Φυσιολογία της καρδιάς Εργαστήριο Βιοϊατρικής Τεχνολογίας

Καρδιακός μυς Παρουσιάζει αναλογίες με τους γραμμωτούς μύες Σημαντική μορφολογική διαφορά :  οι κυτταρικές μεμβράνες γειτονικών κυττάρων συγχωνεύονται  δημιουργούν ενιαίο μόρφωμα  συστολή μεγάλου αριθμού μυϊκών ινών σαν σύνολο ΕΠΟΜΕΝΩΣ όταν ένα μυοκαρδιακό κύτταρο διεγερθεί, το δυναμικό δράσης εξαπλώνεται σε όλα, περνώντας από το ένα στο άλλο και από το δίκτυο των διασυνδέσεών τους: Αρχή του ‘όλου ή ουδενός’ Περικάρδιο: Ινώδης σάκος που περικλείει τον καρδιακό μυ Ενδοκάρδιο: Σκληρή μεμβράνη που καλύπτει το εσωτερικό της καρδιάς Μυοκάρδιο: ανάμεσα στα δύο  Βασικός μυϊκός ιστός της καρδιάς

Τύποι καρδιακού μυός Μυοκάρδιο των κόλπων Μυοκάρδιο των κοιλιών Εξειδικευμένες μυϊκές ίνες παραγωγής και αγωγής της διέγερσης τα 1 και 2 συστέλονται σχεδόν όπως και ο σκελετικός μυς (με μεγαλύτερη όμως διάρκεια συστολής) Οι μυϊκές ίνες του 3 συστέλλονται ελάχιστα. Λόγω της ρυθμικής λειτουργίας και ταχύτατης αγωγής της διέγερσης αποτελούν το σύστημα αγωγής του σήματος για τη διέγερση ολόκληρου του μυοκαρδίου

Δυναμικό δράσης καρδιακού μυ Πριν τη διέγερση: -85 έως -95 mV δυναμικό ηρεμίας / αυξάνει στα +20mV Φάση εκπόλωσης: μένει για 0,15 έως 0,3 sec (plateau) Ακολουθεί γρήγορη φάση επαναπόλωσης Το δυναμικό δράσης διαρκεί στο μυοκάρδιο 10-30 φορές περισσότερο από όσο στους σκελετικούς μυς - Παράταση Συστολής

Δυναμικό δράσης καρδιακού μυ Γιατί το δυναμικό δράσης του καρδιακού μυ παρουσιάζει επίπεδο (plateau) και των σκελετικών δεν παρουσιάζει? 1) Κατά τη διάρκεια του δυναμικού δράσης στο εσωτερικό της μυοκαρδιακής ίνας διαχέεται μέτρια ποσότητα ιόντων Ca+ (στη σκελετική μυϊκή ίνα η ποσότητα είναι μικρή) και η είσοδος Ca+ δεν συμβαίνει μόνο στην αρχή αλλά διαρκεί παρατεταμένη εισροή Ca+  επίπεδο 2) Αμέσως μετά την έναρξη του δυναμικού δράσης, η διαπερατότητα της μυοκαρδιακής μεμβράνης για το Κ + ελαττώνεται κατά 5 φορές (στη σκελετική δεν συμβαίνει αυτό)  ελάττωση εξόδου Κ+  εμποδίζει την επαναπόλωση της μεμβράνης

Ταχύτητα αγωγής στο μυοκάρδιο Ταχύτητα αγωγής στις κολπικές και κοιλιακές ίνες του μυοκαρδίου: ~0,3 – 0,5 m/sec ~ 1/250 ταχύτητας αγωγής στις πολύ μεγάλες νευρικές ίνες ~ 1/10 ταχύτητας αγωγής στις σκελετικές μυϊκές ίνες

Ανερέθιστη περίοδος Ο καρδιακός μυς δεν ανταποκρίνεται σε επαναδιέγερση κατά τη διάρκεια του δυναμικού δράσης Το διάστημα αυτό ονομάζεται ανερέθιστη περίοδος. Η ανερέθιστη περίοδος μπορεί να είναι απόλυτη όταν κανένα ερέθισμα δεν μπορεί να προκαλέσει διέγερση (0,25-0,30 sec), και σχετική όταν ένα ισχυρό ερέθισμα μπορεί να προκαλέσει μικρή διέγερση (0,05 sec περίπου).

Το Κυκλοφορικό Σύστημα Η καρδιά αποτελείται από δύο ξεχωριστές αντλίες : Η δεξιά καρδιά διοχετεύει το αίμα μέσα από τους πνεύμονες Η αριστερή καρδιά διοχετεύει το αίμα μέσα από τα περιφερειακά όργανα του σώματος Μη οξυγονωμένο αίμα Οξυγονωμένο αίμα

Δομή της καρδιάς Κάθε μία απο τις αντλίες αποτελείται από έναν κόλπο και μία κοιλία που συστέλλονται περιοδικά. Οι κόλποι συστέλλονται πριν από τις κοιλίες και προωθούν το αίμα σε αυτές πριν την ισχυρή κοιλιακή συστολή. Οι κόλποι ενεργούν σαν προαντλίες για την πλήρωση των κοιλιών. Οι κοιλίες ενεργούν σαν κύριες αντλίες που προωθούν το αίμα στα αγγεία. Μυοκάρδιο κοιλιών: πιο μεγάλο λόγω υψηλότερων πιέσεων. Αριστερός κόλπος Αριστερή κοιλία Δεξιός Δεξιά

Το κυκλοφορικό σύστημα Καρδιά : δύο στεγανά διαχωρισμένα τμήματα δύο αντλίες που ωθούν το αίμα Διαδρομή αίματος : πνευμονική αρτηρία πνεύμονες ακάθαρτο αίμα πνευμονική φλέβα καθαρό αίμα δεξιά καρδιά αριστερή καρδιά Μικρή ή Πνευμονική Κυκλοφορία

Το κυκλοφορικό σύστημα αορτή Όργανα σώματος καθαρό αίμα άνω & κάτω κοίλη φλέβα ακάθαρτο αίμα αριστερή καρδιά δεξιά καρδιά Μεγάλη ή Συστεμική Κυκλοφορία Το αίμα μεταφέρεται από την καρδιά μέσω των αρτηριών και επιστρέφει στην καρδιά μέσω των φλεβών

Λειτουργία της καρδιάς Κεφάλι και άνω άκρα Άνω κοίλη φλέβα Αορτή Προς πνεύμονες Πνευμονική αρτηρία Βαλβίδα πνευμονικής αρτηρίας Από πνεύμονες προς αριστερό κόλπο Πνευμονική φλέβα Αριστερός κόλπος Δεξιός κόλπος Μιτροειδής βαλβίδα Τριγλώχιν βαλβίδα Αορτική βαλβίδα Δεξιά κοιλία Αριστερή κοιλία Οξυγονωμένο αίμα Μη οξυγονωμένο αίμα Κάτω κοίλη φλέβα Κορμός και κάτω άκρα

Η λειτουργία της καρδιάς Ο δεξιός κόλπος λαμβάνει το αίμα που έχει κυκλοφορήσει στο περιφερικό σύστημα για τη μεταφορά οξυγόνου και θρεπτικών συστατικών. Ο αριστερός κόλπος λαμβάνει νέο οξυγονωμένο αίμα από τους πνεύμονες. Όταν οι κόλποι συστέλλονται, ωθούν το αίμα μέσω των βαλβίδων στις κοιλίες. Κατά τη συστολή της δεξιάς κοιλίας το αίμα ωθείται στους πνεύμονες. Κατά τη συστολή της αριστερής κοιλίας το αίμα ωθείται στο περιφερικό σύστημα.

Η λειτουργία των βαλβίδων Κολποκοιλιακές βαλβίδες: η τριγλώχινα και η μιτροειδής παρεμποδίζουν την παλινδρόμηση του αίματος από τις κοιλίες προς τους κόλπους κατά τη διάρκεια της συστολής των κοιλιών. Μηνοειδείς βαλβίδες: η πνευμονική και η αορτική παρεμποδίζουν την παλινδρόμηση του αίματος από την πνευμονική αρτηρία και την αορτή προς τις κοιλίες κατά τη διάρκεια της διαστολής.  Όλες οι βαλβίδες της καρδιάς κλείνουν και ανοίγουν παθητικά Κλείνουν όταν ένα πρανές πίεσης του αίματος ωθεί το αίμα προς τα πίσω και ανοίγουν όταν ένα πρανές πίεσης του αίματος ωθεί αίμα προς τα εμπρός.

Οι βαλβίδες της καρδιάς Τριγλώχιν Βαλβίδα Δεξιός κόλπος και Δεξιά κοιλία Μιτροειδής Βαλβίδα Αριστερός κόλπος και Αριστερή κοιλία Βαλβίδα Πνευμονικής Αρτηρίας Δεξιά κοιλία και Πνευμονική Αρτηρία Αορτική Βαλβίδα Αριστερή κοιλία και Αορτή Κολποκοιλιακές Βαλβίδες Μηνοειδείς Βαλβίδες

Ο καρδιακός παλμός Η χρονική περίοδος από το τέλος μιας συστολής της καρδιάς μέχρι το τέλος της επόμενης συστολής ονομάζεται καρδιακός παλμός (ή κύκλος). Κάθε παλμός ξεκινά με την αυτόματη γένεση ενός δυναμικού δράσης στο φλεβόκομβο: περιοχή με εμβαδό ~0.3 cm2 στο οπίσθιο τοίχωμα του δεξιού κόλπου, κοντά στην εκβολή της άνω κοίλης φλέβας. Αφού παραχθεί, το δυναμικό δράσης διαβιβάζεται γρήγορα και στους 2 κόλπους και μέσω του κολποκοιλιακού δεματίου στις 2 κοιλίες. Λόγω της ειδικής δομής και λειτουργίας του συστήματος αγωγής της διέγερσης από τους κόλπους στις κοιλίες  καθυστέρηση διέλευσης ώσης > 0.1 sec  οι κόλποι συστέλλονται πριν τις κοιλίες και προωθούν το αίμα σε αυτές.

Περίοδος συστολής και διαστολής Διαστολή: κατά την περίοδο αυτή, συμβαίνει χαλάρωση του καρδιακού μυϊκού ιστού των κοιλιών. Όταν οι κοιλίες χαλαρώνουν, δέχονται αίμα από τους κόλπους. Συστολή: κατά την περίοδο αυτή, συμβαίνει συστολή του καρδιακού μυϊκού ιστού των κοιλιών. Όταν οι κοιλίες συστέλλονται, ωθούν το αίμα στις αρτηρίες.  Η αριστερή κοιλία ωθεί το αίμα στην αορτή.  Η δεξιά κοιλία ωθεί το αίμα στην πνευμονική αρτηρία.

