Электрокардиография | |
---|---|
МКБ-10-ПКС | 94,31 р. |
МКБ-9-КМ | 89,52 |
МеШ | Д004562 |
МедлайнПлюс | 003868 |
Электрокардиография — это процесс получения электрокардиограммы ( ЭКГ или ЭКГ [а] ), записи электрической активности сердца через повторяющиеся сердечные циклы . [4] Это электрограмма сердца , которая представляет собой график напряжения в зависимости от времени электрической активности сердца [5] с использованием электродов, размещенных на коже. Эти электроды обнаруживают небольшие электрические изменения, которые являются следствием деполяризации сердечной мышцы с последующей реполяризацией во время каждого сердечного цикла (сердечного сокращения). Изменения в нормальной картине ЭКГ происходят при многочисленных сердечных аномалиях, включая:
Традиционно «ЭКГ» обычно означает 12-канальную ЭКГ , снятую в положении лежа, как обсуждается ниже. Однако другие устройства могут регистрировать электрическую активность сердца, например, монитор Холтера , а также некоторые модели смарт-часов способны регистрировать ЭКГ. Сигналы ЭКГ можно регистрировать в других контекстах с помощью других устройств.
В обычной 12-канальной ЭКГ десять электродов размещаются на конечностях пациента и на поверхности груди. Затем измеряется общая величина электрического потенциала сердца с двенадцати различных углов («отведений») и регистрируется в течение определенного периода времени (обычно десять секунд). Таким образом, общая величина и направление электрической деполяризации сердца фиксируется в каждый момент на протяжении сердечного цикла . [11]
ЭКГ состоит из трех основных компонентов: [12]
Во время каждого сердечного сокращения здоровое сердце имеет упорядоченную прогрессию деполяризации, которая начинается с клеток водителя ритма в синоатриальном узле , распространяется по всему предсердию и проходит через атриовентрикулярный узел вниз в пучок Гиса и в волокна Пуркинье , распространяясь вниз и влево по всем желудочкам . [12] Этот упорядоченный паттерн деполяризации приводит к характерной ЭКГ-кривой. Для подготовленного врача ЭКГ передает большой объем информации о структуре сердца и функции его электрической проводящей системы. [13] Помимо прочего, ЭКГ может использоваться для измерения частоты и ритма сердечных сокращений, размера и положения камер сердца , наличия каких-либо повреждений мышечных клеток сердца или проводящей системы, эффектов сердечных препаратов и функции имплантированных кардиостимуляторов . [14]
Общая цель проведения ЭКГ — получение информации об электрической работе сердца. Медицинское применение этой информации разнообразно и часто требует сочетания со знанием структуры сердца и физическими признаками обследования, которые необходимо интерпретировать. Некоторые показания для проведения ЭКГ включают следующее:
ЭКГ можно регистрировать как короткие прерывистые записи или как непрерывный мониторинг ЭКГ. Непрерывный мониторинг используется для пациентов в критическом состоянии, пациентов, находящихся под общим наркозом, [18] [17] и пациентов, у которых редко встречается сердечная аритмия, которая вряд ли будет видна на обычной десятисекундной ЭКГ. Непрерывный мониторинг можно проводить с помощью мониторов Холтера , внутренних и внешних дефибрилляторов и кардиостимуляторов и/или биотелеметрии . [19]
Для взрослых данные не подтверждают использование ЭКГ среди тех, у кого нет симптомов или у кого низкий риск сердечно-сосудистых заболеваний, в качестве меры профилактики. [20] [21] [22] Это связано с тем, что ЭКГ может ложно указывать на наличие проблемы, что приводит к неправильной диагностике , рекомендации инвазивных процедур и чрезмерному лечению . Однако лицам, занятым в определенных критических профессиях, таких как пилоты самолетов, [23] может потребоваться пройти ЭКГ в рамках их обычных медицинских осмотров. Скрининг гипертрофической кардиомиопатии может также рассматриваться у подростков как часть спортивного медицинского осмотра из-за опасений внезапной сердечной смерти . [24]
Электрокардиограммы регистрируются машинами, которые состоят из набора электродов, подключенных к центральному блоку. [25] Ранние ЭКГ-машины были сконструированы с использованием аналоговой электроники , где сигнал приводил в действие двигатель для распечатки сигнала на бумаге. Сегодня электрокардиографы используют аналого-цифровые преобразователи для преобразования электрической активности сердца в цифровой сигнал . Многие ЭКГ-машины теперь портативны и обычно включают в себя экран, клавиатуру и принтер на небольшой колесной тележке. Последние достижения в области электрокардиографии включают разработку еще более мелких устройств для включения в фитнес-трекеры и смарт-часы . [26] Эти более мелкие устройства часто полагаются только на два электрода для подачи одного отведения I. [27] Также доступны портативные двенадцатиотводные устройства, работающие от батарей.
