16 жовтня, 2017
Інструментальні методи дослідження в дитячій кардіології: електрокардіографія
На сторінках цього тематичного номера ми започатковуємо нову рубрику, метою створення якої є надання практикуючим педіатрам можливості поглибити свої знання та навички у сфері інструментальних методів діагностики – як класичних, так і новітніх. Сьогодні у фокусі нашої уваги буде метод, без якого неможливо уявити собі сучасну клінічну практику та навички інтерпретації результатів якого повинен мати кожен лікар. Це електрокардіографія (ЕКГ).
Метод ЕКГ заснований на графічній реєстрації різниці потенціалів, що виникає під час збудження (деполяризації) клітин міокарда. За допомогою ЕКГ вивчають властивості серця: автоматизм, збудливість, провідність, рефрактерність; опосередковано – метаболізм серцевого м’яза і перевантаження окремих відділів серця. Потенціали, які виникають у м’язі серця, передаються на поверхню тіла і за допомогою накладання відповідних електродів на різні ділянки тіла реєструються через електрокардіограф.
Відведення ЕКГ
За розміщенням електродів виокремлюють відведення грудні і від кінцівок. За фізичною ознакою – двополюсні і однополюсні. Двополюсні відведення від кінцівок називаються також стандартними, або класичними.
Для запису стандартних відведень електроди накладають таким чином:
І відведення – на праве і ліве передпліччя;
ІІ відведення – на праве передпліччя і ліву гомілку;
ІІІ відведення – на ліве передпліччя і ліву гомілку.
Окрім стандартних відведень, використовують ще три посилених однополюсних відведення від кінцівок (aVR, aVL, aVF) і шість однополюсних грудних відведень (V1, V2, V3, V4, V5, V6).
На рисунку 1 схематично подано місця накладання електродів на кінцівки і грудну клітку при реєстрації ЕКГ.
У назві трьох однополюсних відведень від кінцівок (aVR, aVL, aVF) «а» означає «посилений» (англ. augmented), «V» – потенціал (англ. value leads). Третя літера вказує на розташування активного електрода: R – на правій руці, L – на лівій руці, F – на лівій нозі.
Осі шести однополюсних прекардіальних відведень лежать у площині, що є близькою до горизонтальної. Їхній аналіз дає змогу оцінити відхилення вектора електрорушійної сили у горизонтальній площині (рис. 2).
Грудні відведення накладаються таким чином:
V1 – IV м/р праворуч біля груднини;
V2 – четверте м/р ліворуч біля груднини;
V3 – посередині між V2 і V4;
V4 – ділянка верхівки, п’яте м/р по серединно-ключичній лінії;
V5 – по передній аксилярній лінії ліворуч на рівні горизонтальної лінії, проведеної через V4;
V6 – по середній аксилярній лінії ліворуч на рівні горизонтальної лінії, проведеної через V4.
Відведення V1-V2, що наближені до правих відділів серця, називають правими грудними. Вони більш чутливі до змін електричних процесів у правому відділі серця. Відведення V5-V6, що розташовані ближче до лівого шлуночка, переважно відображають зміни в цьому відділі серця. При вогнищевому ураженні зміни передньої перетинкової зони лівого шлуночка знаходять відображення у відведеннях V1-V3, ділянки верхівки – у відведенні V4 і передньої бокової стінки лівого шлуночка – у відведеннях V5-V6.
Таким чином, запис ЕКГ у декількох відведеннях дає можливість вивчати електричні процеси, що відбуваються в різних відділах серця (табл. 1).
Відведення І, аVL, V5, V6 називають лівими, відведення III, аVF, V1, V2 – правими. Вони, відповідно, відображають електричні потенціали в лівих чи правих відділах серця або порушення провідності по лівій чи правій ніжці пучка Гіса.
