В даний час у клінічній практиці широко використовується метод електрокардіографії(ЕКГ). ЕКГ відображає процеси збудження в серцевому м'язі - виникнення та поширення збудження.
Існують різні способи відведення електричної активності серця, які відрізняються один від одного розташуванням електродів на поверхні тіла.
Клітини серця, приходячи в стан збудження, стають джерелом струму і викликають виникнення поля в середовищі навколишнього серця.
У ветеринарній практиці при електрокардіографії застосовують різні системи відведень: накладання металевих електродів на шкіру в області грудей, серця, кінцівок та хвоста.
Електрокардіограма(ЕКГ) — крива біопотенціалів серця, що періодично повторюється, що відображає протікання процесу збудження серця, що виник у синусному (синусно-передсердному) вузлі і розповсюджується по всьому серцю, реєстрована за допомогою електрокардіографа (рис. 1).
Мал. 1. Електрокардіограма
Окремі її елементи – зубці та інтервали – отримали спеціальні найменування: зубці Р,Q, R, S, Тінтервали Р,PQ, QRS, QT, RR; сегменти PQ, ST, TP, характеризують виникнення та поширення збудження по передсердям (Р), міжшлуночковій перегородці (Q), поступове збудження шлуночків (R), максимальне збудження шлуночків (S), реполяризацію шлуночків (S) серця. Зубець P відображає процес деполяризації обох передсердь, комплекс QRS- деполяризацію обох шлуночків, яке тривалість — сумарну тривалість цього процесу. Сегмент STі зубець Р відповідають фазі реполяризації шлуночків. Тривалість інтервалу PQвизначається часом, протягом якого збудження проходить передсердя. Тривалість інтервалу QR-ST - тривалість "електричної систоли" серця; вона може відповідати тривалості механічної систоли.
Показниками хорошої тренованості серця та великих потенційних функціональних можливостей розвитку лактації у високопродуктивних корів є мала або середня частота серцевого ритму та високий вольтаж зубців ЕКГ. Високий серцевий ритм при високому вольтажі зубців ЕКГ є ознакою великого навантаження на серце та зменшення його потенційних можливостей. Зменшення вольтажу зубців Rта T, збільшення інтервалів P- Qі Q-T свідчать про зниження збудливості та провідності системи серця та низьку функціональну активність серця.
Елементи ЕКГ та принципи її загального аналізу
метод реєстрації різниці потенціалів електричного диполя серця в певних ділянках тіла людини. При збудженні серця виникає електричне поле, яке можна зареєструвати лежить на поверхні тіла.
Векторкардіографіяметод дослідження величини та напрямки інтегрального електричного вектора серця протягом серцевого циклу, значення якого безперервно змінюється.
Телеелектрокардіографія (радіоелектрокардіографія електротелекардіографія)— метод реєстрації ЕКГ, у якому реєструючий пристрій значно видалено (від кількох метрів до сотень тисяч кілометрів) від людини, що обстежується. Даний метод заснований на використанні спеціальних датчиків і приймально-передавальної радіоапаратури і використовується при неможливості або небажаності проведення звичайної електрокардіографії, наприклад, спортивної, авіаційної та космічної медицини.
Холтерівське моніторування- Добове моніторування ЕКГ з подальшим аналізом ритму та інших електрокардіографічних даних. Добове моніторування ЕКГ поряд з великим обсягом клінічних даних дозволяє виявити варіабельність ритму серця, що є важливим критерієм функціонального стану серцево-судинної системи.
Балістокардіографія -метод реєстрації мікроколивань тіла людини, обумовлених викиданням крові із серця під час систоли та рухом крові за великими венами.
Динамокардіографія -метод реєстрації усунення центру тяжіння грудної клітки, обумовлений рухом серця та переміщенням маси крові з порожнин серця до судин.
Ехокардіографія (ультразвукова кардіографія)- метод дослідження серця, заснований на запису ультразвукових коливань, відбитих від поверхонь стінок шлуночків та передсердь на межі їх із кров'ю.
Аускультація- метод оцінки звукових явищ у серці на поверхні грудної клітки.
Фонокардіографія -метод графічної реєстрації тонів серця з поверхні грудної клітки.
Ангіокардіографія -рентгенологічний метод дослідження порожнин серця та магістральних судин після їх катетеризації та введення в кров рентгеноконтрастних речовин. Різновидом даного методу є коронарографіярентгеноконтрастне дослідження безпосередньо судин серця. Цей метод є «золотим стандартом» у діагностиці ішемічної хвороби серця.
Реографіяметод дослідження кровопостачання різних органів і тканин, заснований на реєстрації зміни повного електричного опорутканин при проходженні через них електричного струму високої частоти та малої сили.
ЕКГ представлена зубцями, сегментами та інтервалами (рис. 2).
Зубець Ру нормальних умовах характеризує початкові події серцевого циклу та розташовується на ЕКГ перед зубцями шлуночкового комплексу QRS. Він відбиває динаміку збудження міокарда передсердь. Зубець Рсиметричний, має сплощену вершину, його амплітуда максимальна у II відведенні та становить 0,15-0,25 мВ, тривалість - 0,10 с. Висхідна частина зубця відбиває деполяризацію переважно міокарда правого передсердя, низхідна — лівого. У нормі зубець Рпозитивний у більшості відведень, негативний у відведенні aVR, у III та V1відведення він може бути двофазним. Зміна звичайного місця розташування зубця Рна ЕКГ (перед комплексом QRS) спостерігається при аритміях серця.