Ο καρδιακός παλμός Τα φαινόμενα του καρδιακού κύκλου, με τις μεταβολές της πίεσης στην αορτή, τον αριστερό κόλπο και την αριστερή κοιλία καθώς και τις μεταβολές του όγκου των κοιλιών

Η αντλητική λειτουργία της καρδιάς Ρυθμική συστολή και διαστολή τμημάτων της καρδιάς - αλληλοδιαδέχονται η μία την άλλη Αιματική ροή: αποτέλεσμα έκθλιψης του αίματος από τις κοιλίες κατά τη συστολή  περιοδική λειτουργία Μετά την έκθλιψη αίματος  νέο γέμισμα της καρδιάς Κατά ώσεις προώθηση αίματος  δημιουργία μερικών περιοδικών φαινομένων που διαδίδονται κατά μήκος των αγγείων του κυκλοφορικού συστήματος

Η αντλητική λειτουργία των κόλπων Το αίμα ρέει από τις μεγάλες φλέβες προς τους κόλπους - από αυτό το 75% διοχετεύεται κατευθείαν στις κοιλίες (πριν ακόμα συσταλούν οι κόλποι) - στη συνέχεια με τη συστολή των κόλπων προκαλείται μία συμπληρωματική πλήρωση των κοιλιών κατά 25%. Η καρδιά μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί κανονικά ακόμα και χωρίς αυτό το επιπρόσθετο 25% της αποτελεσματικότητας, γιατί διαθέτει την ικανότητα για άντληση αίματος σε ποσοστό 300-400% περισσότερο από αυτό που χρειάζεται το σώμα.

Η αντλητική λειτουργία της καρδιάς

Οι μεταβολές της ενδοκολπικής πίεσης –κύμα a η πίεση στο δεξιό κόλπο αυξάνεται από 4-6 mmHg, ενώ στον αριστερό από 7-8 mmHg.

Οι μεταβολές της ενδοκολπικής πίεσης –κύμα c 1) την κύρτωση των κολποκοιλιακών βαλβίδων προς τους κόλπους, εξαιτίας της αυξανόμενης πίεσης στις κοιλίες, 2) ελαφρά παλινδρόμηση αίματος προς τους κόλπους κατά την έναρξη της κοιλιακής συστολής

Οι μεταβολές της ενδοκολπικής πίεσης –κύμα v

Η αντλητική λειτουργία των κοιλιών Ταχεία Πλήρωση των Κοιλιών: Μετά το τέλος της συστολής των κοιλιών, οι χαμηλές (διαστολικές) πιέσεις στις κοιλίες και οι σχετικά υψηλές πιέσεις στους κόλπους από την άθροιση ποσού αίματος προκαλούν την άμεση διάνοιξη των κολποκοιλιακών βαλβίδων και ο όγκος των κοιλιών αυξάνεται γρήγορα. Ο χρόνος ταχείας πλήρωσης καταλαμβάνει το 1/3 της διάρκειας της διαστολής. Διάταση: Κατά το δεύτερο 1/3, το μικρό ποσό αίματος που εξακολουθεί να διοχετεύεται από τις φλέβες προς τους κόλπους ρέει κατευθείαν προς τις κοιλίες. Κολπική συστολή: Στο τελευταίο 1/3, οι κόλποι συστέλλονται και προσδίδουν μία επιπλέον ώθηση στην εισροή αίματος προς τις κοιλίες (25%).

Η εκκένωση των κοιλιών κατά τη συστολή Η εκκένωση των κοιλιών κατά τη συστολή Χρόνος Ισομετρικής Συστολής: Επιτελείται συστολή των κοιλιών χωρίς όμως να προκαλείται εκκένωση των κοιλιών (αφού οι βαλβίδες είναι κλειστές). Αμέσως μετά την έναρξη της συστολής των κοιλιών, η ενδοκοιλιακή πίεση υφίσταται απότομη άνοδο, με αποτέλεσμα τη σύγκλιση των κολποκοιλιακών βαλβίδων και ένας επιπρόσθετος χρόνος 0,02-0,03 sec απαιτείται για να αναπτυχθεί στις κοιλίες πίεση αρκετή να υπερνικήσει τις πιέσεις της αορτής και πνευμονικής αρτηρίας και να προκληθεί διάνοιξη των μηνοειδών βαλβίδων (αορτικής και πνευμονικής).

Χρόνος διοχέτευσης Χρόνος Διοχέτευσης: Όταν η πίεση μέσα στην αριστερή κοιλία αυξάνεται πάνω από τα 80 mmHg και στη δεξιά κοιλία πάνω από τα 8 mmHg (εξισώνεται δηλαδή με την πίεση που επικρατεί στις αρτηρίες), διανοίγονται οι μηνοειδείς βαλβίδες και το αίμα εξωθείται από τις κοιλίες προς τις αρτηρίες. 1) Χρόνος Ταχείας Διοχέτευσης: Το 70% από αυτό διοχετεύεται κατά τη διάρκεια του πρώτου 1/3 του χρόνου διοχέτευσης. 2) Χρόνος Βραδείας Διοχέτευσης: Το άλλο 30% διοχετεύεται τα υπόλοιπα 2/3 του χρόνου διοχέτευσης. Πρωτοδιαστολική περίοδος: ροή μικρής ποσότητας αίματος από κοιλίες στις μεγάλες αρτηρίες

Χρόνος ισομετρικής χάλασης Χρόνος ισομετρικής χάλασης Χρόνος Ισομετρικής Χάλασης: Στο τέλος της συστολής, η χάλαση των κοιλιών αρχίζει απότομα, με αποτέλεσμα την ταχεία υποχώρηση των ενδοκοιλιακών πιέσεων. Οι αυξημένες πιέσεις μέσα στις διατεταμένες μεγάλες αρτηρίες προκαλούν απότομη παλινδρόμηση αίματος προς τις κοιλίες, γεγονός που προκαλεί το απότομο κλείσιμο των βαλβίδων της αορτής και της πνευμονικής αρτηρίας. Για το επόμενο χρονικό διάστημα των 0,03-0,06 sec, η χάλαση του μυοκαρδίου των κοιλιών συνεχίζεται, και οι ενδοκοιλιακές πιέσεις ελαττώνονται με ταχύτατο ρυθμό, προς τα πολύ χαμηλά διαστολικά τους επίπεδα. Αμέσως μετά, ανοίγουν οι κολποκοιλιακές βαλβίδες και αρχίζει ο επόμενος κύκλος της αντλητικής λειτουργίας των κοιλιών.

Μεταβολές του όγκου Κατά τη διάρκεια της διαστολής, ο όγκος κάθε κοιλίας αυξάνεται κατά την πλήρωση μέχρι τα 110-120 ml: Τελοδιαστολικός όγκος (σε έντονη διαστολή 150-180 ml) Κατά την εκκένωση των κοιλιών, ο όγκος κάθε κοιλίας ελαττώνεται κατά 70 ml: Όγκος παλμού (μπορεί να υπερδιπλασιαστεί). Το υπολειπόμενο αίμα σε κάθε κοιλία, 40-50 ml: Τελοσυστολικός όγκος (σε έντονη συστολή 10-20 ml) Ποσοστό Διοχέτευσης = Ποσοστό τελοδιαστολικού όγκου που διοχετεύεται από κάθε κοιλία στη σύστοιχη αρτηρία (συνήθως περίπου 60%).

Καρδιακός όγκος παλμού Η ποσότητα αίματος που εξωθείται από την κάθε κοιλία σε κάθε καρδιακή συστολή: ~ 70ml σε κάθε συστολή Μπορεί - να ελαττωθεί και μέχρι λίγα ml/παλμό - να αυξηθεί ως: τα 140ml/παλμό σε φυσιολογικές καρδιές > 200ml/παλμό σε άτομα με μεγάλη καρδιά (π.χ. σε μερικούς αθλητές)

Η ρύθμιση της καρδιακής λειτουργίας Κατά την ηρεμία η καρδιά προωθεί 4-6 λίτρα αίμα ανά min. Κατά τη διάρκεια βραχείας μόνο μυϊκής δραστηριότητας απαιτείται η αύξηση της παροχής στο 4πλάσιο ως και το 7πλάσιο. Βασικοί τρόποι ρύθμισης όγκου που προωθεί η καρδιά Ενδογενής ρύθμιση της αντλητικής λειτουργίας της καρδιάς σε συνάρτηση με τον όγκο αίματος που επανεισέρχεται στην καρδιά, Αντανακλαστικός έλεγχος της καρδιακής συχνότητας και έντασης καρδιακής συστολής από το αυτόνομο νευρικό σύστημα.

Αντλητική λειτουργία της καρδιάς Ενδογενής ρύθμιση Αντλητική λειτουργία της καρδιάς Ενδογενής ρύθμιση Το ποσό του αίματος που αντλείται από την καρδιά ανά min καθορίζεται από το ρυθμό με τον οποίο το αίμα εισρέει στο δεξιό κόλπο από τις φλέβες δηλ. η φλεβική επάνοδος. Η ενδογενής ικανότητα της καρδιάς να προσαρμόζεται προς τα μεταβαλλόμενα φορτία του επανερχόμενου αίματος λέγεται Νόμος της Καρδιάς των Frank-Starling. Σύμφωνα με το νόμο αυτό, όσο μεγαλύτερη είναι η πλήρωση της καρδιάς κατά τη διαστολή της τόσο μεγαλύτερη θα είναι και η ποσότητα του αίματος η οποία προωθείται προς την αορτή ή αλλιώς «Μέσα σε φυσιολογικά όρια, η καρδιά αντλεί όλο το αίμα που επανέρχεται σε αυτήν, μη επιτρέποντας την υπερβολική στάση αίματος στις φλέβες»

Μηχανισμός του νόμου του Frank-Starling Κύριος μηχανισμός προσαρμογής της καρδιάς στη μεταβαλλόμενη εισροή αίματος: Όταν ο καρδιακός μυς διαταθεί πέρα από το κανονικό, συστέλλεται με μεγαλύτερη ένταση προωθώντας αυτόματα το πλεονάζον αίμα στις αρτηρίες. Ικανότητα του μυός, να συστέλλεται ισχυρότερα όταν διατείνεται: χαρακτηριστικό όλων των γραμμωτών μυών - όχι μόνο του καρδιακού

Αδυναμία της αύξησης της αρτηριακής πίεσης να μεταβάλλει τον όγκο παλμού Σταθερότητα του όγκου παλμού της καρδιάς ακόμα και σε μεγάλες μεταβολές της αρτηριακής πίεσης. Μόνο όταν η αρτηριακή πίεση ξεπεράσει τα φυσιολογικά όρια λειτουργίας, ο φόρτος πίεσης κάνει την καρδιά να αρχίσει να ανεπαρκεί. Ανεξάρτητα από την αρτηριακή πίεση, ο σπουδαιότερος παράγοντας που καθορίζει την ποσότητα αίματος που προωθείται από την καρδιά είναι η πίεση στον δεξιό κόλπο, που δημιουργείται από την επάνοδο του αίματος στην καρδιά.

