1

Laborator 4 EIM

PRINCIPIILE ELECTROCARDIOGRAFIEI

1. Scopul lucrării: lucrarea îşi propune următoarele obiective experimentale: familiarizarea cu modul în care se realizează înregistrarea activităţii

electrice a inimii precum şi înelegerea sursei acestei activităţi ; însuşirea principalelor metode de măsură a activităţii electrice a inimii; corelarea evenimentelor electrice afişate într-o electrocardiogramă cu

evenimentele mecanice din timpul unui ciclu cardiac; observarea schimbărilor care apar în electrocradiogramă asociate cu

respiraţia, poziţia corpului, exerciţiu, greutatea corpului şi vârstă; înregistrarea electrocardiogramei prin 3 respectiv 6 derivaţii atunci când

subiectul este întins, aşezat şi realizează un ciclu respirator mai rar decât

cel normal; observarea unei aplicaţii a legii lui Einthoven;

2. Introducere. Concepte fiziologice

Inima umană (Fig. 1) acţionează ca o pompă biologică. Ea primeşte sânge prin vene şi

pompează sânge în artere. După cum se poate observa din Fig.1 inima este formată din patru

camere:

‐ atriul drept şi atriul stâng (camere de primire a sângelui); ‐ ventriculul drept şi ventriculul stâng (camere de expulzare a sângelui în corp).

Funcţia de pompă este determinată de ţesutul dominant al inimii şi anume de muşchiul inimii

numit miocard (myo=muşchi, cardia=inimă). Contracţia regulată, ritmică, alternantă a

miocardului atrial urmată de cea a miocardului ventricular se numeşte ciclu cardiac.

Contracţia muşchiului inimii este generată de un impuls electric ce străbate întreaga inimă.

Muşchiul inimii are capacitatea de a-şi genera singur semnalul electric ce determină contracţia,

astfel nu este nevoie de o sursă exterioară pentru acest semnal cum ar fi o celulă nervoasă (ca

în cazul muşchilor scheletici ). Deşi inima este inervată de nervi motorii care ar putea influenţa

ritmul şi forţa contracţiilor, aceştia nu joacă nici un rol în generarea bătăii inimii. Dacă nervii

2

extrinseci (simpatici şi parasimpatici) ar fi tăiaţi, sau chiar dacă inima ar fi scoasă din corp,

aceasta va continua sa bată ritmic atâta timp cât este aprovizionată cu oxigen si nutrienţi, şi

temperatura este menţinută constantă. Astfel, inima posedă abilitatea unică de a iniţia un ciclu cardiac fără nici o stimulare din restul corpului. Această proprietate a muşchiului

cardiac este numită ritmicitate inerentă.

Controlul şi coordonarea ritmicităţii inerente a muşchiului cardiac este dependentă de un sistem

specializat, format din ţesuturi conductive aflate în interiorul inimii. Înainte ca o bătaie a inimii să

apară, un curent electric trebuie să treacă prin fibrele miocardului. În inimă există celule ce au

proprietatea de depolarizare spontană, celule pacemaker, care generează impulsuri electrice

ce se transmit prin ţesuturile conductive ale inimii determinând în final contracţia acesteia. Astfel

de celule se găsesc în tot sistemul de conducţie, numit si sistem pacemaker, ce este format din

următoarele ţesuturi specializate: nodul sinoatrial (SA), căi internodale şi interatriale, nodul

atrioventricular (AV), mănunchiul His, ramura stângă şi dreaptă a mănunchiului, şi reţeaua de

fibre Purkinje (Fig.1 )

Fig. 1. Secţiune prin inimă

Celulele pacemaker care au rata de depolarizare cea mai mare, între 60 si 100 depolarizări pe

minut, se găsesc în nodul sinoatrial (SA). Acestea sunt cele care coordonează contracţiile inimii.

Mănunchiul His

Ramura stângă a mănunchiului His

Fibre Purkinje

Ramura dreaptă a mănunchiului His

Nodul atrioventricular

Nodul sinoatrial

Atriu drept

Ventricul drept

Atriu stâng

Fascicul stâng posterior

Fascicul stâng anterior

Ventricul stâng

3

Celule pacemaker se găsesc şi în alte regiuni ale inimii, dar acestea au o rata de depolarizare

mult mai mică şi astfel sunt „resetate” practic de impulsul generat de celulele din SA: între 40-50

depolarizări pe minut (nodul atrioventricular AV), între 20-40 depolarizări pe minut (muşchiul

ventricular).