Процеси реполяризації міокарда передсердь на ЕКГ не видно, оскільки вони накладаються більш високоамплітудні зубці QRS-комплексу.
ІнтервалPQвимірюється від початку зубця Рдо початку зубця Q. Він відображає час, що проходить від початку збудження передсердь до початку збудження шлуночків чи іншими словами час, що витрачається на проведення збудження за провідною системою до міокарда шлуночків. Його нормальна тривалість становить 0,12-0,20 сек і включає час атріо-вентрикулярної затримки. Збільшення тривалості інтервалуPQбільше 0,2 с може свідчити про порушення проведення збудження в ділянці атріовентрикулярного вузла, пучку Гіса або його ніжках та трактується як свідоцтво наявності у людини ознак блокади проведення 1-го ступеня. Якщо у дорослої людини інтервалPQменше 0,12 с, це може свідчити про існування додаткових шляхів проведення збудження між передсердями і шлуночками. Такі люди мають небезпеку розвитку аритмій.
Мал. 2. Нормальні значення параметрів ЕКГ у II відведенні
Комплекс зубцівQRSвідображає час (у нормі 0,06-0,10 с) протягом якого процес збудження послідовно залучаються структури міокарда шлуночків. При цьому першими збуджуються сосочкові м'язи та зовнішня поверхня міжшлуночкової перегородки (виникає зубець Qтривалістю до 0,03 с), потім основна маса міокарда шлуночків (зубець тривалість 0,03-0,09 с) та в останню чергу міокард основи та зовнішня поверхня шлуночків (зубець 5, тривалість до 0,03 с). Оскільки маса міокарда лівого шлуночка істотно більша за масу правого, то зміни електричної активності, саме в лівому шлуночку, домінують у шлуночковому комплексі зубців ЕКГ. Оскільки комплекс QRSвідображає процес деполяризації потужної маси міокарда шлуночків, то амплітуда зубців QRSзазвичай вище, ніж амплітуда зубця Р,відбиває процес деполяризації щодо невеликої маси міокарда передсердь. Амплітуда зубця Rколивається в різних відведеннях і може досягати до 2 мВ I, II, III і в aVFвідведення; 1,1 мВ aVLта до 2,6 мВ у лівих грудних відведеннях. Зубці Qі Sу деяких відведеннях можуть не виявлятися (табл. 1).
Таблиця 1. Межі нормальних значень амплітуди зубців ЕКГ у ІІ стандартному відведенні
|
Зубці ЕКГ |
Мінімум норми, мВ |
Максимум норми, мВ |
СегментSTреєструється слідом за комплексом ORS. Його вимірюють від кінця зубця Sдо початку зубця Т.У цей час весь міокард правого та лівого шлуночків перебуває у стані збудження та різниця потенціалів між ними практично зникає. Тому запис на ЕКГ стає майже горизонтальним та ізоелектричним (у нормі допускається відхилення сегмента STвід ізоелектричної лінії не більше ніж на 1 мм). Зміщення STна велику величину може спостерігатися при гіпертрофії міокарда, при тяжкому фізичному навантаженні і вказує на недостатність кровотоку в шлуночках. Істотне відхилення STвід ізолінії, що реєструється в декількох відведеннях ЕКГ, може бути провісником або свідченням інфаркту міокарда. Тривалість STпрактично не оцінюється, оскільки він істотно залежить від частоти скорочень серця.
Зубець Твідбиває процес реполяризації шлуночків (тривалість - 0,12-0,16 с). Амплітуда зубця Т дуже варіабельна і не повинна перевищувати 1/2 амплітуди зубця R. Зубець Г позитивний у відведеннях, у яких записується значної амплітуди зубець R. У відведеннях, у яких зубець Rнизької амплітуди або не виявляється, може реєструватися негативний зубець T(відведення AVRта VI).
ІнтервалQTвідображає тривалість «електричної систоли шлуночків» (час від початку їхньої деполяризації до закінчення реполяризації). Цей інтервал вимірюють від початку зубця Qдо кінця зубця Т.У нормі у спокої має тривалість 0,30-0,40 з. Тривалість інтервалу ВІДзалежить від частоти серцевих скорочень, тонусу центрів автономної нервової системи, гормонального фону, дії деяких лікарських речовин. Тому за зміною тривалості цього інтервалу стежать з метою запобігання передозуванню деяких серцевих лікарських препаратів.
ЗубецьUне постійним елементом ЕКГ. Він відбиває слідові електричні процеси, які у міокарді деяких людей. Діагностичного значення не набув.
Аналіз ЕКГ заснований на оцінці наявності зубців, їх послідовності, напряму, форми, амплітуди, вимірюванні тривалості зубців та інтервалів, положенні щодо ізолінії та розрахунку інших показників. За результатами цієї оцінки роблять висновок про частоту серцевих скорочень, джерело і правильність ритму, наявність або відсутність ознак ішемії міокарда, наявність або відсутність ознак гіпертрофії міокарда, напрям електричної осі серця та інші показники функції серця.