Η επίδραση της καρδιακής συχνότητας στην αντλητική λειτουργία της καρδιάς Όσο περισσότερες συστολές επιτελεί η καρδιά ανά min τόσο περισσότερο αίμα αντλεί.Το φαινόμενο αυτό έχει σημαντικούς περιορισμούς: Όταν η συχνότητα καρδιακής λειτουργίας ξεπεράσει ένα κρίσιμο επίπεδο, 1) η ένταση της συστολής της καρδιάς ελαττώνεται και 2) ο χρόνος της διαστολής ελαττώνεται τόσο πολύ, ώστε δεν επαρκεί για τη ροή αίματος με ικανοποιητικό ρυθμό από τους κόλπους προς τις κοιλίες. Για τους λόγους αυτούς: Όταν η συχνότητα της καρδιακής λειτουργίας αυξάνεται τεχνητά (π.χ. με ηλεκτρικά ερεθίσματα), η καρδιά εμφανίζει την κορυφαία ικανότητά της για άντληση μεγάλων ποσών αίματος μεταξύ των 100 και 150 συστολών/min

Η επίδραση της θερμοκρασίας στην καρδιά Η υψηλή θερμοκρασία -πυρετός- προκαλεί μεγάλη αύξηση της συχνότητας της καρδιακής λειτουργίας μέχρι το διπλάσιο (λόγω αύξησης διαπερατότητας κυτταρικής μεμβράνης  επιτάχυνση διαδικασίας αυτοδιέγερσης). Η ελαττωμένη θερμοκρασία προκαλεί μείωση της συχνότητας της καρδιακής λειτουργίας μέχρι και σε λίγες μόνο συστολές το λεπτό. Η συσταλτική δύναμη της καρδιάς υφίσταται πρόσκαιρη ενίσχυση από μία μέτρια αύξηση της θερμοκρασίας, η παρατεταμένη όμως αύξησή της επιφέρει εξάντληση της καρδιάς.

Ρυθμική διέγερση της καρδιας ΑΥΤΟΡΡΥΘΜΙΑ ΚΑΡΔΙΑΣ Η καρδιά διαθέτει ένα ιδιαίτερο σύστημα: 1) για την παραγωγή ρυθμικών ώσεων με τις οποίες προκαλείται η ρυθμική συστολή του μυοκαρδίου και 2) για την αγωγή αυτών των ώσεων ταχύτατα σε ολόκληρη την καρδιά. Καρδιακές αρρυθμίες: οφείλονται σε διαταραχές του ειδικού συστήματος παραγωγής και αγωγής του ερεθίσματος

Το ειδικό σύστημα παραγωγής και αγωγής της διέγερσης από το οποίο ελέγχονται οι συστολές της καρδιάς Ο φλεβόκομβος (S-Α) μέσα στον οποίο παράγονται τα φυσιολογικά ρυθμικά αυτοδιεγερτικά ερεθίσματα. Οι διακομβικές οδοί μέσα από τις οποίες άγεται το ερέθισμα από το φλεβόκομβο προς τον κολποκοιλιακό κόμβο. Ο κολποκοιλιακός κόμβος (A-V) μέσα στον οποίο το ερέθισμα που προέρχεται από τους κόλπους καθυστερείται πριν περάσει στις κοιλίες. Το κολποκοιλιακό δεμάτιο που άγει τη διέγερση από τους κόλπους προς τις κοιλίες. Το αριστερό και το δεξί σκέλος του δεματίου (ίνες Purkinje) με τα οποία η διέγερση άγεται προς όλα τα σημεία των κοιλιών.

Στοιχεία της παραγωγής και αγωγής της διέγερσης της καρδιάς Στοιχεία της παραγωγής και αγωγής της διέγερσης της καρδιάς  Φλεβόκομβος (S-A node)  Κολποκοιλιακός Κόμβος (A-V)  Κολποκοιλιακό Δεμάτιο  Αριστερό και Δεξί Σκέλος του Κολποκοιλιακού Δεματίου

Ο κολποκοιλιακός κόμβος και η καθυστέρηση της αγωγής της διέγερσης Ι Η καθυστέρηση της μετάδοσης της διέγερσης από τους κόλπους στις κοιλίες, που γίνεται για να προλάβουν να αδειάσουν οι κόλποι το περιεχόμενό τους στις κοιλίες πριν από την έναρξη της συστολής των κοιλιών, οφείλεται στον κολποκοιλιακό κόμβο και τις σχετικές ίνες αγωγής (μεταβατικές ίνες). Η διέγερση, μετά τη διαδρομή της μέσα από τη διακομβική οδό, φτάνει στον κολποκοιλιακό κόμβο περίπου 0,03 sec μετά από τη γένεσή της από το φλεβόκομβο.

Ο κολποκοιλιακός κόμβος και η καθυστέρηση της αγωγής της διέγερσης ΙΙ Ακολουθεί μια περαιτέρω καθυστέρηση 0,09 sec μέσα στον ίδιο τον κολποκοιλιακό κόμβο, πριν η διέγερση να εισέλθει μέσα στο κολποκοιλιακό δεμάτιο. Μια τελευταία καθυστέρηση 0,04 sec παρατηρείται κυρίως μέσα στο κολποκοιλιακό δεμάτιο, που αποτελείται από πολλαπλές μικρές δεσμίδες, οι οποίες διέρχονται μέσα από τον ινώδη συνδετικό ιστό που διαχωρίζει τους κόλπους από τις κοιλίες. Η ολική καθυστέρηση στα συστήματα του κολποκοιλιακού κόμβου και του κολποκοιλιακού δεματίου είναι περίπου 0.13 sec.

Αίτια βραδύτητας αγωγής διέγερσης Η καθυστέρηση της αγωγής της διέγερσης στις μεταβατικές ίνες καθώς και στις ίνες του κολποκοιλιακού κόμβου και στις ίνες του κολποκοιλιακού δεματίου οφείλεται στα: Σημαντικά μικρότερο μέγεθος, σε σύγκριση με τις φυσιολογικές μυϊκές ίνες του μυοκαρδίου των κόλπων Χαμηλά δυναμικά ηρεμίας της μεμβράνης, σε σύγκριση με τα φυσιολογικά δυναμικά ηρεμίας των άλλων μυϊκών ινών του μυοκαρδίου Μεγάλη αντίσταση στην αγωγή διέγερσης από ίνα σε ίνα λόγω μικρού αριθμού χασματικών συνδέσεων

Αγωγή διέγερσης μέσα από το Σύστημα Purkinje Το κολποκοιλιακό δεμάτιο ΔΕΝ επιτρέπει την παλίνδρομη μετάδοση των δυναμικών ενέργειας με κατεύθυνση από τις κοιλίες προς τους κόλπους. Οι ίνες Purkinje έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά από τις ίνες του κολποκοιλιακού δεματίου: είναι μεγάλες έχουν ταχύτητα αγωγής 1,5 - 4 m/sec, δηλ. 6 φορές > από ίνες του μυοκαρδίου, 150 φορές > από μεταβατικές ίνες Η μεταβίβαση της διέγερσης σε ολόκληρη την επιφάνεια του ενδοκαρδίου των κοιλιών μέσω των ινών Purkinje είναι σχεδόν άμεση.

Αγωγή διέγερσης μέσα στο μυοκάρδιο των κοιλιών Αγωγή διέγερσης μέσα στο μυοκάρδιο των κοιλιών Η αγωγή διέγερσης από την επιφάνεια του ενδοκαρδίου ως την επικαρδιακή επιφάνεια των κοιλιών είναι βραδεία και απαιτεί 0,03 sec, δηλαδή ίσο χρονικό διάστημα με εκείνο που απαιτείται για την αγωγή μέσα από ολόκληρο το σύστημα Purkinje. Σε φυσιολογική καρδιά: ttotal (από αρχή συστήματος Purkinje ως τελευταίες μυοκαρδιακές ίνες) ~ 0,06sec

Αγωγή της διέγερσης της καρδιάς Μετάδοση του ερεθίσματος μέσα στην καρδιά, με το χρόνο εμφάνισής του (σε κλάσματα του δευτερολέπτου) σε διάφορα σημεία της (SA: φλεβόκομβος). Η διέγερση εξαπλώνεται με μέτρια ταχύτητα στους κόλπους. Καθυστερεί > 0.1 sec στην περιοχή του κολποκοιλιακού κόμβου πριν εμφανιστεί στο κολποκοιλιακό δεμάτιο. Αφού μπει στο δεμάτιο, εξαπλώνεται γρήγορα με τις ίνες Purkinje σε ολόκληρη την ενδοκαρδιακή επιφάνεια των κοιλιών Το ερέθισμα εξαπλώνεται με μικρή ταχύτητα από το κοιλιακό μυοκάρδιο στις επικαρδιακές επιφάνειες.

Ο Φλεβόκομβος ως φυσιολογικός βηματοδότης της καρδιάς Ο Φλεβόκομβος ως φυσιολογικός βηματοδότης της καρδιάς Φυσιολογικός ρυθμός αυτόματης ρυθμικής διέγερσης του φλεβόκομβου 70-80 φορές ανά min. Οι ίνες του κολποκοιλιακού κόμβου αυτοδιεγείρονται με ενδογενή ρυθμό 40-60 φορές ανά min. Οι ίνες Purkinje αυτοδιεγείρονται με ρυθμό 15-40 φορές ανά min. Ο φλεβόκομβος ελέγχει την καρδιακή λειτουργία όσον αφορά τη συχνότητα συχνότητα της ρυθμικής του διέγερσης > συχνότητα αυτοδιέγερσης οποιουδήποτε άλλου τμήματος

Παθολογικοί Βηματοδότες - Ο Ετερότοπος Βηματοδότης Παθολογικοί Βηματοδότες - Ο Ετερότοπος Βηματοδότης Ο βηματοδότης μετακινείται από το φλεβόκομβο προς τον κολποκοιλιακό κόμβο ή τις διεγέρσιμες ίνες Purkinje ή σπάνια σε ένα σημείο στο μυοκάρδιο των κόλπων ή των κοιλιών. Ετερότοπος Βηματοδότης: προκαλεί ανωμαλίες όσον αφορά την αλληλουχία της συστολής των διαφόρων τμημάτων της καρδιάς. Κολποκοιλιακός αποκλεισμός - αποκλεισμός της αγωγής της διέγερσης στον κολποκοιλιακό κόμβο ή στο κολποκοιλιακό δεμάτιο - μετά 5-30 sec το σύστημα των ινών Purkinje αναλαμβάνει - οι κοιλίες δεν αντλούν τώρα αίμα - λιποθυμία μετά 4-5 sec - Σύνδρομο Stroke-Adams.

