Электрокардиография (ЭКГ): основы теории, снятие, анализ, выявление патологий

Гимранов Ринат Фазылжанович Невролог, нейрофизиолог, стаж — 33 года; Профессор неврологии, доктор медицинских наук;

Клиника восстановительной неврологии.Об авторе

11 февраля, 2017 Обновлено: 25 марта, 2021

Электрокардиография (ЭКГ) входит обязательной частью в алгоритм диагностики патологии сердечно-сосудистой системы, головного мозга (в том числе инсульта). Также дает функциональную характеристику работы сердца, его возможностей и запаса прочности.

Для регистрации электрических импульсов, генерируемых сердечной мышцей, применяется прибор электрокардиограф. Аппараты разные, обладают разными возможностями. Аппаратура на цифровых технологиях помогает представить информацию, полученную во время ЭКГ в удобном виде, и даже сразу предлагает вероятный диагноз

Результат ЭКГ представляет собой особый график, который бывает сложно правильно интерпретировать. Но если расшифровку сделать профессионально, то можно составить мнение не только о функции сердца, но и процессах, происходящих во всем организме.

Одна лишь запись кардиограммы не позволяет сделать однозначные выводы о состоянии пациента. Поэтому ЭКГ дополняет комплекс обследования неврологического больного. Ее данные синхронизируются с другими инструментальными методиками.

Регистрировать электрические импульсы сердца научились после того, как были изобретены специальные усилители микротоков.

Попытки улавливать потенциалы мышц сердца (миокарда) в процессе сокращения и расслабления, предпринимались с XIX века.

Сердце – мышечный орган. Его сокращение и расслабление сопровождаются изменениями электрических потенциалов внутри кардиомиоцитов и в межклеточном пространстве.

Изоэлектрические потенциалы сердца изменяются в зависимости от его состояния. Их регистрацию применяют в клинической практике с диагностической целью для выявления патологии сердечной мышцы. Как функционального (отмечается при вегетососудистой дистонии), так и органического (инфаркт, кардиосклероз), характера.

Электрические импульсы возникают в сердечной мышце вследствие того, что ее клетки (кардиомиоциты), постоянно обмениваются с внеклеточной средой ионами натрия, калия, хлора и кальция. На определенном этапе возникает критическая разница потенциалов между внутренностью клетки и внешним пространством, что и приводит к возникновению короткого электроимпульса.

Каждая отдельная мышечная клетка, мышечное волокно и, соответственно, сердце в целом, являются источниками тока. Их электродвижущую силу можно измерить, поместив электрод непосредственно на мышцу, или недалеко от нее.

Чтоб полно оценить электродвижущую силу, создаваемую диполем, необходимо помещать электроды для регистрации импульсов в разных областях этого поля.

Сердце, по сути, идентично источнику электрического поля, элементу питания с положительным и отрицательным полюсом. Между которыми ритмически проходит разряд, сопровождающийся сокращением мышцы.

Поэтому результат ЭКГ будет формироваться направлением силовых линий диполя и осью, на которой располагается электрод.

Миокард состоит из мышечных клеток и волокон, в каждом имеется свое направление движения импульса, разряда. Направления движения импульса в отдельных таких элементах различаются. Поэтому на ЭКГ мы регистрируем суммарный потенциал кардиомиоцитов в конкретный момент времени. В результате отслеживаем вектор движения электроимпульса сердца.

Наглядно в графическом виде, движение этого вектора представляется при регистрации ЭКГ в одном из отведений, о которых расскажем ниже.

Эйнтховен предложил классические три отведения от конечностей. С их помощью оценивается движение вектора импульса сердца в плоскости, перпендикулярной земле (фронтальной). Для практической медицины эти данные имеют первоочередное значение.

Устанавливаемые прямо на грудную клетку электроды (по Вильсону), регистрируют путь импульса в горизонтальной плоскости. То есть, параллельной земле. Их данные предоставляют больше данных о характеристиках желудочков.

Результирующий импульс, вектор, улавливается и выводится в визуальном виде электрокардиографом.

В зависимости от типа прибора – на дисплей или бумагу. Результат при этом имеет сложной кривой линии с направленными вверх и вниз зубцами. На рисунке это P, Q, R, S, T. Зубец U бывает непостоянным и регистрируется у отдельных людей.