Nodul sinoatrial (SA) este localizat aproape de joncţiunea dintre atriul drept şi vena cavă

superioară. Impulsurile electrice care iniţiază contracţia inimii sunt produse în mod normal de

SA. Nodul sinoatrial, fără nici un fel de stimulare endocrină sau neurală, se depolarizează

spontan cu o frecvenţă medie de 80 de ori pe minut (între 60 şi 100 de ori pe minut). Deoarece

SA generează impulsuri la o frecvenţă mai mare decât orice altă parte a sistemului de conducţie

al inimii, acesta controlează activitatea electrică şi mecanică a cordului.

O dată ce impulsul a fost iniţiat de către SA, este transmis prin căile internodale şi interatriale,

stimulând muşchii atriilor să se contracte. De asemenea impulsul se răspândeşte către o

regiune specializată a sistemului de conducţie, nodul atrioventricular (AV), care este o parte a

ţesutului de joncţiune dintre atriul drept şi ventricul. Nodul AV, controlat de frecvenţa de

generare a impulsurilor a nodului SA, retransmite impulsul către ventricule cu o anumită

întârziere (acest lucru este pozitiv deoarece în acest timp ventriculele se umplu cu sânge, şi

atriile se contractă la maxim).

Mai departe, impulsul ajunge în ventricul prin intermediul mănunchiului His, un mănunchi

format din fibre specializate, conductive localizate în partea superioară a septului

interventricular. Mănunchiul se desparte în două ramuri, stângă, ce conduce impulsul electric

către ventriculul stâng, şi dreaptă, ce conduce impulsul către ventriculul drept. Fiecare ramură a

mănunchiului se subdivide în numeroase fibre mici numite fibre Purkinje, ce retransmit

impulsul electric direct către muşchiul ventricular, stimulând ventriculele să se contracte.

De observat, aşa cum a fost specificat mai sus, că orice celulă din sistemul de conducţie al

inimii descris anterior poate genera un impuls electric. În cazul în care apare o leziune la nodul

sinoatrial (SA), nodul AV va avea rolul de pacemaker pentru ventricule, deşi frecvenţa de

generare a impulsurilor electrice este de doar 40 -60 pe minut, mai mică decât cea normală a

nodului SA (80-100 pe minut).

De asemenea mai trebuie reţinut faptul că celulele miocardului au proprietatea unică de a

transmite potenţialul de acţiune de la o celulă la cele adiacente prin conducţie directă. Până în

anul 1945 specialiştii considerau că miocardul este de fapt un sinciţiu (structură ce conţine

4

citoplasmă cu mai multe nuclee). Însă, cu ajutorul microscopului electronic s-a demonstrat că de

fapt miocardul este format din celule individuale, deci separate între ele printr-o membrană, care

sunt foarte „înghesuite” permiţând transmiterea tensiunii şi a curentului electric de la o celulă la

alta. Astfel, miocardul se comportă ca un sinciţiu din punct de vedere electric; un impuls generat

oriunde în miocard se va propaga în întreaga inimă, rezultând într-o contracţie mecanică.

Biopotenţialul generat de celulele pacemaker din nodul SA reprezintă o consecinţă a diferenţei

(gradientului) concentraţiei ionice a diferiţilor electroliţi (ioni Na+, K+, Cl- ) de la nivelul

membranei celulare. Gradientul de concentraţie ionică este menţinut prin permeabilitatea

membranei celulare şi de transportul activ de ioni din interiorul celulei in afara ei („pompe”

ionice). Astfel membrana celulară este un strat (format din lipide) semipermeabil ce separă

fluidele extracelulare de cele intracelulare. Transferul de ioni prin difuzie sau transport activ

generează o diferenţă de potenţial (potenţial de membrană) care este negativ în interiorul

celulei. Potenţialul de repaus la nivelul membranei celulare este de ordinul milivolţilor (-90mv

pentru celulele din SA). Sub acţiunea unui stimul, potenţialul transmembranar devine pozitiv în

interior (depolarizare) şi se generează un potenţial de acţiune (potenţialul de acţiune al celulei

ventriculare ajunge la 20mV ) ce se transmite şi la celulele vecine. Acest potenţial de acţiune

este produs de o schimbare bruscă a permeabilităţii ionice a membranei celulare (în principal

Na+ şi K+, fig. 2). În fig.2.a) este prezentat potenţialul de acţiune al unei celule pacemaker din

SA :

‐ faza 0 apare atunci când se depăşeşte pragul de -70mv şi corespunde unei depolarizări

rapide cauzate de deschiderea canalelor de Na+ ce determină un aflux de ioni de Na+ în

celulă. Rezultă o inversare a potenţialului transmembranar (pozitiv în celulă şi negativ în

afara celulei). Depolarizarea unei celule determină deschiderea canalelor de Na+ ale

celulelor învecinate determinând astfel un front de undă ce se propagă în toată inima.