Ρόλος Συστήματος Purkinje για Σύγχρονη Συστολή του Μυοκαρδίου των Κοιλιών Η πρώτη ίνα του μυοκαρδίου των κοιλιών διεγείρεται μόνο 0,06 sec πριν τη διέγερση της τελευταίας ίνας του μυοκαρδίου. Η συστολή των τμημάτων του μυοκαρδίου και των δύο κοιλιών προκαλείται σχεδόν συγχρόνως. Αποτελεσματική άντληση αίματος από τις κοιλότητες των δύο κοιλιών - Μέγιστο Ολικό Αντλητικό Αποτέλεσμα Σε ορισμένες μορφές καρδιακής ανεπάρκειας, παρατηρείται μια βραδεία επέκταση της διέγερσης, με αποτέλεσμα την ελάττωση της αντλητικής απόδοσης των κοιλιών, μέχρι και 30%.

Το φυσιολογικό ηλεκτροκαρδιογράφημα Κατά την επέκταση του σήματος της διέγερσης στα διάφορα τμήματα της καρδιάς, ηλεκτρικά ρεύματα διατρέχουν τους ιστούς γύρω από την καρδιά, ένα μικρό δε μέρος από αυτά φτάνει μέχρι την επιφάνεια του σώματος. Εάν τοποθετηθούν ηλεκτρόδια πάνω στο δέρμα από τη μία και την άλλη πλευρά της καρδιάς, καθίσταται δυνατή η καταγραφή των ηλεκτρικών δυναμικών που παράγονται από την καρδιά. Η καμπύλη που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο ονομάζεται ηλεκτροκαρδιογράφημα (ΗΚΓ).

Τι πληροφορία μας δίνει το ΗΚΓ; (Ι) Το ΗΚΓ αντανακλά τα ηλεκτρικά γεγονότα που σχετίζονται με την καρδιακή διέγερση και παρέχει πληροφορίες σχετικά με: τον ανατομικό προσανατολισμό της καρδιάς, τα σχετικά μεγέθη των καρδιακών κοιλοτήτων, την καρδιακή συχνότητα, το ρυθμό, την παραγωγή και την αγωγή της διέγερσης, τις διαταραχές στα παραπάνω γεγονότα ανεξάρτητα από το αν οφείλονται σε ανατομικές, μηχανικές, μεταβολικές ή κυκλοφορικές ατέλειες.

Τι πληροφορία μας δίνει το ΗΚΓ; (ΙΙ) Το ΗΚΓ, όμως, δεν παρέχει άμεσες πληροφορίες σχετικά με τη συστολή και την αντλητική ικανότητα της καρδιάς. Αυτές οι ιδιότητες μπορούν να κριθούν με βάση την πίεση του αίματος, την καρδιακή παροχή (cardiac output), τους καρδιακούς ήχους κ.ά.

Τα χαρακτηριστικά του φυσιολογικού ΗΚΓ Το φυσιολογικό ΗΚΓ αποτελείται από ένα έπαρμα (κύμα) Ρ, ένα «σύμπλεγμα QRS» και ένα έπαρμα (κύμα) Τ. Το σύμπλεγμα QRS συνήθως αποτελείται από τρία διαφορετικά κύματα, τα Q, R και S, που παράγονται -και τα τρία- από τη διέλευση της καρδιακής διέγερσης μέσα από τις κοιλίες.

Χαρακτηριστικά του φυσιολογικού ECG Το κύμα Ρ προκαλείται από ηλεκτρικά ρεύματα τα οποία παράγονται κατά την εκπόλωση των κόλπων πριν από τη συστολή τους, ενώ το σύμπλεγμα QRS προκαλείται από ηλεκτρικά ρεύματα τα οποία παράγονται κατά την εκπόλωση των κοιλιών πριν από τη συστολή τους, δηλαδή, κατά την επέκταση της εκπόλωσης στο μυοκάρδιο των κοιλιών. Κατά συνέπεια, τόσο το κύμα Ρ, όσο και τα κύματα που αποτελούν το σύμπλεγμα QRS, είναι κύματα εκπόλωσης. Το κύμα Τ προκαλείται από ηλεκτρικά ρεύματα τα οποία παράγονται κατά την ανάνηψη των κοιλιών από την κατάσταση της εκπόλωσης. Η διεργασία αυτή συντελείται στο μυοκάρδιο των κοιλιών 0,25 ως 0,35 sec μετά την εκπόλωση, αυτό δε το κύμα χαρακτηρίζεται ως κύμα επαναπόλωσης.

Εκπόλωση και επαναπόλωση

Η σχέση του μονοφασικού δυναμικού ενέργειας του μυοκαρδίου προς τα επάρματα QRS και T (1) Το μονοφασικό δυναμικό δράσης του μυοκαρδίου των κοιλιών διαρκεί φυσιολογικά από 0.25 ως 0.35 sec. Στο άνω μέρος του σχήματος απεικονίζεται μονοφασικό δυναμικό ενέργειας, το οποίο έχει καταγραφεί με μικροηλεκτρόδιο που έχει εισαχθεί μέσα σε μυϊκή ίνα του μυοκαρδίου των κοιλιών. Η σχεδόν κάθετη προς τα άνω γραμμή του δυναμικού ενέργειας προκαλείται από την εκπόλωση, η δε επάνοδος του δυναμικού στη βασική γραμμή προκαλείται από την επαναπόλωση.

Η σχέση του μονοφασικού δυναμικού ενέργειας του μυοκαρδίου προς τα επάρματα QRS και T (2) Σύγχρονη καταγραφή ΗΚΓ από την ίδια κοιλία: το σύμπλεγμα QRS εμφανίζεται στην αρχή του μονοφασικού δυναμικού ενέργειας, το δε έπαρμα Τ προς το τέλος του. στο ΗΚΓ δεν καταγράφεται καθόλου δυναμικό όταν το μυοκάρδιο των κοιλιών διατηρεί πλήρως την πόλωσή του ή βρίσκεται σε πλήρη εκπόλωση. μόνο όταν το μυοκάρδιο είναι κατά ένα μέρος μόνο σε κατάσταση πόλωσης και κατά το άλλο μέρος σε κατάσταση εκπόλωσης, παρατηρείται ροή ηλεκτρικού ρεύματος από ένα μέρος των κοιλιών σε άλλο, και κατά συνέπεια παρατηρείται και ροή του στην επιφάνεια του σώματος, οπότε και προκαλείται η γένεση των κυμάτων του ΗΚΓ.

Η συσχέτιση της συστολής των κόλπων και κοιλιών προς τα επάρματα του ECG (1) (Oι περιοχές στις οποίες υπάρχει η διέγερση φαίνονται με κόκκινο χρώμα. Οι περιοχές με μαύρο είναι αυτές στις οποίες χάνεται η διέγερση.) Πριν να είναι δυνατή η συστολή του μυός, είναι απαραίτητη η επέκταση της εκπόλωσης στο μυοκάρδιο, για την έναρξη των χημικών διεργασιών της συστολής. Το έπαρμα Ρ προκαλείται από την επέκταση της εκπόλωσης στους κόλπους Το σύμπλεγμα QRS προκαλείται από την επέκταση της εκπόλωσης στις κοιλίες. Κατά συνέπεια, το έπαρμα Ρ εμφανίζεται αμέσως πριν από την έναρξη της συστολής των κόλπων, ενώ το σύμπλεγμα QRS αμέσως πριν από την έναρξη της συστολής των κοιλιών.

Η συσχέτιση της συστολής των κόλπων και κοιλιών προς τα επάρματα του ECG (2) Το κύμα Τ είναι το κύμα επαναπόλωσης των κοιλιών. Ορισμένες μυϊκές ίνες του μυοκαρδίου των κοιλιών αρχίζουν να επαναπολούνται 0,2 sec περίπου μετά την έναρξη του κύματος εκπόλωσης, πολλές όμως άλλες ίνες αρχίζουν να επαναπολούνται βραδύτερα, μέχρι και 0,35 sec. Έτσι, η διεργασία της επαναπόλωσης επεκτείνεται μέσα σε σχετικά μεγάλο χρονικό διάστημα, περίπου 0,15 sec. Κατά συνέπεια, το κύμα Τ στο φυσιολογικό ΗΚΓ συχνά είναι παρατεταμένο, η ηλεκτρική του όμως τάση είναι σημαντικά μικρότερη από την τάση του συμπλέγματος QRS, αυτό δε μερικώς οφείλεται στη μεγάλη του διάρκεια.

Η συσχέτιση της συστολής των κόλπων και κοιλιών προς τα επάρματα του ECG (3) Οι κόλποι επαναπολούνται περίπου 0,15 ως 0,20 sec μετά το έπαρμα P της εκπόλωσης του κολπικού μυοκαρδίου. Ο χρόνος όμως αυτός συμπίπτει με την εμφάνιση του συμπλέγματος QRS στο ηλεκτροκαρδιογράφημα. Κατά συνέπεια, το έπαρμα επαναπόλωσης των κόλπων, γνωστό ως Τ των κόλπων, συνήθως επικαλύπτεται από το πολύ μεγαλύτερο σύμπλεγμα QRS. Γι’ αυτό το λόγο, σπάνια μόνο είναι δυνατόν να παρατηρηθεί κολπικό έπαρμα Τ στο ηλεκτροκαρδιογράφημα.

Σχέση καρδιακού παλμού και ECG (1) Το έπαρμα P προκαλείται από την επέκταση της εκπόλωσης στο μυοκάρδιο των κόλπων, η οποία ακολουθείται από τη συστολή των κόλπων, με αποτέλεσμα την ελαφρά ανύψωση της καμπύλης της ενδοκολπικής πίεσης, αμέσως μετά το έπαρμα P.

