Φυσιολογία της καρδιάς και ηλεκτροκαρδιογράφημα Επεξεργασία και Ανάλυση Ιατρικών Σημάτων Χειμερινό Εξάμηνο 2017 2018 Δ. Δ. Κουτσούρης Κ α θ η γ η τ ή ς Ε. Μ. Π.
Περιεχόμενα παρουσίασης Η λειτουργία της καρδιάς ως αντλία Εισαγωγή Το ειδικό σύστημα παραγωγής και αγωγής του ερεθίσματος Η καταγραφή των ηλεκτρικών δυναμικών που παράγονται από την καρδιά (Hλεκτροκαρδιογράφημα - ΗΚΓ)
Η Καρδιά Το Κυκλοφορικό σύστημα
Η Καρδιά Ανατομία της καρδιάς
Η Καρδιά Ανατομία της καρδιάς (Καρδιακές κοιλότητες)
Η Καρδιά Ανατομία της καρδιάς (Βαλβίδες)
Η Καρδιά Κολποκοιλιακές βαλβίδες Ανατομία της καρδιάς (Κολποκοιλιακές Βαλβίδες)
Η Καρδιά Μηνοειδείς βαλβίδες Ανατομία της καρδιάς (Μηνοειδείς Βαλβίδες)
Η Καρδιά Ανατομία της καρδιάς (Αιμοφόρα αγγεία)
Η Καρδιά Ανατομία της καρδιάς (Video I)
Η Καρδιά Η συστηματική και η πνευμονική κυκλοφορία
Η Καρδιά Ο κύκλος λειτουργίας της
Η Καρδιά Ενδείξεις ηλεκτρονικού πιεσόμετρου
Η Καρδιά Κατά τη διάρκεια της διαστολής, η πλήρωση των κοιλιών αυξάνει φυσιολογικά τον όγκο της κάθε κοιλίας κατά 110 120 ml. Ο όγκος αυτός είναι γνωστός ως τελοδιαστολικός όγκος. Στη συνέχεια, κατά την εκκένωση των κοιλιών, ο όγκος της κάθε κοιλίας ελαττώνεται κατά 70 ml περίπου. Ο όγκος αυτός καλείται καρδιακός όγκος παλμού (stroke volume). Ο υπόλοιπος όγκος κάθε κοιλίας, που είναι 40 50 ml περίπου, λέγεται τελοσυστολικός όγκος. Όγκοι αίματος κοιλιών Το ποσοστό του τελοδιαστολικού όγκου που διοχετεύεται από κάθε κοιλία στη σύστοιχη αρτηρία, λέγεται κλάσμα ή ποσοστό εξωθήσης (ή διοχέτευσης) και συνήθως είναι περίπου 60 %. Έτσι έχουμε ότι: Κλασμα εξωθησης ΚΕ % = όγκος παλμού τελοδιαστολικός όγκος 100%.
Η Καρδιά Κλάσμα εξώθησης (παροχέτευσης)
Η Καρδιά Εύρος τιμών κλάσματος εξώθησης (παροχέτευσης)
Η Καρδιά Το μηχανικό έργο ανά καρδιακό παλμό (stroke work) είναι το ποσό της ενέργειας το οποίο η καρδιά μετατρέπει σε μηχανικό έργο σε κάθε καρδιακό παλμό, κατά την άντληση του αίματος προς τις αρτηρίες. Μηχανικό έργο Το μηχανικό έργο ανά λεπτό (cardiac minute work) είναι το ολικό ποσό της ενέργειας που μετατρέπεται σε μηχανικό έργο μέσα σε ένα λεπτό και που ισούται με το μηχανικό έργο ανά καρδιακό παλμό επί τη συχνότητα της καρδιακής λειτουργίας. Δηλαδή ισχύει: W min = W pulse x BPM
Η Καρδιά Καμπύλη Πίεσης - Όγκου
Η Καρδιά Καμπύλη Πίεσης Όγκου και συσχέτιση με Πίεση Αριστερής Κοιλίας
Η Καρδιά Η καρδιακή παροχή (cardiac output) ορίζεται ως η ποσότητα του αίματος που εξωθείται από την καρδιά κατά την διάρκεια ενός χρονικού διαστήματος, διηρημένου ως προς το διάστημα αυτό. Δηλαδή ισχύει: Καρδιακή Παροχή (ΚΠ) = Όγκος Παλμού (ΟΠ) χ BPM (ml/min) (ml/pulse) (pulse/min) Καρδιακή Παροχή
