ELECTROCARDIOGRAMA (ECG)

Transcript

1 ELECTROCARDIOGRAMA (ECG) Electrocardiograma reprezintă înregistrarea grafică a potențialelor electrice generate în inimă. Variația potențialelor este înregistrată prin intermediul unor electrozi amplasate pe suprafața corpului. Electrocardiograma înregistrează doar activitatea electrică a inimii, nu și cea mecanică. GENEZA ELECTROCARDIOGRAMEI Celulele miocardice sunt celule excitabile, având membrana polarizată: între suprafața internă și externă a membranei celulare există o diferență de potențial electric. În cazul celulei în repaus, suprafața internă a membranei celulare este mai electronegativă decât exteriorul, această diferență de potențial fiind potențialul de repaus (Figura 1). Potențialul de membrană se datorează activității pompelor ionice, care generează și mențin concentrații ionice diferite între cele două fețe ale membranei. Figura 1. Înregistrarea activității electrice a celulei miocardice la repaus. Partea de sus: prin metoda intracelulară (măsurând diferența de potențial între un microelectrod intracelular și un electrod extracelular) se înregistrează potențial de repaus. Partea de jos: prin metoda extracelulară (măsurând diferența de potențial printre doi electrozi extracelulari situate opus) nu se înregistrează potențial electric: Depolarizarea este schimbarea potențialului de membrană, acesta devenind mai pozitiv (sau mai puțin negativ). Dacă depolarizarea este destul de mare (potențilalul de membrană ajunge la valoarea prag) se generează un potențial de acțiune. Depolarizarea cel mai frecvent este cauzată de un curent de cationi spre interior. Repolarizarea este o modificare a potențialului de membrană care readuce valoarea acestuia spre valoarea de repaus. Repolarizarea este cauzată de un curent spre exterior (cel mai frecvent de un curent de cationi spre exterior). 1

2 Activarea celulelor miocardice Celulele miocardice sunt activate de un stimul electric. În condiții in vivo celulele miocardice sunt activate de excitația care se propagă de la celulele învecinate (Figura 2). După inițiere, depolarizarea cuprinde toată membrana celulară și se propagă la celulele învecinate, și cuprinde toată inima. Propagarea depolarizării în spațiu are forma unei suprafețe, suprafața limitantă. Figura 2. Excitarea celulelor miocardice. Stimulul electric se propagă de la celulele învecinate, depolarizează membrana celulară și se propagă pe membrană. Dacă celula este excitată la un capăt, se generează o undă de excitație care se propagă de-a lungul celulei. La un moment dat jumătate din celulă este depolarizată, membrana fiind electronegativă la exterior, iar cealaltă jumătate încă nu este depolarizată, membrana fiind electropozitivă la exterior. Două sarcini electrice opuse aflate la distanță mică formează un dipol electric. Astfel celulele miocardice aflat în curs de depolarizare sau repolarizare se comportă ca un dipol electric, și poate fi reprezentat de un vector (Figura 3). Figura 3. Celula miocardică ca dipol electric. Vectorul generat de activitatea unei singure celule miocardice este vectorul elementar. Vectorii elementari pot fi aduse prin translație într-un punct comun, în care în mod convențional își au originea toți vectorii cardiaci, acest punct este centrul electric al inimii. Suma tuturor vectorilor elementari într-un anumit moment este vectorul instantaneu, care descrie activitatea electrică a inimii. Vectorul instantaneu are direcție, sens și magnitudine diferită în fiecare moment al ciclului cardiac. Proiecția vectorului instantaneu pe axe ce corespund derivațiilor este traseul electrocardiografic. Propagarea impulsului în inimă Bătăile cardiace sunt inițiate și controlate de impulsuri electrice generate și conduse de celule specializate (Figura 4). 2