Σχέση καρδιακού παλμού και ECG (2) Μετά από 0,16 sec περίπου από την έναρξη του επάρματος P, εμφανίζονται τα επάρματα QRS τα οποία οφείλονται στην εκπόλωση των κοιλιών, η οποία προκαλεί την έναρξη της συστολής των κοιλιών και την ανιούσα φορά της ενδοκοιλιακής πίεσης. Κατά συνέπεια, το σύμπλεγμα QRS αρχίζει ελάχιστο χρόνο πριν από τη συστολή των κοιλιών.

Σχέση καρδιακού παλμού και ECG (3) Τέλος, παρατηρείται στο ηλεκτροκαρδιογράφημα το κοιλιακό έπαρμα T. Αυτό αντιπροσωπεύει την περίοδο επαναπόλωσης των κοιλιών, κατά τη διάρκεια της οποίας οι μυϊκές ίνες του μυοκαρδίου των κοιλιών αρχίζουν να χαλαρώνουν. Γι’ αυτό και το έπαρμα Τ εμφανίζεται ελάχιστο χρονικό διάστημα πριν από το τέλος της συστολής των κοιλιών.

Βαθμονόμηση 10 υποδιαιρέσεις προς τα πάνω ή κάτω (2 τετράγωνα) αντιστοιχούν σε +1 mV ή -1mV αντίστοιχα Κάθε 2,5 cm στον οριζόντιο άξονα αντιστοιχεί σε χρόνο 1 sec Υποδιαρείται σε 5 ίσα μέρη (τετράγωνα) διάρκειας 0,2 sec το καθένα Κάθε τετράγωνο χωρίζεται με λεπτότερες γραμμές σε άλλα 5 μέρη, διάρκειας 0,04 sec το καθένα H καταγραφή ΗΚΓ γίνεται σε χαρτί με κατάλληλες γραμμώσεις:

Οι φυσιολογικές ηλεκτρικές τάσεις στο ΗΚΓ Η ηλεκτρική τάση: εξαρτάται από τον τρόπο με τον οποίο τα ηλεκτρόδια τοποθετούνται στην επιφάνεια του σώματος. Όταν το ένα ηλεκτρόδιο τοποθετείται αμέσως πάνω από την καρδιά, και το δεύτερο σε κάποιο άλλο σημείο του σώματος, η ηλεκτρική τάση του συμπλέγματος QRS μπορεί να φτάνει τα 3 ή 4 mV (πολύ μικρή, σε σύγκριση με το μονοφασικό δυναμικό δράσης των 110 mV). Όταν το ΗΚΓ καταγράφεται με ηλεκτρόδια τοποθετημένα στα δυο άνω άκρα, είτε σε ένα άνω και σε ένα κάτω άκρο, η ηλεκτρική τάση του συμπλέγματος QRS είναι συνήθως 1 mV από την κορυφή του επάρματος R μέχρι το κάτω μέρος του επάρματος S. Η ηλεκτρική τάση του επάρματος Ρ είναι 0,1 ως 0,3 mV και του επάρματος Τ από 0,2 ως 0,3 mV.

Οι φυσιολογικές διάρκειες μεταξύ των επαρμάτων στο ΗΚΓ (1) Το διάστημα P-Q ή P-R. Το χρονικό διάστημα που μεσολαβεί μεταξύ του επάρματος Ρ και της αρχής του συμπλέγματος QRS είναι ο χρόνος που παρέρχεται από την έναρξη της εκπόλωσης των κόλπων, μέχρι την έναρξη της εκπόλωσης των κοιλιών. Το χρονικό αυτό διάστημα ονομάζεται διάστημα P-Q. Το φυσιολογικό διάστημα P-Q είναι περίπου 0,16 sec. Αυτό το διάστημα σε μερικές περιπτώσεις ονομάζεται διάστημα P-R γιατί το Q συχνά απουσιάζει.

Οι φυσιολογικές διάρκειες μεταξύ των επαρμάτων στο ΗΚΓ (2) Το διάστημα Q-T. Το χρονικό διάστημα μεταξύ της έναρξης εκπόλωσης και του τέλους της επαναπόλωσης των κοιλιών διαρκεί από την αρχή του επάρματος Q μέχρι το τέλος του επάρματος Τ. Το χρονικό αυτό διάστημα ονομάζεται διάστημα Q-T και η φυσιολογική του διάρκεια είναι 0,35 sec.

Η συχνότητα της καρδιακής λειτουργίας όπως καθορίζεται με το ΗΚΓ Η fcard καθορίζεται εύκολα: το χρονικό διάστημα μεταξύ δυο διαδοχικών καρδιακών παλμών είναι το αντίστροφο της καρδιακής συχνότητας. π.χ. αν το χρονικό διάστημα που παρεμβάλλεται μεταξύ δυο διαδοχικών καρδιακών παλμών, όπως καθορίζεται με τις γραμμές βαθμονόμησης, είναι 1 sec, η καρδιακή συχνότητα είναι 60 καρδιακοί παλμοί το λεπτό. Το φυσιολογικό χρονικό διάστημα που παρεμβάλλεται μεταξύ δυο συμπλεγμάτων QRS είναι περίπου 0,83 sec. Αυτό σημαίνει ότι η καρδιακή συχνότητα σ’ αυτή την περίπτωση, είναι 72 καρδιακοί παλμοί το λεπτό.

Ηλεκτροκαρδιογραφία

Μέθοδοι καταγραφής του ηλεκτροκαρδιογραφήματος Δυναμικό και πολικότητα του μυοκαρδίου μεταβάλλονται συχνά σε διάστημα μικρότερο από 0,01 sec  απαιτούνται καταγραφικά που να ανταποκρίνονται ταχύτατα προς τς μεταβολές Συνηθέστεροι καταγραφείς: με γραφίδα, καταγράφει το ΗΚΓ με πεννάκι πάνω σε κινούμενο χαρτί ειδικό χαρτί που μαυρίζει με την έκθεση σε θερμότητα ή όταν διέρχεται ηλεκτρικό ρέυμα από την ακίδα της γραφίδας

Ηλεκτροκαρδιογραφικές απαγωγές Η τοποθέτηση των ηλεκτροδίων γίνεται σε διάφορες σταθερές (τυπικές) θέσεις  η πολικότητα της εγγραφής κατά τη διάρκεια του καρδιακού κύκλου (θετική ή αρνητική) καθορίζεται από τον προσανατολισμό των ηλεκτροδίων σε σχέση με την κατεύθυνση του ρεύματος στην καρδιά. Συμβατικοί συνδυασμοί τοποθέτησης ηλεκτροδίων: Ηλεκτροκαρδιογαρφικές απαγωγές

Οι τρεις βασικές απαγωγές των άκρων Ηλεκτρικές συνδέσεις μεταξύ των άκρων και του ηλεκτροκαρδιογράφου για την καταγραφή ΗΚΓ με τις πρότυπες διπολικές (βασικές) απαγωγές των άκρων. Με τον όρο «διπολικές» εννοείται ότι το ΗΚΓ καταγράφεται από δύο ειδικά ηλεκτρόδια, τοποθετημένα στο σώμα, και σ’ αυτή την περίπτωση σε άκρα. Η «απαγωγή» δεν συνίσταται από ένα απλό καλώδιο, με το οποίο συνδέεται το σώμα με το καταγραφικό όργανο, αλλά από δύο καλώδια και από τα ηλεκτρόδιά τους, για να σχηματίζεται ένα πλήρες ηλεκτρικό κύκλωμα με τον ηλεκτροκαρδιογράφο. Αν και ο πραγματικός ηλεκτροκαρδιογράφος είναι ηλεκτρονικό όργανο καταγραφής υψηλής ταχύτητας, στο σχήμα παριστάνεται ως απλό μηχανικό όργανο καταγραφής.

Απαγωγή Ι Απαγωγή Ι: Το (-) του ΗΚΓφου τοποθετείται στο δεξιό άνω άκρο (RA) και το (+) του στο αριστερό άνω άκρο (LA). Απαγωγή Ι = VLA-VRA όταν το σημείο στον θώρακα όπου το δεξιό άνω άκρο συνδέεται με το σώμα είναι ηλεκτραρνητικό σε σχέση με το σημείο στο οποίο το αριστερό άνω άκρο συνδέεται με τον θώρακα, ο ηλεκτροκαρδιογράφος καταγράφει θετικό έπαρμα. ‘Oταν η πολικότητα μεταβάλλεται, το καταγραφόμενο έπαρμα είναι αρνητικό, δηλαδή κάτω από την ισοηλεκτρική γραμμή.

Απαγωγές ΙΙ και ΙΙΙΙ Απαγωγή ΙΙ: Το (-) του ΗΚΓφου τοποθετείται στο δεξιό άνω άκρο (RA) και το (+) στο αριστερό κάτω άκρο (LL).  Απαγωγή ΙΙ = VLL-VRA  Κατά συνέπεια, όταν το δεξιό άνω άκρο είναι ηλεκτραρνητικό σε σχέση με το αριστερό κάτω άκρο, ο ΗΚΓφος καταγράφει θετικό έπαρμα. Απαγωγή ΙΙΙ: το (-) του ΗΚΓφου τοποθετείται στο αριστερό άνω άκρο (LA), και το (+) στο αριστερό κάτω άκρο (LL).  Απαγωγή ΙIΙ = VLL-VLA  Αυτό σημαίνει ότι ο ΗΚΓφος καταγράφει θετικό έπαρμα όταν το αριστερό άνω άκρο είναι ηλεκτραρνητικό σε σχέση με το αριστερό κάτω άκρο

Το τρίγωνο Einthoven Το ισόπλευρο τρίγωνο γύρω από την περιοχή της καρδιάς ονομάζεται τρίγωνο του Einthoven. Αποτελεί ένα σχεδιαγραμματικό τρόπο για να καταδειχθεί ότι τα δύο άνω άκρα και το αριστερό κάτω άκρο αποτελούν τις τρεις γωνίες τριγώνου που περιβάλει την καρδιά. Οι δύο γωνίες στο άνω άκρο του τριγώνου παριστάνουν τα σημεία στα οποία τα δύο άνω άκρα πραγματοποιούν ηλεκτρική σύνδεση με τα υγρά που περιβάλουν την καρδιά, η δε κάτω γωνία αποτελεί το σημείο στο οποίο το αριστερό κάτω άκρο συνδέεται με αυτά τα υγρά.

Ο νόμος του Einthoven (1) Το ηλεκτρικό δυναμικό της ηλεκτροκαρδιογραφικής απαγωγής ΙΙ ισούται με το άθροισμα των απαγωγών Ι και ΙΙΙ. Απαγωγή Ι + Απαγωγή ΙΙΙ = Απαγωγή ΙΙ ΠΡΟΣΟΧΗ: τα θετικά και τα αρνητικά σημεία των διαφόρων απαγωγών πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την εκτέλεση αυτής της άθροισης).

