Журнал «Внутренняя медицина» 2(2) 2007

Электрокардиография, несмотря на свой почтенный возраст (120 лет), остается не только наиболее распространенным и востребованным, но и самым важным методом изучения большинства функций сердца.

Электрокардиограмма (ЭКГ) — это кривая, регистрирующая биопотенциалы миокарда. Структура последнего неоднородна и состоит из волокон сократительного миокарда и проводящей системы сердца, в которую входят синусовый узел, межузловые тракты, атриовентрикулярный (АВ) узел, пучок Гиса, его ножки и сеть волокон Пуркинье.

Синусовый узел расположен в правом предсердии вблизи устья верхней полой вены. В нем выделяютР-клетки (пейсмейкерные), вырабатывающие электрические импульсы возбуждения, и Т-клетки, проводящие импульсы. Предсердные межузловые тракты (передний, средний, задний) проводят импульсы к АВ-узлу и желудочкам. АВ-узел функционально делится на верхнюю, среднюю и нижнюю части. Верхняя расположена в задненижней части межпредсердной перегородки, средняя — в области перехода межпредсердной перегородки в межжелудочковую, нижняя — в верхней части межжелудочковой перегородки и переходит в общий ствол пучка Гиса. Последний в межжелудочковой перегородке делится на правую и левую ножки пучка Гиса. Правая направляется к правому желудочку. Левая разделяется на переднюю и заднюю ветви. Передняя ветвь достигает переднезадней стенки левого желудочка, задняя — его задненижней области. Проводящая система в области нижней части предсердий, АВ-узла и пучка Гиса до его разветвления образует предсердно-желудочковое соединение. Древовидное разветвление ножек пучка Гиса заканчивается волокнами Пуркинье, которые непосредственно соединяются с клетками сократительного миокарда.

Функциональная деятельность сердца определяется его основными функциями: автоматизмом, возбудимостью, проводимостью и сократительной функцией. Функция автоматизма — способность спонтанно вырабатывать импульсы, вызывающие возбуждение, эту функцию выполняют Р-клетки проводящей системы сердца, Т-клетки проводят импульсы.

В нормальных условиях наибольшее число импульсов (60–90 в минуту) по сравнению с лежащими ниже центрами вырабатывает синусовый узел — центр автоматизма I порядка. Импульсы Р-клеток АВ-узла вырабатываются со скоростью 40–50 в минуту — это центр II порядка. Ниже АВ-соединения автоматизм еще более низкий (менее 40 в минуту) — центр автоматизма III порядка. В норме центры II и III порядка подавляются более частыми импульсами синусового узла и только при нарушении его функции проявляют свою латентную способность к автоматизму. На функцию автоматизма влияет центральная и вегетативная нервная система, преимущественно на синусовый узел и АВ-соединение. Наибольшее влияние на автоматизм оказывают блуждающий нерв (замедляет ритм) и симпатическая нервная система (стимулирует автоматизм). Менее выражено влияние экстракардиальных нервов на функцию проводимости, которая проявляется в соответствующих изменениях проведения импульсов от синусового узла до АВ-соединения.

Возбудимость — способность Р-, Т-клеток и сократительного миокарда возбуждаться под влиянием импульсов. В разные периоды сердечного цикла возбудимость миокарда различна. Во время систолы миокард утрачивает способность нормально реагировать на раздражения. Это состояние называется рефрактерным периодом, который подразделяется на абсолютную и относительную фазы. Во время абсолютной фазы миокард не отвечает на импульсы любой силы, а во время относительной фазы необходима повышенная сила импульсов. Следует, однако, отметить, что во время относительной рефрактерности имеется короткий уязвимый период повышенной возбудимости и относительно слабые раздражители вызывают ранние экстрасистолы, пароксизмальную тахикардию. Этот период совпадает с вершиной зубца Т. При тахикардии и воздействии симпатической иннервации рефрактерный период укорачивается, при брадикардии и под влиянием блуждающего нерва — удлиняется.

Проводимость. Способностью проводить импульсы обладает весь миокард, однако скорость проведения различна. Наименьшая скорость — в атриовентрикулярном соединении, что обеспечивает последовательность возбуждения сначала предсердий, затем, после окончания возбуждения, импульс поступает в желудочки. Скорость проведения максимально нарастает от ножек пучка Гиса до волокон Пуркинье. В миокарде желудочков скорость проведения уменьшается и охват возбуждением желудочков длится 0,07–0,09 с.