3 Figura 4. Sistemul excito-conductor al inimii. Excitația în mod normal este generat în nodul sinoatrial, localizat în atriul drept, acesta fiind pacemakerul care se descarcă cu cea mai mare frecvență. Unda de depolarizare inițiată în nodul sinoatrial se propagă rapid în peretele atrial. La nivelul nodului atrioventricular, localizat în septul interatrial, în apropierea valvei tricuspide, unda de depolarizare suferă o întârziere, după care ajunge la ventriculi prin fasciculul His. În partea superioară a septului interventricular fasciculul His se bifurcă în două ramuri (Tawara). Impulsurile se propagă rapid prin ramuri, ajungând la sistemul Purkinje, o rețea subendotelială de celule cu viteză de mare conducere a impulsurilor, astfel activarea celulelor ventriculare este sincronă. Derivațiile electrocardiografice Înregistrarea electrocardiogramei se realizează prin intermediul unor electrozi plasați pe suprafața corpului, dispuse în mod standardizat. Potențialul electric înregistrat cu un anumit raport dintre punctele de plasare a electrozilor se numește derivație. Derivațiile electrocardiografice sunt grupate în sisteme de derivații. În cazul unei electrocardiograme standard se înregistrază trei sisteme de derivații: derivațiile standard (bipolare ale membrelor D1, D2, D3), derivațiile unipolare ale membrelor (avr, avl, avf) și derivațiile toracice (unipolare V1-V6). Pentru înregistrarea derivațiillor membrelor se folosesc trei electrozi de culegere și un electrod de împământare dispuse în mod standardizat (dezvoltat de Einthoven). Electrozii sunt codificați prin culoare: mâna dreaptă (R): roșu mâna stângă (L): galben piciorul stâng (F): verde piciorul drept: negru electrodul de împământare 3

4 Figura 5. Poziția electrozilor de la nivelul membrelor. Pentru a înregistra derivațiile toracice se folosesc electrozi suplimentari amplasați direct pe torace(figura 6): V1 - spaţiul intercostal IV, parasternal drept V2 - spaţiul intercostal IV, parasternal stâng V3 - la mijlocul distanţei dintre V2 şi V4 V4 - spaţiul intercostal V, pe linia medioclaviculară V5 - spaţiul intercostal V, pe linia axilară anterioară V6 - spaţiul intercostal V, pe linia axilară mijlocie Figura 6. Modul de realizare al derivaţiilor toracice unipolare şi locul de amplasare al electrozilor exploratori pe faţa anterioară a toracelui. 4

5 În afara acestor derivaţii, care definesc electrocardiograma standard, este necesară uneori folosirea şi a altora, cum ar fi cele esofagiene, intracardiace, etc. ÎNREGISTRAREA ELECTROCARDIOGRAMEI Electrocardiograful este aparatul folosit pentru înregistrare, fiind format din următoarele componente: sistemul de preluare a semnalului, cuprinzând electrozii, cablurile de conectare la pacient (acestea fiind codificate prin culori ca și electrozii) şi un bloc de intrare care conţine rezistenţele necesare pentru construcţia diverselor derivaţii unipolare. Electrozii sunt conductori electrici folosiți pentru a face contact cu o parte a unui circuit nemetalic. Pentru înregistrarea derivațiilor membrelor sunt necesari patru electrozi, iar pentru a înregistra derivațiile toracice încă șase electrozi. Electrozii sunt plasați pe suprafața corpului într-un mod standardizat. sistemul de amplificare a semnalului are rolul și de a limita artefactele. Pentru a evalua calibrarea aparatului se înregistrează o curbă de referință rectangulară de 1 mv la începutul traseului (Figura 7). A. B. C. Figura 7. Curba de referință (1 mv = 10 mm) folosit pentru a evalua calibrarea aparatului. A.: setări corecte, B.: supra-amplificare, pot să apară artefacte și amplitudinea undelor este mai mare, decât în realitate, C.: supra-amortizare, undele apar de amplitudine mai mică, undele mici se șterg. sistemul de afişare a semnalului, pe hârtie milimetrică sau pe monitor. Înregistrarea se poate face pe unul sau mai multe canale simultan, în funcţie de tipul aparatului. Tehnica de înregistrare În timpul înregistrării pacientul este aşezat în decubit dorsal, relaxat, într-o cameră cu temperatură de confort (18-22 C), pentru a evita contracţiile musculare anormale, care parazitează traseul. Se fixează electrozii stabil, cu o bandă elastică (sau se plasează electrozi autoadezivi de unică folosinţă), în punctele menţionate. La nevoie se folosește gel conductor. 5