Παράδειγμα VRA = - 0,2mV VLA = + 0,3mV VLL = + 1,0mV Απαγωγή Ι = VLA-VRA = 0,3 – (-0,2) = 0,5 mV Απαγωγή ΙIΙ = VLL-VLA = 1,0 – (0,3) = 0,7 mV Απαγωγή Ι + Απαγωγή ΙΙΙ = Απαγωγή ΙΙ Απαγωγή ΙΙ = 0,7 +0,5 = 1,2 mV O νόμος του Einthoven, ισχύει για κάθε χρονική στιγμή, κατά τη διάρκεια της καταγραφής του ηλεκτροκαρδιογραφήματος.

ΗΚΓ με τις βασικές απαγωγές Στο σχήμα απεικονίζονται τρία ΗΚΓ, τα οποία λαμβάνονται συγχρόνως, με τις απαγωγές Ι, ΙΙ και ΙΙΙ. τα ΗΚΓ που λαμβάνονται με αυτές τις απαγωγές μοιάζουν πολύ μεταξύ τους, γιατί και στα τρία, τα επάρματα Ρ και Τ είναι θετικά, το δε μεγαλύτερο μέρος του συμπλέγματος QRS είναι επίσης θετικό σε όλες τις εγγραφές. με τη σχετική ανάλυση και των τριών ΗΚΓφων, μπορεί να δειχθεί, με προσεκτικές μετρήσεις, ότι για μια οποιαδήποτε δεδομένη στιγμή, το άθροισμα των δυναμικών στις απαγωγές Ι και ΙΙΙ είναι ίσο με το δυναμικό στην απαγωγή ΙΙ, σύμφωνα με το νόμο του Einthoven.

Το διαγνωστικό ΗΚΓ τριών απαγωγών Επειδή τα ΗΚΓ που λαμβάνονται με όλες τις διπολικές απαγωγές μοιάζουν πολύ μεταξύ τους, δεν έχει μεγάλη σημασία ποια απαγωγή χρησιμοποιείται όταν επιδιώκεται η διάγνωση των διάφορων αρρυθμιών της καρδιάς: η διάγνωση των αρρυθμιών εξαρτάται, κατά κύριο λόγο, από τις χρονικές αλληλοσυσχετίσεις μεταξύ των διαφόρων κυμάτων του καρδιακού παλμού. ‘Οταν απαιτείται η διάγνωση βλάβης στο μυοκάρδιο των κοιλιών ή των κόλπων, είτε στο σύστημα αγωγής των διεγέρσεων, ενδιαφέρει πάρα πολύ η απαγωγή που χρησιμοποιείται: οι ανωμαλίες που εμφανίζονται στο μυοκάρδιο μεταβάλλουν τη μορφή του ΗΚΓ κατά τρόπο σημαντικό σε ορισμένες απαγωγές, χωρίς να επηρεάζονται άλλες απαγωγές.

Θωρακικές απαγωγές (1) Συχνά, λαμβάνονται ΗΚΓ με το ένα ηλεκτρόδιο τοποθετημένο σε ένα από τα έξι ξεχωριστά σημεία του θώρακα στο σχήμα. Αυτό το ηλεκτρόδιο συνδέεται με το (+) του ΗΚΓφου, ενώ το (-), που ονομάζεται αδιάφορο ηλεκτρόδιο, συνδέεται συνήθως, με την παρεμβολή ηλεκτρικών αντιστάσεων, με το δεξιό και αριστερό άνω άκρο, καθώς και με το αριστερό κάτω άκρο, όπως απεικονίζεται στο σχήμα. Συνήθως λαμβάνονται έξι διαφορετικές πρότυπες απαγωγές από το πρόσθιο θωρακικό τοίχωμα, με τη διαδοχική τοποθέτηση του θωρακικού ηλεκτροδίου στα έξι σημεία που σημειώνονται στο διάγραμμα. Τα ΗΚΓ που λαμβάνονται με τη μέθοδο που απεικονίζεται στο σχήμα, φέρονται ως απαγωγές V1,V2,V3,V4,V5 και V6.

Θωρακικές απαγωγές (2) Στο σχήμα απεικονίζονται τα ΗΚΓ φυσιολογικής καρδιάς, όπως καταγράφονται από τις έξι αυτές πρότυπες θωρακικές απαγωγές. Επειδή οι διάφορες επιφάνειες της καρδιάς είναι πολύ κοντά στο θωρακικό τοίχωμα, με την κάθε μια θωρακική απαγωγή καταγράφεται, κατά κύριο λόγο, το ηλεκτρικό δυναμικό του μυοκαρδίου, που βρίσκεται αμέσως κάτω από το ηλεκτρόδιο. Γι’ αυτό το λόγο, σχετικά μικρές ανωμαλίες στις κοιλίες, και ιδιαίτερα στο πρόσθιο κοιλιακό τοίχωμα, συχνά προκαλούν αλλοιώσεις στα ΗΚΓ που λαμβάνονται με τις προκάρδιες (θωρακικές) απαγωγές.

Οι ενισχυμένες μονοπολικές απαγωγές άκρων Ένα άλλο σύστημα απαγωγών σε ευρεία χρήση είναι η «ενισχυμένη μονοπολική απαγωγή άκρου». Στην απαγωγή αυτού του τύπου, δύο άκρα συνδέονται, με την παρεμβολή ηλεκτρικών αντιστάσεων, με το (-) του ΗΚΓφου ενώ το τρίτο άκρο συνδέεται με το (+). Όταν το (+) συνδέεται με δεξιό άνω άκρο, η απαγωγή ονομάζεται aVR, όταν συνδέεται με το αριστερό άνω άκρο, ονομάζεται απαγωγή aVL και όταν συνδέεται με το αριστερό κάτω άκρο, ονομάζεται απαγωγή aVF.

Οι ενισχυμένες μονοπολικές απαγωγές άκρων Τα φυσιολογικά ΗΚΓ που λαμβάνονται με τις ενισχυμένες μονοπολικές απαγωγές των άκρων, απεικονίζονται στο σχήμα. Όλα είναι όμοια με εκείνα των κλασσικών διπολικών απαγωγών των άκρων, εκτός από την απαγωγή aVR, στην οποία το ΗΚΓ είναι αντεστραμμένο.

Βλάβες της Καρδιάς (i) Ισχαιμία του μυοκαρδίου: στένωση μιας μεγάλης στεφανιαίας αρτηρίας  ελάττωση στη ροή του αίματος  υπολειτουργία του μυοκαρδίου Συνήθως εκδηλώνεται με μεταβολές του ST ή του Τ: Αρνητικό κύμα Τ και συμμετρικό στις απαγωγές όπου φυσιολογικά είναι θετικό.

Βλάβες της Καρδιάς (ii) Έμφραγμα μυοκαρδίου: πλήρης απόφραξη μιας στεφανιαίας αρτηρίας  μια περιοχή της καρδιάς δεν αιματοδοτείται καθόλου Ηλεκτρικό κενό της αποφραγμένης περιοχής κατά τη λειτουργία της καρδιάς Ύπαρξη σημαντικού κύματος Q με ύψος ίσο με το 1/3 του QRS Ύπαρξη σημαντικού κύματος Q με εύρος 0,04 sec Ανύψωση του ST (της τάξεως των 4mm)

Βλάβες της Καρδιάς (iii) Στηθαγχική Κρίση: Οφείλεται σε παροδική ισχαιμία του μυοκαρδίου από μια διαταραχή του ισοζυγίου “προσφορά και ζήτηση” του μυοκαρδίου σε οξυγόνο Η διαταραχή αυτή συμβαίνει είτε όταν αυξάνονται οι απαιτήσεις του μυοκαρδίου σε οξυγόνο π.χ. σε σωματική προσπάθεια ή συγκίνηση - σταθερή στηθάγχη, είτε όταν υπό κανονική λειτουργία της καρδιάς προκληθεί ελάττωση της ροής αίματος στις στεφανιαίες αρτηρίες π.χ. σε σπασμό των στεφανιαίων αρτηριών - ασταθής στηθάγχη.

Βλάβες της Καρδιάς (iiia) Στηθαγχική Κρίση: Όταν ο ασθενής δεν βρίσκεται σε στηθαγχική κρίση και εξετασθεί ιατρικά, τότε στο ΗΚΓ δεν παρατηρείται τίποτα το ανησυχητικό, γιατί η καρδιά λειτουργεί κανονικά. Όταν όμως εξετασθεί κατά τη διάρκεια στηθαγχικής κρίσης έχουμε σημαντική κατάπτωση του ST γύρω στα 3 mm κάτω από την ισοηλεκτρική γραμμή που είναι κατιούσα και μεγάλης διάρκειας και η οποία εμφανίζεται στις απαγωγές V2-V6.

Καρδιακές αρρυθμίες (i) Ορισμένες από τις πιο βασανιστικές δυσλειτουργίες της καρδιάς οφείλονται σε παθολογικούς ρυθμούς της καρδιακής λειτουργίας: Συχνότητα λειτουργίας > ή < από όσο απαιτείται για την άντληση του απαιτούμενου ποσού αίματος. Πολύ βραχύ χρονικό διάστημα μεταξύ διαδοχικών συστολών  δεν επαρκεί για την πλήρωση των κοιλιών. Πλήρης ασυγχρονισμός των κολπικών συστολών ως προς τις κοιλιακές συστολές  οι κόλποι δεν λειτουργούν ως εναυσματικές αντλίες για τις κοιλίες.