Сократимость — способность миокарда в ответ на возбуждение сокращаться. При этом благодаря выходу из клеток положительно заряженных ионов калия актин и миозин мышечных волокон соединяются и образуют актомиозин, вступающий в контакт с аденозинтрифосфорной кислотой (АТФ). В присутствии ионов Са АТФ распадается, высвобождая при этом энергию, необходимую для сокращения. При сокращении меняется внутриклеточная среда, что тормозит дальнейший распад АТФ, и наступает диастола. Сложный комплекс взаимодействия ионов внутри клеток и во внеклеточных средах, распределенных полупроницаемой оболочкой (мембраной) волокон миокарда, регулирует концентрацию катионов и анионов между клеткой и внеклеточной жидкостью во время покоя и возбуждения.

В течение сердечного цикла миокард претерпевает три электрофизиологических состояния: поляризацию (состояние покоя), деполяризацию (возбуждение) и реполяризацию (возвращение в состояние покоя). Возбужденная клетка как маленький двухполюсный генератор электротока получила название диполя. Между положительным и отрицательным полюсами возникает разница потенциалов — электродвижущая сила (ЭДС). ЭДС диполя (клетки) условно можно представить в виде вектора, то есть прямой со стрелкой, направленной от отрицательного к положительному полюсу диполя. Величина отрезка прямой, взятая в масштабных единицах, отражает величину ЭДС, а ориентация — направление. При одновременном возбуждении множества клеток образуется суммарное электрическое поле, суммарное направление которого является суммарным (результирующим) вектором. При этом два однонаправленных вектора суммируются, при разнонаправленных величина ЭДС уменьшается, а вектор направлен в строну наибольшего. Если два вектора направлены друг к другу под углом, то результирующий вектор является диагональю параллелограмма. Если два вектора, одинаковые по величине, направлены в противоположные стороны, то их сумма равна нулю. Проводящая система расположена субэндокардиально и ее разветвления направлены к эпикарду, поэтому процесс деполяризации в желудочках идет от эндокарда к эпикарду.

Расположенный над эпикардом электрод электрокардиографа регистрирует в момент деполяризации желудочков наиболее постоянный элемент ЭКГ — восходящее колено зубца R. По мере уменьшения ЭДС стрелка гальванометра электрокардиографа опускается к изолинии — регистрируется нисходящее колено зубца R и весь комплекс QRS. Полный охват возбуждением обоих желудочков удерживается некоторое время, в течение которого потенциал отсутствует — регистрируется сегмент ST. В процессе быстрой реполяризации вновь возникает ЭДС, которая проявляется зубцом Т. В отличие от деполяризации процесс реполяризации начинается раньше — под эпикардом, и вектор реполяризации ориентирован в сторону эпикарда, поэтому в норме под электродом регистрируется положительный зубец Т, однонаправленный к наибольшему зубцу комплекса QRS.

Для измерения ЭДС используется активный (дифферентный) электрод, который присоединяется к положительному электроду аппарата, неактивный (индифферентный) — к отрицательному. Следовательно, если дифферентный электрод находится на положительной части электрического поля, регистрируются положительные зубцы, а на отрицательной части — отрицательные.

Сердце в норме расположено таким образом, что его правое предсердие и синусовый узел находятся справа от верхней части грудины, а верхушка — в области левого соска, что определяет основные направления ЭДС: сверху вниз и сзади наперед.

Применяемые при электрокардиографии отведения используют точки наибольшей разницы ЭДС. Двухполюсные стандартные электроды регистрируют ЭДС между двумя точками. От правой и левой руки (І отведение), от правой руки и левой ноги (ІІ отведение), от левой руки к левой ноге (ІІІ отведение). Соединение дифферентных точек образует треугольник Эйтховена.

Однополюсные отведения от конечностей называются усиленными, так как отражающие локальные потенциалы от трех конечностей объединяются в один неактивный электрод. При этом происходит «замыкание» их потенциалов, что усиливает потенциал дифферентных электродов: аVR — от правой руки, аVL — от левой руки, аVF — от левой ноги.

