Вы здесь

Происхождение зубцов и интервалов ЭКГ. Характеристика ЭКГ в норме

Исследователи, зарегистрировавшие впервые ЭКГ, были поражены ее сложностью. В отличие от простых колебаний потенциалов, регистрируемых с мышц и нервов и имеющих однофазный или двухфазный характер, ЭКГ оказалась составленной из 5 (в некоторых случаях даже из 6) зубцов, часть из которых направлена вверх от нулевой (изопотенциальной) линии, а часть вниз. Названия этим зубцам были даны Эйнтговеном и до сих пор сохраняются (рис. 67).

Зубцы, комплексы и интервалы нормальной электрокардиограммы

Для того чтобы сделать и нтерпретацию этой кривой, необходимо было прежде всего сопоставить ее с механограммой предсердий и желудочков сердца (рис. 68).



Одновременная регистрация сокращений и электрических потенциалов сердца собаки

Это сопоставление показало, что зубец Р ЭКГ предшествует сокращению предсердий, в то время как комплекс QRS предшествует сокращению желудочков. Зубец Т регистрируется в конце систолы желудочков в самом начале расслабления. Этот факт дал основание сделать вывод, что зубец Р представляет собой результат охвата возбуждением мышц предсердий. Возбуждение возникает в синусном (синоаурикулярном) узле, однако это возбуждение на ЭКГ не регистрируется. Потенциал появляется, когда возбуждение начинает распространяться по мышце предсердий. Восходящее колено зубца Р представляет собой результат охвата возбуждением правого предсердия, а нисходящее колено — левого, которое развивает потенциал противоположного знака. Считается, что полный охват возбуждением предсердной мышцы означает переход к нейтральному состоянию (разности потенциалов нет), и этот период регистрируется на ЭКГ интервалом от конца зубца Р до начала зубца Q. Восстановление предсердий должно было бы сопровождаться появлением нового зубца (второй фазы), так как вновь должна появиться разность потенциалов между еще возбужденным и восстановившимся участками предсердий. Но эта фаза обычно не регистрируется в связи с тем, что она по времени совпадает с началом возбуждения желудочков. Ее можно, однако, наблюдать, если желудочки сокращаются в собственном ритме (при блокаде). Тогда этот зубец (рис. 69) называется зубцом Та (зубец Т предсердия).

Зубец Т предсердий, регистрируемый при блокаде проведения возбуждения от предсердий к желудочкам

В целом можно сказать, что потенциалы предсердий, по существу, мало отличаются от обычной двухфазной (или однофазной) волны возбуждения скелетной мышцы. Можно лишь отметить, что время, соответствующее возбужденному состоянию, длится относительно дольше и поэтому вторая фаза наступает с некоторым запозданием.

Труднее оказалось объяснить происхождение комплекса QRS, отражающего распространение возбуждения по желудочковой мышце. Высказывались самые различные точки зрения. Окончательный ответ помогли сделать очень тонкие методы раздельной регистрации электрической активности левого и правого желудочков. Дело в том, что ход мышечных волокон в миокарде чрезвычайно сложен. Пучок Гиса, по которому возбуждение распространяется от предсердий к желудочкам, идет сначала по межжелудочковой перегородке, а затем делится на две ножки (левую и правую), возбуждение по которым фактически распространяется в различные стороны (по и против часовой стрелки или, точнее, веерообразно) и не вполне одновременно. В результате это возбуждение может одновременно возникнуть как на верхушке сердца, так и у основания. При обычной регистрации ЭКГ эти потенциалы верхушки и основания складываются (суммируются), создавая сложный комплекс QRS. Если записывать ЭКГ только основания (или правого желудочка) или только верхушки (или левого желудочка), то кривая ЭКГ, как показали специальные опыты, имеет простую однофазную форму, правда, эта однофазная кривая довольно растянута. При этом важно отметить, что монофазные кривые верхушки и основания желудочков будут иметь различное направление (рис. 70).

Однофазных кривых основания и верхушки сердца черепахи и их алгебраическая сумма, полученная в виде разности токов на выходе усилителей

Алгебраическое сложение этих двух монофазных кривых дает типичный комплекс QRST. Результат такого суммирования становится особенно ясным, если однофазные кривые наложить одну на другую (рис. 71).

Образование желудочкового комплекса ЭКГ при алгебраическом суммировании двух однофазных волн, имеющих разные характеристики протекания

Такое накладывание позволяет видеть, что в определенные моменты сердечного цикла потенциалы верхушки и основания оказывается совершенно одинаковыми, но противоположно направленными, поэтому в эти моменты гальванометр не регистрирует никакой разности потенциалов. При таком накладывании видно, что потенциал основания 1 развивается несколько раньше, чем потенциал верхушки 2, или правого желудочка чуть раньше, чем левого. Подобные опыты проводились многими авторами на сердцах разных животных (в одном случае повреждалась верхушка сердца, в другом — основание, и колебания потенциала фактически регистрировались с того электрода, который располагался на неповрежденной поверхности).

Электрические потенциалы сердца, способы отведения электрокардиограммы

С этой точки зрения и желудочковый комплекс можно рассматривать как Двухфазную кривую, причем QRS представляет его первую фазу, а зубец Т — вторую. Не все согласны с подобным объяснением, несомненно, однако, что комплекс QRS отражает динамику формирования потенциалов сердца во время распространения возбуждения по желудочковой мышце, а интервал ST совпадает с моментом полного охвата возбуждением желудочков (изопотенциальная линия). Появление новой разности потенциалов (зубец Т) свидетельствует о том, что в этот момент основание желудочков остается отрицательно заряженным (возбужденным), в то время как верхушка приобретает положительный потенциал, т. е. начинается процесс восстановления. Он заканчивается, когда исчезает разность потенциалов между различными участками миокарда желудочков, т. е. когда вновь начинает регистрироваться изопотенциальная линия (интервал TP).

Происхождение зубца U до сих пор не выяснено. Большинство исследователей полагают, что этот зубец отражает вторую (реполяризационную) фазу волокон Пуркинье.

Электрокардиограмма, зарегистрированная в разных отведениях, будет иметь различную амплитуду зубцов, потому что при разных способах отведения регистрируется какая-то часть истинной разности потенциалов сердца, если рассматривать эту разность потенциалов как определенный вектор. Исходя из представлений Эйнтговена о точках стандартных отведений как углах равностороннего треугольника легко понять, что в каждом из этих отведений регистрируется не истинная разность потенциалов сердца, а лишь величина, представляющая собой проекцию вектора сердца на линии отведений (см. рис. 59). В каждый момент (по мере распространения возбуждения по сердечной мышце) в состояние возбуждения будут приходить новые мышечные волокна, которые имеют самое различное расположение. В результате в один из этих моментов наибольшая разность потенциалов будет регистрироваться между одними точками миокарда, а в другой — между другими. Ту линию, которая соединяет участки сердца с максимальной разностью потенциалов, называют электрической осью сердца. Конечно, такую электрическую ось можно представить и для любой другой мышцы. Например, для возбужденной мышцы с параллельным расположением мышечных волокон электрическая ось совпадает с направлением распространения возбуждения (рис. 72).

Электрические оси скелетных мышц с паралельным и перистым расположением мышечных волокон

В перистой мышце, однако, такого совпадения не будет, электрическая ось будет направлена под углом к направлению мышечных волокон (угол а на рис. 72). Но в скелетной мышце это положение электрической оси всегда является постоянным, в то время как в сердце оно все время меняется, так как в каждый момент ЭДС сердца представляет собой интегральный вектор электродвижущих сил многих разнонаправленных мышечных волокон (рис. 73).

Векторы, образующиеся при возбуждении миокарда

Установлено, что в момент, когда регистрируется максимальная электродвижущая сила сердца (формируется зубец R, или комплекс QRS), электрическая ось сердца совпадает в своем положении с анатомической осью сердца, и именно это положение электрической оси обычно определяют. Из рис. 59 видно, что e1 = ε cos α. Легко рассчитать также (сделав дополнительные построения), что e2 =ε cos(α—60°); e3 = εcos(120—α).

