Биоэлектрические явления в сердечной мышце

Лабораторная работа №2

ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЯ

БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЕ

Возникновение электрических потенциалов в сердечной мышце связано с движением ионов через клеточную мембрану. Основную роль при этом играют катионы натрия и калия. Внутри клетки калия значительно больше, чем во внеклеточной жидкости, концентрация внутриклеточного натрия, наоборот, намного меньше, чем вне клетки. В покое наружная поверхность клетки миокарда заряжена положительно вследствие преобладания там катионов натрия, внутренняя поверхность клеточной мембраны имеет отрицательный заряд вследствие преобладания внутри клетки анионов (Cl ^—, HCO₃^— и др.). В этих условиях клетка поляризована, при регистрации электрических процессов с помощью наружных электродов разности потенциалов не будет. Однако если в этот период ввести микроэлектрод внутрь клетки, то зарегистрируется так называемый потенциал покоя, достигающий 90 мВ. Под воздействием внешнего электрического импульса клеточная мембрана становится проницаемой для катионов натрия, которые устремляются внутрь клетки (вследствие разности внутри- и внеклеточной концентрации) и переносят туда свой положительный заряд. Наружная поверхность данного участка приобретает отрицательный заряд вследствие преобладания там анионов. При этом появляется разность потенциалов между положительным и отрицательным участками поверхности клетки, и регистрирующий прибор зафиксирует отклонение от изоэлектрической линии. Этот процесс носит название деполяризации и связан с потенциалом действия. Вскоре вся наружная поверхность клетки приобретает отрицательный заряд, а внутренняя — положительный, т. е. произойдет обратная поляризация.. Регистрируемая кривая при этом вернется к изоэлектрической линии.

В конце периода возбуждения клеточная мембрана становится менее проницаемой для катионов натрия, но более проницаемой для катионов калия; последние устремляются из клетки (вследствие разности вне- и внутриклеточной концентрации). Выход калия из клетки преобладает над поступлением натрия в клетку, поэтому наружная поверхность мембраны снова постепенно приобретает положительный заряд, а внутренняя — отрицательный. Этот процесс носит название реполяризации. Регистрирующий прибор вновь зафиксирует отклонение кривой, но в другую сторону (так как положительный и отрицательный полюсы клетки поменялись местами) и меньшей амплитуды (так как поток ионов калия движется медленнее). Описанные процессы происходят во время систолы. Когда вся наружная поверхность вновь приобретает положительный заряд, а внутренняя — отрицательный, снова будет зафиксирована изоэлектрическая линия, что соответствует диастоле. Во время диастолы происходит медленное обратное движение ионов калия и натрия, которое мало влияет на заряд клетки, поскольку ионы натрия выходят из клетки, а ионы калия входят в нее одновременно и эти процессы уравновешивают друг друга.

Описанные процессы относятся к возбуждению единичного волокна миокарда. Возникающий при деполяризации импульс вызывает возбуждение соседних участков миокарда, оно постепенно охватывает весь миокард, развиваясь по типу цепной реакции.

Возбуждение сердца начинается в синусовом узле, расположенном в правом предсердии в области устья верхней полой вены. Синусовый узел обладает автоматизмом и продуцирует определенное число импульсов в заданный промежуток времени. У взрослого человека в покое в синусовом узле генерируется 60-80 импульсов в минуту.

 

К электроду N подключают выход операционного усилителя, который выдаёт инвертирующий сигнал помехи для его максимального подавления.

ПОДГОТОВКА ПРИБОРА К РАБОТЕ

1. Установите органы управления в исходное положение:

2. выключатель сети в положение отключено (противоположное отмеченному красной точкой);

3. переключатель отведений в положение «1mV»;

4. переключатель чувствительности в положение 10 mm/mV;

5. кнопку записи «М» в положение отключено (верхнее положение);

6. кнопку успокоения «О-МТ» в положение включено (нижнее положение);

7. кнопку переключения скорости «50/25» в верхнее или нижнее положение в зависимости от требуемой скорости движения ленты.