Запись ЭКГ — безопасная и безболезненная процедура. [28] Аппараты питаются от сети, но они разработаны с несколькими функциями безопасности, включая заземленный провод. Другие функции включают:
Большинство современных ЭКГ-аппаратов включают в себя автоматизированные алгоритмы интерпретации . Этот анализ вычисляет такие характеристики, как интервал PR , интервал QT , скорректированный интервал QT (QTc) , ось PR, ось QRS, ритм и многое другое. Результаты этих автоматизированных алгоритмов считаются «предварительными» до тех пор, пока они не будут проверены и/или изменены экспертной интерпретацией. Несмотря на недавние достижения, компьютерная неправильная интерпретация остается значительной проблемой и может привести к клинической ошибке в лечении. [29]
Помимо стандартного электрокардиографа, существуют и другие устройства, способные регистрировать сигналы ЭКГ. Портативные устройства появились с момента появления монитора Холтера в 1962 году. Традиционно эти мониторы использовали электроды с накладками на коже для регистрации ЭКГ, но новые устройства могут прикрепляться к груди как одна накладка без необходимости в проводах, разработанные Zio (Zio XT), TZ Medical (Trident), Philips (BioTel) и BardyDx (CAM) среди многих других. Имплантируемые устройства, такие как искусственный кардиостимулятор и имплантируемый кардиовертер-дефибриллятор, способны измерять сигнал «дальнего поля» между отведениями в сердце и имплантированной батареей/генератором, который напоминает сигнал ЭКГ (технически сигнал, записанный в сердце, называется электрограммой , что интерпретируется по-другому). Развитием монитора Холтера стал имплантируемый петлевой регистратор , который выполняет ту же функцию, но в имплантируемом устройстве с батареями, которые служат порядка лет.
Кроме того, доступны различные комплекты Arduino с модулями датчиков ЭКГ и смарт- часы, которые также способны регистрировать сигнал ЭКГ, например, Apple Watch 4-го поколения , Samsung Galaxy Watch 4 и более новые устройства.
Электроды — это фактические проводящие подушечки, прикрепленные к поверхности тела. [31] Любая пара электродов может измерять разность электрических потенциалов между двумя соответствующими местами прикрепления. Такая пара образует вывод . Однако «выводы» могут также быть образованы между физическим электродом и виртуальным электродом, известным как центральный терминал Вильсона ( WCT ), потенциал которого определяется как средний потенциал, измеренный тремя электродами конечностей, прикрепленными к правой руке, левой руке и левой ноге соответственно. [ необходима цитата ]
Обычно 10 электродов, прикрепленных к телу, используются для формирования 12 отведений ЭКГ, при этом каждое отведение измеряет определенную разность электрических потенциалов (как указано в таблице ниже). [32]
Отведения делятся на три типа: конечности; усиленные конечности; и прекардиальные или грудные. ЭКГ с 12 отведениями имеет в общей сложности три отведения конечностей и три усиленных отведения конечностей, расположенных как спицы колеса в коронарной плоскости (вертикально), и шесть прекардиальных отведений или грудных отведений , которые лежат в перпендикулярной поперечной плоскости (горизонтально). [33]
Провода должны быть размещены в стандартных положениях. Исключения из-за чрезвычайной ситуации или других проблем должны быть зафиксированы, чтобы избежать ошибочного анализа. [34]
Ниже перечислены 12 стандартных отведений ЭКГ. [ сомнительно – обсудить ] [35] Все отведения фактически являются биполярными, с одним положительным и одним отрицательным электродом; термин «униполярный» не является полезным. [36]
Тип | Название электрода | Размещение электродов |
---|---|---|
Конечность | я | На правой руке, избегая толстых мышц . |
II | В том же месте, где был расположен RA, но на левой руке. | |
III | На правой [ левой или правой? ] ноге, нижний конец внутренней поверхности икроножной мышцы . (Избегайте костных выступов) | |
Усиленная конечность | АВЛ | |
АВР | ||
аВФ | ||
Прекардиальный | В 1 | В четвертом межреберье (между 4 и 5 ребрами), справа от грудины (грудинной кости) |
В 2 | В четвертом межреберье (между четвертым и пятым ребрами), слева от грудины. | |
В 3 | Между отведениями V 2 и V 4 . | |
В 4 | В пятом межреберье (между 5 и 6 ребрами) по срединно-ключичной линии . | |
В 5 | Горизонтально, на уровне V4 , по левой передней подмышечной линии . | |
В 6 | Горизонтально, на одном уровне с V4 и V5 по средней подмышечной линии . |
Два типа электродов, которые обычно используются, это плоская наклейка толщиной с бумагу и самоклеящаяся круглая прокладка. Первые обычно используются при однократной записи ЭКГ, в то время как вторые предназначены для непрерывной записи, поскольку они приклеиваются дольше. Каждый электрод состоит из электропроводящего электролитного геля и проводника из серебра/хлорида серебра . [37] Гель обычно содержит хлорид калия , а иногда и хлорид серебра , чтобы обеспечить электропроводность от кожи к проводу и к электрокардиограмме. [38]
Общий виртуальный электрод, известный как центральный терминал Вильсона (VW ) , создается путем усреднения измерений с электродов RA, LA и LL для получения среднего потенциала тела:
В 12-канальной ЭКГ все отведения, за исключением отведений от конечностей, считаются однополярными (aVR, aVL, aVF, V 1 , V 2 , V 3 , V 4 , V 5 и V 6 ). Для измерения напряжения требуются два контакта, поэтому с электрической точки зрения однополярные отведения измеряются от общего отведения (отрицательного) и однополярного отведения (положительного). Это усреднение для общего отведения и абстрактной концепции однополярного отведения усложняет понимание и осложняется неаккуратным использованием «отведения» и «электрода». Фактически, вместо того, чтобы быть постоянным эталоном, V W имеет значение, которое колеблется на протяжении сердечного цикла. Оно также не отражает истинного потенциала центра сердца из-за частей тела, через которые проходят сигналы. [39] Поскольку напряжение по определению является биполярным измерением между двумя точками, описание электрокардиографического отведения как «однополярного» не имеет большого смысла с электрической точки зрения и его следует избегать. Американская кардиологическая ассоциация утверждает: «Все отведения фактически являются «биполярными», а термин «униполярный» при описании усиленных отведений от конечностей и прекардиальных отведений неточен». [40]
Отведения I, II и III называются отведениями от конечностей . Электроды, формирующие эти сигналы, расположены на конечностях – по одному на каждой руке и один на левой ноге. [41] [42] Отведения от конечностей образуют точки так называемого треугольника Эйнтховена . [43]
Отведения aVR, aVL и aVF являются усиленными отведениями конечностей . Они получены из тех же трех электродов, что и отведения I, II и III, но они используют центральный терминал Голдбергера в качестве своего отрицательного полюса. Центральный терминал Голдбергера представляет собой комбинацию входов от двух электродов конечностей, с различной комбинацией для каждого усиленного отведения. Он упоминается ниже как «отрицательный полюс».