Для правильного вимірювання та трактування показників ЕКГ важливо, щоб воно було якісно записано в стандартних умовах. Якісним є такий ЕКГ-запис, на якому відсутні шуми та зміщення рівня запису від горизонтального та дотримані вимоги стандартизації. Електрокардіограф є підсилювачем біопотенціалів і для встановлення на ньому стандартного коефіцієнта посилення підбирають такий його рівень, коли подача на вхід приладу калібрувального сигналу в 1 мВ призводить до відхилення запису від нульової або ізоелектричної лінії на 10 мм. Дотримання стандарту посилення дозволяє порівнювати ЕКГ, записані на будь-яких типах приладів, та виражати амплітуду зубців ЕКГ у міліметрах або мілівольтах. Для правильного вимірювання тривалості зубців та інтервалів ЕКГ запис повинен проводитись при стандартній швидкості руху діаграмного паперу, пишучого пристрою або швидкості розгорнення на екрані монітора. Більшість сучасних електрокардіографів дасть можливість реєструвати ЕКГ за трьох стандартних швидкостей: 25, 50 і 100 мм/с.
Перевіривши візуально якість та дотримання вимог стандартизації запису ЕКГ, приступають до оцінки її показників.
Амплітуду зубців вимірюють, приймаючи за точку відліку изоэлектрическую, чи нульову, лінію. Перша реєструється у разі однакової різниці потенціалів між електродами (PQ - від закінчення зубця Р до початку Q, друга - за відсутності різниці потенціалів між електродами, що відводять (інтервал TP)). Зубці, спрямовані вгору від ізоелектричної лінії, називають позитивними, спрямовані вниз - негативними. Сегментом називають ділянку ЕКГ між двома зубцями, інтервалом - ділянку, що включає сегмент і один або кілька зубців, що прилягають до нього.
По електрокардіограмі можна судити про місце виникнення збудження в серці, послідовність охоплення відділів серця збудженням, швидкість проведення збудження. Отже, можна судити про збудливість та провідність серця, але не про скоротливість. При деяких захворюваннях серця може виникати роз'єднання між збудженням та скороченням серцевого м'яза. У цьому випадку насосна функція серця може бути відсутня за наявності реєстрованих біопотенціалів міокарда.
Інтервал RR
Тривалість серцевого циклу визначають за інтервалом RR, який відповідає відстані між вершинами сусідніх зубців R. Належну величину (норму) інтервалу QTрозраховують за формулою Базетта:
де К -коефіцієнт, що дорівнює 0,37 для чоловіків та 0,40 для жінок; RR- Тривалість серцевого циклу.
Знаючи тривалість серцевого циклу, легко розрахувати частоту скорочень серця. Для цього достатньо розділити часовий інтервал 60 с на середню величину тривалості інтервалів RR.
Порівнюючи тривалість низки інтервалів RRможна зробити висновок про правильність ритму чи наявність аритмії у роботі серця.
Комплексний аналіз стандартних відведень ЕКГ дозволяє також виявляти ознаки недостатності кровотоку, обмінних порушень у серцевому м'язі та діагностувати низку захворювань серця.
Тони серця- звуки, що виникають під час систоли та діастоли, є ознакою наявності серцевих скорочень. Звуки, що генеруються працюючим серцем, можна досліджувати методом аускультації та реєструвати методом фоно-кардіографії.
Аускультапія (прослуховування) може здійснюватися безпосередньо вухом, прикладеним до грудної клітини, та за допомогою інструментів (стетоскоп, фонендоскоп), що підсилюють або фільтрують звук. При аускультації добре чути два тони: I тон (систолічний), що виникає на початку систоли шлуночків, II тон (діастолічний), що виникає на початку діастоли шлуночків. Перший тон при аускультації сприймається нижчим і протяжним (представлений частотами 30-80 Гц), другий - вищим і коротким (представлений частотами 150-200 Гц).
Формування I тону обумовлено звуковими коливаннями, що викликаються захлопуванням стулок АВ-клапанів, тремтінням пов'язаних з ними сухожильних ниток при їх натягу і скороченням міокарда шлуночків. Деякий внесок у походження останньої частини І тону може зробити відкриття напівмісячних клапанів. Найбільш чітко I тон чутний в області верхівкового поштовху серця (зазвичай у 5-му міжребер'ї зліва, на 1-1,5 см ліворуч від середньоключичної лінії). Прослуховування його звучання у цій точці є особливо інформативним для оцінки стану мітрального клапана. Для оцінки стану тристулкового клапана (що перекриває праве АВ-отвір) більш інформативно прослуховування 1 тону біля основи мечоподібного відростка.
Другий тон краще прослуховується у 2-му межребер'ї ліворуч і праворуч від грудини. Перша частина цього тону обумовлена захлопування аортального клапана, друга - клапана легеневого стовбура. Ліворуч краще прослуховується звучання клапана легеневого стовбура, а праворуч - аортального клапана.
При патології клапанного апарату під час роботи серця виникають аперіодичні звукові коливання, що створюють шуми. Залежно від того, який клапан пошкоджено, вони накладаються на певний тон серця.
Більш детальний аналіз звукових явищ у серці можливий за записаною фонокардіограмою (рис. 3). Для реєстрації фонокардіограми використовується електрокардіограф у комплекті з мікрофоном та підсилювачем звукових коливань (фонокардіографічною приставкою). Мікрофон встановлюється в тих же точках поверхні тіла, в яких ведеться аускультація. Для достовірнішого аналізу тонів і шумів серця фонокардіограму завжди реєструють одночасно з електрокардіограмою.