8. Заземлите электрокардиограф, соединив гнездо заземления «^» с заземляющим контуром, в качестве которого может служить водопроводная труба или, при невозможности подключения к ней, труба центрального отопления.

 

 

 

Рис.2 Структура электрокардиографа

ЗАПИСЬ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ

Включите электрокардиограф. Регулятором смещения пера установите перо на середину поля записи и установите кнопку успокоения в верхнее положение.

Включите кнопку записи и, нажимая и отпуская кнопку калибровки «1mV», запишите два-три калибровочных импульса, указывающих на чувствительность прибора.

 

ВНИМАНИЕ! Запись калибровочных импульсов проводите только при установке переключателя отведений в положение «1mV».

 

При переключении переключателя отведений осуществляется автоматическое успокоение. При необходимости дополнительного успокоения включите кнопку успокоения. Перестановку грудного электрода или проверку качества контактов в цепи пациента (для исключения биения пера) проводите только при включенной кнопке успокоения.

Установите переключатель отведений в положение «I» (1-е стандартное отведение), включите кнопку записи и запишите необходимое число циклов электрокардиограммы. Переключая переключатель отведений, запишите электрокардиограммы для других стандартных отведений.

Если амплитуда зубцов электрокардиограммы в каком-либо отведении превышает ширину поля записи или слишком мала, что затрудняет исследование, измените чувствительность, переключив переключатель чувствительности соответственно в положение 5 или 20 mm/mV, снова запишите калибровочные импульсы и запишите электрокардиограмму в нужном отведении.

Для получения качественной записи электрокардиограммы необходимо, чтобы пациент лежал в удобном положении, был расслаблен и спокоен. Во время записи электрокардиограммы пациент не должен касаться корпуса электрокардиографа, а оператору не следует одновременно касаться пациента и электрокардиографа. Не следует прикасаться к кабелю отведений в момент записи, так как это может привести к неточности в записи электрокардиограммы.

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭК-СИГНАЛА

 

 

а)	б)	в)
Рис.3 Характеристики ЭК-сигнала

 

Постоянная времени t определяется длительным нажатием калибровочной кнопки (1,5-2с). 1мВ Если будет меньше 1,5с то появляются искажения зубцов Р и Т, т.к. это медленно протекающий процесс. Если больше 2с, то появляется неустойчивость изолинии.(см. а),б) рис.6). Спектр ЭКГ-сигнала в пределах 1/4Гц-800Гц. Инерционность регистрирующего устройства проверяется кратковременным нажатием калибровочной кнопки 1мВ, установочное время за которое кривая поднимается от изолинии до 1мВ должно быть 0,01-0,02с (см. в) рис.6). Если время будет больше, то комплекс QRS исказится в верхней его части R, и возможно исчезнут зубцы QS. Если меньше 0,01с, то QRS исказиться с увеличением зубца R. Давление пера на бумагу проверяют калибровочным импульсом 1мВ. Электроды должны быть сделаны из одного материала.

АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ

При анализе ЭКГ, прежде всего, необходимо проверить техническую правильность ее регистрации, в частности амплитуду контрольного милливольта (соответствует ли она 1 см). Неправильная калибровка аппарата может существенно изменить амплитуду зубцов и привести к диагностическим ошибкам. Значительные затруднения для анализа ЭКГ могут представлять помехи, вызванные плохим контактом электродов с кожей, некачественным заземлением аппарата, мышечным тремором, наводными токами и т. д. При указанных дефектах записи ЭКГ следует переснять.

Рис.4 Структура ЭК – сигнала

 

Зубец – это отклонение ЭКГ-кривой от изолинии, отклонение вверх положительный зубец, вниз – отрицательный.

Сегмент – это временной промежуток от конца одного зубца до начала следующего (т.е. он находиться на изолинии).

Интервал – временной промежуток, включающий в себя сегменты и зубцы.

Рис.5

1. зубец Р

Отражает процесс распространения возбуждения по предсердию. Первая полуволна зубца отражает проведение возбуждения по правому предсердию. Вторая полуволна отражает проведение возбуждения по левому предсердию. Нормальные показатели зубца: амплитуда=0,2мВ; длительность=0,1с.

2. интервал PQ(PR)

время от начала зубца Р до начала зубца Q, до комплекса QRS. Отражает время прохождения возбуждения от синусного узла по предсердиям, по атриовентрикулярному соединению, по пучку Гисса, по перегородке (рис.5); длительность=0,12-0,2с

3. Сегмент PQ

Время от конца Р до начала Q. Отражает время проведения импульса через атриовентрикулярный узел и пучок Гисса.. В норме длительность 0,4-0,1с

4. Зубец Q

Отражает начало возбуждения желудочков, а именно межжелудочковой перегородки.

Амплитуда=0,1мВ. Длительность=0,02с

5. Зубец R

Отражает процесс распространения возбуждения по миокарде левого и правого желудочка Амплитуда не более 1,5мВ. Длительность=0,04с

6. Зубец S

Отражает возбуждение оснований желудочков. Амплитуда=0,2мВ; длительность=0,04с.

7. Комплекс QRS

Отражает процесс возбуждения желудочков. В норме амплитуда R_II>R_I>R_III

где I, II, III – стандартные отведения.

Рис.6 Положение электрической оси сердца

1. Интервал QRS

Отражает время возбуждения желудочков. Длительность=0,1с. До начала этого интервала предсердие реполяризуется. Однако из-за малой амплитуды волны реполяризации предсердия оно не может быть зарегистрировано.

 

2. Сегмент ST (RT)

Время от конца зубца S (от комплекса QRS до начала зубца Т). Отражает медленную реполяризацию желудочков, может иметь слегка восходящее направление.

Длительность=0,12-0,16 с.

3. Зубец Т

Отражает процесс быстрой реполяризации желудочков. Амплитуда не более 1,2мВ. Длительность в среднем 0,1с

4. Интервал ST

Время от конца S до конца зубца T. Отражает время реполяризации желудочков.

Длительность=0,18-0,3с.

5. Интервал QT

6. Время от начала Q до конца T. Отражает время систолы желудочков. Интервал QT отражает рефрактерный период. При этом время от начала Q до начала Т – абсолютно рефрактерный период. А время от начала Т до конца Т – относительно рефрактерный период. Длительность=0,3-0,4с.

7. Сегмент TP

От конца Т до начала Р. отражает время общей диастолы. Длительность=0,4с.

8. Интервал R-R

Время от вершины одного зубца R до вершины следующего. Отражает длительность сердечного цикла. Длительность=0,8-0,1с.

 

СХЕМА РАСШИФРОВКИ ЭКГ

1. Анализ сердечного ритма и проводимости.

Частота сердечных сокращений =60/(интервал R-R)=частота сердечных сокращений и проводимости PQ.

2. Определение положения электрической оси сердца. (R_II>R_I>R_III)

3. Анализ зубца Р.

4. Анализ желудочкового комплекса QRS.

Нарушение сердечного ритма проводимости аритмия.

В норме синусный узел-пейсмейкер - “водитель ритма”.

а) Аритмия без смещения пейсмейкера

1. Синусовая тахикардия.

Причины: физическая нагрузка, лихорадка, повышение температуры на 1⁰ учащение пульса на 10, эндокринные заболевания.

2. Синусовая брадикардия.

Причины: депрессия, синдром слабости синусного узла.

3. Синусовая аритмия.

б) Аритмия со смещением

1. Экстрасистолы.

2. Мерцательная аритмия. Частое сокращение предсердия.

3. Пароксизмальная. Учащение до 150-200 ударов.

4. Трепетание предсердий. Сокращение до 200-400 ударов.

5. Фибрилляция желудочков. Частое сокращение отдельных участков миокарды 150-300.

6. Нарушение проводимости или блокады.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

 

1. Ознакомиться с материалом, представленным в методическом пособии.

2. Зарисовать схемы подключения кардиографа для всех 12 отведений, соблюдая цветовую кодировку электродов. Для грудных отведений указать на рисунке точки приложения активного электрода.

3. Ознакомиться с органами управления представленного для выполнения лабораторной работы электрокардиографа Зарисовать лицевую панель и описать назначение органов управления и индикации.

4. Записать кардиограмму для отведений, указанных преподавателем.

5. В соответствии с представленной методикой осуществить анализ кардиограммы.

6. Сделать выводы по результатам анализа кардиограммы.

Лабораторная работа №2

ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЯ

БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЕ

Возникновение электрических потенциалов в сердечной мышце связано с движением ионов через клеточную мембрану. Основную роль при этом играют катионы натрия и калия. Внутри клетки калия значительно больше, чем во внеклеточной жидкости, концентрация внутриклеточного натрия, наоборот, намного меньше, чем вне клетки. В покое наружная поверхность клетки миокарда заряжена положительно вследствие преобладания там катионов натрия, внутренняя поверхность клеточной мембраны имеет отрицательный заряд вследствие преобладания внутри клетки анионов (Cl ^—, HCO₃^— и др.). В этих условиях клетка поляризована, при регистрации электрических процессов с помощью наружных электродов разности потенциалов не будет. Однако если в этот период ввести микроэлектрод внутрь клетки, то зарегистрируется так называемый потенциал покоя, достигающий 90 мВ. Под воздействием внешнего электрического импульса клеточная мембрана становится проницаемой для катионов натрия, которые устремляются внутрь клетки (вследствие разности внутри- и внеклеточной концентрации) и переносят туда свой положительный заряд. Наружная поверхность данного участка приобретает отрицательный заряд вследствие преобладания там анионов. При этом появляется разность потенциалов между положительным и отрицательным участками поверхности клетки, и регистрирующий прибор зафиксирует отклонение от изоэлектрической линии. Этот процесс носит название деполяризации и связан с потенциалом действия. Вскоре вся наружная поверхность клетки приобретает отрицательный заряд, а внутренняя — положительный, т. е. произойдет обратная поляризация.. Регистрируемая кривая при этом вернется к изоэлектрической линии.

В конце периода возбуждения клеточная мембрана становится менее проницаемой для катионов натрия, но более проницаемой для катионов калия; последние устремляются из клетки (вследствие разности вне- и внутриклеточной концентрации). Выход калия из клетки преобладает над поступлением натрия в клетку, поэтому наружная поверхность мембраны снова постепенно приобретает положительный заряд, а внутренняя — отрицательный. Этот процесс носит название реполяризации. Регистрирующий прибор вновь зафиксирует отклонение кривой, но в другую сторону (так как положительный и отрицательный полюсы клетки поменялись местами) и меньшей амплитуды (так как поток ионов калия движется медленнее). Описанные процессы происходят во время систолы. Когда вся наружная поверхность вновь приобретает положительный заряд, а внутренняя — отрицательный, снова будет зафиксирована изоэлектрическая линия, что соответствует диастоле. Во время диастолы происходит медленное обратное движение ионов калия и натрия, которое мало влияет на заряд клетки, поскольку ионы натрия выходят из клетки, а ионы калия входят в нее одновременно и эти процессы уравновешивают друг друга.

Описанные процессы относятся к возбуждению единичного волокна миокарда. Возникающий при деполяризации импульс вызывает возбуждение соседних участков миокарда, оно постепенно охватывает весь миокард, развиваясь по типу цепной реакции.

Возбуждение сердца начинается в синусовом узле, расположенном в правом предсердии в области устья верхней полой вены. Синусовый узел обладает автоматизмом и продуцирует определенное число импульсов в заданный промежуток времени. У взрослого человека в покое в синусовом узле генерируется 60-80 импульсов в минуту.