Вместе с отведениями I, II и III, усиленные отведения от конечностей aVR, aVL и aVF образуют основу гексаксиальной системы отсчета , которая используется для расчета электрической оси сердца во фронтальной плоскости. [44]
Более старые версии узлов (VR, VL, VF) используют центральный терминал Уилсона в качестве отрицательного полюса, но амплитуда слишком мала для толстых линий старых ЭКГ-машин. Терминалы Голдбергера увеличивают (увеличивают) результаты Уилсона на 50%, жертвуя физической корректностью, поскольку не имеют одного и того же отрицательного полюса для всех трех. [45]
Прекардиальные отведения лежат в поперечной (горизонтальной) плоскости, перпендикулярно другим шести отведениям. Шесть прекардиальных электродов действуют как положительные полюса для шести соответствующих прекардиальных отведений: (V 1 , V 2 , V 3 , V 4 , V 5 и V 6 ). Центральный терминал Уилсона используется как отрицательный полюс. В последнее время униполярные прекардиальные отведения используются для создания биполярных прекардиальных отведений, которые исследуют ось справа налево в горизонтальной плоскости. [46]
Дополнительные электроды могут быть редко размещены для создания других отведений для конкретных диагностических целей. Правосторонние прекардиальные отведения могут использоваться для лучшего изучения патологии правого желудочка или для декстрокардии (и обозначаются как R (например, V 5R ). Задние отведения (V 7 до V 9 ) могут использоваться для демонстрации наличия заднего инфаркта миокарда. Отведение Льюиса или S5-отведение (требующее электрода на правом краю грудины во втором межреберье) может использоваться для лучшего обнаружения предсердной активности по отношению к желудочкам. [47]
Пищеводный электрод может быть вставлен в часть пищевода , где расстояние до задней стенки левого предсердия составляет всего около 5–6 мм (оставаясь постоянным у людей разного возраста и веса). [48] Пищеводный электрод позволяет более точно дифференцировать определенные сердечные аритмии, в частности трепетание предсердий , узловую реципрокную тахикардию AV и ортодромную атриовентрикулярную реципрокную тахикардию . [49] Он также может оценить риск у людей с синдромом Вольфа-Паркинсона-Уайта , а также прекратить наджелудочковую тахикардию, вызванную реципрокным входом . [49]
Внутрисердечная электрограмма (ICEG) по сути является ЭКГ с некоторыми добавленными внутрисердечными отведениями (то есть внутри сердца). Стандартные отведения ЭКГ (внешние отведения) — это I, II, III, aVL, V 1 и V 6 . От двух до четырех внутрисердечных отведений добавляются посредством катетеризации сердца. Слово «электрограмма» (EGM) без дополнительных уточнений обычно означает внутрисердечную электрограмму. [50]
Стандартный отчет ЭКГ с 12 отведениями (электрокардиограф) показывает 2,5-секундную кривую каждого из двенадцати отведений. Кривые чаще всего располагаются в сетке из четырех столбцов и трех рядов. Первый столбец — это отведения от конечностей (I, II и III), второй столбец — это усиленные отведения от конечностей (aVR, aVL и aVF), а последние два столбца — это прекардиальные отведения (V 1 — V 6 ). Кроме того, в качестве четвертого или пятого ряда может быть включена полоса ритма. [44]
Хронометраж на странице непрерывен и отмечает трассировки 12 выводов за тот же период времени. Другими словами, если бы выход был отслежен иглами на бумаге, каждая строка переключала бы выводы, когда бумага протягивается под иглой. Например, верхняя строка сначала отслеживала бы вывод I, затем переключалась бы на вывод aVR, затем переключалась бы на V 1 , а затем на V 4 , и поэтому ни одна из этих четырех трассировок выводов не относится к одному и тому же периоду времени, поскольку они отслеживаются последовательно во времени. [51]
Каждое из 12 отведений ЭКГ регистрирует электрическую активность сердца под разным углом и, следовательно, соответствует разным анатомическим областям сердца. Два отведения, которые смотрят на соседние анатомические области, называются смежными . [44]
Категория | Лиды | Активность |
---|---|---|
Низшие отведения | Отведения II, III и aVF | Посмотрите на электрическую активность с точки зрения нижней поверхности ( диафрагмальной поверхности сердца ) |
Боковые отведения | I, aVL, V 5 и V 6 | Посмотрите на электрическую активность с точки зрения боковой стенки левого желудочка. |
Септальные отведения | В 1 и В 2 | Посмотрите на электрическую активность с точки зрения перегородчатой поверхности сердца ( межжелудочковой перегородки ) |
Передние отведения | В 3 и В 4 | Посмотрите на электрическую активность с точки зрения передней стенки правого и левого желудочков ( грудинно-реберная поверхность сердца ) |
Кроме того, любые два прекардиальных отведения, расположенные рядом друг с другом, считаются смежными. Например, хотя V 4 — переднее отведение, а V 5 — боковое, они являются смежными, поскольку находятся рядом друг с другом.
