Badanie elektrograficzne

Badanie elektrograficzne jest niezwykle istotnym narzędziem współczesnej medycyny. Pozwala bowiem nie tylko rozpoznać zaburzenia rytmu serca, czy określić przyczynę bólu w klatce piersiowej, ale ułatwia także właściwe użycie trombolizy w leczeniu zawału serca czy diagnostykę dusznicy.

EKG jest metodą mającą na celu zarejestrować aktywność elektryczną serca, w postaci różnicy potencjałów między dwoma elektrodami. Ponadto elektrokardiograf wychwytuje aktywność innych mięśni np. szkieletowych, i choć konstrukcja aparatów EKG ma na celu minimalizację tych zakłóceń, ważne jest także rozluźnienie się osoby badanej. Pomaga ono powiem w uzyskaniu czystego zapisu.

Istotne jest także, by skóra miejsc do których będą przyklejone elektrody była czysta i sucha. Ze względu na fakt, iż włosy są słabym przewodnikiem elektryczności i utrudniają zamontowanie elektrod, ogolenie, choć nie niezbędne, w znacznym stopniu ułatwia przeprowadzenie badania.

Dla zrozumienia zasady działania elektrokardiogramu warto jest zapoznać się z podstawowymi informacjami na temat budowy serca i jego elektrofizjologii.

Aby serce mogło spełniać prawidłowo swoją główną funkcję, jaką jest pompowanie krwi, mięśnie sercowe muszą posiadać zdolność regularnego skurczu i rozkurczu. Czynność ta jest możliwa dzięki obecności układu bodźcoprzewodzącego serca. Zbudowany jest on z wyspecjalizowanych komórek, z których jedne biorą udział w przewodzeniu bodźców, inne z kolei pełnią rolę rozrusznika.

Podstawowym zadaniem tego układu jest wytwarzanie impulsów elektrycznych i przekazywanie ich do kardiomiocytów (komórek mięśniowych serca). Funkcję rozrusznika pełni przede wszystkim obecny w mięśniu prawego przedsionka węzeł zatokowo-przedsionkowy. Generuje on impulsy z częstością 60-100 uderzeń na minutę (średnio 70).

Rolę tę mogą spełniać także pozostałe elementy układu bodźcoprzewodzącego serca: węzeł przedsionkowo-komorowy, pęczek Hisa (pęczek przedsionkowo-komorowy) i jego odnogi oraz komórki Purkiniego. Niestety im komórki niższego rzędu, tym częstość generowanego rytmu mniejsza. Dlatego też, gdy w momencie uszkodzenia węzła zatokowo-przedsionkowego funkcję rozrusznika przejmuje element niższego rzędu (w tym wypadku węzeł przedsionkowo-komorowy), serce zaczyna pracować wolniej.

Serce tworzą ułożone w szeregi komórki, zbudowane z licznych elementów, w skład których wchodzą dwie przesuwające się względem siebie części. Ich ruch jest możliwy dzięki obecności białek, aktyny i miozyny. Komórki serca układają się w włókna mięśniowe, które następnie tworzą wraz z tkanką łączną warstwy mięśnia sercowego. Obecny w kardiomiocytach i po ich zewnętrznej stronie płyn zawiera poza wodą i białkami, zdysocjowane na jony sole. Jony te (głównie sodu, potasu, wapnia i chloru) dzięki swojej migracji przez błonę komórkową, biorą udział w powstawaniu potencjału czynnościowego.

Dążąc do stanu równowagi jony potasu przemieszczają się, zgodnie z gradientem stężeń, na zewnątrz komórki, natomiast jony sodu do jej wnętrza. Wytworzenie potencjału elektrycznego jest możliwe dzięki obecności pomp sodowo-potasowych, zależnych od cząsteczek ATP. Mają one bowiem zdolność aktywnego (wymagającego nakładu energetycznego) transportu jonów przez błonę komórkową, powodując ujemne naładowanie płynu znajdującego się wewnątrz kardiomiocytu. Dzięki aktywności ATPazy sodowo-potasowej potencjał spoczynkowy komórki serca utrzymuje się na poziomie od -70 do -90 mV.