Додаткові відведення
Можливості ЕКГ можуть бути розширені завдяки реєстрації додаткових відведень. Необхідність у них виникає при недостатній інформативності 12-ти загальноприйнятих відведень. Так, у діагностиці задньобазальних і задньобокових інфарктів міокарду можуть стати в пригоді крайні ліві грудні відведення V7-V9. Для запису цих відведень активний електрод встановлюється, відповідно, по задній аксилярній, лопатковій і паравертебральній лінії на горизонтальному рівні електродів V4-V6.
Провідна система серця
До провідної системи серця входять (рис. 3):
– синоатріальний вузол (СВ) – центр автоматизму І порядку («головна електрична станція») з потужністю 60-90 імп./хв. СВ – скупчення клітин у правому передсерді біля впадання верхньої порожнистої вени, які генерують (Р-клітини) і проводять (Т-клітини) імпульси;
– атріовентрикулярний вузол (AV) – центр автоматизму II порядку з потужністю 40-60 імп./хв. AV – скупчення клітин у перегородці над тристулковим клапаном;
– пучок Гіса – ще нижчий центр автоматизму III порядку з потужністю 20-40 імп./хв. Пучок Гіса розгалужується на праву і ліву ніжки, а остання – на передню та задню гілки;
– волокна Пуркіньє – дрібні розгалуження, що вкривають ендокард обох шлуночків.
Електричні імпульси в серці у нормі генерують Р-клітини СВ, що мають найбільш високий автоматизм (здатність до спонтанної повільної діастолічної деполяризації). З СВ, що розташований у верхній частині правого передсердя, збудження розповсюджується по скоротливому міокарду передсердь (спочатку правого, потім обох і на заключному етапі – лівого), по міжпередсердному тракту Бахмана і міжвузловим спеціалізованим трактам (Бахмана, Венкебаха, Тореля) до AV.
Пройшовши атріовентрикулярне з’єднання, де відбувається різке сповільнення швидкості розповсюдження збудження (атріовентрикулярна затримка проведення імпульсу), електричний імпульс швидко розповсюджується по внутрішньошлуночковій провідній системі. Вона складається із пучка Гіса (передсердно-шлуночкового пучка), ніжок (гілок) пучка Гіса і волокон Пуркіньє. Пучок Гіса поділяється на праву і ліву ніжки. Ліва ніжка близько від основного стовбура пучка Гіса поділяється на два розгалуження: передньоверхнє і задньонижнє. Інколи буває третя, серединна гілка. Кінцеві розгалуження внутрішньошлуночкової провідної системи представлені волокнами Пуркіньє. Вони розташовуються переважно субендокардіально і безпосередньо пов’язані зі скоротливим міокардом. Тому розповсюдження збудження по вільним стінкам шлуночків відбувається з багатьох вогнищ у напрямку від субендокардіального шару до субепікардіального.
Збудження скоротливого міокарда шлуночків починається з лівої половини міжшлуночкової перетинки, куди раніше надходить електричний імпульс по більш короткій лівій ніжці. Хвиля збудження рухається праворуч. У нормі залучення у збудження всієї міжшлуночкової перетинки відбувається за 0,02-0,03 с. Через 0,005-0,01 с від початку збудження перегородки процес деполяризації розповсюджується на субендокардіальні шари міокарду верхівки, передньої та бокової стінок правого шлуночка. Хвиля збудження переміщується до епікарда. Кінцева частина шлуночкового комплексу формується внаслідок збудження основи міжшлуночкової перетинки і шлуночків.
Реполяризація шлуночків, починаючись із субепікардіальних шарів міокарда, розповсюджується до ендокарда.
Крім вказаних основних, у міокарді зарезервовано додаткові провідні шляхи, які в нормі не функціонують (рис. 4):
– Кента – передсердно-шлуночковий;
– Джеймса – між СВ і нижньою частиною AV або пучка Гіса;
– Махейма – провідні волокна в міжшлуночковій перетинці, у зоні розгалуження гілок пучка Гіса.
Проведення імпульсів по додаткових шляхах є основною причиною передчасного збудження шлуночків (синдромів Вольфа – Паркінсона – Уайта, Лауна – Генонга – Лівайна й інших), сприяє виникненню феномена повторного входу імпульсу (re-entry), тобто є передумовою розвитку екстрасистолії, пароксизмальної тахікардії та інших аритмій.