Из этих формул, пользуясь значениями е2 и е3, можно найти, что  tg α= (е23)/(е2—е3)√3.

Таким образом, зная, например, амплитуды зубца R во II и III отведениях и подставляя их в данную формулу, можно вычислить значение tg α, а затем по соответствующим, таблицам значений тригонометрических функций определить и сам угол α. Однако чаще угол α определяют с помощью геометрического построения из значений QRS в I и III отведениях. Для этого употребляют так называемый аксонометр. Аксонометр представляет собой окружность, в которую вписан треугольник (рис. 74).



Аксонометр

Стороны треугольника, соответствующие линиям I и III отведений, делятся пополам и в обе стороны от этой точки (нуль) откладываются значения зубцов (в любых единицах): для I отведения — вправо положительные значения, влево — отрицательные, для III отведения — вниз положительные, вверх отрицательные. Вся окружность разбивается на градусы, отсчет которых идет от нуля на правой стороне круга вверх — отрицательные значения, вниз — положительные (каждая полуокружность делится таким образом на 180°). Для определения направления электрической оси сердца определяют алгебраическую сумму зубцов QRS в I отведении и откладывают это значение на линию первого отведения (вправо или влево от нуля). В эту точку восстанавливается перпендикуляр в глубину круга. Таким же образом определяют алгебраическую сумму зубцов QRS III отведения и откладывают ее на линию III отведения. В этой точке также восстанавливают перпендикуляр- Точку пересечения двух перпендикуляров соединяют с центром круга и продолжают эту линию на окружность. Место ее пересечения с окружностью и покажет угол α (на рис. 74 он равен 14°). В норме угол α варьирует от + 40 до +70 (рис. 75). Если этот угол менее 40° (от 35° до 0), говорят о горизонтальном положении оси, если более 75° (до 90°) — о вертикальном. ЭКГ с отрицательным углом а называется левограммой, а с углом больше 90° — правограммой.

Варианты направления электрической оси сердца

Характеристика ЭКГ в норме. Электрокардиограмма, записанная в норме в стандартных отведениях, прежде всего характеризуется тем, что ее зубцы в разных, отведениях будут неодинаковыми по амплитуде (рис. 76), а иногда и по форме. Часто отдельных зубцов на ЭКГ вообще не будет.

Нормальная ЭКГ в трех стандартных отведениях

Несомненно, это связано с тем, что при разных способах отведения мы регистрируем различную часть истинных потенциалов сердца (см. рис. 59): зубцы ЭКГ будут наиболее высокими во II отведении и наиболее низкими в III (разумеется, речь идет о нормальном положении электрической оси сердца). В табл. 1 показаны основные характеристики зубцов и интервалов ЭКГ в норме.

Показатели нормальной ЭКГ человека

Зубец Р представляет собой, по существу, предсердный комплекс ЭКГ, т. е. выражает собой результат распространения возбуждения по мышце предсердий. Его амплитуда в норме у различных людей довольно широко варьирует. Изменяется и форма зубца Р. Он может быть высоким, с плоской вершиной, сниженный, двухфазный, отрицательный, двугорбый, с заостренной верхушкой, уширенный, уплощенный, шпилеобразный (рис. 77).

Различные формы зубцов Р и Т

У здорового человека зубец Р практически бывает всегда положительным, т. е. направленным вверх, причем не имеет каких-либо зазубрин или расщеплений. Чрезвычайно важным диагностическим показателем этого зубца является его длительность, которая в норме не превышает 0,1 с. Вслед за зубцом Р регистрируется изопотенциальная линия PQ в течение того времени, когда возбуждение проходит по проводящей системе сердца к желудочковой мышце. Интервал PQ разными кардиологами определяется по-разному: одни называют этим интервалом время от начала зубца Р до начала зубца Q или R (если Q нет), другие — время от конца зубца Р до начала зубца Q или R (в табл. 1 зубец Р включен в длительность PQ). Измерения зубцов принято делать от верхней границы изопотенциальной линии. Если эта линия очень толстая, то величина зубцов Р, R и Т будет как бы преуменьшенной, а зубцов Q и S как бы преувеличенной. Это сделано для единообразия оценки ЭКГ, записанных разными приборами (рис. 78).

Измерение амплитуды зубцов ЭКГ

При переходе возбуждения на желудочковую мышцу начинает регистрироваться первый зубец желудочкового комплекса — зубец Q. Независимо от величины этого зубца за него принято считать первый зубец комплекса QRS, направленный вниз (рис. 79).

Формы комплекса QRS

Первое отклонение кривой вверх в желудочковом комплексе (опять-таки независимо от амплитуды) называется зубцом R. Если нисходящее колено этого зубца переходит вниз за нулевую линию, то вниз направленный зубец обозначается буквой S. Если в комплексе появляются дополнительные зубцы, .направленные вверх или вниз, то они обозначаются соответственно как зубцы R', R", S', S" и т. д. Желудочковый комплекс часто принято обозначать прописными (заглавными) и строчными буквами в зависимости от величины (или глубины) зубцов. Если зубец Q или S имеет амплитуду большую, чем 1/4 наибольшего зубца ЭКГ, они называются глубокими и обозначаются большими буквами, в других случаях — малыми. Форма желудочкового комплекса может быть весьма разнообразной (рис. 80): Q, Qr, QRS, R, Rs, rS, QRs, rSr', M, W. Комплекс QRS может быть зазубренным, с расщеплениями, типа М и W, с узловатостью (утолщениями у основания, особенно в III отведении).



Обозначения комплекса QRS

Важное диагностическое значение имеет интервал ST. Этот интервал описывается как изоэлектрический, вогнутый, выпуклый, седловидный, опущенный или приподнятый выпуклой или вогнутой стороной, монофазный с подъемом кверху, косо опущенный; может быть непосредственный переход зубца R в высокий Т без сегмента ST и т. д. (рис. 81). Некоторые из описанных форм зубцов раньше без всяких сомнений относили к патологическим. Однако сейчас установлено, что многие из этих разновидностей зубцов могут встречаться и у здоровых людей, поэтому форме зубцов, конечно, придается значение, но не столь абсолютное, как раньше.

Различные формы интервала ST

Только некоторые из описанных разновидностей зубцов и интервалов, безусловно, являются патологическими формами (расщепления, зазубренности, приподнятый или опущенный более чем на 2 мм интервал ST и т. д.). Значительно большее значение при оценке ЭКГ придается длительности интервалов, которые характеризуют скорость распространения возбуждения (интервалы RR и TP определяют ритм сокращений сердца), появлению на ЭКГ внеочередных комплексов или зубцов (экстрасистолия или нарушение проводимости в атриовентрикулярном узле) и т. д.

При анализе ЭКГ обычно определяют амплитуду и продолжительность отдельных зубцов, а также длительность интервалов, и в примечаниях отмечают положение интервала ST, а также направление электрической оси сердца (угол α).

Иногда вычисляет продолжительность электрической систолы сердца (комплекса QRST) и сравнивают ее с вычисленной по формуле Базетта: QRST = k √c, где с — длительность интервала RR, a k — коэффициент, равный для мужчин 0,37, женщин — 0,40, детей — 0,39. Допустимые отклонения ±0,04 с. Находят также систолический показатель по Фогельсону-Черногорову как отношение QRST/RR, выраженное в процентах, т. е. сn =  (QRST/RR) • 100.

Анализу ЭКГ помогают различного рода таблицы нормативов (зависимости различных показателей от частоты сердечных сокращений), а также довольно простые приборы, позволяющие более или менее быстро сделать основные определения (можно этот анализ с успехом сделать и без них, имея измеритель и миллиметровую бумагу).