Η Καρδιά Καρδιακή Παροχή στα διάφορα όργανα
Η Καρδιά Κατά τη μυϊκή συστολή, το μεγαλύτερο μέρος της χημικής ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα, πολύ δε μικρότερο μέρος μετατρέπεται σε μηχανικό έργο. Ο λόγος του μηχανικού έργου προς τη δαπάνη χημικής ενέργειας ονομάζεται απόδοση της καρδιακής συστολής ή καρδιακή απόδοση. Δηλαδή ισχύει: Απόδοση της καρδιακής συστολής a % = μηχανικό έργο ανά καρδ. παλμό συνολική κατανάλωση οξυγόνου ανά καρδ. παλμό 100 % Η μέγιστη απόδοση της φυσιολογικής καρδιάς είναι 20% έως 25%. Σε καρδιακή ανεπάρκεια, η απόδοση μπορεί να είναι μόνο 5% έως 10%.
Η Καρδιά Κατά την ηρεμία του ατόμου η καρδιά προωθεί 4-6 λίτρα αίματος ανά λεπτό. Κατά τη διάρκεια βραχείας μυϊκής δραστηριότητας είναι δυνατόν να απαιτείται αύξηση της παροχής 4-7 φορές. Σε μια μέρα η καρδιά αντλεί συνολικά 7.500 λίτρα αίματος. Μέσα σε 75 χρόνια, η καρδιά: αντλεί περίπου 207 εκατομμύρια λίτρα αίμα και χτυπάει 3 δισεκατομμύρια φορές! Μερικοί αριθμοί.
Η Καρδιά Ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες οι οποίοι καθορίζουν την ποσότητα του αίματος που προωθεί η καρδία ανά min είναι ο ρυθμός με τον οποίο το αίμα εισρέει στην καρδιά από τις φλέβες, δηλαδή η φλεβική επάνοδος. Φλεβική επάνοδος
Η Καρδιά Η καρδιά προωθεί αυτόματα αυτήν την ποσότητα αίματος, που επέστρεψε στο δεξιό της κόλπο, προς τις αρτηρίες της συστηματικής κυκλοφορίας, ώστε να περάσει ξανά από όλο το κύκλωμα. Αυτή η ενδογενής ικανότητα της καρδιάς να προσαρμόζεται στις μεταβολές του όγκου του εισερχόμενου αίματος λέγεται Νόμος της καρδιάς των Frank Starling. Νόμος των Frank και Starling Δηλαδή, όσο μεγαλύτερη είναι η πλήρωση της καρδιάς κατά τη διαστολή της, τόσο μεγαλύτερη θα είναι και η ποσότητα του αίματος η οποία προωθείται στην αορτή. Ή, εναλλακτικά, μέσα σε φυσιολογικά όρια, η καρδιά αντλεί όλο το αίμα που επανέρχεται σε αυτήν, χωρίς να δημιουργείται υπέρμετρη στάση αίματος μέσα στις φλέβες.
Η Καρδιά Νόμος των Frank και Starling
Η Καρδιά Σχέση καρδιακής παροχής και αρτηριακής πίεσης
Η Καρδιά Σχέση καρδιακής συχνότητας και αντλητικής λειτουργίας
Η Καρδιά Σχέση καρδιακής συχνότητας και θερμοκρασίας
σύστημα παραγωγής και αγωγής του ερεθίσματος Ο φυσικός βηματοδότης της καρδιάς O φλεβόκομβος βρίσκεται κάτω ακριβώς από την άνω κοίλη φλέβα στο δεξιό κόλπο και αποτελεί τον κύριο βηματοδότη.
σύστημα παραγωγής και αγωγής του ερεθίσματος Η καρδιακή ηλεκτροφυσιολογία
σύστημα παραγωγής και αγωγής του ερεθίσματος Το ηλεκτρικό σύστημα της καρδιάς (απομονωμένο)
σύστημα παραγωγής και αγωγής του ερεθίσματος Μετάδοση του ερεθίσματος μέσα στην καρδιά Ταχύτητες
σύστημα παραγωγής και αγωγής του ερεθίσματος Μετάδοση του ερεθίσματος μέσα στην καρδιά - Χρόνοι
σύστημα παραγωγής και αγωγής του ερεθίσματος Ετερότοποι βηματοδότες
σύστημα παραγωγής και αγωγής του ερεθίσματος Ηλεκτρική διέγερση της καρδιάς (Video II)
σύστημα παραγωγής και αγωγής του ερεθίσματος Εκπόλωση μυοκαρδιακών κυττάρων Κατά τη φάση ηρεμίας οι καρδιακές ίνες είναι πολωμένες. Στο εσωτερικό της κυτταρικής τους μεμβράνης είναι αρνητικά φορτισμένες. Το εσωτερικό των καρδιακών μυϊκών ινών που είναι αρνητικά φορτισμένο φορτίζεται θετικά κατά τη διέγερση προς συστολή. Η ηλεκτρική διέγερση των καρδιακών μυϊκών ινών ονομάζεται εκπόλωση και αποτέλεσμα αυτής είναι η συστολή των καρδιακών μυϊκών ινών. Η εκπόλωση μπορεί να περιγραφεί ως κύμα θετικών φορτίων που κατακλύζουν τις μυοκαρδιακές ίνες. Η ηλεκτρική δραστηριότητα που προκύπτει από την κίνηση των ιόντων διαμέσου της κυτταρικής μεμβράνης καλείται δυναμικό ενέργειας.
σύστημα παραγωγής και αγωγής του ερεθίσματος Βασικά χημικά στοιχεία για την καρδιακή λειτουργία
σύστημα παραγωγής και αγωγής του ερεθίσματος Δυναμικό ενέργειας κυττάρου φλεβόκομβου
σύστημα παραγωγής και αγωγής του ερεθίσματος Δυναμικό ενέργειας μυοκαρδιακού κυττάρου κοιλιών
σύστημα παραγωγής και αγωγής του ερεθίσματος Δυναμικό ενέργειας μυοκαρδιακού κυττάρου κοιλιών
σύστημα παραγωγής και αγωγής του ερεθίσματος Παραλληλισμός δυναμικών ενέργειας
σύστημα παραγωγής και αγωγής του ερεθίσματος Μονοφασικά δυναμικά ενέργειας όλων των τμημάτων της καρδιάς
Εκπόλωση και Επαναπόλωση
Επάρματα εκπόλωσης και επαναπόλωσης
Ορισμός είναι η καταγραφή με τη μορφή γραφικής παράστασης της ηλεκτρικής δραστηριότητας της καρδιάς. Διενεργείται με τη χρήση ηλεκτροδίων που εφαρμόζονται στην επιφάνεια του σώματος και ανιχνεύουν το μέγεθος και τη διεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου στο μυοκάρδιο. Η τοποθέτηση των ηλεκτροδίων σε διαφορετικά μέρη του σώματος επιτρέπει την καταγραφή της ηλεκτρικής δραστηριότητας της καρδιάς από διάφορες γωνίες, όπως η λήψη φωτογραφιών από διαφορετικές γωνίες καταγράφει διαφορετικές όψεις ενός αντικειμένου.
Πληροφορίες ΗΚΓ Το ΗΚΓ αντανακλά τα ηλεκτρικά γεγονότα που σχετίζονται με την καρδιακή διέγερση και παρέχει πληροφορίες σχετικά με: τον ανατομικό προσανατολισμό της καρδιάς τα σχετικά μεγέθη των καρδιακών κοιλοτήτων την καρδιακή συχνότητα το ρυθμό την παραγωγή και την αγωγή της διέγερσης τις διαταραχές στα παραπάνω γεγονότα ανεξάρτητα από το αν οφείλονται σε ανατομικές, μηχανικές, μεταβολικές ή κυκλοφορικές ατέλειες Τις αλλαγές στις ηλεκτρολυτικές συγκεντρώσεις και την επίδραση ορισμένων φαρμακευτικών ουσιών.
Το ΗΚΓ, όμως, δεν παρέχει άμεσες πληροφορίες σχετικά με τη συστολή και την αντλητική ικανότητα της καρδιάς. Αυτές οι ιδιότητες μπορούν να κριθούν με βάση την πίεση του αίματος, την καρδιακή παροχή, τους καρδιακούς ήχους κ.ά. Πληροφορίες ΗΚΓ
Φυσιολογική μορφή
Συσχέτιση συστολών και επαρμάτων
Συσχέτιση συστολών και επαρμάτων (ΙΙ)
Φυσιολογικές τιμές
Καθορισμός συχνότητας
Εύρος Ζώνης Βασικών Βιοσημάτων
Φασματική Πυκνότητα Ισχύος ΗΚΓ Το εύρος ζώνης του ηλεκτροκαρδιογραφήματος κυμαίνεται στην περιοχή 0,05 100 Hz, όπου περιέχεται σχεδόν όλη η ενέργειά του. Έτσι, η ψηφιοποίησή του απαιτεί συχνότητα δειγματοληψίας 200 Hz.
Διπολικές απαγωγές των άκρων
Τρίγωνο Einthoven Ο νόμος του Εinthoven: Κατά το νόμο του Einthoven, αν τα ηλεκτρικά δυναμικά δύο οποιωνδήποτε από τις τρεις ηλεκτροκαρδιογραφικές απαγωγές είναι γνωστά για δεδομένη χρονική στιγμή, το δυναμικό της τρίτης απαγωγής μπορεί να υπολογιστεί μαθηματικώς, από τις δύο πρώτες, με την απλή άθροισή τους. Δηλαδή ισχύει πάντα ότι : V I + V III = V II
Διπολικές απαγωγές των άκρων - Παράδειγμα Παράδειγμα V RA = - 0,2 mv V LA = + 0,3 mv V LL = + 1,0 mv Άρα: V I = V LA V RA = + 0,3 (-0,2) = + 0,5 mv V II = V LL V RA = + 1,0 (-0,2) = + 1,2 mv V III = V LL V LA = +1,0 (+0,3) = + 0,7 mv
Διπολικές απαγωγές των άκρων Φυσιολογικά ΗΚΓ
Θωρακικές (προκάρδιες) απαγωγές
Θωρακικές (προκάρδιες) απαγωγές Τάση αδιάφορου ηλεκτροδίου Η τάση Wilson (ή κεντρικό τερματικό Wilson) ορίζεται ως η μέση τάση των τριών άκρων του σώματος (δεξί χέρι - RA, αριστερό χέρι - LA και αριστερό πόδι - LL), δηλαδή: V W = 1 3 (V RA + V LA + V LL ) και χρησιμοποιείται ως η τάση αναφοράς. Οι μονοπολικές απαγωγές μετράνε τη διαφορά δυναμικού μεταξύ ενός ηλεκτροδίου στο κεντρικό τερματικό Wilson και ενός άλλου «εξευρενητικού» ηλεκτροδίου που τοποθετείτε στο σημείο ενδιαφέροντος. Έτσι, αυτές οι απαγωγές μετράνε το πραγματικό δυναμικό και όχι τη διαφορά δυναμικού, όπως στο σύστημα Einthoven. Οι θωρακικές απαγωγές χρησιμοποιούν ως ηλεκτρόδιο αναφοράς (αρνητικό ηλεκτρόδιο) το «αδιάφορο» ηλεκτρόδιο, το οποίο αποτελεί το κεντρικό τερματικό Wilson.
Θωρακικές (προκάρδιες) απαγωγές
Θωρακικές (προκάρδιες) απαγωγές Φυσιολογικά ΗΚΓ
Λόγω του μικρού μεγέθους της μέτρησης (στο δεξί ή αριστερό άνω άκρο και στο αριστερό κάτω άκρο), χρησιμοποιείται η παραλλαγή Goldberger. Δηλαδή, αποσυνδέεται το «εξερευνητικό» ηλεκτρόδιο από την τάση Wilson για την ενίσχυση του σήματος. Οι τελικές απαγωγές συμβολίζονται με avr, avl και avf (a από το augmented και R, L και F από το δεξί και αριστερό άνω άκρο και αριστερό κάτω άκρο, αντίστοιχα). Ενισχυμένες μονοπολικές απαγωγές άκρων
Διαφορά ενισχυμένων και απλών μονοπολικών απαγωγών άκρων
Διαφορά ενισχυμένων και απλών μονοπολικών απαγωγών άκρων (ΙΙ)
Ενισχυμένες μονοπολικές απαγωγές άκρων
Ισχύουν τα ακόλουθα: Ενισχυμένες μονοπολικές απαγωγές άκρων avr = 3 2 avl = 3 2 avf = 3 2 V RA V W V LA V W V LL V W
Ενισχυμένες μονοπολικές απαγωγές άκρων Φυσιολογικά ΗΚΓ
ΗΚΓ 12-Απαγωγών Απαγωγή είναι η ηλεκτρική απεικόνιση ενός τμήματος της καρδιάς (κάθε απαγωγή είναι ουσιαστικά μια κάμερα που καταγράφει την καρδιά ηλεκτροδυναμικά - από μια διαφορετική οπτική γωνία). Στο σύνηθες ΗΚΓ καταγράφονται οι κυματομορφές 12 απαγωγών: - 6 απαγωγές των ακρών για τα ηλεκτρικά δυναμικά της καρδιά που φθάνουν στα άκρα (I, II, III, avr, avl, avf). - 6 προκάρδιες απαγωγές για τα δυναμικά που φθάνουν στην πρόσθια επιφάνεια του θώρακα (V1, V2, V3, V4, V5, V6).
Οι απαγωγές avr, avl, avf, ονομάζονται (ενισχυμένες) μονοπολικές απαγωγές των άκρων και καταγράφουν τα δυναμικά που φθάνουν από την καρδιά στα σημεία που βρίσκονται (δεξιό χέρι, αριστερό χέρι και αριστερό πόδι αντίστοιχα). Οι απαγωγές I, II, III, ονομάζονται διπολικές απαγωγές των άκρων και καταγράφουν την διαφορά δυναμικού μεταξύ 2 απαγωγών κάθε φορά. ΗΚΓ 12-Απαγωγών Για την λήψη 12 απαγωγών απαιτούνται 10 ηλεκτρόδια (3 ηλεκτρόδια άκρων + 1 ηλεκτρόδιο της γείωσης + 6 προκάρδια).
Φυσιολογική ΗΚΓ εξέταση 12-Απαγωγών
Συσχετισμός απαγωγών και τμημάτων καρδιάς
Αρρυθμίες Παραδείγματα
Αρρυθμίες - Ορισμός Φυσιολογικά η καρδιά διεγείρεται από τον φλεβόκομβο. Το ερέθισμα μετά διαχέεται στους κόλπους και τους ερεθίζει (κολπική συστολή). Μετά μέσω του κολποκοιλιακού κόμβου διαχέεται στις κοιλίες που τις διεγείρει και αυτές (κοιλιακή συστολή). Στην περίπτωση αυτή λέμε ότι ο ρυθμός είναι φλεβοκομβικός. Εάν για κάποια αιτία αυτή η ρυθμική διέγερση της καρδιάς διακοπεί λέμε ότι εμφανίζεται αρρυθμία. Αποτελεί δηλαδή μια κατάσταση με προσωρινή ή μονιμότερη επικράτηση κέντρου εκπομπής ερεθισμάτων έξω από τον φλεβόκομβο.
Αίτια αρρυθμιών Τα αίτια των διαφόρων αρρυθμιών της καρδιάς είναι συνήθως μία ή και συνδυασμός από τις ακόλουθες ανωμαλίες του συστήματος παραγωγής και αγωγής της καρδιακής διέγερσης: Παθολογικός ρυθμός του βηματοδότη Μετατόπιση του βηματοδότη από το φλεβόκομβο σε άλλα σημεία της καρδιάς Αποκλεισμός, σε διάφορα σημεία, της μετάδοσης της διέγερσης μέσα από την καρδιά Παθολογικές οδοί της μετάδοσης της διέγερσης μέσα από την καρδιά Αυτόματη παραγωγή διεγέρσεων, σχεδόν από οποιοδήποτε σημείο της καρδιάς
ΗΚΓ και διάγνωση βασικών αρρυθμιών
Παθολογικοί ρυθμοί του φλεβόκομβου
Σύγκριση αθλητικής και μη καρδιάς
Εμφυτεύσιμος Βηματοδότης
Εμφυτεύσιμος Βηματοδότης (ΙΙ)
Κολπικές αρρυθμίες
Πτερυγισμός και Μαρμαρυγή
Κολποκοιλιακός αποκλεισμός
Κοιλιακές αρρυθμίες
Κοιλιακή μαρμαρυγή
Θανατηφόρες αρρυθμίες Καρδιακή ανακοπή θεωρείται η ξαφνική και απροσδόκητη απώλεια της αντλητικής ικανότητας της καρδιάς, με αποτέλεσμα το θύμα να έχει απώλεια αναπνοής και αισθήσεων. Οι καρδιακοί ρυθμοί που συνδέονται με την καρδιακή ανακοπή και δεν είναι συμβατοί με τη ζωή, γιατί δεν προκαλούν αιματική ροή από την καρδιά, είναι οι εξής: Κοιλιακή μαρμαρυγή (ΚΜ) Άσφυγμη κοιλιακή ταχυκαρδία (ΑΚΤ) (ανταποκρίνονται και οι δύο στην απινίδωση και γι αυτό αναφέρονται ως «απινιδώσιμοι» ρυθμοί) Ασυστολία Άσφυγμη ηλεκτρική δραστηριότητα (ΑΗΔ) (μη απινιδώσιμοι ρυθμοί)
Αλυσίδα επιβίωσης
ΚΑΡΠΑ
Απινιδωτές
Σημαντικές καρδιακές βλάβες Ισχαιμία του μυοκαρδίου είναι η μειωμένη προσφορά οξυγόνου - αίματος συγκριτικά με τη ζήτηση του στο μυοκάρδιο. Το έμφραγμα του μυοκαρδίου οφείλεται σε αιφνίδια απόφραξη ενός κλάδου των στεφανιαίων αρτηριών λόγω ρήξης ή διάβρωσης της αθηρωματικής πλάκας και δημιουργίας θρόμβου ο οποίος αποφράσσει πλήρως την υπεύθυνη στεφανιαία αρτηρία με αποτέλεσμα την διακοπή της κυκλοφορίας του αίματος. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τη νέκρωση μιας περιοχής του μυοκαρδίου. Η στηθάγχη είναι παροξυσμός θωρακικού πόνου που εντοπίζεται στην προκάρδια περιοχή και αποτελεί την κυριότερη κλινική εκδήλωση της στεφανιαίας νόσου. Τα είδη της στηθάγχης είναι η σταθερή, η ασταθής και η στηθάγχη Prinzmetal.
Ισχαιμία
Βασικό αίτιο ισχαιμίας
ΗΚΓ ισχαιμικών επεισοδίων
Τροποποίηση ΗΚΓ μετά το έμφραγμα
Σημείο ισχαιμίας και συσχέτιση απαγωγών
Σημεία τοποθέτησης ηλεκτροδίων
Ηλεκτρόδια καταγραφής
Το Ηλεκτροκαρδιογράφοι
Σύστημα λήψης και καταγραφής ΗΚΓ
Σύστημα λήψης και καταγραφής ΗΚΓ (ΙΙ)
Πραγματική Εξέταση ΗΚΓ (Video III)
Αποτελέσματα Εξετάσεων ΗΚΓ
Καταγραφικό χαρτί
Άλλα είδη ΗΚΓ Φωνοκαρδιογράφημα
Άλλα είδη ΗΚΓ Holter ρυθμού
Άλλα είδη ΗΚΓ Τεστ Κόπωσης
Άλλα είδη ΗΚΓ Εμβρυακό ΗΚΓ
Άλλα είδη ΗΚΓ Φορητά ΗΚΓ νέας γενιάς
Άλλα είδη ΗΚΓ Εμφυτεύσιμες συσκευές ΗΚΓ