У нормі, коли водій ритму – СВ, нижчі центри автоматизму «не працюють», а є лише провідниками імпульсів. При порушеннях діяльності СВ або провідності (блокади) функцію водія ритму виконують нижчі центри автоматизму відповідно до рівня блокади. При цьому основним клінічним проявом є стійке зниження частоти скорочення шлуночків.
Методика запису ЕКГ
Запис ЕКГ повинен проводитись у теплому приміщенні при максимальному розслабленні м’язів. Планове обстеження проводять після 10-15 хв відпочинку і не раніше ніж через 2 години після прийому їжі. Звичайне положення – лежачи на спині. Дихання рівне, неглибоке.
1. Накладання електродів. З метою покращення якості запису ЕКГ необхідно забезпечити добрий контакт електродів зі шкірою. Зазвичай це досягається застосуванням марлевих прокладок між шкірою та електродами, що змочені 5-10% розчином хлориду натрію, або за рахунок застосування спеціальних токопровідних гелів. За необхідності у місцях накладання електродів попередньо знежирюють шкіру.
На внутрішню поверхню передпліч і гомілок у нижній третині накладають пластинчасті електроди, закріплюючи їх гумовими стрічками або спеціальними фіксаторами. На грудну клітку встановлюють грудні електроди за допомогою груші-фіксатора.
2. Після включення апарата в електричну мережу проводять запис контрольного мілівольта. Це необхідно для калібрування посилення, що дозволяє стандартизувати дослідження, тобто оцінювати і порівнювати при динамічному спостереженні амплітудні характеристики. Для цього в положенні перемикача відведень «0» на гальванометр електрокардіографа натисканням спеціальної кнопки подається стандартне калібрувальне напруження 1 мілівольт. У сучасних електронних електрокардіографах калібрування відбувається автоматично.
3. Вибір швидкості запису – 12,5; 25; 50, 75; 100 мм/с. Найбільш зручною для звичайного аналізу ЕКГ є швидкість 50 мм/с. Менша швидкість (зазвичай 25 мм/с) використовується з метою виявлення й аналізу аритмії, коли необхідний більш тривалий запис ЕКГ.
При швидкості запису 50 мм/с кожен 1 мм відповідає 0,02 с, при швидкості руху 25 мм/с 1 мм відповідає 0,04 с.
4. Реєстрація ЕКГ складається з послідовного запису електрокардіографічних відведень, що проводять, повертаючи ручку перемикача відведень. У сучасних електронних системах відбувається фіксація одночасно всіх 12-ти загальноприйнятих відведень. У кожному відведенні записують не менше 4-х циклів. Прийнято ІІІ стандартне відведення реєструвати при затримці дихання на глибокому вдиху. Це необхідно для встановлення позиційного характеру змін, що часто виявляють у цьому відведенні, а також із метою диференціації змін на ЕКГ, пов’язаних із диханням.
Параметри нормальної ЕКГ
На ЕКГ розрізняють ізоелектричну лінію, зубці, сегменти (відрізок ЕКГ між зубцями) та інтервали (включають окремі зубці й сегменти). Схематично це подано на рисунку 5.
Зубець Р відображає збудження (деполяризації) передсердь. Під час збудження передсердь перші 0,02-0,03 с хвиля збудження розповсюджується тільки по правому передсердю, наступні 0,03-0,06 с проходить одночасно по обох передсердях. У заключні 0,02-0,03 с розповсюджується тільки по лівому передсердю, оскільки весь міокард правого передсердя у цей час вже перебуває у збудженому стані.
Зубець Р завжди позитивний (+) у відведеннях І, II, V3-V6; завжди негативний (–) у відведенні аVR; може бути (+), (–), (+ -), (– +) в III, аVL, V1, V2. У нормі тривалість зубця Р <0,1 с, амплітуда <2,5 мм.
Сегмент PQ характеризує затримку імпульсу при проходженні через атріовентрикулярне з’єднання.
