В настоящее время для оценки функционального состояния сердечной мышцы используют различные методы, среди которых можно выделить следующие наиболее распространенные:
Ø электрокардиография (регистрация электрических процессов в сердечной мышце в динамике сердечного цикла)
Ø эхокардиография (ультразвуковая локация различных отделов сердца)
Ø электрокимография (электрическая регистрация движения контура сердечной тени на экране рентгеновского аппарата в процессе сердечного цикла)
Ø баллистокардиография (регистрация колебаний всего туловища или каких-то его частей, возникающих по типу явлений реактивной отдачи в связи с работой сердца (в частности, изгнание крови из желудочков, ее движение в крупных сосудах вызывают колебания всего тела, причем кривые смещений тела, обусловленные работой сердца, имеют в норме характерный вид))
Ø фонокардиография (электрическая регистрация тонов сердца) и т.д.
Одним из наиболее доступных и быстрых методов оценки функционального состояния сердечной мышцы (прежде всего проводящей системы сердца) является электрокардиография. Данный метод основан на регистрации электрических потенциалов, возникающих между определенными участками электрического поля сердца в процессе сердечного цикла. В каждый данный момент сердечного цикла миокардиальные клетки могут либо покоиться, либо находиться в возбужденном состоянии, либо восстанавливать свой исходный потенциал (мембранный потенциал покоя) после предшествующего возбуждения (т.е. находится в фазе реполяризации). В связи с тем, что миокард состоит из огромного количества клеток, и все они возбуждаются, а затем реполяризуются не строго синхронно, то возникает такая ситуация, когда группы миокардиальных клеток могут быть по-разному заряжены. Так, одни миокардиоциты, которые находятся в состоянии покоя, заряжены снаружи положительно, а другие, которые в этот момент могут быть возбуждены, – напротив, отрицательно. Соответственно в каждый данный момент сердечного цикла между определенными группами по-разному заряженных миокардиальных клеток возникает разность потенциалов; а в связи с тем, что в состав миокарда входит огромное количество клеток, такая разность потенциалов, как правило, имеет довольно большое значение. Ткани тела, в свою очередь, обладают хорошей электропроводностью, и регистрировать разность потенциалов между какими-то участками электрического поля сердца можно непосредственно с поверхности тела, используя усилитель электрических сигналов. Именно на данном принципе и основан метод электрокардиографии, введенный в клиническую практику В. Эйнтховеном, А.Ф. Самойловым, Т. Льюисом и В.Ф. Зелениным в 1903г.
Электрокардиограмма – это кривая, отражающая динамику разности потенциалов между двумя точками электрического поля сердца в процессе сердечного цикла. Она характеризует состояние возбудимости и проводимости сердечной мышцы. Между тем о состоянии сократительного миокарда, собственно и обеспечивающего насосную функцию сердца, на основании ЭКГ можно судить лишь косвенно. Более того, проводящие кардиомиоциты более устойчивы к ишемии (нарушению кровоснабжения), чем рабочие, в связи с чем, они, как правило, вовлекаются в патологический процесс при ишемической болезни сердца гораздо позднее рабочих, и на самой ЭКГ никаких изменений на начальных этапах ишемической болезни сердца может и не быть. Следовательно, данный метод не позволяет непосредственно оценить состояние рабочего миокарда и сократимость сердца, что и является одним из существенных его недостатков. В то же время электрокардиография дает возможность исследовать работу проводящей системы сердца, выявлять различные аритмии и устанавливать их природу. Более того, широкая доступность, быстрота и легкость регистрации электрокардиограммы делают метод электрокардиографии незаменимым для начальной быстрой оценки функционального состояния сердца.
Рис. 15. Схема электрокардиограммы
В связи с многокамерностью сердца млекопитающих и постепенным последовательным охватом возбуждением его камер, электрокардиограмма имеет очень сложный вид. На электрокардиограмме выделяют:
Ø зубцы – отклонения от изоэлектрической (нулевой) линии, возникают тогда, когда появляется разность потенциалов между какими-то по-разному заряженными участками миокарда (уже деполяризованными и еще покоящимися или уже реполяризованными и еще возбужденными)
Ø сегменты – промежутки между зубцами (участки изоэлектрической линии между зубцами); появляются тогда, когда разность потенциалов между определенными участками миокарда исчезает (т.е. миокардиоциты, их образующие, становятся одинаково заряженными – либо все возбуждены, либо все реполяризованы после возбуждения и перешли к состоянию покоя)
Ø интервалы представляют собой совокупность определенного зубца и сегмента.
На электрокардиограмме выделяют 5 зубцов:
ü зубец Р – обусловлен постепенным охватом возбуждением рабочего миокарда предсердий
зубцы Q, R, S и Т характеризуют охват возбуждением (зубцы Q, R и S) и последующую реполяризацию (зубец Т) миокарда желудочков, в связи с чем в совокупности называются электрической систолой желудочков или желудочковым комплексом
ü зубец Q – соответствует началу охвата возбуждением рабочего миокарда желудочков, а именно возбуждению внутренней их стенки и верхушки желудочков (т.е. тех областей, где заложен пучок Гиса и его ножки)
ü зубец R – обусловлен охватом возбуждением латеральной стенки и основания желудочков, самый выступающий и к тому же островершинный зубец
ü зубец S – соответствует охвату возбуждением наружной поверхности миокарда желудочков, к его окончанию миокард желудочков уже полностью охвачен возбуждением и происходит выход на изоэлектрическую линию
ü зубец Т – соответствует моменту реполяризации в рабочем миокарде желудочков; представляет собой самую изменчивую часть ЭКГ, поскольку при ишемии миокарда в первую очередь нарушаются процессы, обеспечивающие реполяризацию миокрадиальных клеток, а потом уже и деполяризацию.
Наиболее важными с клинической точки зрения сегментами ЭКГ являются:
ü сегмент Р-Q (участок изоэлектрической линии от конца зубца Р до начала зубца Q) характеризует время проведения возбуждения через атриовентрикулярный узел к пучку Гиса
ü сегмент S-Т (участок изоэлектрической линии между зубцами S и Т) соответствует периоду, при котором все миокардиоциты рабочего миокарда желудочков охвачены возбуждением и продолжают находиться в возбужденном состоянии
ü сегмент Т-Р (участок изоэлектрической линии между зубцами Т и Р) отражает общую паузу сердца.
На ЭКГ различают следующие интервалы:
ü интервал Р-Q (участок ЭКГ, включающий зубец Р и сегмент Р-Q), отражает время проведения возбуждения от синоатриального узла по рабочему миокарду предсердий к атриовентрикулярному, а затем – к пучку Гиса; в норме его продолжительность находится в пределах 0,12-0,18с
ü интервал QRS (включает зубцы Q, R и S) характеризует время охвата возбуждением рабочего миокарда желудочков; в норме его продолжительность находится в пределах 0,06-0,09с
ü интервал QRSТ (или интервал Q-Т, электрическая систола желудочков или желудочковый комплекс) отражает процесс деполяризации и последующей реполяризации в рабочем миокарде желудочков; в норме его продолжительность находится в пределах 0,32-0,38с
ü интервал R-R (участок между вершинами двух соседних одноименных зубцов – сердечный цикл; обычно при определении сердечного цикла учитывают зубцы R, поскольку они являются островершинными и самыми выступающими зубцами ЭКГ). Зная продолжительность сердечного цикла, можно рассчитать, сколько таких циклов осуществляется в одну минуту (т.е. частоту сердечных сокращений). Продолжительность сердечного цикла может варьировать в довольно широких пределах и напрямую зависит от частоты сердечных сокращений.
Электрические силовые линии электрического поля сердца распространяются по всей поверхности тела, но вследствие определенного расположением сердца в грудной клетке (несимметричного средней линии грудной клетки), а также определенной формой поверхности тела, их распределение в различных участках тела человека не является одинаковым. В связи с отмеченным форма ЭКГ и амплитуда ее зубцов у одного и того же человека в случае регистрации ЭКГ от различных участков поверхности тела будут различными. В клинической практике при регистрации ЭКГ с целью последующего адекватного ее анализа используют определенные отведения, среди которых необходимо выделить следующие:
Ø биполярные (предложены Эйнтховеном, при таких отведениях оба электрода активны и регистрируется динамика разности потенциалов между двумя точками электрического поля сердца)
ü стандартные отведения от конечностей (активные электроды прикладывают к каким-то двум конечностям: левой руке – правой руке (I отведение), правой руке – левой ноге (II отведение) либо левой руке – левой ноге (III отведение)
Ø униполярные (предложены Вильсоном, при таких отведениях регистрируют изменение электрического потенциала в какой-то одной точке электрического поля сердца в процессе сердечного цикла; соответственно один из электродов является активным (приложен к участку тела, в области которого потенциал, связанный с электрическими процессами в миокарде, изменяется в процессе сердечного цикла), а второй – пассивным (приложен к участку тела, в области которого потенциал, связанный с электрическими процессами в миокарде, изменяется очень слабо и поэтому условно принимается равным нулю)
ü грудные отведения (активный электрод прикладывают к определенной точке грудной клетки (всего существует 6 таких точек), а пассивный (или индифферентный) электрод представляет собой три объединенных вместе электрода, приложенных к обеим рукам и левой ноге)
ü усиленные отведения от конечностей (активный электрод прикладывают к одной из конечностей (правой или левой руке, или левой ноге), а пассивный электрод представляет собой два объединенных вместе электрода, приложенных к двум другим конечностям (кроме правой ноги)).