Wnikające do wnętrza jony niwelują jednak w pewnym momencie efekt działania pompy, powodując wzrost ładunku wewnątrz kardiomiocytu. Powstaje wówczas potencjał progowy, przy którym następuje otwarcie nowych kanałów, przez które do komórki zaczynają wnikać jony sodu. Skutkuje to dalszym wzrostem potencjału i pobudzeniem kardiomiocytu (faza 0 potencjału czynnościowego). Taka zdepolaryzowana komórka przekazuje wytworzony impuls elektryczny sąsiadującym kardiomiocytom, aż pobudzeniu ulegną wszystkie komórki serca. Kolejnym etapem (faza 1) jest moment kiedy ładunek dodatni osiąga swoją najwyższą wartość.

Zobacz również:

Wówczas do komórki zaczynają napływać ujemne jony chlorkowe. Skutkuje to zamknięciem szybkich kanałów sodowych i otwarciem kanałów wapniowych (faza 2 - plateau), co umożliwia utrzymanie stanu depolaryzacji. Jony wapnia odgrywają w tym momencie ogromną rolę. Aktywują bowiem kompleks troponina- tropomiozyna, co powoduje wzajemną interakcję aktyny i miozyny oraz ostatecznie skurcz komórki sercowej. Faza 3 potencjału czynnościowego to otwarcie kanałów potasowych i ucieczka jonów K+ z komórki. Następuje wówczas obniżenie ładunku w kardiomiocycie i repolaryzację. Po osiągnięciu ponownie potencjału spoczynkowego (faza 4), cykl się powtarza.

Istotne dla zrozumienia działania elektrokardiogramu jest także pojęcie wektora. Każda komórka serca wytwarza impuls elektryczny o różnej sile i kierunku. Suma wszystkich wektorów poszczególnych kardiomiocytów komór tworzy wektor wypadkowy, nazywany osią elektryczną serca. Analogicznie można określić oś elektryczną poszczególnych załamków (załamka P i T), odcinków (odcinka ST) oraz zespołu QRS (opisane niżej).

Pomiarem tych wypadkowych wektorów w odniesieniu do danej elektrody (odprowadzenia) zajmuje się właśnie EKG.
Zapis elektrokardiogramu jest po prostu odzwierciedleniem przechodzenia impulsu elektrycznego, a elektrody mają za zadanie mierzenie elektrycznej aktywności, która ma miejsce pod nimi.

W EKG stosuje się następujące rodzaje elektrod:

kończynowe, umieszczane w odległości min. 10 cm od serca (dokładna lokalizacja elektrody nie ma znaczenia)

RA (czerwona) – na prawej kończynie górnej
LA (żółta) – na lewej kończynie górnej
RL (czarna) – na prawej kończynie dolnej
LL (zielona) – na lewej kończynie dolnej

przedsercowe, umieszczane na klatce piersiowej (istotna jest dokładność ich ulokowania)

V1 – po prawej stronie, w czwartej przestrzeni międzyżebrowej
V2 – po lewej stronie, w czwartej przestrzeni międzyżebrowej
V3 – w połowie odległości pomiędzy elektrodami V2 a V4
V4 – po lewej stronie, w piątej przestrzeni międzyżebrowej w linii środkowo-obojczykowej lewej
V5 – po lewej stronie, w piątej przestrzeni międzyżebrowej w linii pachowej przedniej lewej

V6 – po lewej stronie, w piątej przestrzeni międzyżebrowej w linii pachowej środkowej lewej

Oddalanie się dodatniego impulsu od elektrody elektrogardiogram zapisuje w postaci załamka skierowanego w dół (ujemnego). Natomiast zbliżanie się takiego impulsu jest zapisane w formie załamka skierowanego do góry (dodatniego). Zapis tego samego wektoru różni się w zależności od położenia elektrody. Jeśli znajduje się ona pośrodku wektora zapis elektrokardiogramu ma postać wychylenia dodatniego ukazującego zbliżanie się impulsu i wychylenia ujemnego odzwierciedlającego energię oddalającego się impulsu.