‐ faza 1 reprezintă o repolarizare iniţială determinată de deschiderea canalelor de potasiu

având ca efect un eflux de ioni de K+ în celulă;

‐ faza 2 corespunde unui echilibru între curenţii de Ca++ şi K+ determinând un platou al

potenţialului de acţiune şi o întârziere a repolarizării datorită faptului că ionii de Ca++ intră

în celulă mult mai greu decât cei de Na+.

‐ faza 3 este ultima etapă a repolarizării. O dată ce repolarizarea este completă, celula

poate răspunde unui nou stimul ce va determina depolarizarea acesteia. În această fază

există posibilitatea ca un semnal (stimul) puternic să genereze o depolarizare

prematură. Acest lucru poate duce la tahicardie sau fibrilaţie.

5

‐ Faza 4 apare după ce repolarizarea este completă şi corespunde fazei de repaus, când

potenţialul transmembranar revine la starea iniţială (negativ în celulă şi pozitiv in afara

acesteia).

Fig. 2. a) Potenţial de acţiune al unei celule cardiacă ventriculară; b) Curenţii ionici în timpul depolarizării

şi repoalrizării celulei

În concluzie, contracţia muşchiului cardiac este asociată unui impuls electric iniţiat de SA, care

este transmis în sistemul de conducţie al inimii şi generează activitatea mecanică a cordului. În

orice ciclu cardiac evenimentele electrice urmăresc următoarea secvenţă: (1) depolarizarea şi

repolarizarea nodului SA, (2) depolarizarea şi repolarizarea muşchilor atriali, (3) depolarizarea şi

repolarizarea nodului AV, (4) depolarizarea şi repolarizarea fibrelor Purkinje, (5) depolarizarea şi

repolarizarea muşchilor ventriculari.

a) Timp (ms)

Pot

enţia

l de

mem

brană

(mV)

Repaus Depolarizare Repaus

Repolarizare Depolarizare Restaurarea echilibrului ionic

Curentul

înregistra

cardiac e

electrocelectroc

3. Ele

Prin plas

detecta c

pozitiv, u

derivaţii

derivaţii

( ,

Primul c

Desiré W

premiul N

a fost Wimăsurare

3:

ionic asoci

at. Dispoziti

este numit eardiogrameardiografie

ctrocardi

sarea unui e

curentul elec

unul negativ

standard bi

la nivelul p

, ) şi trei

ercetător ca

Waller cu aju

Nobel în me

illem Einthoe ECG, care

Fig. 3 Triung

at unui ciclu

vul care în

electrocardei (înregis

.

iografia

electrod poz

ctric asociat

şi unul ce

ipolare la n

pieptului (

derivaţii bip

are a reuşit

utorul electr

dicină şi car

oven. În 190

e se numeşte

hiul lui Eintho

Derivaţia

u cardiac p

nregistrează

iograf. Stud

strările re

zitiv respecti

t fiecărui cic

reprezintă m

ivelul memb

), 3 d

polare la nive

t să înregist

rometrului ca

re a introdus

08 a publica

e triunghiul l

oven [Bioelectro

D

II

6

poate fi dete

activitatea

diul aplicaţii

alizate de

v negativ pe

clu cardiac. A

masa), se n

brelor (I, II,

derivaţii amp

elul pieptulu

treze activit

apilar inven

s noţiunea d

at descrierea

ui Einthoven

omagnetism, http

Derivaţia I

ectat pe sup

mecanică

lor electroca

e electroc

e anumite r

Aranjarea p

umeşte derIII, triungh

plificate unip

i (CR, CL, C

atea electric

tat de Lippm

e electrocar

a importanţe

n (cele 3 der

p://butler.cc.tut.fi/

Der

prafaţa corpu

şi electrică

ardiografulu

cardiograf)

regiuni ale c

articulară a

rivaţie. Exis

iul lui Einth

polare la ni

CF).

că a inimii

mann. Dar c

rdiogramă pe

ei clinice a p

rivaţii bipolar

/~malmivuo/bem

ivaţia III

ului, amplific

a fiecărui

i şi interpre

se num

corpului se p

3 electrozi

tă 15 deriva

hoven, Fig.

ivelul memb

a fost Augu

cel care a p

entru prima

rimului siste

re standard)

/bembook/]

cat şi

ciclu

tarea

meşte

poate

(unul

aţii: 3

2), 6

brelor

ustus

primit

dată,

em de

), Fig.