Изучение проводящей системы сердца называется электрофизиологией сердца (ЭФ). Исследование ЭФ выполняется посредством правосторонней катетеризации сердца : провод с электродом на конце вводится в правые камеры сердца через периферическую вену и размещается в различных положениях в непосредственной близости от проводящей системы, чтобы можно было зарегистрировать электрическую активность этой системы. [ необходима цитата ]
Стандартные положения катетера для исследования ЭФ включают «высокое правое предсердие» или hRA около синусового узла , «Гис» через перегородку трехстворчатого клапана для измерения пучка Гиса , «коронарный синус» в коронарном синусе и «правый желудочек» в верхушке правого желудочка. [52]
Интерпретация ЭКГ в основном касается понимания электрической проводящей системы сердца . Нормальная проводимость начинается и распространяется по предсказуемой схеме, и отклонение от этой схемы может быть нормальным изменением или быть патологическим . ЭКГ не приравнивается к механической насосной активности сердца; например, электрическая активность без пульса создает ЭКГ, которая должна качать кровь, но импульсы не ощущаются (и представляет собой неотложную медицинскую помощь , и следует выполнить СЛР ). Фибрилляция желудочков создает ЭКГ, но она слишком дисфункциональна, чтобы создавать поддерживающий жизнь сердечный выброс. Известно, что некоторые ритмы имеют хороший сердечный выброс, а некоторые — плохой сердечный выброс. В конечном счете, эхокардиограмма или другой анатомический метод визуализации полезны для оценки механической функции сердца. [53]
Как и все медицинские тесты, то, что составляет «норму», основано на популяционных исследованиях . Диапазон частоты сердечных сокращений от 60 до 100 ударов в минуту (уд/мин) считается нормальным, поскольку данные показывают, что это обычная частота сердечных сокращений в состоянии покоя. [54]
Интерпретация ЭКГ в конечном итоге является распознаванием образов. Чтобы понять найденные образы, полезно понять теорию того, что представляют собой ЭКГ. Теория коренится в электромагнетизме и сводится к четырем следующим пунктам: [55]
Таким образом, общее направление деполяризации и реполяризации создает положительное или отрицательное отклонение на трассе каждого отведения. Например, деполяризация справа налево создаст положительное отклонение в отведении I, поскольку два вектора указывают в одном направлении. Напротив, та же самая деполяризация создаст минимальное отклонение в V 1 и V 2, поскольку векторы перпендикулярны, и это явление называется изоэлектрическим.
Нормальный ритм формируется четырьмя образованиями — зубцом P , комплексом QRS , зубцом T и зубцом U , — каждое из которых имеет совершенно уникальный рисунок.
Изменения в структуре сердца и его окружения (включая состав крови) изменяют закономерности этих четырех сущностей.
Зубец U обычно не виден, и его отсутствие обычно игнорируется. Реполяризация предсердий обычно скрыта в гораздо более выраженном комплексе QRS и обычно не может быть обнаружена без дополнительных специализированных электродов.
ЭКГ обычно печатаются на сетке. Горизонтальная ось представляет время, а вертикальная ось представляет напряжение. Стандартные значения на этой сетке показаны на соседнем изображении при 25 мм/сек (или 40 мс на мм): [56]
«Большой» блок представлен более толстой линией, чем малые блоки.
Стандартная скорость печати в США составляет 25 мм в секунду (5 больших коробок в секунду), но в других странах она может быть 50 мм в секунду. Более высокие скорости, такие как 100 и 200 мм в секунду, используются во время электрофизиологических исследований.
Не все аспекты ЭКГ зависят от точных записей или известного масштабирования амплитуды или времени. Например, определение того, является ли трассировка синусовым ритмом, требует только распознавания и сопоставления признаков, а не измерения амплитуд или времени (т. е. масштаб сетки не имеет значения). Пример обратного: требования к напряжению при гипертрофии левого желудочка требуют знания масштаба сетки.