Używane często pojęcie odprowadzenia oznacza swoistego rodzaju „spojrzenie” na aktywność serca. Uzyskiwane są w tej samej płaszczyźnie (poprzecznej), ale pod różnym kątem. Informacje uzyskane z czterech elektrod kończynowych i sześciu przedsercowych tworzą obraz z 12 różnych punktów. Obraz taki nazywany jest 12 odprowadzeniowym zapisem EKG.

Wyróżnia się następujące odprowadzenia:

dwubiegunowe kończynowe Einthovena (I , II , III) – tzw. trójkąt Eithovena

jednobiegunowe kończynowe wzmocnione Goldbergera (aVR, aVL, aVF)

jednobiegunowe przedsercowych Wilsona (V1, V2, V3, V4, V5, V6)

Taka liczba odprowadzeń jest optymalną dla uzyskania wystarczająco dokładnego obrazu aktywności elektrycznej serca i stosunkowo szybkiej interpretacji.

Otrzymane w zapisie elektrokardiograficznym załamki i odstępy odpowiadają określonym obszarom serca:

załamek P odnosi się do depolaryzacji przedsionków,

odstęp PR określa to, co się dzieje między początkiem depolaryzacji przedsionków, a początkiem depolaryzacji komór,

zespół QRS opisuje depolaryzację komór,

odcinek ST oznacza przerwę w aktywności elektrycznej komór, przed fazą repolaryzacji,

załamek T odzwierciedla repolaryzację komór,

odstęp QT jest łącznym czasem depolaryzacji i repolaryzacji komór, natomiast

załamek U odpowiada najprawdopodobniej powolnej repolaryzacji komór lub repolaryzacji przegrody międzykomorowej.

Amplituda każdego załamka odzwierciedla wielkość napięcia wytwarzanego w trakcie kolejnych etapów pracy serca. Dlatego też, załamek P jest niski (odpowiada niskiemu napięciu, które wywołuje depolaryzację przedsionków), natomiast zespoły QRS są wyższe (depolaryzacja komór jest skutkiem wyższego napięcia).

Na podstawie zapisu EKG można określić nie tylko przebieg zdarzeń zachodzących w sercu, ale także czas ich trwania. Jest to możliwe dzięki stałej szybkości przesuwania papieru milimetrowego w elekrokardiogramie.

Wyznaczenie częstości akcji serca pozwala na zdiagnozowanie bradykardii (przy częstości poniżej 60 uderzeń na minutę) lub tachykardii (przy częstości powyżej 100 uderzeń na minutę).

Ocena rytmu serca możliwa jest z kolei tylko przy przedłużonym (obejmującym przynajmniej 12 cykli pracy serca) zapisie z jednego odprowadzenia EKG (najczęściej II odprowadzenie).

Pozwala ona na zdiagnozowanie zaburzeń:

rytmu zatokowego (m. in. niemiarowości zatokowej, zespółu chorego węzła zatokowego),
rytmu przedsionkowego (częstoskurczu przedsionkowego, migotania lub trzepotania przedsionków),
rytmu komorowego (m. in. częstoskurczu komorowego lub różnokształtnego, migotania komór),
rytmu z łącza przedsionkowo-komorowego,
a także zaburzeń przewodzenia oraz występowania rytmów zastępczych czy skurczów dodatkowych (ektopowych).

Szczególną odmianą badania ekektrograficznego jest EKG wysiłkowe. Jest ono niezwykle użyteczne u osób z chorobą niedokrwienną serca i zaburzeniami rytmu uwarunkowanymi wysiłkiem. Umożliwia bowiem diagnostykę bólów w klatce piersiowej, ocenę ryzyka w stabilnej chorobie wieńcowej lub po zawale serca, ocenę wskazań do wszczepienia stymulatora, ocenę skuteczności leczenia, tolerancji wysiłku i ewentualnych zaburzeń nim spowodowanych.

Źródła:
Garcia T.B., Holtz N.E.: EKG-sztuka interpretacji, MediPage, Warszawa 2007
Houghton A.R., Gray D.: EKG jasno i zrozumiale, Wyd. I, α-medica press, Bielsko-Biała 2005
Hampton J.R.: EKG to proste. Urban & Partner, Wrocław 2009

Autor: Marta Grochowska