|
Elektrokardiografia
Ten artykuł należy dopracować
 Elektrokardiografia (EKG) – zabieg diagnostyczny wykorzystywany w medycynie przede wszystkim w celu rozpoznawania chorób serca. Pomijając EKG wykonywane w czasie operacji na sercu, jest to metoda pośrednia polegająca na rejestracji elektrycznej czynności mięśnia sercowego z powierzchni klatki piersiowej w postaci różnicy potencjałów (napięć) pomiędzy dwiema elektrodami, co graficznie odczytujemy w formie krzywej elektrokardiograficznej, na specjalnym papierze milimetrowym bądź na ekranie monitora. EKG nie jest niezawodnym kryterium rozpoznania choroby: istnieje możliwość prawidłowego elektrokardiogramu przy schorzeniach kardiologicznych oraz nieprawidłowy zapis czynności elektrycznej przy prawidłowym stanie klinicznym.   Historia elektrokardiografii  Historia EKG – szczególnie w swoich początkach – wiąże się z odkryciami z dziedziny fizyki, gdyż elektrokardiograf w istocie jest bardzo czułym galwanometrem. Późniejszy rozwój EKG związany jest z obserwacją zmian pojawiających się w zapisie i ich powiązaniem z konkretnymi jednostkami chorobowymi. W 1819 r. duński fizyk Hans Christian Ørsted podczas demonstracji studentom ogrzewania platynowego drutu prądem z ogniwa Volty, zauważył, że igła magnetyczna leżącego obok kompasu porusza się za każdym razem gdy prąd elektryczny jest włączony. W ten sposób odkrył elektromagnetyzm. W 1820 r. Johann Schweigger zwiększył poruszanie się igieł magnetycznych w polu elektromagnetycznym. Odkrył, że przez 100-krotne owinięcie drutu z prądem na szpulce, oddziaływanie na igłę ulega zwiększeniu. Schweigger wynalazł pierwszy galwanometr i ogłosił swój wynalazek na Uniwersytecie Halle 16 września 1820. W 1842 r. Carlo Matteucci, profesor fizyki na Uniwersytecie w Pizie, pokazał, że prąd elektryczny towarzyszy każdemu uderzeniu serca żaby. W 1872 r. francuski fizyk Gabriel Lippmann wynalazł elektrometr kapilarny. Jest to cienka szklana rurka ze słupem rtęci pod kwasem siarkowym. Menisk rtęci przesuwa się wraz ze zmianami potencjałów elektrycznych i jest obserwowany pod mikroskopem. W 1876 r. Marey użył elektrometru do zapisu aktywności elektrycznej eksponowanego serca żaby. W 1878 r. brytyjscy fizjolodzy John Burden Sanderson i Friderick Page zapisali prąd elektryczny serca żaby przy użyciu kapilarnego elektrometru i pokazali, że zapis ten składa się z dwóch faz (później nazwanych QRS i T). W 1880 r. francuski fizyk Jacques-Arsène d’Arsonval we współpracy z Marcelem Deprezem ulepszył galwanometr. Zamiast igły magnetycznej poruszającej się gdy prąd elektryczny przepływał przez otaczającą drucianą zwojnicę, galwanometr Deprez-d’Arsonval miał zamocowany na stałe magnes i ruchome uzwojenie. Jeśli wskaźnik był przymocowany do zwojnicy, to mógł się on poruszać na odpowiedniej skali. Galwanometr d'Arsonvala stał się podstawą dla najnowocześniejszych galwanometrów. W 1887 r. brytyjski fizjolog Augustus D. Waller ze Szkoły Medycznej St Mary w Londynie opublikował pierwszy ludzki elektrokardiogram. Został on wykonany na techniku laboratoryjnym przy użyciu elektrometru kapilarnego. W 1889 r. holenderski fizjolog Willem Einthoven zobaczył demonstrowaną przez Wallera technikę na I Międzynarodowym Kongresie Fizjologów w Bale. Z czasem to właśnie Einthoven stanie się kluczową osobą w rozwoju elektrokardiografii. W 