Мал. 3. Синхронно записані ЕКГ (згори) та фонокарднограма (знизу).
На фонокардіограмі крім I і II тонів можуть реєструватися III і IV тони, які зазвичай не прослуховуються вухом. Третій тон з'являється в результаті коливань стінки шлуночків при їхньому швидкому наповненні кров'ю під час однойменної фази діастоли. Четвертий тон реєструється під час систоли передсердь (пресистоли). Діагностичне значення цих тонів визначено.
Виникнення I тону у здорової людинизавжди реєструється на початку систоли шлуночків (період напруги, кінець фази асинхронного скорочення), яке повна реєстрація збігається за часом із записом на ЕКГ зубців шлуночкового комплексу QRS. Початкові невеликі по амплітуді низькочастотні коливання I тону (рис. 1.8, а) є звуками, що виникають при скороченні міокарда шлуночків. Вони реєструються практично одночасно з зубцем Q на ЕКГ. Основна частина I тону, або головний сегмент (рис. 1.8 б), представлена високочастотними звуковими коливаннями великої амплітуди, що виникають при закритті АВ-клапанів. Початок реєстрації основної частини I тону запізнюється за часом на 0,04-0,06 від початку зубця Qна ЕКГ (Q- І тон на рис. 1.8). Кінцева частина I тону (рис. 1.8, в) являє собою невеликі по амплітуді звукові коливання, що виникають при відкритті клапанів аорти та легеневої артерії та звукові коливання стінок аорти та легеневої артерії. Тривалість І тону - 0,07-0,13 с.
Початок II тону в нормальних умовах збігається за часом з початком діастоли шлуночків, запізнюючися на 0,02-0,04 с до закінчення зубця Г на ЕКГ. Тон представлений двома групами звукових осциляцій: перша (рис. 1.8 а) викликана закриттям аортального клапана, друга (Р на рис. 3) - закриттям клапана легеневої артерії. Тривалість ІІ тону - 0,06-0,10 с.
Якщо за елементами ЕКГ судять про динаміку електричних процесів у міокарді, то щодо елементів фонокардіограми – про механічні явища в серці. Фонокардіограма представляє інформацію про стан клапанів серця, початок фази ізометричного скорочення та розслаблення шлуночків. На відстані між І і ІІ тоном визначають тривалість «механічної систоли» шлуночків. Збільшення амплітуди II тону може вказувати на підвищений тиск в аорті або стовбурі легені. Однак в даний час більш детальну інформацію про стан клапанів, динаміку їх відкриття та закриття та інші механічні явища в серці отримують при ультразвуковому дослідженні серця.
УЗД серця
Ультразвукове дослідження (УЗД) серця,або ехокардіографія, є інвазивним методом дослідження динаміки зміни лінійних розмірів морфологічних структур серця та судин, що дозволяє розрахувати швидкість цих змін, а також змін обсягів порожнин серця та крові у процесі здійснення серцевого циклу.
В основі методу лежить фізична властивістьзвуків високої частоти в діапазоні 2-15 МГц (ультразвуку) проходити через рідкі середовища, тканини тіла та серця, відбиваючись при цьому від меж будь-яких змін їх щільності або від меж розділу органів і тканин.
Сучасний ультразвуковий (УЗ) ехокардіограф включає такі блоки, як генератор ультразвуку, УЗ-випромінювач, приймач відбитих УЗ-хвиль, візуалізації та комп'ютерного аналізу. Випромінювач та приймач УЗ конструктивно об'єднані в єдиному пристрої, званому УЗ-датчиком.
Ехокардіографічне дослідження здійснюється за допомогою посилки з датчика всередину тіла за певними напрямками коротких серій УЗ-хвиль, що генеруються приладом. Частина УЗ-хвиль, проходячи через тканини тіла, поглинається ними, а відбиті хвилі (наприклад, від поверхонь розділу міокарда та крові; клапанів та крові; стінки судин та крові), поширюються в зворотному напрямкудо поверхні тіла, уловлюються приймачем датчика і перетворюються на електричні сигнали. Після комп'ютерного аналізу цих сигналів на екрані дисплея формується УЗ-зображення динаміки механічних процесів, які у серці під час серцевого циклу.
За результатами розрахунку відстаней між робочою поверхнею датчика та поверхнями розділів різних тканин або змінами їх густини, можна отримати безліч візуальних та цифрових ехокардіографічних показників роботи серця. Серед цих показників динаміка змін розмірів порожнин серця, розмірів стінок та перегородок, положення стулок клапанів, розмірів внутрішнього діаметра аорти та великих судин; виявлення наявності ущільнень у тканинах серця та судинах; розрахунок кінцево-діастолічного, кінцево-систолічного, ударного обсягів, фракції викиду, швидкості вигнання крові та наповнення кров'ю порожнин серця та ін. УЗД серця та судин є в даний час одним з найбільш поширених, об'єктивних методів оцінки стану морфологічних властивостей та насосної функції серця.
Віллем Ейнтховен, голландський лікар-фізіолог, нащадок іспанських євреїв, що втекли від інквізиції в XV столітті до Голландії, народився 1860 року в Східній, або Голландській Ост-Індії (нині острів Ява) у родині колоніального лікаря. У шестирічному віці у Віллема помер батько, і сім'я повернулася до Утрехта. Як син колоніального лікаря хлопчик мав право на безкоштовна освіта, але лише за трьома спеціальностями: вчитель, лікар та бухгалтер. Обов'язковою умовою було повернення працювати у колонії.
Ейнтховен щиро хотів піти шляхом батька, але під час навчання в Утрехтському університеті проявилися його здібності дослідника. Він зрозумів, що наукова роботаприваблює його набагато сильніше, ніж лікарська практика. Вже його дипломна роботамістила наукове відкриття. Він досліджував оптичну ілюзію сприйняття кольору: якщо на рівній поверхні розташовані два кола різного кольору, наприклад, синій і жовтий, то один із кольорів сприймається як наближається, а інший як такий, що віддаляється.
Науковий керівник Ейнтховена Херманн Снеллен (творець таблиці визначення гостроти зору, яка досі використовується в усьому світі) вважав, що це оптичний ефект зумовлений довжиною хвилі. Але Ейнтховен довів, що таке сприйняття залежить від розташування зіниць: в одних людей вони розташовані ближче до скронь, в інших – до перенісся. Перші сприймають синій колір як «відхідний», а другі навпаки. Саме цю роботу Кандинський використав для вчення про агресивні кольори в абстрактному живописі.
За цю роботу Ейнтховен отримав ступінь доктора медицини і філософії і був рекомендований на кафедру гістології та фізіології Лейденського університету, що звільнилася в цей момент. Завдяки наполегливості своїх наукових керівників, професорів Дондерса і Снеллена, в 1886 р. у віці 25 років Ейнтховен стає професором.
На четвертий рік свого завідування кафедрою Ейнтховен почув виступ Огастуса (Августа) Уоллера, який читав лекції з фізіології у престижній лондонській лікарні Сент-Мері. Уоллер демонстрував досвід на своєму бульдозі Джиммі.
Одна передня та одна задня лапи тварини були поміщені у дві ємності з водою, які були підключені до капіляра, заповненого ртуттю та сірчаною кислотою. При великому збільшенні було видно, що на межі ртуті та кислоти виникають коливання, що повторюються. Джиммі був відомий на всю Англію, але коли парламентська комісія порушила кримінальну справу щодо жорстокого поводження з тваринами, Уоллер продемонстрував досвід на собі.
Отриману таким чином криву Ейнтховен запропонував назвати електрокардіограмою. Однак складність математичних перерахунків для подання коливань на межі ртуті та кислоти у капілярі та погана якість вихідної кривої змусили його шукати нові способи реєстрації. Ейнтховен використовував струменевий гальванометр Клемана Адера, який той винайшов для посилення радіо- та електросигналів, одержуваних з тих далеких колоній, в яких міг би опинитися професор.
Пристрій повністю відповідав своїй назві по тонкому провіднику (струні), розміщеному між двома сильними магнітами, проходив струм, і струна відхилялася від вихідного положення в той чи інший бік. Для отримання тонкої, але досить міцної струни Ейнтховен використовував екзотичний спосіб. До кристалів кварцу кріпилася стріла на тятиві цибулі, і коли кварц розплавлявся, стріла вилітала і тягла у себе рідкий кварц. Таким чином йому вдавалося отримати струни діаметром до 7 мікрон. Отриманий «волосок» покривався сріблом у спеціальній камері – і провідник для дуже слабких струмів був готовий.
Струна освітлювалася зверху потужним рефлектором, система лінз переводила зображення коливань на фотопапір. Магніти були дуже великими, вимагали водяного охолодження, система лінз також вимагала ретельного налаштування. Цілком весь прилад важив близько 290 кг, і була потрібна команда з п'яти осіб для його обслуговування. Але головне було досягнуто: можна було зняти електричні потенціали працюючого серця у живої людини та зафіксувати їх для подальшого аналізу та вивчення.
Реєстрація ЕКГ проводилася в положенні сидячи. Обидві руки хворого і ліва нога (потім використовувалася права нога) поміщалися в металеві ванни для забезпечення провідності, а проводи від цих ванн ішли до струнного гальванометра. Реєстрація струмів між двома руками, кожною рукою та ногою створювала трикутник, який був названий трикутником Ейнтховена. Ці перші відведення отримали назву стандартних та найменування I, II, III.
Для того щоб не плутати зубці нових кардіограм з попередніми, знятими за допомогою ртутного капіляра і буквами А, В, С, D, що позначалися, Ейнтховен використовував нову послідовність букв латинського алфавіту: P, Q, R, S, T, U, яка і збереглася до теперішнього часу. Лабораторія Ейнтховена розташовувалась більш ніж за кілометр від клініки Лейденського університету, і це сприяло тому, що він назвав телекардіографія. Струми від пацієнта по проводах передавалися в лабораторію, і відбувався запис кардіограми. Дуже швидко було описано всі основні порушення ритму серця та провідності, а також зміни ЕКГ при різних захворюваннях. Метод виявився настільки інформативним, що до лабораторії Ейнтховена потягнулися лікарі з усієї Європи.
Ейнтховен виступав на з'їздах та конференціях лікарів. У 1904 році на з'їзді в Брюсселі він познайомився з Олександром Пилиповичем Самойловим, основоположником електрокардіографії у Росії. Професори потоваришували і до кінця життя листувалися, в якій нерідко жартували на тему складного налаштування струнного гальванометра.
Самойлов був професором Казанського університету, до нього як до Ейнтховена в Лейден з'їжджалися лікарі всієї Росії для знайомства з новим методом діагностики. Олександр Пилипович був чудовим виконавцем фортепіанної музики. Ще приват-доцентом у Петербурзі він читав лекції про музику, які відвідували Рахманінов, Танєєв, Гречанінов. Він написав статтю « Натуральні числау музиці» (з приводу акустичних особливостей гармонії А. Н. Скрябіна). Завдяки роботам Самойлова в 1922 році за розпорядженням Леніна був придбаний один з перших електрокардіографів фірми Siemens, вагою всього 11 кг, для урядового санаторію. 1927 року, у зв'язку зі смертю Ейнтховена, Лейденський університет запросив Самойлова завідувати його кафедрою.
У 1924 році Віллем Ейнтховену було присуджено Нобелівську премію з формулюванням «За відкриття техніки електрокардіограми». Більшість відкриттів та пропозицій Ейнтховена – найменування зубців ЕКГ, стандартні відведення, поняття «трикутник Ейнтховена» – використовуються в медичній практиці і в даний час. Кардіографія набула найширшого поширення і застосовується як для хворих, але й обстеження великих груп людей. В наш час важко зустріти людину, яка не знає цього методу або хоча б раз у житті не робила кардіограму. Сучасні кардіографи можуть важити до 300 грамів, крива може записуватися на будь-які носії інформації та передаватися на будь-які відстані. Недарма відкриття Ейнтховена вважається одним із найвидатніших відкриттів ХХ століття.
Олександр Свиридов
Моніторинг біоелектричної активності серцяпоряд з реєстрацією артеріального тиску, пульсу та оксигенації артеріальної крові є обов'язковим пунктом, передбаченим більшістю протоколів анестезіологічного забезпечення операцій та інтенсивної терапії критичних станів.
Історія методу (ЕКГ) налічує понад сто років. Ми вже відзначали досягнення A. Koelliker, H. Muller, A. D. Waller у становленні способу ЕКГ.
A. Koelliker, H. Muller 1856 року за допомогою електродів, розташованих безпосередньо на поверхні серця, визначили наявність слабких струмів, що виникають при скороченні міокарда.
Через 30 років, 1887 м. A.D. Waller показав, що слабкі електричні потенціали, що виникають в міокарді, що скорочується, можна зареєструвати у вигляді кривої від електродів, розташованих на поверхні тіла тварини. Для цього він використовував ртутний капілярний електрометр, в якому стовпчик ртуті реагував на струми, що виникають в міокарді. Проте електрограма А. Уоллера, прообраз сучасної ЕКГ, через велику інерційність ртутного стовпчика була дуже недосконалою.
Проте, використовуючинавіть таку недосконалу технологію, Уоллер вдалося сформулювати основні положення електрофізіології. Він встановив, що серце, що скорочується, являє собою диполь (рівні за величиною, але протилежні за знаком електричні заряди). Взаємодія цих зарядів відбивається на самописці як різноспрямованих зубців (електрограма А. Уоллера). Значно пізніше були розкриті механізми цього феномена, які перебувають у переміщенні іонів К+, Na+, Ca++, CI через мембрану м'язової клітини. А. Уоллеру також вдалося визначити електричну вісь серця.
Революцію в технологіїелектрокардіографії зробив голландський фізіолог Willem Einthoven (1860-1927). Слухаючи лекцію А. Воллера, він зрозумів, що для практичного використання електрокардіографії необхідний високочутливий гальванометр.
Знадобилосябагато років, щоб сконструювати прилад, здатний зареєструвати якісну ЕКГ. Таким приладом став струнний гальванометр, створений 1903 року.
Основу гальванометраВ. Ейнтховена складала дуже тонка кварцова нитка, що знаходиться під напругою в магнітному полі. Вона реагувала на дуже малі струми, відхиляючись у той чи інший бік залежно від сили та напрями струму. Коливання нитки посилювалися і фотографувалися на стрічці, що рухалася. Таким чином виникала крива, названа В. Ейнтховеном електрокардіограмою, яка досить точно відображала біоструми серця, що скорочується. Цей кардіограф був дуже громіздким. Він важив близько 270 кг та обслуговувався п'ятьма співробітниками.
Використовуючи свій кардіограф, В. Еінтховен докладно вивчив закономірності електричних явищ серця Їм по суті було створено новий напрямок у фізіології кровообігу – електрофізіологія серця. В. Ейнтховеном були позначені основні зубці та інтервали електрокардіограми, розраховані часові проміжки зубців та інтервалів, які використовуються кардіологами і дотепер. І, нарешті, їм було запропоновано локалізація основних електродів лежить на поверхні тіла пацієнта. Електроди розташовувалися по кутах якогось трикутника (трикутник Ейнтховена): на плечових поверхнях обох рук та лівій нозі.
Відповіднорозташування електродів позначалися відведення: обидві руки - I відведення, на правій руці та лівій нозі - II відведення, на лівій руці та лівій нозі - III відведення. В. Еінтховен встановив, що сума потенціалів I та III відведень дорівнює потенціалу II відведення. Ці відведення, отримавши надалі назву стандартних відведень, використовуються і сьогодні. В. Ейнтховеном була розроблена і методика визначення електричних осей серця.
Протягом багатьох років серцево-судинні патології є одними із найпоширеніших захворювань серед дорослого населення, причому з кожним роком вони все частіше загрожують молодим поколінням.
Тому застосування електрокардіографів у клінічній практиці має особливе значення для діагностики, профілактики та лікування. Прилад для запису кардіограм незамінний у різних кардіологічних відділеннях, великих лікарнях, шпиталях та приватних клініках.
Електрокардіографи пройшли довгий шлях еволюції, перш ніж стали тими пристроями, які сьогодні знайомі фахівцям. Варто висвітлити етапи розвитку даного приладу, щоб зрозуміти, як відбувався його технічний розвиток та зміна функціоналу.
Це необхідно для отримання повного уявлення про те, як працює сучасний електрокардіограф.
Винахід методу
Вперше метод електрокардіографії було розроблено близько століття тому. Техніка запису ехокардіограми була винайдена Огастесом Уоллером(1856 – 1922) у 1887 році. Один із перших експериментів був проведений експертом на собаці.
Трохи пізніше його сучасник нідерландський фізіолог (1860 – 1927), який став лауреатом Нобелівської премії, удосконалив ідею та запропонував використовувати унікальний пристрій з особливим принципом роботи.
Електричні поля виробляються серцевим м'язом, що призводить до поширення особливих гальванічних струмів по поверхні тіла. Прилад, спроектований Ейнтховеном, дозволяли їх реєструвати.
Даний метод залишається актуальним досі під час проведення досліджень роботи серцевого м'яза.
Перший електрокардіограф 1911 року
У 1911 році компанія Cambridge Scientific Instrument Company випускає перший кардіограф, який був спеціалізованим обладнанням великих габаритів з функцією ведення запису через проекційний оптичний реєстратор на спеціальному папері. При цьому використовувалися сольові ванни, що виконували роль електродів для трьох відведень.
Вже тоді фахівці розуміли, що необхідно створити портативний пристрій із легкою вагою, щоб його було простіше переносити та транспортувати. Також перед ними стояло важливе завдання – потрібно було підвищити точність зняття свідчень, а також забезпечити ергономіку.
Доповнений електрокардіограф 1942 року
Вільсон і Гольдерберг оснастили в 1942 прилад додатковими 3 відведеннями (однополюсними і посиленими), щоб їх можна було застосовувати в тих випадках, коли мало базових з'єднань для проведення дослідження. Така конструкція в електрокардіографах, як і раніше, застосовується.
Електрокардіограф із ламповим підсилювачем 1950-х років
У 50-х роках ХХ століття апарат ЕКГ був оснащений ламповим підсилювачем, а також спеціальними накладними електродами та малогабаритним реєстратором. Згодом пристрій став портативним, хоча його вага була ще тоді не найлегшим (близько 10 кг).
Allen Electric Equipment Company випустила перші серійні переносні прилади, але вони ще мало нагадували ті портативні електрокардіографи, які існують зараз.
Завдяки старанням інженера Нормана Холтера у 1959 році з'являється апарат із легкою портативною конструкцією, що вже було грандіозним досягненням для тих років. Тепер можна було вести запис поза лікувального відділення.
Розвиток портативних електрокардіографів після 1960 року
У 60-70-х роках минулого століття були використані напівпровідникові елементи. Через деякий час стали з'являтися портативні електрокардіографи, які своїм зовнішнім виглядомі технічними характеристикамивже більше нагадували сучасні апарати ЕКГ.
Габарити таких пристроїв зменшилися, а за вагою їх можна було порівняти з книжковим томом. У цей час кардіографи могли харчуватися від батареї, набули міцного корпусу. Однією з найкращих варіантів моделей того часу став апарат ЕК1Г-03М, випущений у 1976 році.
Електрокардіографи у XXI столітті
Постійний розвиток нових технологій дозволив поступово вдосконалити апарат ЕКГ. Сьогодні помітно розширився асортимент, що дозволяє сучасним спеціалістам підбирати найоптимальніші моделі для своєї роботи.
Виробники випускають різні портативні пристрої, причому багато хто має малі габарити, що дозволяють поміщати їх у кишеню.
Нині електрокардіографи стали автоматизованими багатоканальними апаратами з розширеним функціоналом. Сучасні апарати ЕКГ мають вбудовані термопринтери та інтерфейс для передачі одержуваних показників на ПК. Аналіз кардіограм у багатьох апаратів ЕКГ проводиться автоматично.
Але при цьому не можна недооцінювати минулі здобутки. Сам принцип роботи електрокардіографів залишається тим самим, оскільки ґрунтується на гальванічній реєстрації потенціалів.
Інновації майбутнього
Останні двадцять років – епоха прогресу. Стали з'являтися датчики з різним рівнем споживаної потужності, коефіцієнтом посилення та смугою пропускання. Нещодавно було запропоновано інноваційний пристрій CardioQVARK із вагою всього 58 г.