7

Configuraţia prezentată în Fig. 3 este una bipolară în care doi din cei trei electrozi reprezintă

polaritatea pozitivă respectiv negativă pentru una din cele 3 derivaţii. Masa se pune pe piciorul

drept.

Derivaţia I reprezintă măsurarea şi redarea grafică a diferenţelor de potenţial generate de

activitatea cardiacă între electrodul de suprafaţă negativ, plasat pe mâna dreaptă şi electrodul

de suprafaţă pozitiv plasat pe mâna stângă. Electrodul referinţă (masa) este pe piciorul drept (le

fel ca şi în celelalte două derivaţii).

Derivaţia II – electrodul negativ se plasează de această dată pe mâna dreaptă iar cel pozitiv pe

piciorul stâng .

Derivaţia III - electrodul negativ se plasează pe mâna stângă iar electrodul pozitiv pe piciorul

stâng.

Tensiunile care apar pe fiecare derivaţie în parte sunt definite mai jos:

1

unde reprezintă tensiunea Derivaţiei I, tensiunea Derivaţiei II, tensiunea Derivaţiei III,

potenţialul electric al mâinii stângi, potenţialul electric al mâinii drepte, potenţialul

electric al piciorului stâng.

Conform legii a doua a lui Kirchhoff există următoarea relaţie între tensiunile celor trei Derivaţii:

2

Frank Norman Wilson (1890-1952) este cel care a introdus conceptul de înregistrări unipolare şi

propune ca referinţă aşa numitul “terminal central” (CT). Trebuie avut în vedere că referinţa

mai este numită şi potenţialul la infinit, care într-un mediu infinit ar trebui să aibă valoarea zero.

Pentru corpul uman nu este foarte uşor de aproximat potenţialul la infinit din cauza configuraţiei

complicate a corpului şi a numărului finit de electrozi. Aproximaţia introdusă de Willson este că

potenţialul la infinit reprezintă media potenţialelor celor două mâini şi a piciorului stâng. Astfel,

8

prin conectarea unei rezistenţe de 5kΩ pe fiecare terminal de la cele trei membre, care

terminale se conectează apoi într-un punct comun, se obţine terminalul central (CT), Fig. 4.

Demonstraţia se realizează cu ajutorul primei teoreme a lui Kirchhoff:

5000 5000 5000

3 3

Fig. 4 a) Terminalul central (CT); b) CT este mijlocul triunghiului lui Einthoven [Bioelectromagnetism,

http://butler.cc.tut.fi/~malmivuo/bem/bembook/]

Derivaţiile amplificate ( , , ) unipolare reprezintă o altă modalitate de înregistrare a

electrocardiogramei în plan frontal care derivă din cele trei derivaţii standard bipolare. Au fost

introduse de E. Goldberger în 1942 care a observat că potenţialele obţinute cu metoda lui

Willson pot fi amplificate prin eliminarea rezistenţei ce este conectată la electrodul care

măsoară (electrodul pozitiv). Astfel electrodul negativ pentru aceste derivaţii este o modificare a

terminalului central descris de Wilson; este format prin conectarea celor trei derivaţii standard (I,

II, III) împreună la borna negativă a electrocardiografului (Fig. 5).

• – electrodul pozitiv pe mâna stângă. Electrodul negativ este o combinaţie a

electrodului plasat pe mâna dreaptă şi cel de pe piciorul stâng, ce amplifică

puterea semnalului din electrodul pozitiv de pe mâna stângă;

• - electrodul pozitiv pe mâna dreaptă. Electrodul negativ este o combinaţie a

electrodului plasat pe mâna stângă şi cel de pe piciorul stâng, ce amplifică

puterea semnalului din electrodul pozitiv de pe mâna dreaptă;

a) b)

9

• - electrodul pozitiv pe piciorul stâng. Electrodul negativ este o combinaţie a

electrodului plasat pe mâna stângă şi cel de pe mâna dreaptă, ce amplifică

puterea semnalului din electrodul pozitiv de pe piciorul stâng;

Derivaţiile amplificate pot fi calculate direct din cele trei dervaţii bipolare standard (I, II, III) astfel:

2⁄

2⁄ 4

2⁄

Fig. 5 Sistemul de înregistrare ECG folosind derivaţiile amplificate [Bioelectromagnetism,

http://butler.cc.tut.fi/~malmivuo/bem/bembook/]

Pentru a obţine mai multă informaţie despre activitatea electrică a inimii şi deci pentru a stabili

diagnostice cât mai precise se foloseşte înregistrarea electrocardiogramei prin 6 derivaţii

( ). Astfel se plasează şase electrozi, , pe suprafaţa pieptului acoperind diferite

regiuni ale inimii, cu scopul de a înregistra activitatea electrică în plan perpendicular (orizontal)

pe planul frontal (Fig. 6a).