6 DESCRIEREA MORFOLOGICĂ A ELECTROCARDIOGRAMEI Analiza morfologică electrocardiogramei descrie elementele morfologice ale traseului ECG înregistrate în timpul unui ciclu cardiac. Hârtia ECG Electrocardiograme se înregistrează pe hârtie milimetrică. Amplitudinea undelor este reprezentat pe axa y, iar axa x este axa timpului (Figura 8). Dacă se folosesc setări standard, pe axa y 1 mv este reprezentat ca 10 mm, (1 mm reprezintă 0,1 mv), iar pe axa x (cu viteză de derulare a hârtiei de 25 mm/s) 1 secundă este reprezentat ca 25 mm (1 mm reprezintă 0,04 secunde). Figura 8. Hârtia ECG Traseul ECG normal Analiza morfologică descrie elementele traseului ECG: unde, segmente și intervale. Linia de bază a electrocardiogramei (linia de voltaj 0) se numește linia izoelectrică. Undele sunt abateri ale traseului de la linia izoelectrică (Figura 9). Undele sunt caracterizate de durată (exprimată în mm, ms sau s), amplitudine (exprimată în mm sau mv), orientare vectorială (exprimată în grade) și formă. Undele traseului ECG sunt denumite P, Q, R, S (ultimele trei formând complexul QRS), T și U (unda U este inconstant prezentă). Figura 9. Undele traseului ECG normal. Segmentele sunt porțiunile de linie izoelectrică situate între două unde adiacente (Figura 10). Sunt caracterizate de durată (exprimată în mm, ms sau s) și poziție față de linia izoelectrică (dacă este supra- sau subdenivelat, trebuie precizat și amplitudinea denivelării, respectiv forma segmentului). 6

7 Figura 10. Segmentele traseului ECG normal Intervalele sunt porțiuni ale traseului ECG situate între două puncte de reper (Figura 11). Sunt caracterizate de durata lor (exprimată în mm, ms sau s). Intervalele cel mai des descrise sunt intervalele PQ, QT și RR. Figura 11. Intervalele traseului ECG normal Unda P reprezintă depolarizarea atriilor Segmentul PQ reprezintă întârzierea stimulului electric la nivelul joncţiunii atrioventriculare. Intervalul PQ reprezintă timpul necesar conducerii impulsului electric de la nodul sinusal la ventriculi. Complexul QRS reprezintă depolarizarea ventriculară. Activarea ventriculelor în mod normal generează unde ample, ascuțite. Prima undă pozitivă este marcată cu litera R. Unda negativă care precede prima undă R poartă numele de undă Q. Undele negative care urmează primei unde pozitive sunt denumite S. Segmentul ST reprezintă fază de platou a repolarizării ventriculare. Unda T reprezintă faza finală a repolarizării ventriculare (repolarizarea rapidă). Intervalul QT reprezintă sistola electrică ventriculară. Intervalul RR reprezintă durata ciclului cardiac. ANALIZA ELECTROCARDIOGRAMEI Analiza electrocardiogramei oferă informații prețioase atât pentru diagnostic, cât și monitorizarea pacientului. Analiza electrocardiogramei trebuie făcută sistematic, 7

8 urmărind pași bine definiți pentru a evita nerecunoașterea unor abnormalități ale traseului. Există mai multe metode de interpretare a electrocardiogramei, fiind întotdeauna important o analiză sistematică. Mai jos nu este prezentată o metodă completă de interpretare a electrocardiogramei,, fiind discutate numai anumite aspecte cu importanță deosebită. Determinarea frecvenței cardiace Frecvența cardiacă se poate calcula precis, luând în considerare viteza de derulare a hârtiei ECG (în mod uzual 25 mm/s, adică 1500 mm/min) și durata ciclului cardiac (lungimea intervalului RR, măsurat în mm). v D t t D v 1 T V I RR I T, V RR I RR I RR unde v viteza de derulare a hârtiei, D distanță, t timp, V viteza de derulare a hârtiei ECG, I RR intervalul RR în mm, T durata unui ciclu cardiac (s), ν frecvența cardiacă. Frecvența cardiacă se poate aproxima rapid, găsind un complex QRS care este situat pe (sau foarte aproape de) o linie groasă a hârtiei ECG. Dacă următorul complex QRS din traseu este situat pe cea mai apropiată linie groasă, frecvența cardiacă este de 300/min (I RR =5 mm, 1500/5=300). Dacă următorul complex QRS din traseu este situat pe a doua linie groasă, frecvența cardiacă este de 150/min (I RR =10 mm, 1500/10=150), iar dacă este pe următoarele linii groase, 100/min, 75/min, 60/min, respectiv 50/min (Figura 12). START Figura 12. Aproximarea rapidă a frecvenței cardiace Frecvența cardiacă în repaus în mod normal este între 60 și 100 bătăi pe minut. Dacă frecvența cardiacă este mai mare de 100/min, dar criteriile ritmului sinusal sunt îndeplinite, vorbim de tahicardie sinusală. Dacă frecvența cardiacă este sub 60/min și ritmul este sinusal, este vorba despre bradicardie sinusală. 8