По такому же принципу построены усиленные грудные отведения. Отведения V₁ (4-е межреберье справа от грудины), V₂ (в этом же межреберье слева от грудины) отражают в основном потенциалы правого отдела сердца. Отведение V₃ точных координат не имеет — электрод устанавливают на середине линии, соединяющей II и III отведения. В норме отведение V₃ отражает потенциалы межжелудочковой перегородки. Электрод V₄ находится в 5-м межреберье по среднеключичной линии и обычно соответствует верхушке. Электроды V₃ и V₅ устанавливаются на уровне IV отведения соответственно по передней и средней мышечной линии и обычно отражают потенциалы боковой стенки левого желудочка. Кроме этих наиболее часто применяемых 12 отведений, в ряде случаев необходимо использовать дополнительные отведения — правые грудные, Неба, Слопака, Лиана, ортогональные, пищеводные.

Электрическая ось сердца (ЭОС) — это направление равнодействующих многочисленных парциальных токов в период деполяризации. ЭОС зависит от возраста, конституции, формы грудной клетки, положения диафрагмы, изменений в сердце.

ЭОС различна в разных плоскостях. В практической работе ограничиваются определением ЭОС во фронтальной плоскости, в стандартных (І, ІІ, ІІІ) и однополюсных отведениях (аVR, аVF, аVL). Соединения положительных и отрицательных полюсов этих отведений образуют шестиосевую систему координат (рис. 1). Она основана на том, что электроды стандартных отведений (І, ІІ, ІІІ) образуют стороны равностороннего треугольника Эйнтховена, середина которого соответствует электрическому центру сердца. Оси однополюсных отведений имеют положительный полюс на соответствующих отведениях (аVR, аVL, аVF). Направление ЭОС выражается углом альфа в градусах. Угол образован условной линией, идущей горизонтально, параллельно линии I отведения, и направлением вектора к левой стороне исследуемого. Это направление соответствует 0. Углы, образуемые книзу от условной линии, обозначаются как положительные, кверху от нее — как отрицательные. Например: максимальная величина R во II отведении соответствует углу альфа +60 градусов, а в аVL – 30 градусов. Важно помнить, что нормальное положение ЭОС соответствует +30 — +70, что отражается положительным зубцом R в I и II отведении. При отклонении ЭОС влево наибольшим является отрицательный S в III отведении. Если же зубцы, направленные кверху (R) и вниз (S,Q), в ІІІ отведении примерно одинаковы — ось горизонтальная, если в І отведении — вертикальная. Горизонтальное положение соответствует углу альфа +30 градусов, вертикальное — углу альфа +70 — +90 градусов, умеренное отклонение ЭОС влево — угол альфа –30 градусов, выраженное — угол альфа больше –30 градусов, отклонение ЭОС вправо — угол альфа больше +90 градусов. Стандартные и усиленные отведения образуют шестиосевую систему координат. Изменение положения сердца вокруг своей продольной оси (от основания к верхушке) проявляется перемещением переходной зоны, которая определяется по примерно равной величине R и S, что в норме обнаруживается в отведениях V₃ (V₄). Перемещение зоны в отведения V_{5, 6} соответствует повороту сердца по часовой стрелке, а в отведениях V₂ (V₁) — против часовой стрелки. Поворот сердца вокруг поперечной оси верхушкой назад проявляется зубцами S_{1, 2, 3}, верхушкой вперед — Q_{1, 2, 3}. Возможна комбинация поворотов.

Анализ ЭКГ. Для правильной оценки величины зубцов важно учитывать усиление аппаратом биопотенциалов, которое регулируется таким образом, чтобы выключение контрольного источника тока напряжением 1 мВ давало смещение нулевой линии на 1 см (контрольный милливольт, который регистрируется в начале и в конце ЭКГ). При необходимости (малая величина зубцов) усиление увеличивается вдвое, а при очень большой величине зубцов (не помещаются на узкой ленте или зубцы R и S наслаиваются на соседние отведения) используется усиление вдвое меньше. Для определения продолжительности зубцов и интервалов необходимо знать скорость движения ленты, от чего зависит время 1 мм на разметке ленты. Наиболее подходящей для правильной оценки формы зубцов и продолжительности интервалов является скорость 50 мм/с, при которой 1 мм разметки соответствует 0,02 с.