В нормальном сердце частота сердечных сокращений — это частота, с которой деполяризуется синоатриальный узел , поскольку он является источником деполяризации сердца. Частота сердечных сокращений, как и другие жизненно важные показатели, такие как артериальное давление и частота дыхания, изменяются с возрастом. У взрослых нормальная частота сердечных сокращений составляет от 60 до 100 ударов в минуту (нормокардиальная), тогда как у детей она выше. [57] Частота сердечных сокращений ниже нормы называется « брадикардией » (<60 у взрослых), а выше нормы называется « тахикардией » (>100 у взрослых). Осложнением этого является то, что предсердия и желудочки не синхронизированы, и «частота сердечных сокращений» должна быть указана как предсердная или желудочковая (например, частота желудочков при фибрилляции желудочков составляет 300–600 ударов в минуту, тогда как частота предсердий может быть нормальной [60–100] или более высокой [100–150]). [ необходима цитата ]
В нормальном состоянии покоя сердца физиологический ритм сердца — нормальный синусовый ритм (NSR). Нормальный синусовый ритм создает прототипическую картину зубца P, комплекса QRS и зубца T. Как правило, отклонение от нормального синусового ритма считается сердечной аритмией . Таким образом, первый вопрос при интерпретации ЭКГ — есть ли синусовый ритм. Критерием синусового ритма является то, что зубцы P и комплексы QRS появляются 1 к 1, таким образом подразумевая, что зубец P вызывает комплекс QRS. [51]
После того, как синусовый ритм установлен или нет, второй вопрос — это частота. Для синусового ритма это либо частота зубцов P, либо комплексов QRS, поскольку они 1 к 1. Если частота слишком высокая, то это синусовая тахикардия , а если слишком низкая, то это синусовая брадикардия .
Если это не синусовый ритм, то необходимо определить ритм, прежде чем приступать к дальнейшей интерпретации. Некоторые аритмии с характерными признаками:
Определение темпа и ритма необходимо для того, чтобы иметь смысл при дальнейшей интерпретации.
Сердце имеет несколько осей, но наиболее распространенной на сегодняшний день является ось комплекса QRS (ссылки на «ось» подразумевают ось QRS). Каждая ось может быть вычислительно определена, чтобы получить число, представляющее степень отклонения от нуля, или ее можно разделить на несколько типов. [58]
Ось QRS — это общее направление волнового фронта деполяризации желудочков (или среднего электрического вектора) во фронтальной плоскости. Часто бывает достаточно классифицировать ось как один из трех типов: нормальная, отклоненная влево или отклоненная вправо. Данные о популяции показывают, что нормальная ось QRS составляет от −30° до 105°, при этом 0° соответствует отведению I, а положительное — нижнему, а отрицательное — верхнему (лучше всего это графически представить как гексаксиальную систему отсчета ). [59] За пределами +105° отклонение оси вправо , а за пределами −30° — отклонение оси влево (третий квадрант от −90° до −180° встречается очень редко и является неопределенной осью). Упрощенный способ определения того, является ли ось QRS нормальной, заключается в том, что комплекс QRS в основном положителен в отведении I и отведении II (или отведении I и aVF, если +90° — верхний предел нормы). [60]
Нормальная ось QRS обычно направлена вниз и влево , следуя анатомической ориентации сердца в грудной клетке. Аномальная ось предполагает изменение физической формы и ориентации сердца или дефект в его проводящей системе, который заставляет желудочки деполяризоваться аномальным образом. [51]
Классификация | Угол | Примечания |
---|---|---|
Нормальный | от −30° до 105° | Нормальный |
Отклонение оси влево | от −30° до −90° | Может указывать на гипертрофию левого желудочка , блокаду передней ветви левой ножки пучка Гиса или старый нижний инфаркт миокарда с подъемом сегмента ST. |
Отклонение оси вправо | от +105° до +180° | Может указывать на гипертрофию правого желудочка , блокаду левой задней ветви или старый боковой инфаркт миокарда с подъемом сегмента ST. |
Неопределенная ось | от +180° до −90° | Встречается редко; считается «нейтральной зоной с точки зрения электричества». |
Протяженность нормальной оси может составлять +90° или 105° в зависимости от источника.