Інтервал P-Q відповідає за деполяризацію передсердь, поширення імпульсу через атріовентрикулярне з’єднання та шлуночкову провідну систему. Цей показник включає зубець Р і сегмент PQ і вимірюється від початку зубця Р до початку шлуночкового комплексу.
Тривалість інтервалу P-Q залежить від частоти серцевих скорочень – ЧСС (табл. 2) і в нормі перебуває в межах 0,12-0,20 с (у дітей допускається нижня межа 0,10 с).
Комплекс QRS – шлуночковий комплекс, що формується в процесі деполяризації шлуночків. Його тривалість вимірюється від початку зубця Q до кінця зубця S і в нормі складає <0,09 с.
Середні і граничні значення ширини комплексу QRS у дітей подано в таблиці 3.
Зубець Q характеризує початок деполяризації шлуночків. Його тривалість <0,03-0,04 с, глибина <1/4 R. Q – завжди (–), може бути лише один і тільки перед першим зубцем R. Його присутність обов’язкова у відведеннях V4-V6. Наявність цього зубця у відведеннях V1-V3 є ознакою патології.
R – позитивний зубець шлуночкового комплексу. Його амплітуда в нормі в І, ІІ і ІІІ відведеннях перебуває в межах 5-15 мм, <10 мм в аVL і аVF, <25 мм в V5-V6. Якщо в комплексі QRS міститься декілька позитивних зубців, то їх позначають R1, R2 і т.д.
У практичній ЕКГ часто більше значення має співвідношення амплітуд зубця R у різних відведеннях, ніж його абсолютна величина. Це пояснюється впливом екстракардіальних факторів на амплітудні характеристики ЕКГ (емфізема легень, ожиріння). У дітей амплітудні характеристики шлуночкового комплексу можуть бути більші, ніж у дорослих, за рахунок тонкої грудної стінки і більш близького розташування електродів до серцевих структур. Співвідношення висоти зубців R у відведеннях від кінцівок визначається положенням електричної осі серця. У грудних відведеннях в нормі амплітуда зубця R поступово збільшується від V1 до V4, де звичайно реєструється його максимальна висота. Від V4 до V6 відбувається поступове зниження висоти зубця R. Таким чином, динаміку амплітуди зубця R у грудних відведеннях можна представити у вигляді: RV1RV5>RV6.
Зубець S відображає кінцеву частину шлуночкового комплексу, має тривалість <0,04 с. S – завжди (–) і розташований після зубця R; відповідно до кількості зубців R, у шлуночковому комплексі може бути декілька зубців S: S1, S2 і т.д. S у V4 в нормі <4 мм.
Максимальну амплітуду зубець S має у відведеннях V1 або V2 і поступово зменшується до відведень V5-V6 (де може бути відсутній). Співвідношення зубців S у грудних відведеннях можна представити у вигляді: SV1SV3>SV4>SV5>SV6.
У відведеннях від кінцівок наявність і глибина цього зубця залежить від положення електричної осі серця і поворотів серця. Як правило, у цих відведеннях амплітуда зубця S не перевищує 5-6 мм.
Описаній динаміці зубців R і S в грудних відведеннях відповідає поступове збільшення відношення амплітуд R/S від правих відведень, де воно <1,0, до лівих, у яких це відношення становить >1,0. Грудне відведення з рівними амплітудами зубців R і S (R/S=1,0) називається перехідною зоною. Частіше у здорових людей це відведення V3 (рис. 6).
Зубці шлуночкового комплексу позначають великими літерами, коли їх амплітуда >5 мм (Q, R, S), і малими, коли <5 мм (q, r, s). Відповідно до форми, шлуночковий комплекс може позначатися: QRS, QRS, QRS, QRS, QRS (рис. 7).
Крім загальної тривалості шлуночкового комплексу, важливим показником внутрішньошлуночкової провідності є час активації шлуночків або внутрішнє відхилення (intrinsicoid deflection) – ID. Воно характеризує час розповсюдження збудження від ендокарда до епікарда стінки шлуночка, що знаходиться під електродом. Для правого шлуночка цей показник (IDd) вимірюється у відведенні V1 за відстанню від початку шлуночкового комплексу до вершини зубця R (або до вершини останнього зубця R при комплексі R1SR2), як показано на рисунку 8). У нормі IDd=0,02-0,03 с.
Внутрішнє відхилення для лівого шлуночка (IDs) оцінюють у відведенні V6 за відстанню від початку шлуночкового комплексу до вершини зубця R (або вершини останнього зубця R при його розщепленні). У нормі IDs=0,04-0,05 с.
Сегмент ST характеризує повільну реполяризацію шлуночків і вимірюється від кінця шлуночкового комплексу до початку зубця Т. Сегмент ST відповідає періоду повного залучення у збудження міокарду шлуночків. При цьому різниця потенціалів у серцевому м’язі відсутня або дуже мала. Тому сегмент ST знаходиться на ізолінії або незначно зміщений відносно неї.
У відведеннях від кінцівок і в лівих грудних відведеннях у нормі зустрічається зміщення сегменту ST донизу або доверху від ізолінії на відстань не більше 0,5 мм. У правих грудних відведеннях допускається зміщення його вверх на 1,0-2,0 мм (особливо при високих зубцях Т у цих відведеннях). Зміщення вниз сегменту ST у лівих грудних відведеннях у нормі не буває.
Точку, де закінчується комплекс QRS і починається сегмент ST, позначають літерою J, вона є точкою з’єднання (рис. 9). За цією точкою визначають величину зміщення сегмента ST від ізоелектричної лінії.
Зубець Т відображає швидку реполяризацію шлуночків. Сумарний вектор реполяризації шлуночків, хвиля якої розповсюджується від субепікардіальних шарів до субендокардіальних, має той самий напрямок, що й головний момент вектора деполяризації. У зв’язку з цим і полярність зубця Т у більшості відведень збігається з полярністю головного зубця комплексу QRS. Як правило, Т – позитивний зубець, за винятком відведення aVR, у якому він завжди негативний. Також він може бути (+) (–) (–+) у III, V1-V3. Амплітуда зубця Т у лівих грудних відведеннях у нормі перебуває в межах 1/4-2/3 зубця R.
Інтервал Q-Т – електрична систола серця. Цей показник вимірюється за відстанню від початку шлуночкового комплексу до кінця зубця Т.
Нормативне значення інтервалу Q-Т можна розрахувати за формулою Базета: Q-Т = к × R-R, де к – коефіцієнт, що у дітей дорівнює 0,38.
Інтервал Q-Т вважається нормальним, якщо його фактична величина не перевищує нормативні значення більше ніж на 0,04 с.
Оскільки тривалість інтервалу Q-Т залежить від частоти серцевих скорочень, у практичній ЕКГ-діагностиці часто використовують систолічний показник (СП). Він являє собою відношення тривалості електричної систоли до тривалості всього серцевого циклу:
СП = (Q-Т/R-R) × 100%.
Припустимою нормою вважається відхилення СП на 5% від належних значень (табл. 4).
Зубець U. Єдиного погляду на походження цього зубця ЕКГ немає. Появу його пов’язують із потенціалами, що виникають при розтягненні міокарду шлуночків у період швидкого наповнення, з реполяризацією сосочкових м’язів, волокон Пуркіньє, гіпокаліємією. Це позитивний зубець незначної амплітуди, який фіксується на ЕКГ через 0,02-0,03 с за зубцем Т. Частіше його вдається зареєструвати у відведеннях ІІ, ІІІ, V1-V4.
Електрична вісь серця
Електрична вісь серця (ЕВС) – переважаючий напрямок вектора під час деполяризації шлуночків.
У нормі положення електричної осі серця є близьким до його анатомічної осі, тобто орієнтована з правого на лівий бік і зверху донизу. У здорових людей положення електричної осі серця може варіювати в певних межах залежно від положення серця в грудній клітці. Воно може змінюватися у зв’язку з поворотом навколо передньо-задньої осі, при порушеннях внутрішньошлуночкової провідності.