Высота и глубина зубцов на электрокардиограмме определяется не только силой генерирующих их импульсов, но и удаленностью электрода от их источника. С удалением от источника тока, электрод воспринимает импульсы как более слабые. На расстоянии свыше 12 см, эта зависимость прослеживается нечетко.

Регистрация электрической деятельности сердца обеспечивается электродами, крепящимися к коже. Так называемые поверхностные отведения.

В специализированных учреждениях еще применяют чреспищеводные электроды и два, помещаемые на спину. В рутинной клинической практике их не используют.

Впервые зарегистрировать биоэлектрические импульсы сердца с помощью двух электродов, удаленных от него, удалось в 1887 году голландцу Виллему Эйнтховену.

Затем добавили грудные монополярные электроды (предложил американец Вильсон). И самыми последними, исторически, стали применять усиленные отведения (по Гольдбергеру). Эти методики мы рассмотрим ниже.

Сейчас сложился стандарт, что кардиограмма снимается в 12 поверхностных отведениях. Датчики крепятся по одному на конечности и шесть прямо на кожу грудной клетки:

первое стандартное отведение – электрод красного цвета к правому запястью (I);
второе стандартное отведение – желтый датчик на левое запястье (II);
третье стандартное отведение – датчик с зеленой окраской на левую лодыжку (III);
и шесть униполярных грудных электродов, крепящихся непосредственно над областью сердца.

К лодыжке справа крепится заземляющий электрод черного цвета.

При регистрации стандартных биполярных отведений, между активными электродами (красный, желтый, зеленый), проводится воображаемая линия. Ее называют осью отведения.

Три оси отведений образуют собой треугольник, который носит имя Эйнтховена. Из точки локализации сердца, к сторонам треугольника проводят перпендикуляры. Места пересечений этих высот теугольника делят оси на положительную и отрицательную части.

Соответственно, электродвижущая сила отдельных участков сердечной мышцыпроецируется на положительную на или отрицательную часть оси. От этого зависит направление зубца на электрокардиограмме.

Для упрощения анализа электрокардиограммы и отслеживания вектора электродвижущей силы (ЭДС) сердечной мышцы, допускается смещение воображаемых осей биполярных отведений так, чтобы они проходили через центр сердца.

В итоге получаем систему координат с тремя осями, углы между которыми равны 60°. Так, как и в классическом треугольнике Эйнтховена.

Такое смещение не изменяет результата ЭКГ, так как полученные оси параллельны исходным. Следовательно, проекции вектора электродвижущей силы на них аналогичны.

На ленте ЭКГ или экране аппарата, стандартные отведения обозначаются просто римскими цифрами: I (первое), II (второе) и III (третье).

ЭКГ от трех стандартных отведений от конечностей, дополняется тремя усиленными отведениями. Методику предложил в 1942 году американский кардиолог Гольдбергер.

График ЭКГ, записанный по методу Гольдбергера, маркируется не так, как стандартные по Эйнтховену. Здесь применяются английские буквы:

первая буква – «a» – augmentet – «дополненный, усиленный»;
вторая – «V» – voltage – «напряжение»;
третья буква обозначает, какая конечность играет роль положительного полюса: r – right – правая рука, l – left – левая рука, f – foot – левая нога.

Часть оси при униполярном отведении, идущая от центра сердца к «активной» конечности, считается положительной. Та ее часть, которая продолжается за центром сердца – отрицательная.

Частично, оси усиленных отведений совпадают с осями стандартных.

Так, кривая, полученная в отведении aVl, похожа на кривую первого отведения. График aVr является практически зеркальным отражением перевернутого второго отведения. В свою очередь, aVf похожа и на второе, и на третье отведение.

В 1934 году, еще до Гольдбергера, Вильсоном была разработана система униполярных отведений. Используется она и поныне. Применяется шесть активных электродов, каждый помещается на строго установленную точку грудной клетки.

Роль «массы», отрицательных электродов, играют три стандартные, с конечностей. Они объединяются между собой, дополняются сопротивлением.

Их общий потенциал приблизительно равен 0,2 mV и, таким образом, приближается к нулевой отметке.

В настоящее время шесть грудных отведений по Вильсону используются при электрокардиографии всегда. Обозначаются латинской литерой V и цифрой от 1 до 6.

Для записи каждого грудного отведения предусмотрено стандартное место:

V1 – первый электрод помещается сразу справа от грудины, на уровне четвертого межреберья.

V2 – устанавливается аналогично в том же межреберье, но на этот раз сразу слева от грудины.

V3 – теоретически, точка установки расположена по окологрудинной линии в четвертом межреберье. На практике же, это место определяется как расположенное между вторым и четвертым электродами.

V4 – электрод устанавливается в пятом межреберном промежутке, по линии, проведенной через середину левой ключицы.

V5 – электрод находится в том же межреберье. Но на его пересечении с линией, проведенной вертикально через передний край подмышечной впадины.

V6 – располагается в пятом межреберном промежутке по средней подмышечной линии.

Грудные отведения существенно дополняют ЭКГ, снятую со стандартных и усиленных отведений. Потому что они дают информацию о перемещении ЭОС в горизонтальной плоскости. А от конечностей получаем движение вектора в плоскости фронтальной.

В 1943 году Бейли попробовал совместить оси стандартных и усиленных отведений. В результате чего вместо трехосевой, Эйнтховенской, получилась система координат с шестью осями. Считается, что так лучшим образом отражается перемещение электрической оси сердца во фронтальной плоскости в процессе сердечного цикла.

В системе Бейли все шесть осей проходят через воображаемую середину сердца. По расположению относительно электрода с «+» или «-» знаком, оси делятся, в свою очередь, на положительную и отрицательную части.

Следует помнить о том, что электрокардиографическая кривая в каждом отведении отражает лишь проекцию ЭДС сердца на одну из шести осей. Врачам нужно установить положение электрической оси сердца на фронтальной плоскости в отдельный момент времени. Поэтому необходимо сопоставлять данные сразу всех шести кривых.

Система Бейли позволила ввести такой диагностический критерий, как положение электрической оси сердца (ЭОС).

Величину отклонения ЭОС во время сокращения и расслабления оценивают в градусах. За нулевую отметку (0°) принимается воображаемая линия, проходящая между центром сердца и положительным электродом первого стандартного отведения.

Таким образом, положительные электроды других стандартных и усиленных отведений имеют следующее расположение:

отведение II +60°;
усиленное aVf +90°;
третье стандартное +120°;
усиленное aVl –30°;
усиленное aVr –150°.

Оси aVl и стандартного II, aVf и первого отведения, aVr и III стандартного отведения взаимоперпендикулярны.

Проходит она по-разному в зависимости от анатомического расположение органа: вертикально у астеников, горизонтально у гиперстеников.

Если анатомическая локализация сердца и электрическая его ось не совпадают, это важный диагностический критерий патологии.

Была ли эта статья полезна?

Вы можете подписаться на нашу рассылку и узнать много интересного о лечение заболевания, научных достижений и инновационных решений:

ЭКГ: описание, норма и признаки патологий

Электрокардиография — это метод фиксации и изучения электрических полей, появляющихся в процессе работы сердца. Эти электрические поля дают точное представление о том как функционирует сердечно-сосудистая система. ЭКГ — это недорогой и эффективный метод диагностики в кардиологии.

Принцип ЭКГ

Работа аппарата ЭКГ заключается в том, что датчики, размещенные на теле пациента фиксируют вектор и силу электрического заряда, который создает сердце в процессе работы. Изменения вектора электрического заряда записывается на бумажной ленте в виде графика. Анализ этого графика позволяют сделать вывод о правильности работы сердца и возможных заболеваниях.

Регистрация электрокардиограммы осуществляется в:

трех стандартных отведениях;
в 12 отведениях.

Регистрация ЭКГ в 3 стандартных отведениях

Регистрация электрокардиограммы в 3 стандартных отведениях называется одноканальной ЭКГ. Она позволяет получить общую картину состояния сердца и используется при кардиологическом обследовании пациента при отсутствии специфических жалоб.

Определяется разность потенциалов между:

левой рукой и правой рукой — это показатель работы передней стенки сердца;
между левой ногой и правой рукой — это суммарное отражение 1 и 3 отведений;
между левой ногой и левой рукой — это показатель работы задней стенки сердца.

Эти отведения образуют равносторонний треугольник Эйнтховена, вершины которого расположены на электродах, размещенных на конечностях. В середине треугольника находится электрический центр сердца. Электрод на правой не используется для отведений, а предназначен для заземления.

Линия, соединяющая два электрода одного отведения, называется осью отведения. Когда вектор электрического заряда сердца находится в отрицательной части оси отведения, то записывается отрицательное отклонение — зубцы Q, S, если вектор находится в положительной части оси отведения, то записывается положительное отклонение — зубцы P, R, T.

Регистрация ЭКГ в 12 отведениях

Регистрация электрокардиограммы в 12 отведениях используется при специфических жалобах пациентов для получения дополнительной информации о работе сердечно-сосудистой системы, небольших изменениях, выявления очага ишемии или некроза, причин нарушения проводимости и ритма.

Помимо 3 стандартных отведений определяется разность потенциалов между:

между левой ногой и объединенными руками (aVF) — это показатель работы задне-нижней сердечной стенки;
между левой рукой и объединенными левой ногой и правой рукой (aVL) — это показатель работы левой передне-боковой стенки;
между правой рукой и объединенными левой ногой и левой рукой (aVR) — это показатель работы правой боковой стенки.

Кроме этого используются шесть однополюсных грудных отведений, когда 6 электродов устанавливаются непосредственно на грудную клетку:

V1 и V2 — это показатель работы правого желудочка;
VЗ — это показатель работы межжелудочковой перегородки;
V4 — это показатель работы верхушки;
V5 — это показатель работы левого желудочка и передне-боковой стенки;
V6 — это показатель работы боковой стенки левого желудочка.

Регистрация данных с однополюсных грудных отведений позволяет судить о положении сердца в грудной клетке, величине желудочков, определить гипертрофию правых отделов, оценить состояние предсердий и выявить различные патологии.

Регистрация ЭКГ в 12 отведениях позволяет определить даже небольшие изменения в работе сердца, которые не покажет регистрация ЭКГ в 3 стандартных отведениях.

Что показывает ЭКГ

Электрокардиография показывает:

частоту сердечных сокращений;
ритм сердечных сокращений;
положение электрической оси сердца;
размеры и расположение сердца;
состояние сердца.

При наличии патологий электрокардиография может выявить:

аритмию;
блокаду;
инфаркт миокарда;
ишемические изменения;
дистрофические процессы;
электролитные нарушения;
синдром Вольфа–Паркинсона–Уайта;
гипертрофию желудочков;
другие патологические процессы в сердце.

Нормальная ЭКГ

На нормальной электрокардиограмме последовательно отображаются:

нулевая линия;
маленький зубец Р — в норме продолжительностью 0,7 — 0,12 секунд и амплитудой 0,5 — 2,5 мм;
небольшой ровный сегмент PQ;
отрицательный зубец Q (может отсутствовать) — в норме продолжительностью 0,03 секунд и амплитудой 0,3 — 0,5 мм;
высокий положительный зубец R, в норме амплитудой 10-19 мм, и отрицательный зубец S, в норме амплитудой 0,2-0,5 мм;
ровный сегмент ST;
округлый положительный зубец Т — в норме продолжительностью 0,12-0,28 секунд и амплитудой не более четверти зубца R;
очень низкий округлый положительный зубец U.

Норма интервалов составляет:

P-Q — продолжительность 0,2 — 0,8 секунд;
P-R — продолжительность 0,18 — 0,2 секунд;
QRST — продолжительность 0,38 — 0,55 секунд;
QRS — продолжительность 0,06 — 0,1 секунд;
S-T — продолжительность 0,35 — 0,44 секунд.

Частота сердечных сокращений рассчитывается как:

ЧСС = 60/(расстояние между зубцами R * K). K — коэффициент, зависящий от того с какой скоростью снята электрокардиограмма: при скорости 25 мм/c коэффициент — 0,04, а при 50 мм/c коэффициент равен 0,08.

Нормой считается 50-90 ударов в минуту.
Например, если расстояние R составило 20 мм, а кардиограмма снята при скорости 25 мм/c:
ЧСС = 60/(20*0,04) = 75 ударов в минуту (в норме).

Сердечный ритм оценивается по степени ритмичности кардиограммы. В норме она должны быть повторяющейся с возможными отклонениями до 10%. Для оценки отклонений сравниваются расстояние между зубцами R-R.

При этом сердечный ритм в норме имеет синусовую природу, на что указывает зубец P, который положителен в 1 и 2 отведении и отрицателен в отведении aVR.

В основном такие показатель говорят о том, что сердце здорово. Но стоит помнить, что расшифровку ЭКГ должен делать врач, только он может поставить правильный диагноз, поэтому не стоит расшифровывать электрокардиограмму самостоятельно.

Патологии в ЭКГ

Электрокардиограмма отличная от нормальной может указывать на различные заболевания и нарушения в работе сердца.

Среди заболеваний могут быть:

аритмия;
гипертрофия предсердий;
блокада;
ишемическая болезнь;
перикардит;
миокардит;
тромбоэмболия;
гипокалиемия;
тахикардия;
нарушения ритма сердца;
инфаркт миокарда.

Аритмия

Аритмия характеризуется тем, что среди нормальных сокращений сердца есть и сокращения с отклонениями от нормы, сердце бьется реже или чаще, чем нужно, размер зубцов кардиограммы не одинаковый в каждом сердцебиении.
Такие особенности ЭКГ могут говорить об аритмии.
Аритмия может быть опасна и приводить к тромбоэмболии, сердечной недостаточности и даже остановке сердца при отсутствии своевременного лечения и помощи.

Гипертрофия предсердий

При гипертрофии левого предсердия на ЭКГ зубец P в 1 и 2 отведении является двугорбым, а в V1 отрицательным и продолжительными.

Гипертрофия миокарда предсердий — это увеличение толщины миокардиальной стенки сердца, в условиях хронической перегрузки работы сердца объемом и давлением. Гипертрофия может привести к аритмии сердца.

Блокада

При блокаде ножек пучка Гиса на ЭКГ наблюдается уширением интервала QRS, а при полной блокаде сегмент ST и зубец Т становятся отрицательными.

Блокада — это замедление проведения электрического сигнала по проводящей системе сердца. Приводит к замедление частоты сердечных сокращений до менее 50 ударов в минуту.

Ишемическая болезнь

При ишемической болезни сердца на ЭКГ сегмент ST слегка опущен, а зубец T имеет неглубокое отрицательное значение.

Ишемическая болезнь представляет собой стеноз коронарных артерий в результате атеросклероза. В результате закупорки артерии может развиться инфаркт миокарда.

Перикардит

При перикардите на ЭКГ наблюдается незначительный подъем сегмента ST от восходящего колена зубца S, обращенный вогнутостью вниз, а зубец Т — положительный. При хроническом перикардите сегмент ST не приподнятый, а зубец Т — отрицательный и острый.

Перикардит — это воспалительное поражение серозной оболочки сердца, проявляющееся в появлении жидкости в области перекарда и фиброзам, что приводит к затруднению работы сердца.

При своевременной диагностике и лечении пациент полностью выздоравливает.

Миокардит

При миокардите на ЭКГ чаще наблюдается депрессия сегмента ST и отрицательный зубец Т. Но не всегда, бывают и другие особенности ЭКГ, которые указывают на миокардит, такие как изменение продолжительности интервала PQ, признаки, указывающие на блокады левой или правой ножки ПГ и нарушение ритма сердца.

Миокардит — это поражение мышечной оболочки сердца в результате воспалительных процессов. Приводит к сердечной недостаточности, одышке, нарушению ритма сердца, дискомфорт, боли в области сердца и другие симптомы.

При обнаружении миокардита положена госпитализация и лечение.

Тромбоэмболия

При тромбоэмболии легочных артерий на ЭКГ сегмент RS — Т смещен вверх и наблюдается отрицательный зубец T в отведениях V1-V4.
Тромбоэмболия представляет собой закупорку сосуда тромбом и нарушение кровотока.
При обнаружении тромбоэмболии необходима срочная госпитализация и лечение.

Гипокалиемия

При гипокалиемии на ЭКГ при начальной форме заболевания наблюдается большая волна U, а при тяжелой форме — депрессия сегмента ST и глубокий отрицательный зубец Т.

Гипокалиемия — сниженная концентрация ионов калия в крови. Может вызывать утомляемость, слабость, нарушение дыхания, кишечную непроходимость и другие нарушения.

Лечение направлено на восполнения уровня калия в организме.

Тахикардия

Тахикардия характеризуется увеличением частоты сердечных сокращений выше 90 ударов в минуту в покое. При тахикардии на ЭКГ может наблюдаться увеличенный сегмент QRS.

Тахикардия это симптом, который указывает на наличие ряда заболеваний чаще эндокринной и нервной систем.

При выявлении тахикардии требуется дальнейшая диагностика для выявления причины и ее устранения.

Инфаркт миокарда

При инфаркте миокарда на ЭКГ в одном случае может наблюдаться как отсутствие подъема сегмента ST и зубца Q, так и подъем и деформация сегмента ST, большой зубец Q и остроконечный отрицательный зубец T.
Инфаркт миокарда — острое, угрожающее жизни заболевания при котором нужна быстрая госпитализация и оперативное лечение.
Инфаркт миокарда возникает из-за тромбоза коронарной артерии, в результате чего возникает закупорка артерии, частичное или полное прекращение кровоснабжения и начало процесса отмирания тканей.

Электрокардиография (ЭКГ): основы теории, снятие, анализ, выявление патологий

Как проходит диагностика ЭКГ

Процедура электрокардиографии происходит безболезненно и быстро:

Пациент заходит в диагностический кабинет ЭКГ.
Снимает одежду по пояс и закатывает штаны, оголяя голени ног.
Врач смазывает датчики гелем и прикрепляет к телу пациента, фиксируя их.
Доктор просит пациента принять нужное положение тела на кушетке, стоя или на велоэргометре.
Диагност включает аппарат ЭКГ и начинает записывать диаграмму.
Врач снимает датчики с тела пациента, просит протереть тело салфетками от геля и одется.
Доктор анализирует электрокардиограмму, ставит диагноз, дает рекомендации и дальнейшие указания.

При суточном холтеровском мониторировании врач размещает датчики на теле пациента, которые подключены к небольшому портативному устройству, собирающими данные электрокардиографии непрерывно в течение суток. Датчики и устройство ЭКГ прячутся под одежду и пациент носит их 24 часа. Затем возвращается к врачу, снимает устройство и датчики. Доктор анализирует ЭКГ, делает выводы и ставит диагноз пациенту.

Методы ЭКГ

Классический метод. Регистрация электрокардиограммы в 3 стандартных и 12 отведениях. Электроды крепятся на тело пациента, который лежит на кушетке. Кардиограмма снимается в состоянии покоя.
Векторкардиография.

Электрический вектор работы сердца регистрируется и отображается в виде проекции объемной фигуры на плоскости отведений.
Нагрузочные пробы. Регистрация ЭКГ, когда пациент находится на велоэргометре при возрастающей ступенчатой физической нагрузке. Чаще применяется для диагностики ишемической болезни сердца.
Холтеровское мониторирование. Запись электрокардиографии непрерывно в течение суток с помощью специального портативного аппарата.
Прекардиальное картирование. Электроды матрицей 6х6 фиксируются на грудной клетке пациента, сигналы с которых обрабатываются компьютером.

Используется для определения повреждений миокарда при остром инфаркте миокарда.
Внутрипищеводная электрокардиография. ЭКГ записывается с помощью электрода, введенного в пищевод пациента. Применяется для диагностики блокад и определения состояния предсердий и атриовентрикулярного соединения.
Гастрокардиомониторирование. Одновременная запись гастрограммы и электрокардиограммы в течение суток. Используется для диагностики гастро- и кардиозаболеваний.
Электрокардиография высокого разрешения.

Регистрация низкоамплитудных и высокочастотных потенциалов, с амплитудой порядка 1—10 мкВ и с применением многоразрядных АЦП (16—24 бита).

Расшифровка ЭКГ

Расшифровкой электрокардиограммы занимается врач, только он может выявить заболевания, поставить правильный диагноз и дать дальнейшие направления. Человеку без медицинского образования заниматься расшифровкой ЭКГ не следует.

При расшифровке электрокардиограммы диагност обращает внимание на продолжительность, амплитуду, форму, частоту, повторяемость и прочие параметры следующих элементов кардиограммы: