Medical knowledge | Cardiology » Dr. Kollai Márk - Az elektrokardiogram

AZ ELEKTROKARDIOGRAM Dr. Kollai Márk egyetemi tanár SEMMELWEIS EGYETEM Klinikai Kísérleti Kutató- és Humán Élettani Intézet 2001. A szívműködést kísérő elektromos változások a szív körül egy változó irányú és erősségű elektromos erőteret hoznak létre, amely a test felszínére terjedve, felületi elektródák és megfelelő erősítőberendezés segítségével regisztrálható. A testfelszínről meghatározott helyzetű elektródákkal elvezetett, ciklusosan változó elektromos aktivitást elektrokardiogramnak, rövidítve EKG-nak nevezzük. Az EKG felfedezése Willem Einthoven holland fiziológus nevéhez fűződik, akinek a század elején tett megfigyelései a mai napig változatlanul helytállnak. Az EKG-berendezés aránylag egyszerű volta és elfogadható ára lehetővé teszi, hogy az EKG-készülék minden gyógyintézmény, sőt családorvos kelléktárában szerepeljen és munkájában segítségére legyen. Ez a lehetőség

és egyben elvárás azt igényli, hogy az EKG-görbe kialakulásának mechanizmusáról és az egyes eltérések patofiziológiai hátteréről a gyakorlóorvos biztos tudással rendelkezzék. Az EKG-görbe eltérései alapvetően fontos eligazítást adnak olyan kórképek diagnózisa esetén, mint az ingerképzés és ingerületvezetés zavarai, az elektrolitháztartás megváltozása, valamint a szívizom hipertrófiája, illetve ischaemiája. Fontos tudni ugyanakkor, hogy a szívizom kontrakciós ereje, illetve a szív pumpafunkciója az EKG-görbék alapján nem ítélhető meg. A szívizomsejt elektromos aktivitásának regisztrálása extracelluláris elektródákkal Az elemi elektrofiziológiai jelenségek mérése intracelluláris elektródával történik. A nyugalmi potenciál mérésekor az intracelluláris elektróda a sejt külsejéhez (az extracelluláris térhez) viszonyítva méri a sejt belsejében uralkodó feszültséget, illetve az akciós potenciál

kialakulásakor a feszültség változását. Az EKG regisztrálása során az egyik lényeges különbség abban áll, hogy mindkét elektróda extracellulárisan helyezkedik el. Műtéti feltárások során EKG-elvezetés végezhető a szív felszínéről, a klinikai gyakorlatban azonban a regisztráló elektródák a testfelszínen helyezkednek el. A regisztráló elektródák – a szívizom felszíne között levő szöveteket egyszerű vezetőnek tekintve – „kívülről” csatlakoznak a szív felszínére. A szívizomsejt nyugalmi potenciáljának regisztrálásakor az 2 intracelluláris elektróda – az extracelluláris elektródához képest – kb. 90 mV-os értéket mér. Amennyiben mindkét elektróda az extracelluláris térben helyezkedik el, feszültségkülönbség csak akkor mérhető, amikor a nyugalmi potenciál változik, azaz akciós potenciál alakul ki, és a változás a két mérőelektródát különböző időben éri el, tehát az akciós

potenciál a mérőelektródák mentén tovaterjed. A B depolarizáci ó 1. ábra repolarizáci ó A depolarizáció (A) alatt kialakuló felszíni potenciálváltozások mechanizmusa, amikor a C repolarizáció iránya azonos (B), illetve ellentétes (C) a depolarizáció irányával Az EKG regisztrálásának elvi vázlatát az 1. ábra szemlélteti A depolarizáció alatt, amikor az ingerület terjedése eléri az első elektródát, a sejtfelszín a depolarizáció csúcsán negatívvá válik részben a sejt belsejéhez, valamint – ami az EKG regisztrálása szempontjából fontosabb – a még nem depolarizálódott, a második elektróda alatt lévő membránszakasz felületéhez képest. A felszínen tehát egyenlőtlen töltéseloszlás alakul ki 3 olyan módon, hogy a már depolarizálódott felszín negatív potenciálra kerül a még nem depolarizálódott felszínhez képest. Amennyiben az első elektróda az erősítő negatív, a második elektróda

pedig a pozitív bemenetéhez kapcsolódik, pozitív irányú feszültségkülönbséget mérünk. A feszültségkülönbség akkor éri el a maximális értékét, amikor a felszínen elhelyezkedő negatív és pozitív töltések száma egyenlő, tehát amikor a sejtfelszín egyik fele már depolarizálódott, a másik fele pedig még nem (1/A ábra). Az EKG-erősítővel mért feszültség polaritása tehát két tényezőtől függ: milyen töltésviszonyok alakulnak ki a szívizom felszínén, és hogy az elektródák hogyan csatlakoznak az erősítő bemeneteire. Ez utóbbi megegyezés kérdése, és az elektródák felcserélése értelemszerűen a mért potenciálkülönbség irányának megfordulásához vezet. Amikor a depolarizáció a teljes felszínre kiterjed, akkor annak ellenére, hogy a depolarizáció fennáll, a felszínen potenciálkülönbséget nem mérünk, mert mindkét elektróda azonos, negatív potenciálértéken van. Ha a repolarizáció

terjedésének iránya megegyezik a depolarizáció terjedésének irányával, akkor a repolarizációs hullám végighaladásakor ellentétes irányú potenciálkülönbség alakul ki a depolarizáció alatt kialakult viszonyokhoz képest (1/B ábra). Amikor az első elektróda alatt lévő membránterület már repolarizálódott, tehát a felszínen ismét pozitív töltések jelennek meg, de a második elektróda alatt lévő terület még nem repolarizálódott, tehát a felszínen még negatív töltések tartózkodnak, az erősítő negatív irányú potenciálkülönbséget mér. A potenciálkülönbség akkor éri el maximális amplitúdóját, amikor a sejtfelszín felerészben repolarizálódott Végül, amikor a repolarizáció a teljes felületre kiterjed, azaz a nyugalmi potenciál visszaállt, a felszíni elektródák között feszültségkülönbség ismét nem mérhető. Az axonon történő ingerületvezetés során a depolarizációs hullámot azonos irányban

haladva követi a repolarizációs hullám, és perifériás idegekről extracelluláris elektródákkal valóban a fenti depolarizációs és repolarizációs hullámok vezethetők el. A kamrai szívizomzat aktiválódása során azonban más a helyzet. A repolarizációs hullám terjedésének iránya ugyanis ellentétes a depolarizációs hullám terjedésének irányával, tehát 4 azok a szívizomterületek repolarizálódnak elsőnek, amelyek utoljára depolarizálódtak (1/C ábra). A kamrai depolarizáció során először a szeptum aktiválódik, majd az endocardiális, végül az epicardiális kamraizomzat; a repolarizáció a kamrák epicardiális részén kezdődik el, és a depolarizált állapot mintegy „visszahúzódik” a szeptum irányába. A felszíni töltéseloszlás tehát a repolarizáció alatt is bázis negatív–apex pozitív irányítottságú marad, következésképpen a depolarizációs és repolarizációs hullámok amplitúdója azonos

polaritású lesz. Ennek megfelelően a végtagi elvezetésekben a legnagyobb amplitúdójú kamrai depolarizációs hullám – az R-hullám – és a repolarizációs hullám – a T-hullám – egyaránt pozitív irányú kitérések. A pitvarizomzat esetében a depolarizáció és a repolarizáció terjedésének iránya azonos, azaz a két hullám egymást követve terjed a szinuszcsomótól a pitvar–kamrai határ irányába. Ennek következtében a pitvari depolarizációs hullám – a pitvari P-hullám – amplitúdója pozitív, a repolarizációs hullám – a pitvari T-hullám – amplitúdója pedig negatív. Ez utóbbi azonban csak kóros esetben látható (pitvar–kamrai disszociáció esetén), mert a vele időben egybeeső, nagy amplitúdójú kamrai depolarizációs hullám elfedi. A működő szívizom mint feszültségforrás A szívizomsejt depolarizációja, majd repolarizációja egyenlőtlen töltéseloszlást eredményez a szívizom felszínén. A mindenkori

negatív töltések felől áram folyik a mindenkori pozitív töltések irányába. Az áramvonalak elektromos erőteret képeznek, amelynek intenzitása a test felszínén elhelyezett elektródák és megfelelő erősítőberendezés segítségével mérhető (2. ábra) Ez a folyamat az elektrokardiográfia elvi alapja Az elektromos erőtér a testfelszín felé terjedve fokozatosan gyengül, így az EKG-hullámok amplitúdója a mV-os tartományba esik, szemben az akciós potenciál amplitúdójának 100 mV-os értékével. A testfelszínen mért potenciálkülönbség nagyságát és irányát két tényező határozza meg: az adott időpillanatban fennálló felszíni töltéseloszlás, amely a szívciklus fázisának függvénye, és az elektródák elhelyezkedése, amely megállapodás kérdése. A 2 ábra a 5 kamrai depolarizációnak azt a pillanatát mutatja, amikor az endocardiális felszín már depolarizálódott, tehát az endocardiális felszínen negatív

töltések helyezkednek el, az epicardiális felszín pedig még nyugalmi, azaz eredeti polarizált állapotban van, tehát az epicardiális felszínen pozitív töltések vannak jelen. Az áramvonalak a negatív töltések felől a pozitív töltések irányába haladnak, amely jelen esetben a szív bázisától a csúcs felé tartó irányt jelenti. Egy, az elektromos erőtérbe helyezett elektróda a bázis környékén negatív, a csúcs felé haladva pedig egyre pozitívabb potenciálértéket mér valamely indifferens elektródához képest. Ilyen típusú mérés történik az ún „unipolaris” végtagi vagy mellkasi elvezetések során, amikor a mellkas felett egy adott pontban uralkodó potenciál abszolút értékét mérjük egy nulla potenciálértéken lévő referenciaelektródához képest. 2. ábra Potenciálmérés a szív erőterének egy adott pontjában Amennyiben az erőtérben két mérőelektródát helyezünk el, azok a két pont potenciálja között

lévő különbséget mérik. Ilyen típusú mérést végzünk a hagyományos, ún „bipoláris” vagy végtagi elvezetésekkel, amikor a mért potenciálkülönbség az elektródák egymáshoz viszonyított elhelyezkedésétől függ. A 3/A ábrán a két elektróda az erőtér azonos potenciálú pontjaiban helyezkedik el, ilyen módon közöttük feszültségkülönbség nem mérhető. A 3/B ábrán a két elektróda különböző potenciálú pontokban helyezkedik el, az 6 egyik az erőtér pozitív pólusához (szívcsúcs), a másik a negatív pólusához (bázis) van közelebb, így közöttük potenciálkülönbség áll fenn. Mivel a szívcsúcshoz közelebb eső elektróda csatlakozik az erősítő pozitív bemenetéhez, a mért feszültségkülönbség is pozitív lesz. A feszültségkülönbség akkor lesz a legnagyobb, amikor a két elektróda a lehető legközelebb helyezkedik el az erőtér pozitív, illetve negatív pólusaihoz (3/C ábra). A 3. ábra

Potenciálkülönbség mérése a szív elektromos erőterében 7 Az Einthoven-féle végtagi elvezetések A „végtagi elvezetés” valójában nem a lényeget tükröző elnevezés, mert az elektródák ugyan a végtagokra kerülnek, de a végtagok csupán mint egyszerű „vezetőkábelek” szerepelnek. A valóságos elvezetési helyeket a végtagoknak a törzzsel való csatlakozási pontjai jelentik. A jobb és bal kézre, valamint a bal lábra (elvileg lényegtelen, hogy melyik lábra) helyezett elektródák esetén a három mérési pont úgy veszi körül a szívet, hogy azok megközelítőleg egy egyenlőoldalú háromszöget alkotnak (Einthoven háromszög), és három, bipoláris regisztrálási lehetőséget adnak. A I elvezetésben a jobb és bal kéz (valójában a jobb és bal váll) között, a II. elvezetésben a jobb kéz és a bal láb (valójában a jobb váll és a törzs alsó része) között, végül a III. elvezetésben a bal kéz és a bal láb között

fennálló feszültségkülönbséget mérjük, mégpedig olyan módon, hogy mindig az utóbbi elektróda csatlakozik az erősítő pozitív bemenetéhez (4. ábra) I. I. JK BK II. III. II. III. BL 5. ábra 4. ábra A szív erőterének és a végtagi Az Einthoven-féle végtagi elvezetések mérőpontjainak relatív elvezetések helyzete az R-hullám csúcsának megfelelő időpontban 8 A depolarizáció félidejében minden végtagi elvezetésben pozitív irányú feszültségkülönbséget mérünk, mert az erősítő pozitív bemenetéhez csatlakozó elektródák minden elvezetésben közelebb helyezkednek el az erőtér pozitív pólusához (5. ábra) A fentiek miatt adódik úgy, hogy a legnagyobb amplitúdójú depolarizációs hullám, az R-hullám, normális körülmények között mindhárom végtagelvezetésben pozitív értéket vesz fel. A rögzített elvezetési pontok (jobb váll, bal váll, törzs alsó része) miatt az egyes elvezetésekben

regisztrált potenciálkülönbségek nagyságát lényegesen befolyásolja a szívnek a mellkasban elfoglalt helyzete. Például a vékony, astheniás típusú mellkasban a szív szinte függőlegesen helyezkedik el, amelynek következtében az R-hullám amplitúdója az I. elvezetésben igen kicsi, a II és III elvezetésekben pedig nagyobb, és közel azonos nagyságú lesz. Az egyes elvezetésekben regisztrált potenciálkülönbségek vektorok, azaz olyan fizikai mennyiségek, amelyeket nagyságuk és irányuk együttesen határoz meg. Megállapodás szerint a potenciálvektor a negatív pólusból a pozitív pólus felé irányul. Az Einthoven-féle elektróda elrendezés alapján, a vektoriális összegzés szabályait figyelembe véve, a II. elvezetésben mért potenciálkülönbség megegyezik az I. és III elvezetésekben mért potenciálkülönbségek összegével. Ezt az összefüggést nevezzük Einthoven törvényének Felmerül a kérdés, hogy az EKG regisztrálásakor

miért van szükség több elvezetésre. A szív ingerképzési és ingerületvezetési zavarai valóban gyakran egyetlen elvezetésben regisztrált görbe alapján is diagnosztizálhatók. A szív tengelyállásának meghatározásához és a szívizom hipertrófiájának megítéléséhez azonban legalább két elvezetés szükséges, a szívizom helyi vérellátási zavarai pedig sok esetben csupán további, a szív felett lokálisan elhelyezett elektródák segítségével diagnosztizálhatók. A normális elektrokardiogram 9 Az EKG-görbe potenciálváltozások (ún. hullámok) sorozatából áll, amelyek közül – megegyezés alapján – a pozitív irányú kitéréseket ábrázoljuk felfelé. Az erősítő kalibrálása úgy történik, hogy a regisztrátumon 1mV-os potenciálkülönbség 1 cm-nek feleljen meg. A szívizom aktivációja a sinoatriculáris (SA) csomóban kezdődik, azonban az SA-csomó csekély tömege miatt ez az aktivitás EKG-hullám formájában nem

jelenik meg. Ezután következik a pitvarizomzatnak a depolarizációja, amely a pitvar–kamrai határ, illetve az atrioventricularis (AV) csomó irányába halad. Ennek mindhárom elvezetésben egy pozitív hullám – a P-hullám – felel meg, amely az EKG-görbe első hulláma. A P-hullám vége nem a pitvari relaxáció kezdetét jelenti (egy gyakori félreértés!), hanem azt jelzi, hogy minden pitvari izomsejt depolarizálódott, és a pitvar kontrahálni kezd. A P-hullám hossza azt az időtartamot tükrözi, amely alatt a depolarizáció a pitvaron keresztül terjed. A depolarizáció a pitvarokról az AV-csomón, a His-kötegen, a Tawara-szárakon és a Purkinje-rostokon keresztül halad a kamrák felé. Az EKG-görbe ennek megfelelő szakasza – a PQ-szegmentum – izoelektromos, azaz feszültségkülönbség ez idő alatt nem mutatkozik. A pitvari depolarizáció ekkor ugyanis a platószakaszban van, tehát a pitvar felszínéről potenciálkülönbség nem vezethető el,

a vezetési rendszerben pedig – annak csekély tömege miatt – az ingerület terjedése nem generál számottevő potenciálkülönbséget. A P-hullám kezdetétől a Q-hullám kezdetéig terjedő idő – a PQintervallum – a pitvar–kamrai átvezetés ideje Legfontosabb összetevője az AV-átvezetési idő, részben azért, mert ez a komponens a teljes átvezetési időnek jelentős hányadát adja, részben pedig azért, mert kóros körülmények között az átvezetési időnek ez az összetevője nyúlik meg. Az AV-csomón keresztül történő ingerületterjedés lassú (értéke néhány cm/s) és sérülékeny folyamat. Intenzív vagus-hatás, vagy arteriosclerotikus, illetve ischemiás elváltozások következtében az ingerületvezetés gátlódhat, amelynek következtében AVátvezetési blokk alakul ki. A teljes blokk kialakulását gyakran az AV-átvezetési idő (PQintervallum) megnyúlása vezeti be A PQ-intervallum ideje normális körülmények

között 0,12 – 0,20 s, és amennyiben az átvezetési idő 0,2 s-nál hosszabbra nyúlik, pacemaker beültetése indokolt. A PQ-szegmentum esetében annak feszültségértéke (normálisan 10 izoelektromos), a PQ-intervallum esetében pedig annak időtartama (normálisan kisebb mint 0,2 s) hordozza a gyakorlat szempontjából jelentős információt. A kamraizomzat depolarizációjának jele a QRS-komplexum, amelynek amplitúdója jóval nagyobb, mint a többi hullám amplitúdója, a kamraizomzat jelentős tömege miatt. Időtartama (0,08 s) rövidebb, mint a pitvari depolarizáció (a P-hullám) időtartama, mert az ingerületvezető rendszer a kamraizomzatot gyorsan ingerületbe hozza. A QRSkomplexumot az izoelektromos ST-szakasz követi, amely időben a kamrai akciós potenciál platószakaszával esik egybe. Ekkor a kamra felszínét egyöntetűen negatív töltések borítják, tehát feszültségkülönbség nem regisztrálható, így az ST- szakasz izoelektromos. Az

izoelektromos ST-szakasz a T-hullámnál ér véget, amely a kamra repolarizációjának a jele. A T-hullám pozitív, mert a repolarizáció terjedésének iránya a depolarizáció terjedésének irányával ellentétes, időtartama pedig aránylag hosszú, mert a repolarizáció hátterében nem áll egy olyan gyors és szinkronizáló hatású vezetési mechanizmus, mint a depolarizáció esetében. A normális EKG-görbét, valamint az egyes EKG-hullámokat, szakaszokat és intervallumokat a 6. ábra, a 12 elvezetéses EKG-t a 7 ábra mutatja, az EKG kialakulásának mechanizmusát a 8. és 9 ábrák szemléltetik 11 R T P Q S P ST PQ QT 6. ábra 7. ábra A normális EKG-görbe A 12 elvezetéses EKG-felvétel SA-csomó Towara-szár His-köteg pitvar kamra EKG 8. ábra 9. ábra Az szívizom egyes területeinek akciós Az SA-csomótól a kamráig történő potenciálja és az EKG-görbe viszonya ingerületterjedés időösszetevői 12 A

T-hullám csúcsán a kamraizomzat egyik fele már repolarizált, másik fele pedig még depolarizált állapotban van. A repolarizáció időben kevésbé koordinált folyamat, mint a depolarizáció, az egyes kamrai izomsejtek különböző időben kezdenek el repolarizálódni. Ebből következik az, hogy a már repolarizálódott kamra-felszínt nem választja el egy jól meghatározott vonal a még depolarizált felszíntől, hanem a már repolarizált területek foltszerűen helyezkednek a depolarizált felszínben. Ha valamilyen ok miatt ebben az időpillanatban kamrai extraszisztolé alakul ki, akkor ez az extra ingerület a még depolarizált, és így abszolút refrakter állapotban lévő területeket kerülgetve, zegzugos úton halad. Az ingerület terjedése így hosszú időt vehet igénybe, és előfordulhat, hogy a kóros aktiváció a keletkezés helyére visszatérve, azt ismét aktiválható állapotban találja. Az ingerület terjedésének ideje tehát ilyenkor

hosszabb, mint az adott helyen az abszolút refrakter periódus. Ez az ún „re-entry” (újrabelépés) egyik lehetséges kialakulási mechanizmusa. Az így beinduló körfolyamat kamrai fibrillációhoz vezethet A kamrai fibrilláció kezdetének jellegzetes EKG-jele az, hogy az utolsó normális T-hullám csúcsára rátevődik az extraszisztolé R-hulláma („R on T”). Abban az esetben, ha a kamraizomzat egyes sejtjeiben a platószakasz jelentősen hosszabb, az inhomogén repolarizáció lehetősége megnövekszik. A QT-intervallum – a Q-hullám kezdetétől a T-hullám végéig terjedő idő – hossza az inhomogenitás mértékét tükrözi (normálisan 0,35–0,40 s). A hosszú QTszindrómában a kamrai aritmiák kialakulásának valószínűsége megnövekszik A T-hullám végével a kamrai felszín homogén módon repolarizált állapotba kerül, feszültségkülönbség nem regisztrálható, és az izoelektromos T–P szakasz következik. Az EKG-hullámok vektoriális

analízise A szívizom körül áram folyik a negatív töltésektől a pozitív töltések irányába. A számtalan dipólus mindegyike áramot generál, amely áramkomponensek irány és nagyság szerint összegezhetők. Az egyes áramkomponensek mindegyike egy vektor, amelyeket összegezve egy eredő- vagy integrálvektort kapunk, amely a szívizom ingerületi állapotát jellemzi egy adott pillanatban. Az integrálvektor nagysága és iránya folyamatosan változik az ingerületi 13 folyamat terjedése során. Az egyes végtagelvezetésekben az integrálvektornak csupán az adott elvezetés tengelyére eső vetületét regisztráljuk (10. ábra) I. elvezetés 60
10. ábra az EKG-görbe TP-szakaszának változása a bal kamra első falának ischaemiája során Vegyük például az I. elvezetés tengelyét, amely a vízszintes síkban fekszik olyan módon, hogy a jobb váll a negatív pólus, a bal váll pedig a pozitív pólus. Az R-hullám csúcsának megfelelő

időpontban az integrálvektor a vízszintes tengellyel kb. 60o-os szöget zár be, amelynek következtében a vektornak nem a teljes nagysága kerül regisztrálásra, hanem annak csupán a vízszintes tengelyre eső vetülete. A vetületi vektor szerkesztése úgy történik, hogy az eredővektor kezdeti és végpontjából merőlegest bocsátunk az elvezetés tengelyére. A vetületi vektor nagyságát az integrálvektor nagyságának, valamint az integrálvektor és az elvezetés tengelye által bezárt szög cosinusának a szorzata adja meg. Egy adott elvezetésben regisztrált hullám nagysága akkor lesz a legnagyobb, ha az integrálvektor az elvezetés tengelyével párhuzamos (cos 0º = 1), és akkor a legkisebb, ha arra merőleges (cos 90º = 0). Figyeljük meg, hogy ha más megközelítésben is, de ugyanarról a jelenségről van szó, amelyet a 3/A, B és C ábrákon tárgyaltunk. Továbbmenve, ha a szög nagyobb, mint 90º, akkor a vetület iránya negatív lesz. 14

A I. 11. ábra Vetületvektorok szerkesztése az I. III. II. Einthovenháromszögben és a triaxiális koordinátarendszer II. III. ben. Az „A”- vektor minden tengelyre B pozitív vetületet ad I. (normál tengelyállás), míg a I. III. II. „B” -vektor esetében az I. tengelyre eső III. II. vetület negatív (jobb deviáció) A vetületvektorok egyszerűbben szerkeszthetők meg, ha a III. elvezetés tengelyét önmagával párhuzamosan eltoljuk az I. és II elvezetés tengelyeinek metszéspontjába Az így kialakult triaxiális koordinátarendszerben a közös metszéspontba felmérve az integrálvektort, a vetületvektorok előjelhelyesen megszerkeszthetők (11. ábra) A QRS-komplexum kialakulása A QRS-komplexum a kamraizomzat depolarizációjának a jele. A depolarizáció minden egyes időpillanatában fennáll egy integrálvektor, amelynek nagysága és iránya az ingerület terjedése során folyamatosan változik. A továbbiakban azt az öt jellegzetes

időpillanatot 15 tárgyaljuk, amelyekhez tartozó integrálvektorok meghatározzák a QRS-komplexumot (12. ábra). Mielőtt az ingerület a kamrára terjedne, a kamrai felszínt homogén módon pozitív töltések borítják, feszültségkülönbség nem áll fenn. Az integrálvektor nagysága zérus, így mindhárom elvezetés az izoelektromos vonalban van, amely a PQ-szakasz végét jelenti (12/A ábra). Az ingerületnek a kamrára történő terjedésekor először a szeptum bal oldalát aktiválják a bal Tawara-szárból eredő rövid Purkinje-rostok, majd az ingerület a szeptum izomzatán keresztül terjed át a jobb oldalra. A jobb Tawara-szárból csak a csúcs környékén erednek Purkinje-rostok. A szeptum kezdeti aktiválódásakor tehát az integrálvektor a szeptum bal oldala (a negatív töltések súlypontja) felől jobbra, fel és hátra (a pozitív töltések súlypontja) felé irányul (12/B ábra). Tekintve, hogy a végtagi elvezetésekkel csupán a frontális

síkban vizsgálunk, ennek az integrálvektornak csupán a jobbra és felfelé irányuló komponensét vesszük figyelembe. Az integrálvektor az I és II elvezetésben negatív, a III. elvezetésben pozitív vetületet ad A vetületeket felmérjük nagyság és irány szerint a regisztrátum három elvezetésének izoelektromos vonalára, és közben annyit haladunk időben előre, amennyi időt a szeptum ingerületvezetése igénybe vett. 16 I. A + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + I. II. II. III. III. I. + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + I. III. II. II. III. I. + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + I. II. C III. III. II. I. D + + + + I. II. II. III.

III. I. E I. II. III. II. III. 12. ábra A QRS-komplexum kialakulásának vektoriális analízise 17 QRS Az ilyenkor – jelenleg az I. és II elvezetésekben – megjelenő negatív kitérés a Q-hullám A következő vizsgált időpillanatban az ingerület már végighaladt mindkét kamra endocardiális felszínén, és a kamraizomzaton keresztül az epicardiális felszín felé halad. Az integrálvektor, amely a szeptum közepe tájáról a szívcsúcs felé irányul, ekkor maximális nagyságot ér el, mert a negatív és pozitív töltések közel azonos számban vannak jelen a felszínen (12/C ábra). Az integrálvektor mindhárom elvezetésben pozitív vetületet ad; ez a nagy amplitúdójú, pozitív kitérés az R-hullám. A következő vizsgált időpillanatban az ingerület már a teljes kamraizomzatot aktiválta, kivéve a bal kamra

legnagyobb tömegű hátsó basális részét (12/D ábra). Az integrálvektor ekkor balra, fel és hátra irányul, amelynek következtében az integrálvektor pozitív vetületet ad az I. és negatív vetületet a II és III. elvezetésekben Az ekkor megjelenő negatív kitérés az S-hullám Végül a teljes kamrafelszín depolarizálódik (12/E ábra), és a felszínt homogén módon negatív töltések borítják, azaz töltéskülönbség nincsen, így az integrálvektor amplitúdója nullára zsugorodik. Az EKG-görbe visszatér az izoelektromos vonalba, amely az S–T-szegmentum kezdetét jelenti. Az illusztrált példán látható, hogy nem minden elvezetésben jelenik meg a negatív Q- és S-hullám, de valamelyik elvezetésben mindig megjelenik. A fenti példában a kamrai depolarizáció terjedésének öt jellegzetes időpillanatát választottuk ki. Természetesen az integrálvektor a depolarizáció során folyamatosan fennáll, és végponja egy hurkot ír le, amely a

nulla helyzetből indul ki és oda tér vissza. Számítógép segítségével az integrálvektor mozgása meghatározható, és a mozgó vektor végpontja által rajzolt hurok leképezhető (13/A ábra). 18 A B JK BK JK I. BK I. II. III. II. III. BL BL 13. ábra A QRS-vektorhurok és az egyes elvezetésekben képzett vetületei A QRS-komplexumhoz hasonlóan a kamrai repolarizációs hurok, illetve a pitvari depolarizációs és repolarizációs hurkok is leképezhetők. Az így kapott görbe a vektorkardiogram, amely a tér mindhárom síkjában meghatározható. Egy időben komoly reményeket fűztek ahhoz, hogy a vektorkardiogram felvételével a szívizom kóros elektromos tevékenységének finomabb analízise válik majd lehetővé. Habár a vektorkardiogram a klinikai gyakorlatban nem váltotta be a hozzá fűzött reményeket, az EKG kialakulási mechanizmusának szemléltetésére kiválóan alkalmas. Az egyes elvezetésekben regisztrált EKG-görbék

valójában a frontális vektorhuroknak a vetületei (13/B ábra). A szív elektromos főtengelye A kamrai depolarizáció során az integrálvektor iránya és nagysága folyamatosan változik. Az egyes időpillanatokhoz tartozó vektorokat nagyság és irány szerint átlagolva egy olyan vektort kapunk, amely összefoglalóan jellemzi a depolarizáció során kialakult töltéseloszlás nagyságát és irányát. Ezt a vektort nevezzük a szív elektromos főtengelyének, vagy átlagos 19 QRS-vektornak, vagy integrálvektornak. A főtengely normális esetben a vízszintessel közel 60o-os szöget zár be, kóros esetekben azonban ez a szög jelentősen változhat, és meghatározása klinikai szempontból jelentőséggel bír (11. ábra) A QRS-komplexum kialakulási mechanizmusának tárgyalásakor az integrálvektort ismertnek feltételeztük, és annak alapján határoztuk meg az egyes elvezetési síkokra képzett vetületeket. A gyakorlatban azonban a feladat éppen

fordított, hiszen az egyes elvezetésekben regisztrált EKG-görbék állnak rendelkezésünkre és abból kell rekonstruálni az integrálvektort. Az integrálvektor szerkesztése úgy történik, hogy az egyes elvezetésekben mért hullámok amplitúdóinak értékeit felmérjük az Einthoven-háromszög megfelelő oldalaira vagy a triaxiális rendszer megfelelő tengelyeire. A végpontjaikba merőlegeseket állítva, azok metszéspontja határozza meg az integrálvektor végpontját. Ez más szóval azt jelenti, hogy a 11. ábrán illusztrált szerkesztést fordított sorrendben kell végrehajtani Könnyű belátni, hogy az integrálvektor szerkesztése két elvezetés alapján is elvégezhető. A depolarizáció csúcsán meghatározott integrálvektor adja meg a szív elektromos főtengelyét. Pontosabban kapjuk meg a főtengelyt, ha az egyes elvezetésekben mért QRS-komplexumok hullámait először előjelhelyesen összegezzük (14. ábra) -60o 180 0o o 14. ábra I. Az

elektromos főtengely szerkesztése a végtagi 59o 120 o elvezetésekben mért R-hullámok III. amplitúdója alapján A triaxiális rendszerben az elektromos főtengely normál helyzete 59º, ám a normál tartomány igen széles, és 30º-tól 120º-ig terjed. 120º és 180º között ún „jobb deviáció” áll fenn, amelynek oka lehet jobbkamrai hipertrófia, például pulmonális stenosis 20 következtében, vagy a jobb kamra késleltetett aktivációja, például jobb Tawara-szár sérülés következtében. Mindkét esetben az aktiváció terjedése továbbtart a jobb oldali irányban, tehát az integrálvektor relatíve hosszabb ideig tartózkodik ebben az irányban. „Bal deviáció” áll fenn –30º és –90º között, amelynek gyakori oka a balkamrai hipertrófia és a bal Tawara-szár blokk. Unipoláris elvezetések Az unipoláris elvezetés lényege abban áll, hogy egyetlen elektródával mérünk a szív elektromos erőterében, amely elektróda az

adott hely potenciálját méri egy referencia, gyakorlatilag nulla potenciálon lévő (indifferens) elektródához képest (2. ábra) Az unipoláris elvezetésekben mindig a mérő- (differens) pont kerül az erősítő pozitív bemenetére. A gyakorlat szempontjából lényeges kérdés a referenciapont kialakítása Megbízhatóan nulla potenciálon lévő földelektróda nem mindig áll rendelkezésre, így kézenfekvő megoldás magának az elektromos erőtérnek kiválasztani azokat a pontjait, amelyekben a potenciálértékek összege zérus (15/A ábra). A 0 JK VR BK BK JK BL 15. ábra BL A nulla potenciálú D C aVR JK BK BK JK aV R referenciapont kialakításának (A), valamint a végtagi unipoláris (B) és megnövelt végtagi unipoláris elvezetések BL BL 21 Az Einthoven-szabály alapján adódik, hogy a három végtagi elvezetési pontot összekötve egy nulla potenciálú pontot kapunk: tekintve, hogy a végtagelektródák minden esetben fel vannak

szerelve, ez egy valóban kézenfekvő megoldás. Az EKG-készüléken belül a három elektróda nagy ellenállásokon keresztül van összekötve, hogy a referenciaelektróda potenciálját ne befolyásolja a szöveteknek az egyes területeken esetleg eltérő vezetőképessége (15/A ábra). Az unipoláris elvezetések jele a „V” Kétféle unipoláris elvezetési rendszer létezik: a végtagi unipoláris elvezetés, amely a jobb váll (VR – right), a bal váll (VL – left) és láb, illetve a törzs alsó részének (VF – foot) a potenciálját méri (15/B ábra), valamint a mellkasi unipoláris elvezetés, amely a mellkasfalon hat pontban (V1-6), közvetlenül a szív felett méri a potenciálértéket (16. ábra) V1 - V6 16. ábra A mellkasi unipoláris elvezetések kapcsolási rajza A felerősített unipoláris elvezetések Az eredeti unipoláris végtagelvezetések módszere a gyakorlatban nem vált be. Ennek az az oka, hogy például amikor a VR-elvezetésben a jobb

kar potenciálját (JK) mérjük a referenciapotenciálhoz (JK+BK+BL) képest, akkor VR = JK – (JK+BK+BL) = – (BK+BL), vagyis a két másik pont potenciáljának az összegét kapjuk ellenkező előjellel, ahol nem az ellenkező előjel jelenti a problémát, hanem az, hogy az így mért 22 potenciálkülönbség igen alacsony. Ha azonban a JK potenciálját a különbségnek csak az egyik oldalán vesszük figyelembe – úgy, hogy a referencia pont kialakításából JK potenciálját kihagyjuk –, akkor egy nagyobb, ún. megnövelt („augmented”) feszültséget (aVR) mérünk: aVR = JK – (BK+BL) (15/C ábra). Az aVR megnövelt feszültséget jelent a VR-hez képest, de nem a hagyományos végtagi bipoláris elvezetésekhez képest. Sőt, az aVR valójában nem is unipoláris elvezetés, mert a referenciaelektród nincsen nulla potenciálon. Az aVR jelentősége abban áll, hogy olyan tengely mentén méri a feszültségváltozásokat, amely tengely (az I. és II

tengely szögfelezője) a végtagelvezetések tárgyalása során eddig nem szerepelt (15/D ábra). Fenti gondolatmenetet megismételve a VL és VF vonatkozásában, az aVR-, aVL- és aVF-tengelyek az Einthoven-féle triaxiális rendszert egy hexaxiális rendszerré egészítik ki (17. ábra) aVL aVR I. 17. ábra III. A hexagonális koordináta- II. rendszer tengelyei aVF Az aVF-elvezetésekben regisztrált EKG-görbék hasonlóak a végtagi elvezetésekben kapott görbékhez, avval a különbséggel, hogy a kamrai depolarizáció során az aVR-elvezetésben egy nagy amplitúdójú negatív kitérés (negatív R-hullám) jelenik meg (7. ábra) Ennek magyarázata a következő: mint ismeretes, az R-hullám kialakulásakor az elektromos főtengely jobbról föntről balra és lefelé irányul, azaz a jobb váll negatív potenciálon van 23 mind a bal vállhoz, mind a bal lábhoz képest. Az I és II végtagi elvezetésben a jobb váll elektródája az erősítő negatív

bemenetére kerül, míg az aVR-elvezetésben, mint differens elektróda a pozitív bemenetére csatlakozik, így az R-hullám polaritása megfordul. Az unipoláris mellkasi elvezetések A mellkasi elvezetések valódi unipoláris elvezetések, mert a mért feszültséget a korábban ismertetett referenciaelektróda nulla potenciáljához viszonyítják. A hat mellkasi elektróda (V1-6) elhelyezkedését a 18. ábra mutatja, amely alapján látható, hogy az elektródák a vízszintes síkban gyakorlatilag körülveszik a szívet. Tekintve, hogy a QRS-vektor a jobboldalról (– pólus) a baloldal (+ pólus) felé irányul, a kamrai depolarizáció alatt a V1- és V2-elvezetésekben nagy negatív, a V4 – V6 elvezetésekben pedig nagy pozitív kitéréseket regisztrálunk. 18. ábra A V1-V6 mellkasi elvezetésekben regisztrált EKG-felvételek 24 A QRS-komplexum változása kóros körülmények között Az amplitúdó változása. A QRS-komplexum amplitúdója, amely alatt

az R-hullám csúcsa és a Q- vagy S-hullám csúcsa között mért feszültségkülönbséget értjük, normális körülmények között 0,5–2 mV között változik. Az amplitúdó értéke általában legnagyobb a II., és legkisebb a III elvezetésben A 4 mV-ot meghaladó érték kóros, és többnyire a kamraizomzat hipertrófiájának a jele, amely például magas vérnyomás vagy billentyűszűkület esetén alakulhat ki. A QRS-komplexum amplitúdója csökken, amikor a működő kamraizomzat tömege is csökken, mint például myopathiákban vagy infarktus esetén. A QRS-amplitúdó csökkenhet akkor is, ha a szívizom működése nem, csak a regisztrálás körülményei változnak meg. Ha a pericardiumban nagyobb mennyiségű folyadék gyűlik össze (vérzés vagy exsudatum), akkor a szívet körülvevő nagy vezetőképességű folyadék rövidzárként működik, és így a szívizom által képviselt áramforrás erőtere kisebb mértékben terjed a test

felszínére. De az erőtér terjedését gátolhatja egy, a szívet körülvevő jól szigetelő közeg, mint például az emphysemában megnagyobbodott tüdő levegőtartalma. Az időtartam és alak változása. A QRS-komplexum addig tart, ameddig a kamrában a depolarizáció terjed. A normális időtartam 0,06–0,09 s, kamrai hipertrófia vagy dilatáció esetén ez az érték a depolarizáció hosszabb útja miatt 0,10–0,12 s-ra növekedhet. A depolarizáció idejét jelentősen meghosszabbítja, ha az ingerület nem a gyors vezetési rendszeren keresztül terjed. Tawara-szár blokk esetén, amikor a blokktól distalisan a Purkinje-rostok helyett az ingerület a lassabban vezető munkaizomrostokon keresztül terjed, a QRS-komplexum időtartama 0,14 s fölé növekedhet. A vezetési blokk általában csak az egyik Tawara-szárban jelentkezik, így az egyik kamra gyorsabban, míg a másik lassabban depolarizálódik, amelynek következtében az R-hullám csúcsa kettőzött lesz.