Все волны на ЭКГ-кривой и интервалы между ними имеют предсказуемую продолжительность, диапазон приемлемых амплитуд ( напряжений ) и типичную морфологию. Любое отклонение от нормальной кривой является потенциально патологическим и, следовательно, имеет клиническое значение. [61]
Для удобства измерения амплитуд и интервалов ЭКГ печатается на миллиметровой бумаге в стандартном масштабе: каждый 1 мм (один маленький квадрат на стандартной бумаге ЭКГ со скоростью 25 мм/с) представляет 40 миллисекунд времени по оси x и 0,1 милливольта по оси y. [62]
Особенность | Описание | Патология | Продолжительность |
---|---|---|---|
Зубец P | Зубец P представляет собой деполяризацию предсердий. Деполяризация предсердий распространяется от узла SA к узлу AV и от правого предсердия к левому предсердию . | Зубец P обычно прямой в большинстве отведений, за исключением aVR; необычная ось зубца P (инвертированная в других отведениях) может указывать на эктопический предсердный водитель ритма . Если зубец P необычно большой длительности, он может быть признаком увеличения предсердий. Обычно большое правое предсердие дает высокий, пикообразный зубец P, тогда как большое левое предсердие дает двугорбый раздвоенный зубец P. | <80 мс |
PR-интервал | Интервал PR измеряется от начала зубца P до начала комплекса QRS. Этот интервал отражает время, необходимое электрическому импульсу для прохождения от синусового узла через АВ-узел. | Интервал PR короче 120 мс предполагает, что электрический импульс обходит AV-узел, как при синдроме Вольфа-Паркинсона-Уайта . Интервал PR постоянно длиннее 200 мс диагностирует атриовентрикулярную блокаду первой степени . Сегмент PR (часть кривой после зубца P и перед комплексом QRS) обычно полностью плоский, но может быть снижен при перикардите . | 120–200 мс |
комплекс QRS | Комплекс QRS представляет собой быструю деполяризацию правого и левого желудочков. Желудочки имеют большую долю мышечной массы по сравнению с предсердиями, поэтому комплекс QRS обычно имеет гораздо большую амплитуду, чем зубец P. | Если комплекс QRS широкий (длиннее 120 мс), это предполагает нарушение проводящей системы сердца, например, при LBBB , RBBB или желудочковых ритмах, таких как желудочковая тахикардия . Метаболические проблемы, такие как тяжелая гиперкалиемия или передозировка трициклических антидепрессантов, также могут расширять комплекс QRS. Необычно высокий комплекс QRS может представлять гипертрофию левого желудочка , в то время как комплекс QRS с очень низкой амплитудой может представлять перикардиальный выпот или инфильтративное заболевание миокарда . | 80–100 мс |
J-точка | Точка J — это точка, в которой заканчивается комплекс QRS и начинается сегмент ST. | Точка J может быть приподнята как нормальный вариант. Появление отдельной волны J или волны Осборна в точке J является патогномоничным признаком гипотермии или гиперкальциемии . [ 63] | |
сегмент ST | Сегмент ST соединяет комплекс QRS и зубец T; он представляет собой период, когда желудочки деполяризованы. | Обычно он изоэлектричен, но может быть понижен или повышен при инфаркте миокарда или ишемии. Депрессия ST также может быть вызвана ГЛЖ или дигоксином . Подъем ST также может быть вызван перикардитом , синдромом Бругада или может быть нормальным вариантом (подъем точки J). | |
зубец T | Зубец T отражает реполяризацию желудочков. Он обычно положительный во всех отведениях, за исключением aVR и отведения V1. | Инвертированные зубцы T могут быть признаком ишемии миокарда, гипертрофии левого желудочка , высокого внутричерепного давления или метаболических нарушений. Пиковые зубцы T могут быть признаком гиперкалиемии или очень раннего инфаркта миокарда . | 160 мс |
Скорректированный интервал QT (QTc) | Интервал QT измеряется от начала комплекса QRS до конца зубца T. Допустимые диапазоны меняются в зависимости от частоты сердечных сокращений, поэтому его необходимо скорректировать до QTc путем деления на квадратный корень интервала RR. | Удлиненный интервал QTc является фактором риска желудочковых тахиаритмий и внезапной смерти. Удлиненный QT может возникнуть как генетический синдром или как побочный эффект некоторых лекарств. Необычно короткий QTc может наблюдаться при тяжелой гиперкальциемии. | <440 мс |
U-волна | Предполагается, что зубец U вызван реполяризацией межжелудочковой перегородки. В норме он имеет низкую амплитуду, а еще чаще вообще отсутствует. | Очень выраженная волна U может быть признаком гипокалиемии, гиперкальциемии или гипертиреоза. [64] |
При обработке сигналов электрокардиограммы (ЭКГ) частотно-временной анализ (TFA) является важным методом, используемым для выявления того, как частотные характеристики сигналов ЭКГ изменяются с течением времени, особенно в нестационарных сигналах, таких как аритмии или преходящие сердечные события.