Καρδιακές αρρυθμίες (ii) Τα αίτια των διαφόρων αρρυθμιών της καρδιάς είναι συνήθως μία ή και συνδυασμός από τις ακόλουθες ανωμαλίες του συστήματος παραγωγής και αγωγής της καρδιακής διέγερσης: Παθολογικός ρυθμός του βηματοδότη Μετατόπιση του βηματοδότη από το φλεβόκομβο σε άλλα σημεία της καρδιάς Αποκλεισμός, σε διάφορα σημεία, της μετάδοσης της διέγερσης μέσα από την καρδιά Παθολογικές οδοί της μετάδοσης της διέγερσης μέσα από την καρδιά Αυτόματη παραγωγή διεγέρσεων, σχεδόν από οποιοδήποτε σημείο της καρδιάς

Ταχυκαρδία (i) Ταχύς ρυθμός της καρδιάς, συχνότερος από 100 συστολές ανά λεπτό Απαγωγή ΙΙ - 140 συστολές / min

Ταχυκαρδία (ii) Αίτια ταχυκαρδίας: Αυξημένη θερμοκρασία σώματος: +18 συστολές / min για κάθε βαθμό Κελσίου μέχρι 40,5 βαθμούς (για θερμοκρασία > 40,5 είναι δυνατή η ελάττωση της συχνότητας, λόγω εξασθένισης μυοκαρδίου από πυρετό). Αυξημένη θερμοκρασία  επιτάχυνση μεταβολισμού φλεβόκομβου  άμεση αύξηση διεγερσιμότητας και συχνότητας διέγερσής του. Διέγερση της καρδιάς με τα συμπαθητικά νεύρα, π.χ. Απώλεια αίματος ασθενούς  κατάσταση καταπληξίας ή ημικαταπληξίας  αντανακλαστική διέγερση της καρδιάς  αύξηση συχνότητας έως και 150 ή 180 συστολές / min. Απλή εξασθένιση μυοκαρδίου  αύξηση συχνότητας γιατί η εξασθενημένη καρδιά δεν αντλεί επαρκές αίμα προς τις αρτηρίες  έκλυση αντανακλαστικών  αύξηση συχνότητας λειτουργίας καρδιάς Τοξικές καταστάσεις της καρδιάς

Βραδυκαρδία (i) Ελαττωμένη συχνότητα καρδιακής λειτουργίας, μικρότερη από 60 συστολές ανά λεπτό Απαγωγή ΙΙΙ - ~ 40 συστολές / min

Βραδυκαρδία (ii) Βραδυκαρδία αθλητών: ισχυρότερη καρδιά  μεγαλύτερο ποσό εκτοξευόμενου αίματος  μεγαλύτερος όγκος παλμού

Φλεβοκοιλιακός - Κολποκοιλιακός Αποκλεισμός Η διέγερση από το φλεβόκομβο αποκλείεται πριν εισέλθει στο μυοκάρδιο των κόλπων. Απαγωγή ΙΙ Αποκλεισμός της μεταβίβασης της διέγερσης από τους κόλπους στις κοιλίες  Διαχωρισμός των κυμάτων P από τα συμπλέγματα QRS

Πτερυγισμός και Μαρμαρυγή Πολλές φορές είτε οι κόλποι είτε οι κοιλίες αρχίζουν να συστέλλονται εξαιρετικά γρήγορα και ακανόνιστα. Πτερυγισμός: οι μικρότερης συχνότητας, περισσότερο συντονισμένες συστολές, σε αριθμό 200-300 ανά λεπτό. Μαρμαρυγή: πολύ μεγάλης συχνότητας, ασυντόνιστες συστολές

Μαρμαρυγή των κοιλιών (i) Οφείλεται σε διεγέρσεις της καρδιάς, οι οποίες φέρονται «τρελά» προς διάφορες κατευθύνσεις. Διεγείρουν πρώτα το ένα τμήμα, μετά το άλλο, κτλ. φτάνουν στο σημείο αφετηρίας τους, για να επαναλάβουν την ίδια διαδρομή χωρίς τέλος  Πολλά τμήματα του μυοκαρδίου των κοιλιών συστέλλονται συγχρόνως, άλλα βρίσκονται σε χάλαση  Δεν υπάρχει πλήρως συντονισμένη συστολή ολόκληρου του μυοκαρδίου των κοιλιών Οι κοιλιακές κοιλότητες παραμένουν σε μία μέση κατάσταση μερικής συστολής  δεν αντλούν καθόλου, ή αντλούν αμελητέα ποσότητα αίματος. Σε 4-5 sec μετά την έναρξη της μαρμαρυγής  απώλεια συνείδησης ατόμου, λόγω αναστολής αιμάτωσης εγκεφάλου, νέκρωση ιστών σε διάφορα μέρη του σώματος.

Μαρμαρυγή των κοιλιών (ii) Πιθανά αίτια: Αιφνίδια επίδραση ηλεκτρικού ρεύματος στην καρδία Ισχαιμία του μυοκαρδίου, του ειδικού συστήματος αγωγής ή και των δύο. «Τρωτή» περίοδος για πρόκληση μαρμαρυγής κοιλιών: ο χρόνος κατά τον οποίο η καρδιά αναλαμβάνει από τον προηγούμενο καρδιακό παλμό, στο τέλος της καρδιακής συστολής, όπου υπάρχουν συγχρόνως περιοχές που βρίσκονται σε ανερέθιστη περίοδο και άλλες που βρίσκονται σε διεγέρσιμη κατάσταση. Ένα απλό ηλεκτρικό ερέθισμα στη διάρκεια της «τρωτής» περιόδου μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση διεγέρσεων που να εκτείνονται μόνο προς μία κατεύθυνση γύρω από τις περιοχές του μυοκαρδίου που βρίσκονται σε ανερέθιστη περίοδο.

Μαρμαρυγή των κοιλιών (iii) Απαγωγή ΙΙ Δεν υπάρχει καμία τάση για κανονικό ρυθμό οποιουδήποτε τύπου. Στις αρχικές φάσεις: σχετικά μεγάλες μάζες μυοκαρδίου συστέλλονται συγχρόνως  ισχυρά αλλά μη κανονικά κύματα στο ΗΚΓ (~0,5mV). Σε λίγα μόνο δευτερόλεπτα: εξαφάνιση αδρών συστολών καρδιάς  εμφάνιση ακανόνιστων κυμάτων με χαμηλό δυναμικό (~0,2 - 0,3mV). Ροή ηλεκτρικών ρευμάτων προς διάφορες κατευθύνσεις χωρίς επανάληψη συγκεκριμένης διαδρομής  Συνεχής και σπασμωδική μεταβολή ηλεκτρικών δυναμικών.

Ηλεκτρική «απινίδωση» των κοιλιών (i) Ένα πολύ ισχυρό ηλεκτρικό ρεύμα που εφαρμόζεται στις κοιλίες για βραχύ χρονικό διάστημα είναι δυνατόν να σταματήσει τη μαρμαρυγή, με την πρόκληση ανερέθιστης περιόδου συγχρόνως σε ολόκληρο το μυοκάρδιο. Επιτυγχάνεται με διοχέτευση ισχυρού ρεύματος μέσα από ηλεκτρόδια που τοποθετούνται εκατέρωθεν της καρδιάς Σύγχρονη εγκατάσταση ανερέθιστης περιόδου Αναστολή όλων των διεγέρσεων η καρδιά σε κατάσταση ηρεμίας για 3-5 sec, μετά αρχίζει να συστέλλεται με βηματοδότη το φλεβόκομβο (ή άλλο σημείο της καρδιάς).

Ηλεκτρική «απινίδωση» των κοιλιών (ii) Άμεση τοποθέτηση ηλεκτροδίων στις πλευρές της καρδιάς  αναστολή μαρμαρυγής με εφαρμογή: εναλλασσόμενου ρεύματος, 50 Hz και τάση 220 volts για χρονικό διάστημα 0,1sec συνεχούς ρεύματος με τάση 1000 volts για χρονικό διάστημα μερικών msecs. Εφαρμογή ηλεκτρικού ρεύματος με την παρεμβολή του θωρακικού τοιχώματος: φόρτιση ενός μεγάλου ηλεκτρικού πυκνωτή με ηλεκτρική τάση πολλών χιλιάδων volts και εκφόρτιση αυτού μέσα σε χρόνο λίγων msecs μέσα από τα ηλεκτρόδια.

Μάλαξη Καρδιάς - Καρδιοπνευμονική Αναζωογόνηση Μάλαξη Καρδιάς - Καρδιοπνευμονική Αναζωογόνηση Αποτελεί βοήθεια για την απινίδωση. Προωθούνται στην αορτή μικρές ποσότητες αίματος και έτσι ανανεώνεται η παροχή αίματος από τα στεφανιαία αγγεία. Καρδιές που παρουσίαζαν μαρμαρυγή υποβλήθηκαν σε μάλαξη πριν από την απινίδωση για διάστημα μέχρι και 90 λεπτών. Καρδιοπνευμονική Αναζωογόνηση: Τεχνική καρδιακής μάλαξης σε συνδυασμό με τεχνητή αναπνοή, με εφαρμογή, κατά διαστήματα, πολύ ισχυρής πίεσης, χωρίς διάνοιξη θωρακικού τοιχώματος. Απουσία αιματικής ροής στον εγκέφαλο για περισσότερο από 5-10 λεπτά  μόνιμη βλάβη ή ακόμη και καθολική καταστροφή εγκεφάλου.

Μαρμαρυγή των κόλπων (i) Κολπικός πτερυγισμός Κολπική μαρμαρυγή Μηχανισμός μαρμαρυγής κόλπων: ακριβώς ίδιος με των κοιλιών, με τη διαφορά ότι η διεργασία συμβαίνει στη μάζα του κολπικού μυοκαρδίου αντί του κοιλιακού. Συχνή αιτία η αύξηση του μεγέθους των κόλπων λόγω: βλάβης βαλβίδων καρδιάς  παρακώλυση φυσιολογικής εκκένωσης κόλπων προς κοιλίες ανεπάρκεια κοιλιών  υπέρμετρη στάση αίματος μέσα στους κόλπους Παράγοντες που προδιαθέτουν σε ανάπτυξη μαρμαρυγής κόλπων: Επιμήκυνση της οδού αγωγής της διέγερσης Επιβράδυνση αγωγής

Μαρμαρυγή των κόλπων (ii) Χαρακτηριστικά άντλησης αίματος από τους κόλπους κατά τη μαρμαρυγή των κόλπων: Οι κόλποι δεν αντλούν αίμα  καθίστανται εντελώς άχρηστοι ως εναυσματικές αντλίες για τις κοιλίες. Το αίμα εξακολουθεί να ρέει παθητικά μέσα από τους κόλπους προς τις κοιλίες. Η αντλητική απόδοση των κοιλιών ελαττώνεται μόνο κατά 20 ως 30%  το άτομο μπορεί να επιβιώσει ακόμη και για χρόνια, αν και με ελαττωμένη αντλητική απόδοση της καρδιάς.

Μαρμαρυγή των κόλπων (iii) Απαγωγή Ι Πολλά μικρά κύματα εκπόλωσης επεκτείνονται σε όλες τις κατευθύνσεις μέσα στο μυοκάρδιο των κόλπων. Τα κύματα είναι ασθενή και με αντίθετη πολικότητα  συνήθως αλληλο- εξουδετερώνονται σχεδόν πλήρως  Δεν παρατηρούνται κύματα P Παρατηρείται κυματοειδής εγγραφή χαμηλού δυναμικού υψηλής συχνότητας Τα συμπλέγματα QRS-Τ είναι απόλυτα φυσιολογικά, η συχνότητά τους όμως εμφανίζει μεγάλες ανωμαλίες.  Συνεχής και σπασμωδική μεταβολή ηλεκτρικών δυναμικών.