Положення ЕВС кількісно виражається кутом альфа (α), що утворюється електричною віссю серця і позитивною половиною осі І стандартного відведення, зміщеною в електричний центр серця (центр трикутника Ейнтховена).
У нормі кут α може варіювати від 0° до +90°. При цьому виділяють такі варіанти положення ЕВС:
– нормальне – кут α від +30° до +69°;
– вертикальне – кут α від +70° до +90°, зустрічається в осіб з астенічною конституцією, при схудненні, низькому стоянні діафрагми;
– горизонтальне – кут α від 29° до 0°, спостерігається при гіперстенічній конституції, ожирінні, високому стоянні діафрагми.
При патології ЕВС може відхилятися за межі сектора, розташованого між 0° і +90°. Можливі такі варіанти:
– відхилення ЕВС ліворуч – кут α <0°, тобто перебуває в діапазоні негативних значень;
– відхилення ЕВС праворуч – кут α більше +90°.
Існують декілька способів визначення величини кута α.
Можливе побудування його графічним способом у трикутнику Ейнтховена з наступним вимірюванням. Цей спосіб рідко застосовується.
Частіше значення кута α визначають за спеціальними таблицями, використовуючи алгебраїчні суми зубців шлуночкового комплексу в І і ІІІ відведеннях (табл. 5).
Візуальне визначення кута α можливе за допомогою 6-осьової системи координат Бейлі, де кут між поряд розташованими осями дорівнює 30° (рис. 10).
Метод заснований на двох принципових положеннях:
1) алгебраїчна сума зубців комплексу QRS має максимальне позитивне значення в тому відведенні, вісь якого є близькою до положення ЕВС;
2) алгебраїчна сума зубців комплексу QRS має нульове значення у тому відведенні, вісь якого є перпендикулярною ЕВС.
Цей спосіб дозволяє визначити кут α з точністю до 15%.
Як приклад застосування цього методу можна розглянути ЕКГ на рисунку 11.
Орієнтовно уявлення про положення ЕВС можна отримати шляхом візуального аналізу співвідношення амплітуд R і S у трьох стандартних відведеннях (рис. 12). При нормальному положенні ЕВС RII>RI>RIII. При відхиленні ЕВС ліворуч RI>RII>RIII і SIII>RIII. При відхиленні ЕВС праворуч RIII>RII>RI і SI>RI.
Аналіз геометрії розташування серця в грудній порожнині
ЕКГ дає можливість оцінити повороти серця навколо продовжної і поперечної осей. Повороти серця навколо продовжної осі, умовно проведеної від основи до верхівки серця, змінюють положення правих і лівих відділів відносно передньої грудної стінки. При повороті лівим шлуночком наперед (проти годинникової стрілки) в грудних відведеннях відмічається зміщення перехідної зони праворуч, у відведення V1 або V2. Одночасно з’являються або поглиблюються зубці QІ і SІІІ. При повороті правим шлуночком наперед (за годинниковою стрілкою) в грудних відведеннях перехідна зона зміщується ліворуч, у відведення V4- V6. З’являються або поглиблюються SІ і QІІІ. В нормі ці повороти не зустрічаються.
Інколи у здорових людей можна встановити повороти серця навколо його поперечної осі. Їх визначають як повороти верхівкою вперед або назад. Поворот верхівкою вперед розпізнається за появою або збільшенням глибини зубців QІ, ІІ, ІІІ. При повороті верхівкою назад з’являються або поглиблюються зубці SІ, ІІ, ІІІ. В останньому випадку положення ЕВС у фронтальній осі не розглядається.
Продовження статті, де будуть докладно розглянуті аспекти
ЕКГ-діагностики гіпертрофій міокарда, а також порушень серцевого ритму та провідності, читайте у наступному тематичному номері.
Список літератури знаходиться в редакції.
Тематичний номер «Педіатрія» №3 (42), вересень 2017 р.