După cum se poate observa din Fig. 6b fiecare electrod înregistrează o activitate electrică

diferită a inimii, de aceea forma undei diferă de cea înregistrată bipolar cu trei electrozi. Pentru

a înţelege mai bine cum curenţii electrici cardiaci generează electrocardiograma şi de ce

10

electrozii înregistrează activitatea electrică diferit, este necesar să se cunoască următoarele

reguli:

a. o undă de depolarizare care se propagă spre un electrod pozitiv generează o deflecţie

pozitivă;

b. o undă de depolarizare care se propagă astfel încât se îndepărtează de un electrod

pozitiv generează o deflecţie negativă;

c. o undă de repolarizare care se propagă spre un electrod pozitiv generează o deflecţie

negativă;

d. o undă de repolarizare care se propagă astfel încât se îndepărtează de un electrod

pozitiv generează o deflecţie pozitivă;

e. o undă de depolarizare sau repolarizare care se propagă perpendicular pe axa unui

electrod generează o deflecţie bifazică de tensiune negativă şi pozitivă egală;

f. amplitudinea instantanee a potenţialelor măsurate depinde de orientarea electrodului

pozitiv faţă de vectorul electric mediu (rezultanta tuturor vectorilor la un moment dat

generaţi de procesul de depolarizare);

g. amplitudinea tensiunii este în relaţie directă cu masa ţesutului în care se realizează

polarizarea sau depolarizarea.

Fig. 6. Plasarea electrozilor în cazul înregistrării unipolare cu şase electrozi; b) morfologia ECG înregistrată de fiecare electrod în parte [Bioelectromagnetism, http://butler.cc.tut.fi/~malmivuo/bem/bembook/]

Cel mai folosit sistem pentru înregistrarea ECG este cel cu 12 derivaţii: I, II, III, , , ,

, , , , , . Din cele 12 derivaţii primele şase sunt măsurate în aceleaşi trei puncte. De

aceea oricare două din cele şase derivaţii conţin exact aceeaşi informaţie ca restul de patru.

Caracteristici ale electrocardiogramei (ECG)

În Fig.7a) este prezentată schematic o electrocardiogramă normală, iar în Fig. 7b) sunt

reprezentate forme de undă ale potenţialului de acţiune pentru celule pacemaker din diferite

regiuni ale inimii şi contribuţia lor în formarea electrocardiogramei (undele PQRST).

11

Fig. 7. a) ECG normal [Bioelectromagnetism, http://butler.cc.tut.fi/~malmivuo/bem/bembook/] ; b) Forme de undă ale potenţialelor de

acţiune pentru diferite celule cardiace din sistemul de conducţie electric al inimii [2].

Tabelul 1

Caracteristici ECG Desrciere

Unda P

• corespunde depolarizării atriale; depolarizarea celor

două atrii nu se face simultan şi astfel debutul undei

P aparţine atriului drept, iar sfârşitul ei activităţii

electrice a atriului stâng;

• precedă complexul QRS;

• este ritmică cu variaţii mici şi fără uniformitate;

• durata - < 0.12 s;

• amplitudine < 0.25 mV;

• aceeaşi frecvenţă ca cea a complexului QRS;

• o crestătură pronunţată cu un interval vârf la vârf de

peste 0,04s sugerează mărirea atriului stâng;

• devine înaltă şi ascuţită în cazul hipertrofierii atriului

drept iar în cazul hipertrofierii atriului stâng unda îşi

păstrează amplitudinea normală dar este mai largă şi

12

prezintă o crestătură;

Complexul QRS • toate cele trei unde prezintă deflecţii abrupte ale liniei

izoelectrice;

• corespunde depolarizării ventriculare;

• durata < 0.12s;

• amplitudine < 1mV (0.6mV – 1mV);

• unda Q are durata < 0.03s ; amplitudinea ¼ din unda

R;

• unda S are durata < 0.04s şi amplitudinea în jur de

2/5 din unda R;

Unda T • reprezintă partea terminală, rapidă a repolarizării

ventriculare (epicard → endocard). În acest timp se

înscriu diferenţe mari de potenţial între zonele

repolarizate şi cele încă depolarizate;

• formă rotunjită, asimetrică, cu panta ascendentă mai

înclinată decât cea descendentă, care este mai

abruptă. Această diferenţă de oblicitate este

interpretată ca fiind rezultatul unei viteze mai mari de

refacere în finalul procesului de repolarizare.

• durata < 0.2s;

• amplitudine < 0.4mV (0.2mV – 0.4mV);

Unda U • deflecţie mică obtuză (probabil inexistentă) a liniei

izoelectrice;

• este localizată la sfârşitul undei T;

• atribuită existenţei unor diferenţe de potenţial la

sfârşitul sistolei electrice;

• devine mai pronunţată, uneori chiar de mărimea

undei T, în cazul unei deficienţe de potasiu;

Interval PR (PQ) • reprezintă durata activităţii atriale şi a conducerii

atrio-ventriculare şi este măsurat de la începutul

undei P până la începutul complexului QRS;

• durata < 0.12s - 0.22s;

13

Intervalul QT • reprezintă stadiul depolarizat ventricular şi

repolarizarea ventriculară, măsurată de la începutul

complexului QRS până la sfârşitul undei T;

• durata ≈ ½ din intervalul RR;

• dependent de frecvenţa pulsului (frecvenţa pulsului

rapidă, durată mică);

Segmentul ST • reprezintă întârzierea pe care o suferă stimulul în

propagarea sa la nivelul joncţiunii atrio-ventriculare şi

se măsoară de la sfârşitul complexului QRS până la

începutul undei T;

• izoelectric cu divergenţă de ± 0.1mV;

• durata < 0.08s;

Intervalul RR • reprezintă durata unei revoluţii cardiace;

• este dependent de pulsul (puls ridicat, durată mică);

• durata ≈ 0.86s cu un ritm cardiac de 70 bătăi pe

minut;

Interval PP • aproximativ egal cu intervalul RR;

Segmentul TP • depinde de frecvenţa pulsului;

• durata < 0.4s cu un ritm cardiac de 70 de bătăi pe

minut.

Spectrul semnalului ECG este între 0.05Hz-150Hz.

4. Desfăşurarea lucrării

În lucrarea de faţă se vor măsura derivaţiile standard (I, II, III) şi derivaţiile amplificate.

4.1 Componente hardware necesare.

Pentru a înregistra activitatea ECG sunt necesare următoarele componente ale sistemului Biopac:

• unitatea de achiziţie MP150; • modulul UIM100C;

14

• 2 amplificatoare ECG100C; • 4 cabluri 110; • electrozi de unică folosinţă; • gel pentru electrozi.

4.2 Conectarea componentelor hardware:

• se conectează modulele UIM100C, ECG100C la unitatea de achiziţie MP150; • se selectează adresele canalelor pentru fiecare amplificator ECG100C la 1, respectiv 2; • se setează amplificatoarele ECG100C astfel:

Gain:5000 Mode: Norm 35Hz LP: ON HP: 0.5Hz;

• se conectează cablurile 110 la amplificatoarele ECG100C;

4.3 Conectarea electrozilor:

• se plasează electrozii conform Fig. 7. a) se curăţă pielea cu ajutorul unui tifon şi alcool medicinal pentru a îndepărta pielea

moartă şi astfel pentru a reduce impedanţa dintre electrod şi suprafaţa pielii; b) se aplică o picătură de gel pe fiecare electrod pentru a îmbunătăţi detecţia

electrozilor; c) se aplică cei patru electrozi pe membre;

Gleznă piciorul stâng gleznă (roşu)

Încheietură mâna stângă (negru)

Încheietură mâna dreaptă (alb)

Gleznă piciorul drept (verde- masă)

Fig. 7 Plasarea electrozilor

• se ataşează cablurile 110 la electrozi;

15

4.4 Setări software:

• din meniu MP150, se alege Set up Channels, se selectează canalele A1 ,A2 şi se eticheteză cu Derivaţia I respectiv Derivaţia II;

• tot din fereastra Set up Channels se selectează Calc şi se setează canalul de calcul C1. Se selectează opţiunea Expression şi se etichetează cu Derivaţia III. Se setează opţiunile pentru sursă şi operand conform ecuaţiei (2).

• se selectează alte trei canale de calcul C2,C3, C4 pentru derivaţiile amplificate şi se etichetează cu , , . Se setează opţiunea Expression conform ecuţiilor (4).

• se setează frecvenţa de eşantionare la 1kHz din meniul MP150->Set up Acquisition.

4.5 Achiziţionarea datelor:

Se vor realiza 3 aplicaţii în care se va înregistra ECG în diferite condiţii:

Aplicaţia 1. - subiectul este aşezat relaxat pe un scaun;

Aplicaţia 2 - subiectul este aşezat relaxat pe un scaun respirând adânc şi rar;

Aplicaţia 3 - după ce subiectul a făcut o serie de exerciţii fizice uşoare (flotări, genuflexiuni, etc).

Sfaturi pentru a obţine măsurători corecte:

1. subiectul nu trebuie să vorbească sau să râdă în timpul măsurătorilor; 2. subiectul trebuie să se afle într-o stare relaxată; 3. mâinile trebuie să se sprijine de mânerele scaunului, sau relaxate pe lângă corp; 4. subiectul trebuie să stea pe cât posibil nemişcat în timpul înregistrărilor.

Electrocardiograful este foarte sensibil la modificări mici în tensiune cauzate de contracţia muşchilor scheletici, deci membrele subiectului trebuie să fie relaxate astfel încât semnalul EMG să nu altereze semnalul ECG.

Aplicaţia 1.

• se apasă butonul Start, după ce subiectul se află în poziţia corespunzătoare, şi se achiziţionează ECG timp de 20 de secunde.

Aplicaţia 2.

• se apasă butonul Start, după ce subiectul se află în poziţia corespunzătoare, şi se achiziţionează ECG timp de 20 de secunde. Subiectul trebuie să respire adânc de 5 ori. Ciclul celor 5 inspiraţii trebuie să fie mai adânc şi mai încet decât respiraţia normală. În acest timp, un student din echipă va trebuie să introducă markeri la fiecare început de inspiraţie respectiv expiraţie.

16

Aplicaţia 3.

• se deconectează cablurile legate la electrozi şi subiectul va efectua o serie de exerciţii fizice uşoare pentru a mări rapid pulsul;

• imediat după exerciţiu fizic, subiectul se va aşeza pe scaun şi se vor conecta din nou cablurile la electrozi (atenţie la culori!!!). Se apasă butonul Start şi se achiziţionează timp de 60 de secunde.

4.6 Analiza datelor:

Aplicaţia 1.

a) Se foloseşte lupa pentru a mări 4 bătăi succesive;

b) Se setează căsuţele de măsurători astfel:

Canal Măsurătoare Derivaţia II Delta T Derivaţia II BPM Derivaţia II Value

c) se foloseşte cursorul de selecţie pentru a selecta porţiunea dintre două vârfuri R;

d) se repetă pasul c) pentru următoarele două cilcuri cardiace şi măsurătorile se trec în Tabelul 1; Ritmul cardiac normal pentru un subiect relaxat, variază între 60 şi 100 bătăi pe minut. Un puls ce ia valori mai mari decât 100 bătăi pe minut indică tahicardie în timp ce un ritm cardiac mai mic de 60 de pulsaţii pe minut indică bradicardie;

e) analizaţi segementul de date corespunzător aplicaţiei 1 şi identificaţi ce neregularităţi apar în complexele P-QRS-T. Examinaţi undele P, sunt vizibile sau nu? Undele P normale sunt mai mici, pozitive în toate cele trei derivaţii standard; ele indică generarea impulsului electric de către nodul sinoatrial. Undele P care sunt ascuţite, zimţate sau inverse sau în alte forme decât cea normală pot indica faptul că alte zone, în afară de nodul SA, generează impulsul electric. Variaţii ale formei undei P apar şi în câteva tipuri de aritmii (ritmuri cardiace iregulate). Este fiecare undă P urmată de un complex QRS?examinaţi segmentul de date. În unele tipuri de aritmii undele P nu sunt urmate de complexul QRS pentru fiecare ciclu cardiac. Dacă nodul atrioventricular (AV) prezintă leziuni sau este afectat în vreun mod, ventriculul nu va răspunde fiecărei depolarizări a nodului sinoatrial SA (fiecărei generări de impuls electric), rezultând într-un blocaj al inimii. Într-un blocaj complet al inimii contracţiile ventriuclare nu mai sunt deloc corelate cu contracţiile atriale. În blocaje incomplete, ventriculul răspunde la fiecare a doua sau a treia contracţie arterială (adică blocaj de 2:1 sau 3:1 ).