Цей пристрій нагадує чохол для смартфона та має датчики зовні, роз'єм для підключення телефону. Автори вважають, що достатньо одного дотику пальців до електродів для запуску програми. На зчитування інформації потрібно лише двадцять секунд.
Показники відобразяться на екрані смартфона. При цьому фахівець може вести базу даних пацієнта та легко переносити результати на комп'ютер та інші пристрої.
В даний час американські фахівці працюють над новими проектами та розробками. Можливо, дуже скоро електрокардіографи стануть ще доступнішими та ергономічнішими, що дозволить помітно покращити якість діагностики та самого рівня життя.
Електрокардіографія (ЕКГ) - один із методів обстеження серця з метою діагностики можливих захворювань та відхилень у його роботі. Реєстрація біоелектричної активності дає можливість отримати інформацію про стан серцевого м'яза. Історія появи ЕКГ сягає корінням у далекий 1856 рік, коли німецькими вченими І. Мюллером і Р. Келлікером були вперше виявлені електричні явища в серцевому м'язі, що скорочується. Перші дослідження проводилися на тваринах. Робота велася на відкритому серці.
У праці І.М. Сєченова «Про тваринну електрику» 1862 року вперше згадується наявність електричних явищ у серці теплокровних тварин. До 1873 року було можливості вивчати електричні імпульси серця. Реєстрація електричних потенціалівстала можливою з появою електроміра. Прилад продовжував удосконалюватися і невдовзі англійський фізіолог А. Уоллер зміг вперше записати електричну активність міокарда людини 1887 року. Вченим було сформульовано основні положення електрофізіологічних понять електрокардіографії. Уоллер припустив, що серце - це диполь, сукупність двох рівних за величиною, але протилежних за знаком зарядів, що знаходяться на відстані один від одного. Крім того, фізіологом було запроваджено поняття електричної осі серця.
Завдяки голландському професору Утрехтського університету Віллему Ейнтховену реєстрація електричних потенціалів серця набула широкого практичного застосування. На основі струнного гальванометра, винайденого Д. Швейггером, Ейнтховен створив електрокардіограф. У приладі електричний струмвід електродів на поверхні тіла проходив через кварцову нитку, що знаходилася у полі електромагніту. При взаємодії струму, що проходить по ній з полем, нитка вібрувала. Тінь від нитки фокусувалася оптичною системою та передавалася на світлочутливий екран. Пристрій був громіздким, важив 270 кг і вимагав обслуговування п'ятьма співробітниками. Тим не менш, даний винахід справив революцію в галузі медичних знань, дало можливість отримувати детальну інформацію про стан серця.
Внесок Віллема Ейнтховена в історію розвитку ЕКГвеличезний. Йому належить ідея кріплення електродів на руки та ноги. Вчений запровадив поняття стандартних відведень від кінцівок (I, II, III). Ці винаходи використовуються і сьогодні у медичній практиці. Праці Ейнтховена гідно оцінені. У 1924 році йому присудили Нобелівську премію. У двадцятих роках минулого століття завдяки працям Гольдбергер з'явилися посилені відведення: aVR, aVL, aVF. При реєстрації одна з кінцівок є електродом. Метод ЕКГ не переставав розвиватися. Вільсон запропонував грудні відведення. При такому способі реєстрації точка на поверхні грудної клітки служить одним з електродів, а інший об'єднаний електрод від кінцівок.
Стандартні, посилені та грудні відведення активно використовуються в сучасній медицині. У випадках аномального розташування серця, порушень ритму в роботі серця застосовуються додаткові відведення:
- Праві грудні (симетричні до лівих);
- Високі грудні (вище стандартних на одне міжребер'я);
- V7 - V9 (продовження основних)
- Стравохідне відведення. Розташовується в стравоході. Використовується для реєстрації електричної активності передсердь;
- Відведення по Небу: D (спіанальне), A (переднє), I (нижнє);
- Системи відведень Франка та Ліана не використовуються у сучасній практиці.
Сучасна електрокардіографія
Кожна клітина міокарда нагадує електричний генератор. При проходженні хвилі збудження він розряджається та заряджається. ЕКГ відображає процес поширення електричного імпульсу серце. В нормі електричні імпульси генеруються в синоатріальному вузлі – невеликій групі клітин передсердь. Звідси і назва нормального ритму синусовий.
Звичайна швидкість руху паперу під час реєстрації ЕКГ 25 мм/сек. Для детального запису швидкість збільшують до 50 – 100 мм/сек. За тривалого запису швидкість 2,5 – 10 мм/сек. Монітори ЕКГ старих моделей проводили запис на магнітофонну касету. Наразі електрокардіографи реєструють дані на особливу дискету чи електронну пам'ять. Потім спеціальна комп'ютерна програма обробляє інформацію та діагностує патології, частоту скорочень та інші показники.
Електрокардіорафія – цінний інструмент діагностики. Дозволяє отримати дані про ритм серця, регулярності скорочень, їх частоту. Слід зазначити, що стандартна процедура ЕКГ не є засобом діагностики пухлин серця, пороків, не реєструє шуми серця, не відображає гемодинаміку. Для дослідження даних відхилень необхідне проведення добового моніторування, проб навантаження. Процедура без сумнівів є дієвим та доступним методом діагностики, що дозволяє виявити різні захворювання серця на ранній стадії, зафіксувати відхилення та призначити своєчасне лікування.