9 Determinarea ritmului cardiac Ritmul se referă la ritmicitatea activității cardiace. Ritmul normal (ritmul sinusal) presupune, că excitația este generată în nodul sinoatrial, se propagă prin sistemul excito-conductor și frecvența cardiacă este în limite normale. Orice modificare față de acestea reprezintă aritmie. O variație ușoară a frecvenței poate să apară sincron cu respirația, această aritmie respiratorie este considerată fiziologică. Nodul sinoatrial generează impulsuri la intervale regulate, producând cicluri cardiace de durată egală. Pentru a determina dacă ciclurile cardiace au durată egală, se măsoară și se compară intervalele RR: I RR1 =I RR2 = =I RRn. Pentru o evaluare rapidă se marchează pe o bucată de hârtie 3-4 complexe QRS și se compară cu alte porțiuni ele traseului ECG. Dacă marcajele corespund complexelor QRS, activitatea cardiacă este ritmică (Figura 13). Figura 13. Evaluarea ritmicității. Marcați poziția unor complexe QRS pe o bucată de hârtie (imaginea de sus), apoi deplasați hârtia și verificați dacă marcajele corespund complexelor QRS (imaginea de jos). Criteriile ritmului sinusal: unda P este prezentă înaintea fiecărei complex QRS, morfologia undei P este constantă în fiecare ciclu cardiac într-o derivație, distanța între undele P este egală, undele P sunt pozitive în derivațiile D2 și avf. Dacă unul din aceste criterii nu este îndeplinit, este prezent o artimie. Semnele fibrilației atriale Fibrilație atrială este cea mai frecventă aritmie. Este un ritm neregulat (aritmie absolută). În fibrilația atrială activitatea atrială este dezorganizată, în loc de contracție atrială sincronă apare fibrilația (tremurarea) atriului. Deoarece astfel atriul nu-și îndeplinește funcția de pompă, umplerea ventriculară este afectată, iar debitul cardiac este scăzut. Celulele atriale nu se depolarizează sincron, ci în mod aleator, la o rată combinată de peste 400/min. Pe electrocardiogramă nu se înregistrează unde P, ci unde f mici care se suprapun peste linia de bază (Figura 14). Nodul atrioventricular este bombardat de impulsuri, dar numai unele pot să treacă, rezultând în neregularitatea activării ventriculare (aritmie absolută). În ventricule excitația se propagă pe căile excitoconductoare normale, astfel complexele QRS sunt înguste, de aspect normal. Frecvența ventriculară este de obicei între /min. 9

10 Figura 14. Sus: traseul ECG în fibrilație atrială. Observați undele f neregulate și ritmul ventricular neregulat. Jos: traseul ECG în ritmul sinusal, săgeata marchează unda P, care este absent în fibrilație atrială (imagine de J. Heuser - Own work, CC BY-SA 3.0, Semne de ischemie Ischemia apare în caz de stenoză (îngustare) a unei artere coronariene, astfel nu se poate acoperi nevoia de oxigen al miocardului. Ischemia cauzează modificări în potențialul de repaus și în repolarizare, iar pe traseul ECG se reflectă ca modificarea undei T: negativare sau unde T simetrice și înalte (Figura 15). Clinic corespunde anginei pectorale. Figura 15. Modificările undei T în ischemie: undă T negativă (stânga) și simetrică înaltă (dreapta). Leziunea acută apare în cazul ocluziei arterei coronare (infarct miocardic acut), circulația sângelui scade sub un nivel critic și celulele miocardice din zona afectată se distrug. Modificarea principală pe traseul ECG este supradenivelarea segmentului ST. Semnele necrozei țesutului miocardic apar la câteva ore de la debutul infarctului, prin apariția unei unde Q adânci și largi (de amplitudine mai mare, decât o treime din unda R pe care îl precede, și durată mai mare de 40 ms). Modificările undei T și a segmentului ST se remit în evoluția infarctului (în câteva ore-zile), dar unda Q patologică rămâne pe electrocardiogramă tot restul vieții pacientului, ca o sechelă de infarct (Figura 16). 10

11 Figura 16. Evoluția traseului ECG în caz de infarct miocardic. 11