Общие методы частотно-временного анализа
Метод | Преимущество | Недостаток | Пример |
---|---|---|---|
Кратковременное преобразование Фурье | Простота реализации, подходит для анализа устойчивых или почти устойчивых сердечных ритмов и легко выполняется с использованием быстрого преобразования Фурье (БПФ). | Разрешение по времени и частоте зависит от длины окна, что затрудняет эффективный одновременный учет как краткосрочных, так и долгосрочных изменений. | Мониторинг краткосрочной вариабельности сердечного ритма. |
Вейвлет-преобразование | Обеспечивает многоуровневый анализ, что делает его пригодным для обработки нестационарных сигналов. | Требует интенсивных вычислений. | Локальное извлечение признаков зубца P или зубца T и частотный анализ сигналов фибрилляции предсердий. |
Преобразование Гильберта–Хуанга | Подходит для полностью нестационарных и нелинейных сигналов. Обеспечивает мгновенное распределение частот. | Подвержен проблемам смешивания мод. | Обнаружение преходящей вариабельности сердечного ритма. |
Шаги для частотно-временного анализа
Шаг 1: Предварительная обработка
Шаг 2: Выберите подходящий метод TFA
Шаг 3: Вычислить частотно-временной спектр
Шаг 4: Извлечение признаков
Шаг 5: Распознавание образов или диагностика
Сценарии применения
Анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР):
Обнаружение мерцательной аритмии:
Анализ фибрилляции желудочков:
Анимация, показанная справа, иллюстрирует, как путь электрической проводимости приводит к появлению волн ЭКГ в отведениях от конечностей. Что такое зеленая зона? Напомним, что положительный ток (создаваемый деполяризацией сердечных клеток), движущийся к положительному электроду и от отрицательного электрода, создает положительное отклонение на ЭКГ. Аналогично, положительный ток, движущийся от положительного электрода и к отрицательному электроду, создает отрицательное отклонение на ЭКГ. [65] [66] Красная стрелка представляет собой общее направление движения деполяризации. Величина красной стрелки пропорциональна количеству ткани, деполяризующейся в этот момент. Красная стрелка одновременно показана на оси каждого из 3 отведений от конечностей. И направление, и величина проекции красной стрелки на ось каждого отведения от конечностей показаны синими стрелками. Затем направление и величина синих стрелок являются тем, что теоретически определяет отклонения на ЭКГ. Например, когда синяя стрелка на оси для отведения I движется от отрицательного электрода вправо к положительному электроду, линия ЭКГ поднимается, создавая восходящую волну. Когда синяя стрелка на оси для отведения I движется влево, создается нисходящая волна. Чем больше величина синей стрелки, тем больше отклонение на ЭКГ для этого конкретного отведения конечности. [67]
Кадры 1–3 изображают деполяризацию, генерируемую и распространяющуюся через синоатриальный узел . Узел SA слишком мал для того, чтобы его деполяризация была обнаружена на большинстве ЭКГ. Кадры 4–10 изображают деполяризацию, проходящую через предсердия по направлению к атриовентрикулярному узлу . Во время кадра 7 деполяризация проходит через наибольшее количество ткани в предсердиях, что создает самую высокую точку в зубце P. Кадры 11–12 изображают деполяризацию, проходящую через АВ-узел. Как и СА-узел, АВ-узел слишком мал для того, чтобы деполяризация его ткани была обнаружена на большинстве ЭКГ. Это создает плоский сегмент PR. [68]
Кадр 13 изображает интересное явление в чрезмерно упрощенном виде. Он изображает деполяризацию, когда она начинает перемещаться вниз по межжелудочковой перегородке, через пучок Гиса и ножки пучка Гиса . После пучка Гиса система проводимости разделяется на левую ножку пучка Гиса и правую ножку пучка Гиса. Обе ветви проводят потенциалы действия со скоростью около 1 м/с. Однако потенциал действия начинает перемещаться вниз по левой ножке пучка Гиса примерно за 5 миллисекунд до того, как он начнет перемещаться вниз по правой ножке пучка Гиса, как показано на кадре 13. Это приводит к тому, что деполяризация ткани межжелудочковой перегородки распространяется слева направо, как показано красной стрелкой на кадре 14. В некоторых случаях это приводит к отрицательному отклонению после интервала PR, создавая зубец Q, такой как тот, который виден в отведении I на анимации справа. В зависимости от средней электрической оси сердца, это явление может также привести к появлению зубца Q в отведении II. [69] [70]
После деполяризации межжелудочковой перегородки деполяризация распространяется к верхушке сердца. Это показано на кадрах 15–17 и приводит к положительному отклонению на всех трех отведениях от конечностей, что создает зубец R. Затем на кадрах 18–21 деполяризация распространяется по обоим желудочкам от верхушки сердца, следуя потенциалу действия в волокнах Пуркинье . Это явление создает отрицательное отклонение во всех трех отведениях от конечностей, формируя зубец S на ЭКГ. Реполяризация предсердий происходит одновременно с генерацией комплекса QRS, но она не обнаруживается на ЭКГ, поскольку масса ткани желудочков намного больше, чем у предсердий. Сокращение желудочков происходит между деполяризацией и реполяризацией желудочков. В это время нет движения заряда, поэтому на ЭКГ не создается отклонение. Это приводит к плоскому сегменту ST после зубца S. [71]
Кадры 24–28 в анимации показывают реполяризацию желудочков. Эпикард — это первый слой желудочков, который реполяризуется, за ним следует миокард. Эндокард — это последний слой, который реполяризуется. Было показано, что фаза плато деполяризации длится дольше в эндокардиальных клетках, чем в эпикардиальных клетках. Это заставляет реполяризацию начинаться с верхушки сердца и двигаться вверх. Поскольку реполяризация — это распространение отрицательного тока по мере того, как мембранные потенциалы уменьшаются обратно к мембранному потенциалу покоя, красная стрелка в анимации указывает в направлении, противоположном реполяризации. Таким образом, это создает положительное отклонение на ЭКГ и создает зубец T. [72]
Ишемия или инфаркт миокарда без подъема сегмента ST (не-STEMI) могут проявляться в виде депрессии сегмента ST или инверсии зубцов T. Это также может повлиять на высокочастотный диапазон QRS .
