Физические принципы электрокардиографии

Размещено на http://www.allbest.ru//

1

Размещено на http://www.allbest.ru//

Физические принципы электрокардиографии

Шолохова Д.Э.



БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЕ

Возникновение электрических потенциалов в сердечной мышце связано с движением ионов через клеточную мембрану. Основную роль при этом играют катионы натрия и калия. Внутри клетки калия значительно больше, чем во внеклеточной жидкости, концентрация внутриклеточного натрия, наоборот, намного меньше, чем вне клетки. В покое наружная поверхность клетки миокарда заряжена положительно вследствие преобладания там катионов натрия, внутренняя поверхность клеточной мембраны имеет отрицательный заряд вследствие преобладания внутри клетки анионов (Cl --, HCO3-- и др.). В этих условиях клетка поляризована, при регистрации электрических процессов с помощью наружных электродов разности потенциалов не будет. Однако если в этот период ввести микроэлектрод внутрь клетки, то зарегистрируется так называемый потенциал покоя, достигающий 90 мВ. Под воздействием внешнего электрического импульса клеточная мембрана становится проницаемой для катионов натрия, которые устремляются внутрь клетки (вследствие разности внутри- и внеклеточной концентрации) и переносят туда свой положительный заряд. Наружная поверхность данного участка приобретает отрицательный заряд вследствие преобладания там анионов. При этом появляется разность потенциалов между положительным и отрицательным участками поверхности клетки, и регистрирующий прибор зафиксирует отклонение от изоэлектрической линии. Этот процесс носит название деполяризации и связан с потенциалом действия. Вскоре вся наружная поверхность клетки приобретает отрицательный заряд, а внутренняя -- положительный, т. е. произойдет обратная поляризация.. Регистрируемая кривая при этом вернется к изоэлектрической линии. В конце периода возбуждения клеточная мембрана становится менее проницаемой для катионов натрия, но более проницаемой для катионов калия; последние устремляются из клетки (вследствие разности вне- и внутриклеточной концентрации). Выход калия из клетки преобладает над поступлением натрия в клетку, поэтому наружная поверхность мембраны снова постепенно приобретает положительный заряд, а внутренняя -- отрицательный. Этот процесс носит название реполяризации. Регистрирующий прибор вновь зафиксирует отклонение кривой, но в другую сторону (так как положительный и отрицательный полюсы клетки поменялись местами) и меньшей амплитуды (так как поток ионов калия движется медленнее). Описанные процессы происходят во время систолы. Когда вся наружная поверхность вновь приобретает положительный заряд, а внутренняя -- отрицательный, снова будет зафиксирована изоэлектрическая линия, что соответствует диастоле. Во время диастолы происходит медленное обратное движение ионов калия и натрия, которое мало влияет на заряд клетки, поскольку ионы натрия выходят из клетки, а ионы калия входят в нее одновременно и эти процессы уравновешивают друг друга. Описанные процессы относятся к возбуждению единичного волокна миокарда. Возникающий при деполяризации импульс вызывает возбуждение соседних участков миокарда, оно постепенно охватывает весь миокард, развиваясь по типу цепной реакции. Возбуждение сердца начинается в синусовом узле, расположенном в правом предсердии в области устья верхней полой вены. Синусовый узел обладает автоматизмом и продуцирует определенное число импульсов в заданный промежуток времени. У взрослого человека в покое в синусовом узле генерируется 60-80 импульсов в минуту.

РЕГИСТРАЦИЯ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ

Электрокардиограмма (ЭКГ) представляет собой запись суммарного электрического потенциала, возникающего при возбуждении множества миокардиальных клеток.ЭКГ записывают с помощью электрокардиографа. Его основными частями являются гальванометр, система усиления, переключатель отведений и регистрирующее устройство. Электрические потенциалы, возникающие в сердце, воспринимаются электродами, усиливаются и приводят в действие гальванометр. Изменения магнитного поля передаются на регистрирующее устройство и фиксируются на электрокардиографическую ленту, которая движется со скоростью 10-100 мм/с (чаще 25 или 50 мм/с). Во избежание технических ошибок и помех при записи ЭКГ необходимо обратить внимание на правильность наложения электродов и их контакт с кожей, заземление аппарата, амплитуду контрольного милливольта и другие факторы, способные вызвать искажение кривой. Электроды для записи ЭКГ накладывают на различные участки тела. Система расположения электродов называется электрокардиографическими отведениями.

ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЧЕСКИЕ ОТВЕДЕНИЯ

В клинической практике наиболее распространены отведения от различных участков поверхности тела. Эти отведения называются поверхностными. При регистрации ЭКГ обычно используют 12 общепринятых: 6 от конечностей и 6 грудных. Первые 3 стандартных отведения были предложены еще Эйнтговеном.

Электроды при этом накладываются следующим образом:

I.отведение: левая рука (+) и правая рука (-); II.отведение: левая нога (+) и правая рука (-); III.отведение: левая нога (+) и левая рука (-).

Оси этих отведений образуют во фронтальной плоскости грудной клетки так называемый треугольник Эйнтговена.

Регистрируют также усиленные отведения от конечностей:

??VR -- от правой руки; ??VL -- от левой руки; ??VF -- от левой ноги.

К положительному полюсу аппарата присоединяют проводник электрода от соответствующей конечности, а к отрицательному полюсу -- объединенный проводник электродов от двух других конечностей. Усиленные отведения от конечностей находятся в определенном соотношении со стандартными. Так, отведение ?VL в норме имеет сходство с I отведением, ?VR -- с зеркально перевернутым II отведением, ?VF сходно со II и III отведениями.

Шесть грудных отведений обозначают V1 - V6. Электрод от положительного полюса устанавливают на следующие точки:

V1 -- в четвертом межреберье у правого края грудины;

V2 -- в четвертом межреберье у левого края грудины;

V3 -- посередине между точками V2 и V4;

V4 -- в пятом межреберье по левой срединно-ключичной линии; V5 -- на уровне отведения V4 по левой передней аксиллярной линии; V6 -- на том же уровне по левой средней аксиллярной линии.

АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ

При анализе ЭКГ прежде всего необходимо проверить техническую правильность ее регистрации, в частности амплитуду контрольного милливольта (соответствует ли она 1 см). Неправильная калибровка аппарата может существенно изменить амплитуду зубцов и привести к диагностическим ошибкам. Значительные затруднения для анализа ЭКГ могут представлять помехи, вызванные плохим контактом электродов с кожей, некачественным заземлением аппарата, мышечным тремором, наводными токами и т. д. При указанных дефектах записи ЭКГ следует переснять.

ПОМЕХИ ПРИ РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

Усилительная система в электрокардиографе способствует резкому усилению не только полезных сигналов, но и тех незначительных помех, которые не всегда устранимы. Некоторые морфологические изменения зубцов неизбежны, но не имеют диагностического значения. Однако очень часто эти изменения ошибочно считают признаками поражения миокарда. Причиной помех могут быть электрическая активность тканей, через которые проводится импульс (например, скелетные мышцы), сопротивление тканей, особенно кожи, а также сопротивление на входе усилителя. Примером помех такого рода является электрическая активность скелетных мышц, поэтому при регистрации электрокардиограммы необходимо рекомендовать пациенту максимально расслабить мышцы. Мышечные токи накладываются на электрокардиограмму у больных с дрожательным параличом, хореей, тетанией, паркинсонизмом, тиреотоксикозом. Колебания, вызываемые мышечными токами, иногда трудно отличить от трепетания предсердий. Артефакты, возникающие на кривой при случайном толчке аппарата или кушетки могут имитировать желудочковые экстрасистолы. Однако, при внимательном рассмотрении артефакты легко распознаются. Неравномерная работа отметчика времени или лентопротяжного механизма может симулировать аритмию. При сопоставлении динамических изменений нельзя придавать диагностическое значение изменениям амплитуды зубцов, если серийные электрокардиограммы у одного и того же пациента зарегистрированы при разной чувствительности электрокардиографа. Большое значение имеет постоянство нулевой (или основной) линии, от которой производится отсчет амплитуды зубцов. Стабильность нулевой линии зависит от наличия достаточно высокого входного сопротивления усилительной системы и минимального кожного сопротивления. Нередко основная линия электрокардиограммы колеблется вместе с элементами кривой. Подобную электрокардиограмму не следует считать патологической, так как причиной могут быть нарушения режима питания аппарата, форсированное дыхание пациента, кашель, икота, чиханье, перистальтика кишечника. В грудных отведениях подобные изменения нередко проявляются при трении электрода о выступающие ребра. Низкий вольтаж зубцов иногда обусловливается плохим контактом электродов с кожей. Значительные помехи вызывают наводные токи («фон»), распознаваемые по правильности колебаний 50 Гц (от осветительной сети). Подобные помехи могут появиться при плохом контакте электродов с кожей, особенно при ее волосатости. Нетрудно распознать локализацию возникновения помех. Например, если «наводка» вида во II и III отведении, а в I отведении ее нет, то провод от левой ноги имеет плохой контакт с электродом, или последний неплотно прилегает к коже. Если «наводка» видна в I и II отведении, то плохой контакт на правой руке. Если контакты достаточные, а «наводка» наблюдается во всех отведениях, то рекомендуется заземлить правую ногу, присоединив ее специальным кабелем к отопительным и водопроводным трубам. Иногда полезно изменить положение койки пациента, поскольку тело человека иногда можно уподобить антенне, которая в одних положениях подвержена влиянию атмосферных токов, а в других -- свободна от них. Кроме того, нельзя укладывать пациента так, чтобы осветительная сеть была параллельна оси отведения. Для устранения «наводки» часто прибегают к различным фильтрам. Такого способа устранения помех следует избегать, так как при этом наряду с освобождением кривой от наводных токов нередко выбрасываются и частоты сигнала сердца. Наилучший способ, помогающий освобождению от помех, заключаются в использовании клетки Фарадея.

ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФ ЭК1Т-03М

1. НАЗНАЧЕНИЕ

Электрокардиограф ЭК1Т-03М является модернизированной моделью электрокардиографа ЭК1Т-03.

ЭК1Т-03М - это одноканальный электрокардиограф, 3-го класса точности, с перьевой записью на термочувствительной бумаге.

Электрокардиограф ЭК1Т-03М предназначен для определения контактным методом зависимости разности потенциалов электрического поля сердца от времени в лечебно-профилактических медицинских учреждениях.

Электрокардиограф и принадлежности к нему:

электрокардиограф;

электроды для конечностей;

электрод грудной;

резиновые ленты для крепления электродов к конечностям;

кабель сетевой;

кабель отведений;

техническая документация.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

?Отведения регистрируемые электрокардиографом: I; II; III; ?VR; ?VL; ?VF; V.

?Диапазон измерения напряжения U от 0,03 до 4 мВ.

?Диапазон измерения интервалов времени ?от 0,01 до 2,00 с. Погрешность измерения напряжения сигналов со спектром в диапазоне частот от 0,5 до 60 Гц ?U = ? (0,6/? + 0,15U) мВ.

?Чувствительность: ? - 5, 10, 20 мм / мВ.

?Погрешность измерения интервалов времени: ?? = ? (0,5/v + 0,1?) с.

?Скорость движения носителя записи: v - 25 и 50 мм / с.

?Эффективная ширина записи канала 40 мм.

?Полоса пропускания от 0,2 до 60 Гц.

?Неравномерность амплитудно-частотной характеристики ? 15%.

?Верхняя граничная частота от 60 до 70 Гц.

?Входное сопротивление не менее 5 Мом.

?Эквивалентное сопротивление синфазных помех не более 100 Ом.

?Уровень внутренних шумов, приведенных ко входу, не более 30 мкВ.

?Время установления рабочего режима не более 1 мин.

?Время непрерывной работы 8 час.

?	Питание от сети переменного тока частотой 50 или 60 Гц напряжением 127?12,7В или 220?22В.
?	Потребляемая мощность от сети переменного тока - не более 25 Вт.
?	Габариты в мм - 270 х 200 х 100.
?	Масса с сетевым блоком питания не более 3,9 кг.

Условия эксплуатации: электрокардиограф должен работать при температуре окружающей среды +25 ? 15?С, относительной влажности воздуха 65 ? 15% и атмосферном давлении 750 ? 30 мм рт. ст.

Электрокардиограф имеет изоляцию сетевой цепи относительно рабочей части и корпуса прибора, испытанную напряжением 4000 В, обеспечивающую безопасность пациента и обслуживающего персонала.

3. ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ

Расположение органов управления электрокардиографом показано на рис.1.

1. -- Сетевой выключатель.

Для включения электрокардиографа необходимо передвинуть сетевой выключатель в положение, отмеченное красной точкой.

3. -- Индикатор включения питания.

При подключении к сети переменного тока светится индикатор включения питания.

6. -- Регулятор накала пера.

-- Переключатель отведений.

-- Регулятор смещения пера.

-- Кнопка калибровки «1mV».

При нажатии кнопки на вход электрокардиографа подается сигнал 1 мВ при положении «1mV» переключателя отведений.

-- Кнопка переключения скорости «50/25».

-- Кнопка успокоения «О - МТ».

Для включения успокоения необходимо зафиксировать кнопку в нижнем положении. При включении кнопки успокоения собственные входы электрокардиографа отключаются.

-- Кнопка записи «М».

Фиксация кнопки в нижнем положении означает начало записи.

-- Переключатель чувствительности «0 5 10 20 mm/mV».

При положении «0» накоротко замкнут вход усилителя мощности. Это положение может быть использовано при профилактике и ремонте.

3.1 Кабель отведений

Кабель отведений предназначен для подключения электродов, наложенных на тело пациента, к электрокардиографу.

Кабель отведений состоит из 5 проводов, соответствующих числу электродов и оканчивающихся наконечниками. Кабель подключается к встроенному усилителю биопотенциалов (УБП) через вилку 7 (рис.1).

Сетевой выключатель;

Вилка для подключения сетевого кабеля;

Индикатор включения питания;

Вилка для подключения питания от аккумуляторного источника автомобиля;

Гнездо заземления;

Регулятор накала пера;

Вилка для подключения кабеля отведений;

Переключатель отведений;

Регулятор смещения пера;

Кнопка калибровки;

Кнопка переключения скорости;

Кнопка успокоения;

Кнопка записи;

Переключатель чувствительности;

Тепловое перо;

Подвижной столик.

4. РАБОТА С ПРИБОРОМ

4.1 Подготовка прибора к работе

Достаньте электрокардиограф из футляра и установите в удобном для оператора положении.

Заправьте электрокардиограф бумажной лентой следующим образом:

слегка утопите и отведите в сторону подвижной столик 16 (рис.1), при этом под действием пружины столик откидывается и занимает вертикальное положение;

установите рулон бумаги на вращающуюся втулку;

свободный конец ленты заправьте поверх валиков в направляющие пазы подвижного столика, при этом конец ленты должен выходить из окна столика на 2-3 см;

установите столик в рабочее положение.

Установите органы управления в исходное положение:

выключатель сети в положение отключено (противоположное отмеченному красной точкой);

переключатель отведений в положение «1mV»;

переключатель чувствительности в положение 10 mm/mV;

кнопку записи «М» в положение отключено (верхнее положение);

кнопку успокоения «О-МТ» в положение включено (нижнее положение); *кнопку переключения скорости «50/25» в верхнее или нижнее положение в зависимости от требуемой скорости движения ленты.

Заземлите электрокардиограф, соединив гнездо заземления «?» с заземляющим контуром, в качестве которого может служить водопроводная труба или, при невозможности подключения к ней, труба центрального отопления.

Подключите к разъему «127/220V» электрокардиографа сетевой кабель, имеющий плоскую вилку. Кабель включается в розетку сети с любым напряжением 127 или 220 В, нужный режим устанавливается автоматически.

ВНИМАНИЕ! Запрещается пытаться подключать сетевой кабель к разъему «-12» электрокардиографа.

4.2 Подключение кабеля отведений

Для подключения кабеля отведений к вилке 7 (рис.1) электрокардиографа сначала соедините разъемы по шлицевому соединению, а затем заверните накидную гайку для получения надежного контакта. Наложите четыре электрода на конечности и грудной электрод на грудь согласно общепринятой методике. Резиновые ленты должны надежно закрепить электроды, но не слишком сильно, чтобы не создавать неприятного ощущения для пациента. Для улучшения контакта положите между кожей пациента и электродами прокладки из марли или фильтровальной бумаги, смоченные 5-10% раствором поваренной соли в воде и слегка отжатые. Соедините наконечники кабеля с электродами в соответствии с расцветкой проводов кабеля отведений и закрепите винтами.

Провода кабеля отведений присоединяются к электродам в следующем порядке:

R красный -- к электроду на правой руке

L желтый -- к электроду на левой руке

F зеленый -- к электроду на левой ноге N черный -- к электроду на правой ноге C белый -- к грудному электроду.

4.3 Запись электрокардиограммы

Включите электрокардиограф, передвинув сетевой выключатель по направлению к красной точке. При этом должен засветиться индикатор включения питания.

Регулятором смещения пера установите перо 15 (рис.1) на середину поля записи и установите кнопку успокоения «О-МТ» в верхнее положение.

Включите кнопку записи «М» и, нажимая и отпуская кнопку калибровки «1mV», запишите два-три калибровочных импульса, указывающих на чувствительность прибора.

ВНИМАНИЕ! Запись калибровочных импульсов провотите только при установке переключателя отведений в положение «1mV».

При переключении переключателя отведений осуществляется атоматическое успокоение. При необходимости дополнительного успокоения включите кнопку успокоения «О-МТ». Перестановку грудного электрода или проверку качества контактов в цепи пациента (для исключения биения пера) проводите только при включенной кнопке успокоения «О-МТ».

Установите переключатель отведений в положение «1» (1-е стандартное отведение), включите кнопку записи и запишите необходимое число циклов электрокардиограммы. Переключая переключатель отведений, запишите электрокардиограммы для других стандартных отведений. Если амплитуда зубцов электрокардиограммы в каком-либо отведении превышает ширину поля записи или слишком мала, что затрудняет исследование, измените чувствительность, переключив переключатель чувствительности соответственно в положение 5 или 20 mm/mV, снова запишите калибровочные импульсы и запишите электрокардиограмму в нужном отведении. Для получения качественной записи электрокардиограммы необходимо, чтобы пациент лежал в удобном положении, был расслаблен и спокоен. Во время записи электрокардиограммы пациент не должен касаться корпуса электрокардиографа, а оператору не следует одновременно касаться пациента и электрокардиографа. Не следует прикасаться к кабелю отведений в момент записи, так как это может привести к неточности в записи электрокардиограммы.

4.4 Виды помех и их устранение

При записи электрокардиограмм можно встретиться с различными видами помех: размытостью записи, соматической дрожью, блуждающей нулевой линией. Размытость записи из-за влияния помех сети переменного тока характеризуется зубцеобразной нулевой линией с периодическим повторением зубцов (один пик на каждый миллиметр при скорости протяжки 50 мм/с).

Причины: плохое заземление электрокардиографа или неправильное расположение пациента.

Методы устранения:

необходимо проверить качество заземления электрокардиографа. Размытость нулевой линии не должна наблюдаться при установке

переключателя отведений в положение «1mV»;

проверить качество контакта каждого электрода с кожей пациента;

проверить состояние электродов и наконечников кабеля отведений (они должны быть чистые и блестящие);

проверить качество контактов наконечников кабеля отведений с электродами;

проверить расположение проводов кабеля отведений (они должны быть сгруппированы вместе).

Если помеха переменного тока присутствует на всех отведениях, возможно, пациент находится в сильном поле переменного тока. Для устранения помехицелесообразно:

отключить телевизоры, лампы, расположенные рядом с пациентом, путем извлечения вилок из розеток сети;

переместить пациента на другое место в комнате;

проверить, не касаются ли конечности пациента каких-либо металлических частей стола, кровати, стула. Переместить конечности или положить подушку между конечностями и металлическими частями;

если конечности расположены близко от стены, отодвинуть пациента, так как в стене может находиться скрытая проводка;

проверить, не работает ли рентгеновская или высокочастотная аппаратура в соседней комнате.

Если помеха переменного тока присутствует только на грудном отведении, прежде всего необходимо проверить плотность наложения грудного электрода.

Соматическая дрожь, обусловленная напряжением мышц или неудобным положением пациента, характеризуется следующим признаком:

?колеблющаяся нестабильная нулевая линия (часто похожа на помеху от сети переменного тока, но не имеет точно 10 пиков на каждые 10 мм при скорости 50 мм/с).

Методы устранения:

проверить, удобно ли пациенту, стол для осмотра должен поддерживать руки пациента;

успокоить пациента, предупредить его о необходимости хранить

молчание во время записи электрокардиограммы и расслабиться;

иногда с целью уменьшения дрожи, связанной с нервным состоянием или преклонным возрастом пациента, предложить пациенту отдохнуть в течение 1015 минут и повторно произвести запись.

Блуждающая нулевая линия характеризуется движением всей записи вверх и вниз.

Причина обычно обусловлена нарушением спокойного состояния пациента, движением его во время записи электрокардиограммы.

Методы устранения:

проверить, находится ли пациент в удобном положении;

успокоить пациента, избегать разговоров во время записи;

проверить плотность наложения электродов, следя за тем, чтобы они не причиняли неудобства пациенту;

расположить кабель отведений так, чтобы он не натягивал электроды.

В силу физической особенности тепловой записи, по сравнению с чернильной, видимость фронтов регистрируемых импульсов менее четкая, чем изолинии, что не является дефектом прибора.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

электрокардиография потенциал сердечный

Дощицин В. Л. Практическая электрокардиография. -- 2-е изд., перераб. и доп. -- М.: Медицина, 1987. -- 336 с.

Дехтярь Г. Я. Электрокардиографическая диагностика. --2-е изд., перераб. и доп. -- М.: Медицина, 1972. -- 416 с.

Минкин Р. Б., Павлов Ю. Д. Электрокардиография и фонокардиография. -- Изд. 2-е, перераб. и дополн. -- Л.: Медицина, 1988. -- 256 с.

Исаков И. И., Кушаковский М. С., Журавлева Н. Б. Клиническая электрокардиография (нарушения сердечного ритма и проводимости): Руководство для врачей. -- Изд. 2-е перераб. и доп. -- Л.: Медицина, 1984. -- 272 с.

Размещено на Allbest.ru

...