Методы изучения электрических явлений, сопровождающих деятельность сердца

Лекция 20

 

ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.

СЕРДЕЧНЫЙ ЦИКЛ.

План лекции.

1. Классификация явлений, сопровождающих деятельность сердца: механические, звуковые, электрические.

2. Методы исследования механических явлений, сопровождающих деятельность сердца.

3. Методы исследования звуковых явлений, сопровождающих деятельность сердца.

4. Методы исследования электрических явлений, сопровождающих деятельность сердца.

5. Понятие о сердечном цикле, структура сердечного цикла.

 

Все явления, сопровождающие деятельность сердца можно разделить на три группы: механические, звуковые и электрические.

Методы исследования механических явлений, сопровождающих деятельность сердца

1. Верхушечный толчок. Верхушечный толчок регистрируется в пятом межреберье, на 1-1,5 см. левее срединоключичной линии. Он проявляется в виде колебания мягких тканей грудной клетки во время механической систолы сердца. Данное явление хорошо выявляется визуально у людей с незначительно выраженной подкожно-жировой клетчаткой. У лиц с избыточной массой тела верхушечный толчок выражен слабо. Для оценки выраженности верхушечного толчка применяют пальпацию и инструмен-тальный метод – апекскардиографию.

Апекскардиография реализуется с помощью датчика, преобразующего механические колебания мягких тканей в электрические, усилителя и регистратора. В повседневной практической работе врача метод используется крайне редко. 

2. Изменение положения сердца и других органов грудной клетки в различные фазы сердечного цикла. До последнего времени оценивали пр помощи рентгеноскопического метода с предварительным внутривенным введением рентгеноконтрастных веществ. В последнее время эти методы вытесняются более современными и информативными: ультразвуковое исследование сердца (эхокардиография), компъютерная томография, ядерно-магнитный резонанс. Указанные методы требуют специализированного, дорогостоящего оборудования. У нас в университете с возможностями данного оборудования вы познакомитесь на кафедрах клинического профиля.

3. Изменение центра тяжести тела. В различные периоды сердечного цикла меняется расположение центра тяжести тела. Изменение положения центра тяжести тела можно зафиксировать с помощью метода динамокардиографии. Динамокардиограф представляет из себя точные, уравновешенные кровать-весы, на которые укладывают пациента. При изменении центра тяжести тела происходит разбалансировка весов, что формирует определенный сигнал – динамокардиограмму. Метод не получил широкого распространения, в повседневной практике врача не используется.      

4. Возникновение реактивных сил при выбросе порции крови во время систолы. При возникновении реактивных сил, связанных с деятельностью сердца телу человека сообщается момент движения, что сопровождается низкоамплитудным колебанием тела. Это незначительное колебание можно зарегистрировать при помощи методов балисто- и сейсмокардиографии. Балистокардиограмма отражает сократительную функцию миокарда. Метод применяется в авиокосмической медицине для оценки сократительной способности миокарда у пилотов и астронавтов. 

5. Пульсация артерий. Для оценки артериального пульса используют пальпацию и инструментальный метод – сфигмографию. Прощупыванием (пальпаторно) можно оценить колебания артериальной стенки во многих областях: область височной артерии, сонный треугольник (общая сонная артерия), область плеча (плечевая артерия), область запястья (лучевая артерия), брюшной отдел аорты, подвздошная область (подвздошная артерия), бедро (бедренная артерия), область стопы (тыльная артерия стопы) и некоторые другие. Сфигмография – инструментальный метод регистрации артериального пульса. Принцип метода основан на преобразовании механических колебаний артериальной стенки в электрический сигнал, который можно зарегистрировать в виде кривой – сфигмограммы. Сфигмограмма выглядит следующим образом (см. рис. 1). Метод сфигмографии достаточно широко применяется в современной медицине.

 

Рис. 1 Сфигмограмма лучевой артерии человека. Обозначения: cd – анакрота, gh – катакрота; f – инцизура; g – дикротический подъем (дикротический зубец), de – систолическое плато.

Анакрота соответствует систоле сердца, катакрота – диастоле сердца. Появление инцизуры связано с заключительной отрезком систолы, с относительным падением давления в аорте перед захлопыванием полулунных клапанов. Дикротический подъем связан с временным повышением давления в аорте в момент захлопывания полулунных клапанов. Систолическое плато сформировано ударной и остаточной систолической волнами.     