1890 r. G.J. Burch z Oksfordu wymyślił arytmetyczną poprawkę dla obserwowanych fluktuacji elektrometru. Pozwoliło to zobaczyć prawdziwy kształt fali, ale wymagało męczących obliczeń. W 1891 r. brytyjscy fizjolodzy William Bavliss i Edward Starling z Kolegium Uniwersyteckiego w Londynie ulepszyli elektrometr kapilarny. Połączyli koniec do prawej ręki i do skóry nad uderzeniem koniuszkowym i pokazali „trójfazową zmianę towarzyszącą (czy raczej poprzedzającą) każdemu uderzeniu serca”. W 1893 r. Willem Einthoven wprowadził termin elektrokardiogram na spotkaniu Holenderskiego Stowarzyszenia Medycznego (później zgłoszono pretensje, że Waller pierwszy użył tego określenia). W 1895 r. Einthoven, używając ulepszonego elektrometru i formułę poprawki, odkrył rozróżnienie 5 wychyleń, które nazwał P, Q, R, S i T. W 1899 r. Karel Frederik Wenckebach opublikował artykuł O analizie nieregularnych pulsów opisujący osłabienie przewodnictwa przedsionkowo-komorowego prowadzącą do progresywnego wydłużenia i blokady przewodzenia przedsionkowo-komorowego u żaby. Nazwano to później blokiem Wenckebacha (Mobitz typu I) lub fenomenem Wenckebacha (periodyką Wenckebacha). Ponieważ Einthoven zdawał sobie sprawę, że rejestracja zapisów elektrokardiograficznych przy użyciu elektrometru kapilarnego i formuły poprawki jest na tyle czasochłonna i uciążliwa, że nie nadaje się do zastosowania na szerszą skalę, zwrócił swoją uwagę na możliwość zastosowania w tym celu galwanometrów. Miały one jednak istotną niedogodność – były zbyt mało czułe. W 1901 r. Einthoven skonstruował nowy galwanometr do wykonywania elektrokardiogramu, używając drobnej kwarcowej struny pokrytej srebrem, inspirując się pomysłem Depreza i d'Arnsovala (którzy użyli drucianego uzwojenia). Jego galwanometr strunowy ważył 600 funtów. W 1902 r. Einthoven opublikował pierwszy elektrokardiogram zapisany na galwanometrze strunowym. Już w 1903 r. Einthoven dyskutował o możliwości komercyjnej produkcji galwanometru strunowego z Maxem Edelmannem z Monachium i Horace Darwinem z londyńskiego Cambridge Scientific Instruments Company. W 1905 r. Einthoven rozpoczął przesyłanie elektrokardiogramu ze szpitala do swojego laboratorium oddalonego o 1,5 km przez kabel telefoniczny. W 1906 Einthoven opublikował pierwszą uporządkowaną prezentację prawidłowych i nieprawidłowych zapisów elektrokardiograficznych na galwanometrze strunowym. Zostały opisane: przerost lewej i prawej komory, przerost lewego i prawego przedsionka, fala U (po raz pierwszy), załamki QRS, przedwczesne skurcze komorowe, bigeminia komorowa, trzepotanie przedsionków i całkowity blok sercowy. W 1906 r. Cremer zapisał pierwszy elektrokardiogram przełykowy, który wykonał za pomocą sondy przełykowej. Elektrokardiografia przełykowa rozwinęła się dopiero w latach 70. XX wieku jako pomocna w różnicowaniu niemiarowości przedsionkowych. Cremer zapisał również pierwszy elektrokardiogram płodu z powierzchni brzucha ciężarnej kobiety. W 1908 r. Edward Schafer z uniwersytetu w Edynburgu po raz pierwszy kupił galwanometr strunowy do celów klinicznych. W 1909 Nicolai i Simmons donieśli o zmianach elektrokardiogramu podczas dusznicy bolesnej. W 1911 r. Thomas Lewis opublikował klasyczny skrypt Mechanizm bicia serca i zadedykował go Willemowi Einthovenowi. W 1912 r. Einthoven opisał trójkąt równoboczny utworzony przez standardowe odprowadzenia I, II i III, później nazwany trójkątem Einthovena. W 1920 r. Harold Pardee z Nowego Jorku opublikował pierwszy elektrokardiogram świeżego zawału serca u człowieka i opisał załamek T. W 1924 r. Einthoven otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za odkrycie zasady elektrokardiogramu. Również w 1924 r. Woldemar Mobitz opublikował swoją klasyfikację bloków serca (Mobitz typu I i II) opartą na zapisie elektrokardiogramu i kształcie fali tętna żyły szyjnej badanej u pacjentów z blokiem sercowym drugiego stopnia. W 1928 r. Ernstine i Levine donieśli o zastosowaniu lamp elektronowych do wzmocnienia elektrokardiogramu zamiast mechanicznego wzmacniania w galwanometrze strunowym. W 1928 r. zakłady Franka Sanborna zmieniły swój model stołowy maszyny elektrokardiograficznej na pierwszą wersję nadającą się do przenoszenia ważącą 50 funtów i zasilaną 6 V akumulatorem samochodowym. W 1930 r. Wolff, Parkinson i White donieśli o zespole elektrokardiograficznym krótkiego odcinka PR, szerokiego QRS i napadowej tachykardii. W 1930 r. Sanders opisał jako pierwszy zawał prawej komory. W 1931 r. Charles Wolferth i Francis Wood opisali zastosowanie ćwiczeń fizycznych do wywołania napadu dusznicy bolesnej. Badali oni zmiany EKG u zdrowych osób i tych z dusznicą, ale odrzucili tę technikę jako zbyt niebezpieczną. Natomiast w 1932 Goldhammer i Scherf zaproponowali użycie elektrokardiogramu po umiarkowanych ćwiczeniach jako pomoc w diagnostyce niewydolności wieńcowej. W 1932 r. Charles Wolferth i Francis Wood opisali kliniczne zastosowanie odprowadzeń sercowych. W 1934 r. przez połączenie drutów do prawego i lewego ramienia oraz lewej stopy z opornikiem 5000 omów Frank Wilson zdefiniował elektrodę obojętną później nazwaną Wilson Central Terminal. Kombinacja odprowadzeń działała jak uziemienie i była związana z ujemnym końcem EKG. Elektroda związana z dodatnim końcem później stała się „jednobiegunową” i mogła być umiejscowiona gdziekolwiek na ciele. Wilson określił jednobiegunowe odprowadzenia VR, VL i VF gdzie „V” było związane z napięciem (napięcie widoczne w miejscu jednobiegunowej elektrody). W 1938 r. American Heart Association i Cardiac Society z Wielkiej Brytanii zdefiniowały standardowe umiejscowienie i przewody elektryczne odprowadzeń przedsercowych V1-V6. „V” oznacza napięcie. W 1942 r. Emanuel Goldberger zwiększył napięcie jednobiegunowych odprowadzeń Wilsona o 50% i utworzył zwiększone odprowadzenia kończynowe aVR, aVL i aVF. Po dodaniu trzech odprowadzeń kończynowych i 6 odprowadzeń piersiowych otrzymamy 12-odprowadzeniowy elektrokardiogram, który jest obecnie używany. Również w 1942 r. Artur Master standaryzował dwukrokowy test wysiłkowy funkcji serca (znany obecnie jako Master two-step). W 1949 r. Sokolow i Lyon zaproponowali diagnostyczne kryteria przerostu lewej komory tj. ma ona miejsce, gdy suma wielkości załamka S w V1 i załamka R w V6 przekracza 35 mm. W 1959 r. Myron Prinzmetal opisał odmienną postać dusznicy, w której odcinek ST jest raczej podwyższony niż obniżony. W 1960 r. Smirk i Palmer uwydatnili ryzyko nagłej śmierci z powodu migotania komór szczególnie gdy komorowe skurcze przedwczesne zachodzą w tym samym czasie co załamek T. Fenomen „R na T”. W 1963 r. Robert Bruce i wsp. opisali wieloetapowy test wysiłkowy na bieżni, znany później jako protokół Bruce'a. W 1963 r. Baule i McFee byli pierwszymi, którzy odkryli magnetokardiogram, będący polem elektromagnetycznym powstającym z powodu aktywności elektrycznej serca. Jest to metoda mogąca wykonywać EKG bez użycia elektrod skórnych. Chociaż potencjalnie była to technika użyteczna nigdy nie uzyskała klinicznej akceptacji, m.in. z powodu wyższych kosztów. W 1968 r. Henry Marriott wprowadził zmodyfikowane odprowadzenie piersiowe 1 (MCL 1) do monitorowania pacjentów intensywnego nadzoru kardiologicznego. W 1976 r. Erhard i wsp. opisali użycie prawostronnego odprowadzenia przedsercowego do diagnostyki zawału prawej komory, który wcześniej był dla elektrokardiografii utajony. W 1993 r. Robert Zalenski, profesor medycyny ratunkowej z Uniwersytetu Stanowego Wayne w Detroit i wsp. opublikowali artykuł na temat klinicznego użycia 15-odprowadzeniowego EKG z rutynowym stosowaniem V4R, V8 i V9 w diagnostyce ostrych zespołów wieńcowych. Podobnie jak dodane 6 standaryzowanych jednobiegunowych odprowadzeń przedsercowych w 1938 r. te dodatkowe odprowadzenia zwiększą czułość elektrokardiogramu w wykrywaniu zawału serca. Dlaczego PQRST5 wychyleń rejestrowanych na zapisie EKG przed wprowadzeniem w 1890 r. formuły poprawki oznaczano ABCDE, natomiast 5 pochodnych wychyleń oznaczono PQRST. Wybór P jest matematyczną konwencją na używanie liter z drugiej połowy alfabetu. N ma inne znaczenie w matematyce, a O jest używane jako początek kartezjańskiego układu współrzędnych. Ponadto Einthoven użył O...X do zaznaczenia linii czasowych na swoim diagramie. P jest po prostu następną literą. Historia odprowadzeń EKGStandardowe odprowadzenia I, II, III zostały zaproponowane przez Einthovena, który w 1912 r. przy ich pomocy wyznaczył obecnie tzw. „trójkąt Einthovena”. W 1934 r. przez połączenie drutów do prawego i lewego ramienia oraz lewej stopy z opornikiem 5000 omów Frank Wilson zdefiniował „elektrodę obojętną”. Kombinacja odprowadzeń działała jak uziemienie i była związana z ujemnym końcem EKG. Elektroda związana z dodatnim końcem później stała się „jednobiegunową” i mogła być umiejscowiona gdziekolwiek na ciele. Wilson określił jednobiegunowe odprowadzenia VR, VL i VF gdzie „V” było związane z napięciem (napięcie widoczne w miejscu jednobiegunowej elektrody). W 1938 r. American Heart Association i Cardiac Society z Wielkiej Brytanii zdefiniowały standardowe umiejscowienie i przewody elektryczne odprowadzeń przedsercowych V1-V6. „V” oznacza napięcie. W 1942 r. Emanuel Goldberger zwiększył napięcie jednobiegunowych odprowadzeń Wilsona o 50% i utworzył zwiększone odprowadzenia kończynowe aVR, aVL i aVF. Po dodaniu trzech odprowadzeń kończynowych i 6 odprowadzeń piersiowych otrzymamy 12-odprowadzeniowy elektrokardiogram, który jest obecnie używany. W 1968 r. Henry Marriott wprowadził zmodyfikowane odprowadzenie piersiowe 1 (MCL 1) do monitorowania pacjentów intensywnego nadzoru kardiologicznego. W 1993 Robert Zalenski zaproponował kliniczne zastosowanie 15-odprowadzeniowego EKG z rutynowymi odprowadzeniami V4R, V8 i V9. Podstawa elektrofizjologiczna EKGPotencjał spoczynkowyElektrokardiogram jest graficznym zapisem zmian potencjałów w trakcie depolaryzacji i repolaryzacji komórek mięśnia sercowego. Na poziomie pojedynczego kardiomiocytu zmiany elektryczne prezentują się następująco, a ich znajomość jest niezbędna, by zrozumieć charakterystyczne zmiany potencjału krzywej EKG (załamki, odstępy, odcinki): W „stanie spoczynku” komórka mięśnia sercowego znajduje się w stanie tzw. potencjału spoczynkowego (polaryzacji), czyli przezbłonowego gradientu ładunków elektrycznych:
Potencjał czynnościowyBodziec działający na spolaryzowaną komórkę mięśnia sercowego (prawidłowo z węzła zatokowo-przedsionkowego) zmienia przepuszczalność błony dla jonów sodu, które dostając się do wnętrza komórki, zmniejszają ujemny potencjał do wartości ok. −65 mV (potencjał progowy). Przekroczenie potencjału progowego jest czynnikiem wyzwalającym otwarcie kanałów sodowych. Dochodzi wówczas do gwałtownego napływu jonów sodu do wnętrza komórki, w wyniku czego następuje szybka i całkowita depolaryzacja. Przy wartości −40 mV otwierają się z lekkim opóźnieniem kanały wapniowe. W powstającym potencjale czynnościowym wyróżniamy pięć faz:
Komórki rozrusznikowe serca mają zdolność do tzw. spontanicznej powolnej depolaryzacji w czwartej fazie potencjału czynnościowego. Wpływ depolaryzacji na poszczególne odprowadzenia Pobudzenie elektryczne rozchodzi się (uogólniając) z prawej górnej strony serca i biegnie w kierunku dolnym i na stronę lewą. W przypadku kiedy odprowadzenie odczytuje przebieg prądu „od elektrody”, wychylenie na wykresie jest ujemne (na przykład w odprowadzeniu V1). Jeśli fala depolaryzacji biegnie w kierunku elektrody, wychylenie jest dodatnie (na przykład w odprowadzeniu V6). Jeżeli fala depolaryzacji biegnie prostopadle do elektrody wychylenie jest idiopatyczne – takie samo wychylenie w górę jak i w dół (przypadek 3 na rycinie obok). Tkanki martwicze (na przykład objęte zawałem) inaczej przewodzą prąd niż tkanki zdrowe. Te różnice w przewodzeniu pomagają lekarzowi w ustaleniu rozpoznania. Standardowe EKGStandardowe EKG wykonuje się przy pomocy 12 odprowadzeń:
Odprowadzenia dwubiegunowe kończynowe EinthovenaW tym odprowadzeniu umieszczamy 4 elektrody na ciele badanego:
Trzy pierwsze elektrody tworzą tzw. trójkąt Einthovena, który w założeniu jest trójkątem równobocznym, co sprawia, iż linie poprowadzone prostopadle z każdego ze środków trzech boków, reprezentujące zerowy potencjał, przetną się w środku trójkąta. Pomiędzy pierwszymi trzema ww. elektrodami wykonuje się pomiar różnicy potencjałów (w mV):
Odprowadzenia jednobiegunowe kończynowe wzmocnione GoldbergeraZ powyższych 3 elektrod odczytujemy również wzmocnione (ang. augmented – wzmocniony, powiększony) sygnały:
Odprowadzenia jednobiegunowe przedsercowe Wilsona Połączenie razem 3 ww. odprowadzeń kończynowych daje teoretycznie wypadkowy potencjał równy 0. Ten wspólny punkt można połączyć z ujemnym biegunem galwanometru, a kolejne elektrody połączyć z biegunem dodatnim galwanometru. W standardowym 12-odprowadzeniowym EKG wykorzystuje się 6 elektrod jednobiegunowych przedsercowych Wilsona:
Charakterystyka EKG – elektrokardiogram Na wykresie EKG analizuje się:
Załamki
Odcinki
Odstępy
Szczególne fragmenty
Interpretacja wyniku EKGInterpretacja wyniku EKG zależy od wielu czynników, z których najważniejsze to wiek, stosowane leki i schorzenia pozasercowe. Interpretacji wyniku powinien dokonać lekarz lub ratownik medyczny. Prawidłowy i patologiczny elektrokardiogram:
Zobacz teżLinki zewnętrzne
|
