι δυνατή η παραπέρα επεξεργασία, καταγραφή ή αποτύπωσή του. 73

74 Περιγραφή Λειτουργίας ΗΚΓράφου Κύκλωμα προστασίας: κύκλωμα προστασίας και απομόνωσης για την ασφάλεια του ασθενή. Επιλογέας Απαγωγής: επιλογικός διακόπτης για την επιλογή της επιθυμητής προς καταγραφή απαγωγής. Προενισχυτής: έχει πολύ υψηλό CMRR και υλοποιείται συχνά με τελεστικούς ενισχυτές. Κύκλωμα απομόνωσης: ζωνοδιαβατό φίλτρο στα 50Hz για την προστασία από την τάση δικτύου. Οδηγός-ενισχυτής και Καταγραφέας: βασικά τμήματα του ΗΚΓράφου. Βαθμονόμηση: εξασφαλίζει την αρχικοποίηση από τυχόν αποκλίσεις. 74

75 Βαθμίδες ενίσχυσης ΗΚΓράφου Χαμηλές τυπικές τιμές ΗΚΓ " χρειάζεται ενίσχυση. Το προς εξέταση σήμα μετριέται σαν η διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο θέσεων λήψης (ηλεκτροδίων) - διαφορική τάση Τα προς απόρριψη σήματα έχουν εν γένει σταθερό δυναμικό σε όλα τα σημεία του σώματος άρα και στις θέσεις λήψης (common-mode voltage). Χρησιμοποιούνται διαφορικοί ενισχυτές (differential amplifiers) με υψηλό λόγο απόρριψης κοινού σήματος (CMRR - Common Mode Rejection Ratio). Απαιτείται επίσης - υψηλό κέρδος ενίσχυσης - κατάλληλο εύρος φάσματος (ανάλογα με το είδος του ΗΚΓ) ~ 0,05-100Hz 75

76 Προβλήματα που εμφανίζονται κατά τη χρήση του ΗΚΓράφου 1) Παραμόρφωση συχνότητας 2) Κορεσμός ενισχυτή και παραμόρφωση ψαλιδισμού 3) Βρόχοι γείωσης - σύνδεση ασθενή με περισσότερες από μία συσκεύες εκτός από ΗΚΓράφο ταυτόχρονα 4) Ελεύθεροι αγωγοί - κακή επαφή απαγωγής σήματος, δρα ως κεραία παρακείμενων παρεμβολών 5) Αλλοιώσεις λόγω ισχυρών μεταβατικών φαινομένων - περίπτωση απινίδωσης 6) Παρεμβολές από άλλες γειτονικές συσκευές 76

77 Παραμόρφωση συχνότητας α) κανονικό ΗΚΓ με όργανο με σωστή απόκριση συχνότητας (0,05-100Hz) Hz). β) αρχικό ΗΚΓ όταν καταγραφεί με συσκευή που έχει απόκριση συχνότητας από 0,02-25Hz " παραμόρφωση υψηλής συχνότητας, μείωση πλάτους QRS κύματος. γ) αρχικό ΗΚΓ όταν καταγραφεί με συσκευή που έχει απόκριση συχνότητας από 1-150Hz " παραμόρφωση χαμηλής συχνότητας. 77

78 Παραμόρφωση κόρου ή αποκοπής α) κανονικό ΗΚΓ. β) ΗΚΓ ψαλιδισμένο στην κορυφή λόγω θετικού κορεσμού του ενισχυτή. γ) ΗΚΓ ψαλιδισμένο στις χαμηλότερες τάσεις λόγω αρνητικού κορεσμού του ενισχυτή. 78

79 Είδη ΗΚΓ ΗΚΓ υψηλής συχνότητας. Η υψηλή περιοχή συχνοτήτων Hz περιέχει επιπρόσθετη πληροφορία της ηλεκτρικής δραστηριότητας της καρδιάς. Γίνεται καταγραφή κυματομορφών υπερτιθέμενων στο γνωστό QRS σύμπλεγμα. Εμβρυακό ΗΚΓ. Διαφορετικά ηλεκτρόδια για την καταγραφή του (ηλεκτρόδια με όχι λεία επιφάνεια). Βασικότερο πρόβλημα: παρεμβολές από το μητρικό ΗΚΓ. Χρήση προσαρμοστικών φίλτρων. 79

80 Είδη ΗΚΓ His Bundle ΗΚΓ. Απευθείας καταγραφή ηλεκτρικού δυναμικού His Purkinje νευρικού δένδρου. Γίνεται με καθετηριασμό. Εύρος σήματος: 1-10μV. Σήματα με τόσο μικρό εύρος απαιτούν συγχρονισμένες τεχνικές averaging για την περαιτέρω επεξεργασία τους. Διανυσματικά ΗΚΓ. Ηλεκτρική δραστηριότητα ενός ηλεκτροδίου σε σχέση με την ηλεκτρική δραστηριότητα κάποιου άλλου ή συνδυασμού άλλων ηλεκτροδίων. Μέτρηση προβολής διπόλου καρδιάς (μοντελοποίηση) στα επίπεδα (x,y), (y,z) και (x,z). Ορισμένοι γνωστοί συνδυασμοί ηλεκτροδίων: Frank σύστημα συντεταγμένων, τετράεδρο και κυβικό διανυσματικό ΗΚΓ. 80

81 Φωνοκαρδιογράφημα Καταγραφή ήχων που δημιουργούνται από την καρδιά και τις μεγαλύτερες αρτηρίες της. Εφαρμογή με: 1. Eπεμβατικές E μεθόδους - μικρόφωνο τοποθετείται στην καρδιά και γειτονικές αρτηρίες 2. Mη επεμβατικές μεθόδους - μικρόφωνο τοποθετείται στην επιφάνεια της καρδιάς. Οι ήχοι που καταγράφονται εξαρτώνται από το σημείο που βρίσκεται το μικρόφωνο, την ευαισθησία και τις ακουστικές εκπομπές των γειτονικών ιστών με την καρδιά. Εύρος ζώνης: : Hz. 81

82 Φωνοκαρδιογράφημα ος καρδιακός ήχος: συστολή κοιλιών και μιτροειδούς βαλβίδας. Διαρκεί 100 με 120 msec. 2ος καρδιακός ήχος: τριγλώχινα βαλβίδα. 3ος καρδιακός ήχος: Άγνωστη πηγή. Χαμηλής συχνότητας σήμα (20 με 70 Hz). Διάρκεια 40 με 50 msec. 4ος καρδιακός ήχος: Κατά τη διάρκεια κολπικών συσπάσεων. 82