Инфаркты миокарда с подъемом сегмента ST (ИМСПST) имеют различные характерные признаки ЭКГ в зависимости от времени, прошедшего с момента возникновения ИМ. Самым ранним признаком являются сверхострые зубцы T, пиковые зубцы T из-за локальной гиперкалиемии в ишемическом миокарде. Затем это прогрессирует в течение нескольких минут до подъема сегмента ST по крайней мере на 1 мм. В течение нескольких часов может появиться патологический зубец Q , а зубец T инвертируется. В течение нескольких дней подъем ST разрешится. Патологические зубцы Q, как правило, остаются навсегда. [73]
Коронарная артерия , которая была окклюдирована, может быть идентифицирована при STEMI на основе местоположения подъема ST. Левая передняя нисходящая артерия (LAD) снабжает переднюю стенку сердца и, следовательно, вызывает подъем ST в передних отведениях (V1 и V2 ) . LCx снабжает боковую часть сердца и, следовательно, вызывает подъем ST в боковых отведениях (I, aVL и V6 ) . Правая коронарная артерия (RCA) обычно снабжает нижнюю часть сердца и, следовательно, вызывает подъем ST в нижних отведениях (II, III и aVF). [74]
На ЭКГ-кривую влияет движение пациента. Некоторые ритмичные движения (такие как дрожь или тремор ) могут создавать иллюзию сердечной аритмии. [75] Артефакты — это искаженные сигналы, вызванные вторичными внутренними или внешними источниками, такими как движение мышц или помехи от электрического устройства. [76] [77]
Искажение создает значительные проблемы для поставщиков медицинских услуг, [76] которые используют различные методы [78] и стратегии для безопасного распознавания [79] этих ложных сигналов. [ необходима медицинская ссылка ] Точное разделение артефакта ЭКГ от истинного сигнала ЭКГ может оказать значительное влияние на результаты лечения пациентов и правовую ответственность . [80] [ ненадежный медицинский источник? ]
Неправильное размещение электродов (например, перестановка двух отведений от конечностей) по оценкам встречается в 0,4–4 % всех записей ЭКГ [81] и приводит к неправильной диагностике и лечению, включая ненужное использование тромболитической терапии. [82] [83]
Уитбред, медсестра-консультант и фельдшер, предлагает десять правил нормальной ЭКГ, отклонение от которых, скорее всего, указывает на патологию. [84] К ним были добавлены 15 правил для интерпретации 12-канальной (и 15- или 18-канальной) ЭКГ. [85]
Правило 1: Все волны в aVR отрицательные.
Правило 2: Сегмент ST (точка J) начинается на изоэлектрической линии (за исключением V1 и V2, где он может быть поднят не более чем на 1 мм).
Правило 3: Интервал PR должен составлять 0,12–0,2 секунды.
Правило 4: Комплекс QRS не должен превышать 0,11–0,12 секунды.
Правило 5: Зубцы QRS и T, как правило, имеют одинаковое общее направление в отведениях от конечностей.
Правило 6: Зубец R в прекардиальных (грудных) отведениях растет от V1 по крайней мере до V4, где он может снова снизиться, а может и нет.
Правило 7: QRS преимущественно прямой в I и II отведениях.
Правило 8: Зубец P положительный в отведениях III и V2-V6.
Правило 9: Зубец Q отсутствует или наблюдается только небольшой зубец q (шириной <0,04 секунды) в отведениях I, II и V2–V6.
Правило 10: Зубец T положительный в I II и V2-V6. Конец зубца T не должен опускаться ниже изоэлектрической базовой линии.
Правило 11: Составляют ли самый глубокий зубец S в отведении V1 плюс самый высокий зубец R в отведениях V5 или V6 >35 мм?
Правило 12: Существует ли волна Эпсилон ?
Правило 13: Есть ли зубец J?
Правило 14: Существует ли дельта-волна ?
Правило 15: Существуют ли какие-либо закономерности, указывающие на окклюзионный инфаркт миокарда (ИМ)?
На основе электрокардиографии можно поставить многочисленные диагнозы и сделать выводы, многие из которых обсуждались выше. В целом, диагнозы ставятся на основе паттернов. Например, «нерегулярно нерегулярный» комплекс QRS без зубцов P является признаком мерцательной аритмии ; однако могут присутствовать и другие выводы, такие как блокада ножки пучка Гиса , которая изменяет форму комплексов QRS. ЭКГ можно интерпретировать изолированно, но их следует применять — как и все диагностические тесты — в контексте пациента. Например, наблюдение за пиковыми зубцами T недостаточно для диагностики гиперкалиемии; такой диагноз следует подтвердить путем измерения уровня калия в крови. И наоборот, обнаружение гиперкалиемии должно сопровождаться ЭКГ для таких проявлений, как пиковые зубцы T, расширенные комплексы QRS и потеря зубцов P. Ниже приведен организованный список возможных диагнозов на основе ЭКГ. [86]
Нарушения ритма или аритмии: [87]
Блокада сердца и проблемы с проводимостью:
Электролитные нарушения и интоксикация:
Ишемия и инфаркт:
Структурный:
Другие явления:
Слово происходит от греческого слова electro , что означает «связанный с электрической активностью», kardia , что означает «сердце» и graph , что означает «писать». [100]
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )