EKG

1. EKG Jiří Dostál, dostaj3@fel.cvut.cz X33BMI, LS 2006, FEL ČVUT

2. Co je to EKG? ►EKG je zkratka: ElektroKardioGram – je záznam elektrické srdeční činnosti v závislosti na čase. ElektroKardioGraf – je přístroj, který elektrickou aktivitu srdce zaznamenává. ElektroKardioGrafie – je obor, který se zabývá el. aktivitou srdce • Prezentace je rozdělena na tři části: • stavba srdce, převodní systém • ElektroKardioGrafie – historie, svodové systémy, konstrukce přístroje • interpretace EKG – tepová frekvence, srdeční rytmus, normální a abnormální EKG

3. Stavba srdce

4. Převodní systém

5. Převodní systém • Srdeční automacie: • normálně je zdrojem depolarizací SA uzel • vzruch se šíří myokardem síní do AV uzlu • v AV uzlu dochází ke zpoždění 120 – 200 ms • vzruch se dále šíří Tawarovými raménky a prostřednictvím Purkyňových vláken se depolarizace šíří po celém myokardu • nejdříve se depolarizuje septum, pak komory směrem od hrotu k bázi • Frekvence depolarizací: • SA uzel cca 72 tep/min • AV uzel a oblast junkce cca 50 tep/min • komorový myokard cca 30 tep/min Nervy se na činnosti srdce podílejí jen na regulaci tepu a tlaku, neřídí přímo činnost (sympatikus × parasympatikus). !!!SRDCE PRACUJE AUTONOMNĚ!!!

6. Vznik EKG • srdcem se šíří depolarizační a repolarizační vlny • na povrchu buněčných membrán můžeme oproti vnitřku změřit akční potenciál cca +30 mV, v normálním stavu je potenciál cca -90 mV Jednotlivé elementarní membránové biopotenciály tvoří dipóly. Když tyto všechny dipóly sečteme, dostaneme jeden výsledný vektor srdeční činnosti. Tento vektor je vícerozměrný (obvykle měříme 3D) a je časově proměnný. Jeho různými průměty do různých rovin získáváme pak obraz srdeční činnosti v daném svodu. Tento záznam pak nazýváme elektrokardiogramem v jednotlivých svodech

7. Vznik EKG

8. Historie EKG • zakladatel: • Willem Einthoven • (1860 – 1927) • profesor fyziologie na univerzitě v Leydenu • zkoumal (mimo jiné) akční proudy srdeční činnosti • sestrojil strunový galvanometr (nebyly zesilovače!) • zavedl končetinové svody (viz dále) • „Einthovenův trojúhelník (viz dále) • Nobelova cena za fyziologii a lékařství 1924

9. Historie EKG

10. Historie EKG

11. Záznam EKG • elektrickou aktivitu srdce zaznamenáváme ELEKTROKARDIOGRAFEM • tento přístroj zaznamenává průběhy potenciálů v jednotlivých svodech a vykresluje je v závislosti na čase (jde vlastně o zesilovač) • Technická data: • vstupní odpor řádově MΩ • vstupní filtr 0,5 – 40 Hz (nebo 0,05 – 100 Hz s odrušením sítě a myopotenciálů) • elektrody AgCl (nepolarizovatelnost, definovaný potenciál 0,2225 V) • posuv papíru 25 mm/sec

12. Problémy • Na co je třeba dát pozor: • rušení elektrické rozvodné sítě 50 Hz (filtrace) • nízke frekvence (dýchání, časová konstanta RC článku) • galvanické oddělení EKG přístroje od sítě!!! • ovlivnění symetrie rezistorové sítě Wilsonovy svorky (oddělovací stupeň) • pacientský kabel musí být stíněný, obsahuje 10 vodičů obr. vlevo: špatně zvolená filtrace a) normální b) zesílení nízkých frekvencí c) zesílení vysokých frekvencí obr. dole: rušení sítě 50 Hz

13. EKG zesilovač

14. 12-ti svodové EKG • svod jsou dvě místa, mezi kterými měříme biopotenciály (v medicínské terminologii se slovo „svod“ používá ve významu obrazu srdeční činnosti) • nejpoužívanější je 12-ti svodový systém EKG • elektrody jsou umístěny na končetinách a hrudníku, jejich umístění a značení se pevně ustálily • 12-ti svodové EKG: • 3 bipolární končetinové svody podle Einthovena (I, II, III) • 3 unipolární zvětšené končetinové svody podle Golberga (aVL, aVR, aVF) • 6 unipolárních hrudních svodů podle Wilsona (V1 – V6)

15. Einthovenův trojůhelník

16. Einthovenův trojůhelník

17. 12-ti svodové EKG Napětí ve svodech: I = L –R II = F – R III = F – F 3 končetinové bipolární svody podle Einthovena

18. 12-ti svodové EKG Napětí ve svodech: aVR = R – (L + F)/2 aVL = L – (R + F)/2 aVF = F – (R + L)/2 3 unipolární svody podle Goldberga

19. 12-ti svodové EKG Měří se napětí mezi místy na hrudníku a tzv. Wilsonovou svorkou (což je průměr končetinových potenciálů). Základní svodu se značí V1 – V6 Pro speciální případy se využívají i další svody (viz obrázek) Napětí ve svodech: Vn = Vn – W W = (R + L + F)/3 6 unipolárních svodů podle Wilsona (V1 – V6)

20. 12-ti svodové EKG Zapojení rezistorové sítě pro záznam svodů aVR, aVL a aVF a způsob vytvoření Wilsonovy svorky. Všechny odpory jsou stejné, hodnota 500 kΩ. Potenciál svodů V1 – V6 se meří mezi místem na hrudníků a Wilsonovou svorkou.

21. ElektroKardioGram

22. ElektroKardioGram

23. Tepová frekvence • Určení tepové frekvence z EKG: • využíváme toho, že známe rychlost posuvu papíru 25 mm/sec • zvolíme si svod, kde je nejlépe vidět kmit R • změříme rozestup kmitů R (tj. perioda) a vypočítáme frekvenci • pro rychlejší určení tepové frekvence můžeme využít následující pomůcky: pamatujeme si číselnou řadu 300 – 150 – 100 – 75 – 60; pak jestliže je vzdálenost kmitů R jeden velký čtverec (5 mm), pak je tepová frekvence 300 tep/min, je-li vzdálenost dva velké čtverce, pak je tepová frekvence 150 tep/min,... atd. Rozestup kmitů R je při normální tepové frekvenci 4 velké čtverce.

24. Srdeční osa (elektrická) • srdeční osa je průměrný směr šíření depolarizační vlny komorovým myokardem (frontální projekce) • elektrická srdeční osa je normálně přibližně shodná s osou anatomickou • určením srdeční osy můžeme zjistit různé abnormality • osu určujeme z končetinových svodů I, II, III, aVR, aVL a aVF • vyhledáme svod, ve kterém jsou pozitivní a negativní výchylky QRS komplexu co nejvíc shodné (pro techniky: zintegrujeme komplexy QRS ve všech svodech a vybereme ten svod, ve kterém se střední hodnota napětí QRS komplexu nejvíce blíží „izoelektrické linii“ (tj. linie mezi vlnou P a QRS) • srdeční osa je pak na tento svod kolmá • její směr určíme podle polarity signálu toho svodu, se kterým se srdeční osa ztotožňuje • dále viz obrázek (ten snad vše osvětlí)

25. Srdeční osa (elektrická) • vidíme, že nejvíce si jsou podobné negativní a pozitivní výchylky QRS komplexu ve svodu III • na svod III je kolmý svod aVR, který ztotožníme se srdeční osou • úhel srdeční osy tedy může být -150° nebo 30° • průběh ve svodu aVR je více negativní, srdeční osa je tedy +30° což je normální osa

26. Srdeční rytmus • ložisko ze kterého se šíří depolarizace udává srdeční rytmus • normálně je zdrojem depolarizací SA uzel, mluvíme o sinusovém rytmu • není-li zdrojem depolarizací SA uzel, mluvíme o arytmii • rytmy mohou vznikat: v myokardu síní, v oblasti AV uzlu (junkční rytmus) nebo v myokardu komor • je-li tepová frekvence nižší mluvíme o bradykardii, je-li vyšší, mluvíme o tachykardii • pokud je rytmus supraventrikulární (tj. vzniká ve svalovině síní), jsou QRS komplexy normální • u ventrikulárního rytmu dochází k rozšíření komplexu QRS vlive šíření depolarizace pomalejší cestou mimo převodní systém • jsou-li depolarizace chaotické, mluvíme o fibrilaci (míhání) Na obrázku vidíme sinusový rytmus, vlny P a komplex QRS normální, za každou vlnou P následuje QRS komplex.

27. Normální EKG sinusový rytmus, osa +30°, tepová frekvence 70 tep/min, PQ interval 200 ms, trváni QRS komplexu 0,08 ms, inverze vln T je normální ve svodu aVR (u mladých lidí ještě ve svodech V1 a V2)

28. Abnormality EKG • Vybrané příklady interpretace abnormálního EKG: • atrioventrikulární blokády I°, II° a III° • blokáda levého raménka Tawarova BLRT (LBBB – left bundle branch block) • flutter síní • fibrilace komor • infarkt myokardu • zástava komor

29. AV blokáda I°

30. AV blokáda II°

31. AV blokáda III°

32. BLRT

33. Flutter síní

34. Fibrilace komor

35. Defibrilace • fibrilace komor je terminální, nevede k opětovným stahům; chaotická činnost • hemodynamicky neúčinná • ohrožuje pacienta na životě • Defibrilace – je opak EKG – pustíme do srdce elektrický impuls a tím obnovíme činnost komor • monofazická × bifazická • energie 300 kJ

36. Zástava komor

37. Infarkt Myokardu • onemocnění myokardu způsobené ucpáním věnčitých tepen • myokard tak nemůže být zásobován kyslíkem • po několika hodinách vznikají nekrózy – jedná se o ireverzibilní proces • jestliže včasně obnovíme prostupnost koronálních tepe a tím zásobování myokardu, nekrózy se nevyvinou Na obrázku vidíme řez srdcem v transversální rovině (je vidět pravá a levá komora). Komorový myokard je postižen infarktem. Rozsáhlá nekróza tkáně se jeví jako světlejší místa ve svalovině. Jedná se o rozsáhlou přední jizvu; postižena je celá tloušťka stěny.

38. IM akutní

39. IM chronický

40. Zdroje • Knihy: • EKG jasně, stručně přehledně; John R. Hampton (The ECG made easy);GRADA • Diagnostika srdeční činnosti; Ing. Josef Chaloupka (skripta SPŠE) • Anatomie 3; Prof. MUDr. Radomír Čihák, DrSC; GRADA • WWW: • http://medlib.med.utah.edu/kw/ecg/ ECG learning centre • http://butler.cc.tut.fi/~malmivuo/bem/bembook/ Bioelectromagnetism • http://www.wikipedia.org/ Wikipedia (EN, CS) • http://noe.upol.cz/ výukový portál Lékařské fakulty UP Olomouc – Čestmír Čihalík • http://www.fnol.cz/ Fakultní nemocnice Olomouc • http://www.fbmi.cvut.cz Fakulta biomedicínského inženýrství ČVUT