Анализ ЭКГ начинается с определения регулярности сердечного ритма и его частоты. Регулярность определяется по расстоянию R-R в разных циклах, в норме она не должна отличаться при нормальной частоте на 10 % от наименьшего R-R, или на 0,15 с, при большей разнице R-R ритм считается нерегулярным.

Частота сердечного ритма легко определяется по таблицам, в которых указывается, какой длительности R-R соответствует частота ритма, а также соответствующая продолжительность интервала Q-T у мужчины и женщины. Помогают в этом и специальные прозрачные линейки. При отсутствии таблицы и линейки частоту еще определяют путем деления 60 (секунд в 1 минуте) на среднюю величину R-R.

В норме возбуждение начинается с синусового узла в правом предсердии и распространяется сверху вниз и справа налево. Поэтому восходящее колено зубца Р отражает возбуждение правого предсердия, верхушка — остальную часть правого и начало возбуждения левого предсердия, нисходящее колено — остальную часть левого предсердия. При оценке отмечают форму и направление зубца Р. Обычно зубец Р положительный и имеет округлую верхушку, однако в отведении aVR он всегда отрицательный. Таким образом, при наличии постоянного положительного Р_II, отрицательного Р_aVR одинаковой формы перед каждым комплексом QRS ритм можно считать синусовым. В отведениях III, aVL, V_{1, 2} зубец Р может быть сглаженным, двухфазным и отрицательным и чаще обращен в сторону наибольшего зубца комплекса QRS. Высота зубца Р не превышает 2,5 мм, но зависит от вольтажа зубцов комплекса QRS, поэтому он практически равен 1/6–1/8 зубца R. На зубце Р могут быть зазубрины, расстояние между которыми не должно превышать 0,02 с. Продолжительность Р зависит от частоты сердечных сокращений, равняется 0,06–0,09 с и определяется в том стандартном отведении, где зубец лучше выражен (обычно во II).

Сегмент Р-Q определяется от конца Р до начала Q (R), находится на уровне изоэлектрической линии (изолинии) и отражает время проведения импульса по атриовентрикулярному соединению и внутрижелудочковой проводящей системе вплоть до волокон Пуркинье, потенциал ЭДС которой очень мал.

Интервал Р-Q, от начала Р до зубца Q (R), включает время возбуждения предсердий и вышеуказанного отрезка проводящей системы. В норме он равен 0,12–0,18 с, при брадикардии — до 0,20–0,21 с. Определяется в отведении, где зубец Р лучше выражен, кроме грудных отведений. При оценке зубца Р и других зубцов и интервалов следует иметь в виду их зависимость от частоты сердечных сокращений, возраста, пола, конституции, массы тела.

Зубец Q отражает начало возбуждения прежде всего межжелудочковой перегородки, предшествует зубцу R, непостоянный, отрицательный, не должен иметь зазубрин и расщеплений. Величина зубца Q различна в разных отведениях, он отсутствует в V_{1, 2} и может быть наибольшим в aVR, зависит от поворотов сердца, высоты стояния диафрагмы и величины зубца R. В большинстве отведений не должен превышать 2–3 мм и 1/4 зубца R. В III, aVL зубец неуширенный (до 0,03'', кроме aVL до 0,04''), может достигать 1/2 R.

Зубец R — наиболее постоянный и высокий, положительный (поэтому используется для подсчета R-R), отражает фазу максимального охвата возбуждением желудочков. R может отсутствовать в отведениях aVR, V₁ (реже V₂, aVL). Величина его в стандартных отведениях колеблется от 5 до 16–22 мм и в сумме в трех стандартных отведениях не меньше 15 мм. В грудных отведениях увеличивается от V₁ до V₄ до 25 мм, в отведениях V_{5, 6} несколько уменьшается. Продолжительность R не определяется (в норме от 0,04 до 0,07 с). На зубце R не должно быть зазубрин и расщеплений на одном и том же месте, за исключением III отведения и переходной зоны — V_{3, 4}.

Практическую ценность имеет определение собственного (внутреннего) отклонения желудочков в правых и левых грудных отведениях, зависящее от толщины миокарда соответствующих желудочков. Оно определяется от начала Q (R) до вершины последнего или последней вершины при расщеплении R. В V_{1, 2} этот показатель не превышает 0,03 с, а в V_{5, 6} — 0,05 с.

Зубец S — непостоянный, отрицательный, отражает конечный этап возбуждения желудочков, и величина его, соотношение с R определяют положение ЭОС. Наиболее постоянный S определяется в V_{1, 2}, уменьшаясь к V₃ , отражая возбуждение левого желудочка. От переходной зоны V_{3, 4} он уменьшается и в отведениях V_{5, 6} может отсутствовать. Иногда наблюдается не один, а два зубца R, S. Эти дополнительные зубцы обозначаются R' (r') и S' (s') в зависимости от амплитуды этих зубцов. Зубцы S' (s') следуют после R' (r'). Изредка у здоровых наблюдается в V₁ rSr', при котором r' меньше r.

Комплекс QRS отражает продолжительность возбуждения миокарда желудочков. Продолжительность этого периода желательно определять в отведениях, где лучше дифференцируется начало и конец, то есть зубцы Q (R) и S (R), обычно во ІІ или грудных отведениях; она равна 0,07–0,09 с, при брадикардии — до 0,10–0,11 с.

За зубцом S (R) начинается сегмент S-Т, который отражает переход фазы деполяризации в фазу замедленной реполяризации в виде небольшого постепенного подъема — от изолинии переходит в восходящее колено зубца Т. Точку перехода QRS в SТ (SТ-соединение) обозначают как точку J. При отсутствии патологии сердца сегмент S-Т может смещаться вверх и вниз на 0,5 мм в стандартных и левых грудных отведениях. В правых грудных отведениях возможен подъем S-Т до 1,5–2,0 мм, при этом он может иметь вогнутую форму.

Зубец Т отражает быструю реполяризацию желудочков, в норме форма его неравносторонняя: пологое восходящее колено, более крутое нисходящее, верхушка его закруглена. В норме он обычно обращен в сторону наибольшего зубца QRS. В отведении аVR он отрицательный, в ІІІ, аVL он может быть сглаженным, двухфазным, отрицательным. В грудных отведениях зубец Т от отрицательного в V₁ (V₂) увеличивается, размер его нарастает до самого высокого (чаще в V₄) и несколько снижается в V_{5, 6}. Амплитуда его колеблется, по данным разных авторов, от 1/5 до 1/2 наибольшего зубца (чаще R), в зависимости от соотношения R и S в разных отведениях. Зубец Т является наиболее лабильным. Его изменения зависят не только от возраста и патологических изменений (нарушений кровообращения, воспалительных, фиброзносклеротических, дистрофических, метаболических, дисгормональных и др.). Зубец может изменяться от приема пищи и лекарств, времени суток, атмосферных явлений и множества других причин. Продолжительность Т (0,1–0,25 с) обычно не определяется.

Комплекс QRSТ (Q-Т) соответствует сумме периодов деполяризации и реполяризации — определяет электрическую систолу, длительность которой близка по времени механической систоле у здоровых людей. Этот факт, по мнению большинства авторов, является практически единственным показателем ЭКГ, отражающим главную функцию сердца — сократительную. Измеряют продолжительность Q-Т от начала Q (R) до конца зубца Т. Продолжительность Q-Т зависит от частоты сердечного ритма, пола, возраста. Должная величина Q-Т определяется по таблице. Фактическая длительность Q-Т от должной в норме может отличаться не более чем на ±10 % (0,03–0,04 с).

После зубца Т изредка регистрируется небольшой положительный зубец U, который лучше виден в грудных отведениях V₁— V₃. Зубец U лучше определяется при брадикардии, иногда накладывается на конечную часть зубца Т, создавая как бы двугорбую форму Т. О происхождении зубца U мнения авторов расходятся (реполяризация капиллярных мышц, сдвиги обмена калия, ЭДС мышечного слоя крупных сосудов и т.д.). При патологических состояниях зубец U встречается чаще.

Сегмент Т-Р (от конца Т до начала Р следующего комплекса) соответствует диастоле предсердий и желудочков.