25 A „sértési” áram és a szívizom ischemia diagnosztikájának elvi alapjai A szívizom egy adott területének csökkent vérellátása energiaszegény állapotot eredményez, amelynek következtében az ionpumpák működése csökken, és az izomsejtek depolarizálódnak. Így nyugalomban is fennáll egy egyenlőtlen töltéseloszlás, amikor a sérült, és így depolarizálódott felszín negatív potenciálra kerül az egészséges felszínhez képest. Mint általában, a negatív töltések felől áram folyik a pozitív töltések irányába, ez az ún. sértési áram. Az EKG-görbén a nyugalmi fázisnak az elektromos diasztolé, a TP-szakasz felel meg. Az előbbiekből következik, hogy a sértési áram fennállása esetén a TP-szakasz nem lesz izoelektromos, hanem a sértési áramnak megfelelően egy potenciálvektor alakul ki. Ez a vektor az egyes elvezetésekben különböző vetületet ad, így a TP-szakasz az egyes elvezetésekben emelkedhet, illetve

süllyedhet. A gyakorlat számára a sértési vektor nagyságának és irányának meghatározása a feladat, tehát annak diagnosztizálása, hogy a kamra falának melyik része, és milyen mértékben sérült. A kérdés megválaszolásához a vektoriális analízist alkalmazzuk a szokásos módon. Az egyes tengelyekre felmérjük a sértési áram összetevővektorait, és megszerkesztjük az eredővektort. Az összetevővektorok nagyságát – mint általában – a nulla potenciál szintjétől mérjük. A normális EKG-görbén mind az ST-, mind a TP-szakasz nulla potenciálon van. Az infarktusos EKG-görbén a sértési áram következtében a TP-szakasz a nulla potenciálszinttől eltér, így a nulla potenciál meghatározásakor az ST-szakaszt vesszük figyelembe. A kamrai depolarizáció, azaz a QRS-komplexum végén az egész kamrafelszín homogén módon depolarizált állapotban van: az egészséges felszín az aktiváció miatt, a sérült felszín a sérülés miatt.

A QRSkomplexum vége, tehát az ST-szakasz kezdete így mindig az izoelektromos vonalban van Ezt a pontját az EKG-nak „J”-pontnak nevezik (az elnevezés logikája nem ismert). A sértési integrálvektor megszerkesztése úgy történik, hogy az egyes elvezetésekben lemérjük, hogy a TP-szakasz mennyire tér el a „J”-pont által meghatározott nulla potenciálszinttől, majd az egyes értékeket felmérjük a triaxiális tengelyekre, és alkalmazzuk az eredővektor szerkesztésének szabályait. A vektor negatív vége a sérülés helyének irányába mutat (19. ábra) 26 I. I. III. II. 19. ábra Az EKG-görbe TP-szakaszának változása a bal kamra első falának ischaemiája során A pontosabb lokalizációban segítenek a mellkasi elvezetések, így a 19. ábrán a V2-ben regisztrált negatív TP-szakasz elsőfali infarktusra utal, mert az elektromos diasztoléban itt jelennek meg negatív töltések. A klinikai diagnosztikában gyakran nem a TP-, hanem az

ST-szegmentum emelkedéséről vagy süllyedéséről esik szó. Fentiek alapján egyértelmű, hogy valójában a TP- és nem az ST-szakasz változik, ám a regisztrátum csupán azt mutatja, hogy az ST- és TP-szegmentumok potenciálszintje egymástól eltér, és az általános szemlélet úgy kondicionált, hogy a TP-szakaszt tekinti izoelektromosnak. Amennyiben az infarktus helyén a szívizom elhal, akkor az érintett terület nem járul hozzá a felszíni potenciálviszonyok kialakításához. Az elhalt terület felett elhelyezett elektróda ilyenkor a túloldali potenciálváltozásokat regisztrálja („átlát a kamra túloldalára”), ter- 27 mészetesen ellenkező előjellel. Az ekkor regisztrált nagy negatív Q-hullám, valójában a túlsó oldal R-hullámának negatív képe. Szívizom ischaemiában az ST-szakasz és a Q-hullám elváltozásai mellett még jellemző tünet a T-hullám inverziója. Normális körülmények között az epicardiális myocardium

akciós potenciáljának platószakasza rövidebb, mint az endocardiális myocardiumé, így az epicardium előbb repolarizálódik, mint az endocardium, amelynek következtében a Thullám amplitúdója pozitív. A T-hullám ischaemiában gyakran negatív, amelynek két oka lehet: részben az epicardiális terület ischaemiája megnyújthatja a sejtek platófázisát, részben pedig az ischaemiás, tehát részben depolarizált területeken az ingerület terjedése a distalisabb területek felé lelassul. Ez utóbbi esetben az először depolarizálódott területeknek elegendő idejük van arra, hogy először is repolarizálódjanak. Ez a mechanizmus nem specifikus tünete az ischaemiának, hanem az ingerület terjedésének bármilyen okból történt lassulása (pl. Tawara-szár blokk) esetén fellép 28