    6. Пульсация вен. Это явление менее выражено, чем пульсация артерий. Наиболее выражено в яремной вене. Инструментальный метод регистрации венозного пульса называется флебографией. Флебограмма представлена на рисунке 2.

 

 

Рис. 2 Флебограмма яремной вены человека. Обозначения: а – систола предсердий; с – передача пульсового колебания сонной артериии; x – систолический коллапс; v – повышение давления в правой части сердца во время диастолы; y – диастолический коллапс.

    а - соответствует систоле предсердий, с – передача колебания сосудистой стенки сонной артерии на яремную вену и выпячивание атривентрикулярного клапана в просвет предсердия в момент систолы правого желудочка; x – систолический коллапс, связан с перемещением плоскости атривентрикулярного клапана к верхушке сердца в момент изгнания крови из желудочка и его расслабления; v – волна, связанная с наполнением крови правого сердца; y – диастолический коллапс – отражает падение давления в правом предсердии при переходе крови в желудочек.

 Методы исследования звуковых явлений, сопровождающих деятельность сердца

К звуковым проявлениям деятельности сердца относят тоны и шумы. В соответствии с современными представлениями тоны и шумы делят на две группы: систолические и диастолические, т.е. возникающие во время систолы и во время диастолы. В процессе деятельности сердца выявляют 4 тона I, II, III и IV. I тон является систолическим, остальные диастолическими. Шумы делят на функциональные (вариант нормы) и патологические. Функциональные шумы, как вариант нормы, могут возникать у человека во время интенсивного роста, в условиях тяжелых физических нагрузок. Патологические шумы возникают при развитии той или иной патологии сердца. Например, при пороках сердца.

Происхождение тонов сердца.

Тоны сердца, как звуковые явления, обусловлены состоянием клапанов сердца (клапанный компонент) и миокарда (мышечный компонент).  

I тон возникает в начале систолы желудочков. Низкочастотный компо-нент связан с началом сокращения миокарда, высокочастотный компонент средней части тона формируется процессом закрытия атриовентрикулярного клапана, заключительная часть тона формируется открытием полулунного клапана.

II тон возникает при закрытии полулунных клапанов аорты и легочной артерии перед началом диастолы.

III тон обусловлен быстрым наполнением кровью желудочков во время диастолы.

IV тон обусловлен процессом изгнания крови из предсердия в желудочек в заключительной части диастолы желудочков.

 Звуковые явления оценивают при помощи методов аускультации и фоно-кардиографии.  

  I тон (глухой, протяжный, низкий), отражающий деятельность митрального клапана, выслуживают в области верхушки сердца. I тон, отражающий деятельность трехстворчатого клапана, выслушивают у основания мечевидного отростка.

II тон (высокий, кратковременный), отражающий деятельность аортального полулунного клапана выслушивают во втором межреберье, справа от грудины. II тон, отражающий деятельность легочного полулунного клапана, выслушивают во втором межреберье, слева от грудины.

III и IV тоны в норме обычно не прослушиваются, но выявляются при помощи инструментального метода – фонокардиографии.

Фонокардиография.

Для регистрации фонокардиограммы используют чувствительный микро-фон, который прикладывают к той части грудной клетки, где лучше выслушиваются звуковые явления, сопровождающие деятельность сердца. Звуковые явления микрофоном преобразуются в электрические, усиливаются низкочастотным усилителем и регистрируются с помощью регистратора. Специализированный прибор, используемый для регистрации фоно-кардиограммы, носит название фонокардиографа. Типичная фонокардиограмма человека представлена на рис.3.

 

 

Рис. 3 Фонокардиограмма человека. Обозначения: I – I тон; II – II тон; III – III тон; IV – IV тон. 

 

Методы изучения электрических явлений, сопровождающих деятельность сердца

 

К электрическим явлениям, сопровождающим деятельность сердца относят потенциалы действия волокон миокарда и проводящей системы сердца, и суммарную электрическую активность сердца, как органа. Сум-марную электрическую можно регистрировать непосредственно, размещая один электрод в полости сердца, а другой на его поверхности, либо косвенно, располагая электроды в тех или иных участках тела. Вокруг сердца, как источника электрических сигналов, формируется электромагнитное поле, которое имеет неодинаковую напряженность в различных участках тела и вторично формирующее в этих участках разность потенциалов. Изменение данной разности потенциалов во время сердечного цикла и составляет электрофизиологическую основу современной электрокардиографии. В настоящее время используют 12 отведений, которые обязательно используют при электрокардиографическом обследовании человека.

 

Стандартные двухполюсные отведения, предложенные в 1913 году У. Эйнтховеном (W. Einthoven), фиксируют разность потенциалов между двумя точками электрического поля, удаленными от сердца и расположенными на конечностях. При стандартных отведениях образуется равносторонний треугольник, вершинами которого являются правая рука, левая рука, левая нога (см. рис. 4).

I отведение: правая рука – левая рука;

II отведение: правая рука – левая нога;

III отведение: левая рука – левая нога.

      

 

 

Рис. 4 Схема установки для регистрации электрокардиограммы

 

Усиленные однополюсные отведения от конечностей, предложенные в 1942 году И. Гольдбергером (E. Goldberger), регистрируют разность потенциалов, между одной из конечностей (активный электрод) и искусственной точкой, сформированной путем объединения потенциалов двух других конечностей (индифферентный электрод, потенциал которого близок к нулю).  

   Отведения по Гольдбергеру:

   aVR (augmented voltage right) – усиленное от правой руки;

   aVL (augmented voltage left) – усиленное от левой руки;

   aVF (augmented voltage foot) – усиленное от ноги.

aVR (augmented voltage right) – усиленное от правой руки. Активный электрод на правой руке, индифферентный электрод формируется путем объединения левой руки и левой ноги.

aVL (augmented voltage left) – усиленное от левой руки. Активный электрод на левой руке, индифферентный электрод формируется путем объединения правой руки и левой ноги.

aVF (augmented voltage foot) – усиленное от ноги. Активный электрод на левой ноге, индифферентный электрод формируется путем объединения обеих рук.

Однополюсные грудные отведения (V₁ – V₆) предложены Вильсоном (F.Wilson) в 1946 году. Данные отведения формируют путем объединения правой и левой рук и ноги (индифферентный электрод) и размещения активного электрода в те или иные точки грудной клетки.

V₁ - активный электрод располагают в 4 межреберье справа от грудины;

V₂ - активный электрод располагают в 4 межреберье слева от грудины;

V₃ – активный электрод располагают на половине расстояния между электродами V₂ и V₄ ;

V₄ – активный электрод располагают в 5 межреберье по среднеключичной линии;

V₅ – активный электрод располагают в 5 межреберье по передней подмышечной линии;

V₆  - активный электрод располагают в 5 межреберье по средней подмышечной линии.

Формирование различных электрокардиографических отведений осу-ществляется с помощью специального коммутатора электрокардиографа.

Электрокардиограмма состоит из зубцов, сегментов и интервалов (рис. 5).

 

 

Рис.5 Электрокардиограмма здорового человека (II стандартное отведение).

 

Зубец Р – положительный, отражает процесс деполяризации правого и левого предсердия. В норме продолжительность зубца Р составляет около 0,1 секунды.

Интервал P-Q измеряется от начала зубца Р до начала зубца Q. Отражает время распространения возбуждения по предсердиям, атрио-вентри-кулярному узлу, пучку Гиса и его ножкам до желудочков. Длительность интервала в норме составляет от 0,12 до 0,20 сек.

Комплекс QRST отражает процесс распространения возбуждения по желудочкам и прекращение возбуждения в них. Длительность комплекса измеряют от начала зубца Q до окончания зубца T. В норме составляет от 0,07 до 0,1 секунды.

Зубец Q – отрицательный, связан с начальной деполяризацией межжелудочковой перегородки. Продолжительность не более 0,03 секунды.

Зубец R – положительный, отражает процесс распространения возбуждения по правому и левому желудочкам. В норме длительность R зубца составляет 0,05 секунды.

Зубец S – отрицательный, отражает процесс деполяризации базальных отделов межжелудочковой перегородки. Один из наиболее вариабельных по амплитуде и длительности зубцов ЭКГ.    

Сегмент S – T отрезок изолинии от конца зубца S до начала зубца T, соответствует полному охвату возбуждением обоих желудочков. Поскольку ЭДС желудочков направлена в противоположные стороны, результирующая равна нулю.

Зубец Т отражает процесс быстрой конечной реполяризации желудочков. В I, II, aVF, V₂ -V₆ отведениях всегда положительный. В III, aVL, V₁ отведениях может быть положительным, двухфазным и отрицательным. В aVR всегда отрицательный. В норме продолжительность зубца составляет от 0,16 до 0,24 секунды.

  Амплитуда зубцов колеблется в зависимости от отведения.