17

f) alegeţi complexul ECG cel mai aproape de secunda 10 din segementul de date

corespunzător aplicaţiei 1. Folosiţi cursorul de selecţie pentru a selecta fiecare undă în parte. Valorile măsurătorilor se trec în Tabelul 2 respectiv Tabelul 3.

g) repetaţi pasul f) pentru următoarele două cicluri cardiace;

h) în mod normal intervalul P-R nu depăşeşte 0.2 secunde. Un interval P-R prelungit indică o întârziere anormală în transmiterea impulsului electric de la nodul SA la nodul AV şi prin acesta. Dacă intervalul P-R depăşeşte 0.21 secunde atunci înseamnă că există blocaj la nivelul nodului AV. Se examinează complexele QRS pentru a decide dacă conducţia prin ventricule este normală. O prelungire a complexului QRS peste 0.09 secunde indică în general un defect în conducţia impulsului prin ventricule (exemplu afecţiuni la nivelul fibrelor Purkinje). Examinaţi segmentele S-T. Poziţia acestora ar trebui să fie orizontală de-a lungul liniei isoelectrie (nivelul de „pornire” pentru undele P Q R S T). Analiza segementului ST este foarte importantă pentru diganosticare anormalităţilor repolarizării ventriculare. Însă această analiza este complexă şi nu va fi descrisă în cadrul acestei lucrări de laborator.

i) folosind aceleşi complex PQRST ca la pasul f) selectaţi din nou undele P, Q, R, S, T şi completaţi Tabelul 2 cu valorile amplitudinilor acestora.

Aplicaţia 2.

a) se vizualizează segmentul de date corespunzător aplicaţiei 2; b) Se setează căsuţele de măsurători astfel:

Canal Măsurătoare

Derivaţia II Delta T Derivaţia II BPM

c) se măsoare ritmul cardiac şi intervalul R-R la începutul, mijlocul şi sfârsitul segmentului

de date înregistrat. Se fac măsurători în timpul inspiraţiei şi expiraţiei şi se trec în Tabelul 4;

Aplicaţia 3.

a) se vizualizează segmentul de date corespunzător aplicaţiei 3; b) se măsoară la începutul, mijlocul şi sfârsitul segmentului de date înregistrat următoarele:

‐ intervalul Q-T (aproximează perioada sistolei ventriculare); ‐ sfărşitul undei T şi începutul undei R din următorul ciclu cardiac (aproximează

perioada diastolei ventricualre). c) se completează Tabelul 5.

18

19

Laborator 4 EIM

PRINCIPIILE ELECTROCARDIOGRAFIEI

Fişă de evaluare

I. Date şi calcule: Profilul subiectului: Nume_______________________________ Înălţime_______ Vărstă______ Greutate______ Sex : M / F

A. Aplicaţia 1: Tabelul 1.

Măsurători Canal Ciclu cardiac 1

Ciclu cardiac 2

Ciclu cardiac 3 Medie Domeniu

Delta T (R-R)

BPM

Tabelul 2. Componentă

ECG Durată (sec) Amplitudine (mV)

Ciclu 1 Ciclu 2 Ciclu 3 Medie Ciclu 1 Ciclu 2 Ciclu 3 Medie

Unda P

Interval P-R

Complex QRS

Interval Q-T

Segment S-T

Unda T

20

Tabelul 3. Măsurători ventriculare (secunde) Ciclul1 Ciclul2 Ciclul3 Medie

Interval Q-T (corespunde sistolei ventriculare)

sfărşitul undei T şi începutul undei R din următorul ciclu cardiac (corepsunde diastolei ventriculare)

B. Aplicaţia 2:

Tabelul 4. Ritm Canal Ciclul1 Ciclul2 Ciclul3 Medie

Inspiraţie Delta T

BPM

Expiraţie Delta T

BPM

C. Aplicaţia 3:

Tabelul 5. Măsurători ventriculare (secunde) Ciclul1 Ciclul2 Ciclul3 Medie

Interval Q-T (corespunde sistolei ventriculare)

sfărşitul undei T şi începutul undei R din următorul ciclu cardiac (corepsunde diastolei ventriculare)

21

II. ÎNTREBĂRI

1. Ce componente a unui singur complex ECG se schimbă între stările de relaxare şi de exerciţiu? De exemplu amplitudinea creşte sau scade? Intervalele devin mai lungi sau mai scurte? Etc.

2. Aţi observat o variaţie a ritmului cardiac în funcţie de inspiraţie sau de expiraţie în timpul repsiraţiei adânci? Explicaţi observaţiile ţinând cont de comportamentul receptorilor de presiune din vene şi din carotidă.

3. Cum se schimbă raportul dintre durata sistolei şi a diastolei ventriculare atunci când subiectul este relaxat faţă de starea de după exerciţiul fizic?

4. Ce schimbări în înregistrările realizate v-aţi astepta să apară în următoarele condiţii: a) blocaj al inimii de 2:1; b) contracţii ventriculare premature; c) creştere a întârzierii de la nivelul nodului AV; d) bradicardie; e) probleme la nivelul fibrelor Purkinje; f) întârziere anormală a impulsului electric între nodul SA şi nodul AV.