Μαρμαρυγή των κόλπων (iv) Ανωμαλίες ρυθμού κοιλιών κατά τη διάρκεια μαρμαρυγής των κόλπων: Άφιξη διεγέρσεων στον κολποκοιλιακό κόμβο με μεγάλη συχνότητα ΑΛΛΑ και αρρυθμία. Τουλάχιστον 0,35sec μεσολαβούν μεταξύ μιας συστολής των κοιλιών και της επόμενης 0 ως 0,6sec παρεμβάλλονται ως τη στιγμή που μια από τις άρρυθμες διεγέρσεις της μαρμαρυγής τυχαίνει να φτάσει στον κολποκοιλιακό κόμβο.  Το χρονικό διάστημα που παρεμβάλλεται μεταξύ δύο διαδοχικών συστολών των κοιλιών ποικίλει από minimum 0,35sec ως ~maximum 0,95sec  πολύ μεγάλη αρρυθμία καρδιακής λειτουργίας. Κλινικό εύρημα που χρησιμοποιείται για τη διάγνωση της μαρμαρυγής των κόλπων: εξαιρετικά μεγάλη ανισότητα διαστημάτων μεταξύ των συστολών της καρδίας στο ΗΚΓ.

Μαρμαρυγή των κόλπων (v) Θεραπεία μαρμαρυγής των κόλπων με ηλεκτροπληξία: Διοχέτευση μόνο ενός ισχυρού ηλεκτρικού παλμού μέσα από τους κόλπους, με αποτέλεσμα να προκαλείται ανερέθιστη περίοδος λίγων δευτερολέπτων για ολόκληρη την καρδιά. Μετά από αυτό συνήθως ακολουθεί φυσιολογικός καρδιακός παλμός (εφόσον η καρδιά έχει αυτή τη δυνατότητα).

Πτερυγισμός των κόλπων (i) Κολπικός πτερυγισμός Κολπική μαρμαρυγή Προκαλείται από κυκλική κίνηση διέγερσης στους κόλπους. Διαφέρει από τη μαρμαρυγή των κόλπων κατά το ότι το ηλεκτρικό σήμα φέρεται σαν ένα μεγάλο μέτωπο κύματος πάντα προς μία μόνο κατεύθυνση, γύρω από τη μάζα του μυοκαρδίου των κόλπων. Το μέτωπο του κύματος ακολουθεί συνήθως διαδρομή από πάνω προς τα κάτω. Ο πτερυγισμός των κόλπων προκαλεί ταχύ ρυθμό συστολής των κόλπων, συνήθως 200-350 συστολές / min. Η μια πλευρά των κόλπων συστέλλεται, ενώ η άλλη βρίσκεται σε χάλαση  το ποσό αίματος που αντλείται από τους κόλπους είναι μικρό. Οι διεγέρσεις φτάνουν στον κολποκοιλιακό κόμβο με συχνότητα πολύ μεγαλύτερη από εκείνη που θα επέτρεπε τη δίοδο όλων τους προς τις κοιλίες  επιτελούνται δύο ή τρεις συστολές των κόλπων προς μία μόνο συστολή των κοιλιών.

Πτερυγισμός των κόλπων (ii) Απαγωγή ΙΙ Υψηλά κύματα P, εξαιτίας συστολής ημισυντονισμένων μαζών από το μυοκάρδιο των κόλπων, Ένα σύμπλεγμα QRS-T ακολουθεί ένα κύμα P μια φορά για κάθε δύο ή τρεις συστολές των κόλπων, δηλ. ο ρυθμός είναι 2:1 και 3:1.

Καρδιακή Στάση (Ανακοπή) Όταν ο μεταβολισμός της καρδιάς διαταραχτεί πολύ εξαιτίας οποιασδήποτε από τις πολλές πιθανές καταστάσεις, μερικές φορές οι ρυθμικές της συστολές σταματούν. Ένα από τα συχνότερα αίτια: Υποξία καρδιάς, επειδή σε βαριά πάσχοντες εμποδίζεται η διατήρηση των φυσιολογικών ιοντικών διαφορών από τις δύο πλευρές των μυϊκών ινών. Άρρωστοι με σοβαρές παθήσεις του μυοκαρδίου παρουσιάζουν καρδιακή ανακοπή. Μπορεί να οδηγήσει σε θάνατο Η καρδιοπνευμονική αναβίωση δεν επαρκεί σε περιπτώσεις βαριάς μυοκαρδιοπάθειας Συχνά γίνεται εμφύτευση στην καρδιά ηλεκτρονικού «βηματοδότη» για την εφαρμογή ρυθμικών ερεθισμάτων.

Ηλεκτρονικός βηματοδότης

Ηλεκτρονικός εξοπλισμός & βασικές αρχές για την καταγραφή και επεξεργασία ΗΚΓ (i) Ηλεκτροκαρδιογράφος (ΗΚΓράφος): το ηλεκτρονικό μηχάνημα που χρησιμοποιείται για την καταγραφή του ΗΚΓ. Κατηγορίες ΗΚΓράφων ανάλογα με τον αριθμό των καναλιών που δίνουν ως έξοδο: 1) Μονοκαναλικοί: ΗΚΓράφος με ένα κανάλι. Παράδειγμα: His-Purkinje καρδιογράφος (απευθείας καταγραφή ηλεκτρικού δυναμικού). Πολύ μικρό εύρος σήματος 1-10μV. 2) 12-καναλικοί: πιο διαδεδομένη κατηγορία. Καταγράφεται το normal ECG. 3) Πολυκαναλικοί: ΗΚΓράφοι με 32 ως 256 κανάλια. Η μέτρηση γίνεται με ηλεκτρόδια που βρίσκονται σε όλη την επιφάνεια του ανθρώπινου σώματος. Χρησιμοποιούνται κυρίως για πειραματικούς σκοπούς. Ο αριθμός των ηλεκτροδίων που χρησιμοποιούνται για την απόκτηση του ΗΚΓ αποτελεί μεγάλο δείκτη πολυπλοκότητας.

Ηλεκτρονικός εξοπλισμός & βασικές αρχές για την καταγραφή και επεξεργασία ΗΚΓ (ii) Ηλεκτρόδια και η τοποθέτησή τους πάνω στο σώμα: Ηλεκτρόδια είναι οι αισθητήρες που τοποθετούνται στο ανθρώπινο σώμα για να καταγράψουν την ηλεκτρική δραστηριότητα στην περιοχή της καρδιάς. Ο αριθμός τους και το σημείο τοποθέτησής τους ορίζεται με ακρίβεια μόνο για τους 12-καναλικούς καρδιογράφους. Στον μονοκαναλικό καρδιογράφο: το ηλεκτρόδιο είναι αισθητήρας ηλεκτρικής τάσης που τοποθετείται στον ασθενή με καθετηριασμό. Στους πολυκαναλικούς καρδιογράφους: μεταβλητός αριθμός ηλεκτροδίων - η τοποθέτησή τους γίνεται ανάλογα με την προς καταγραφή καρδιακή δραστηριότητα.

Ηλεκτρονικός εξοπλισμός & βασικές αρχές για την καταγραφή και επεξεργασία ΗΚΓ (iii) Ηλεκτρόδια 12-καναλικών καρδιογράφων: 4 στα άκρα 6 στο θώρακα  12 σήματα 6 απαγωγές άκρων 6 απαγωγές στήθους

Περιγραφή Λειτουργίας ΗΚΓράφου (i) Ηλεκτροκαρδιογράφος (ΗΚΓράφος): ένας ενισχυτής ακολουθούμενος από ένα καταγραφέα. Θεμελιώδης λειτουργία του είναι να παραλάβει το αδύναμο ηλεκτρικό σήμα της καρδιάς, όπως φτάνει στην επιφάνεια του σώματος και να ενισχύσει το πλάτος του έτσι ώστε να είναι δυνατή η παραπέρα επεξεργασία, καταγραφή ή αποθήκευσή του.

Περιγραφή Λειτουργίας ΗΚΓράφου (ii) Βαθμονόμηση Ηλεκτρόδια Κύκλωμα Προστασίας Επιλογέας Απαγωγής Καταγραφέας Προ ενισχυτής Απομόνωσης Οδηγός Κύκλωμα προστασίας: κύκλωμα προστασίας και απομόνωσης υπερτάσεων για την ασφάλεια του ασθενή. Επιλογέας Απαγωγής: επιλογικός διακόπτης για την επιλογή της επιθυμητής προς καταγραφή απαγωγής. Προενισχυτής: έχει πολύ υψηλό λόγο απόρριψης κοινού σήματος (CMRR) και υλοποιείται συχνά με τελεστικούς ενισχυτές. Κύκλωμα απομόνωσης: ζωνοπερατό φίλτρο στα 50Hz για την προστασία από την τάση δικτύου. Οδηγός-ενισχυτής και Καταγραφέας: βασικά τμήματα του ΗΚΓράφου (γείωση, κύρια ενισχυτική βαθμίδα, καταγραφή) Βαθμονόμηση: εξασφαλίζει την αρχικοποίηση από τυχόν αποκλίσεις.

Παραμόρφωση συχνότητας Συμβαίνει κατά τη διέλευση του σήματος από κύκλωμα που έχει ελαχιστοποιήσει το κέρδος στις χαμηλές ή υψηλές συχνότητες κανονικό ΗΚΓ με όργανο με σωστή απόκριση συχνότητας (0,02 - 150Hz). αρχικό ΗΚΓ όταν καταγραφεί με συσκευή που έχει απόκριση συχνότητας από 0,02-25Hz  παραμόρφωση υψηλής συχνότητας, μείωση πλάτους QRS κύματος. αρχικό ΗΚΓ όταν καταγραφεί με συσκευή που έχει απόκριση συχνότητας από 1-150Hz  παραμόρφωση χαμηλής συχνότητας.

Παραμόρφωση κόρου ή αποκοπής Είναι αποτέλεσμα κακής αντιστάθμης ή κακού συντονισμού βαθμίδων και μπορεί να αλλάξει σε μεγάλο βαθμό τη μορφή του ΗΚΓ. κανονικό ΗΚΓ. ΗΚΓ ψαλιδισμένο στην κορυφή λόγω θετικού κορεσμού του ενισχυτή. ΗΚΓ ψαλιδισμένο στις χαμηλότερες τάσεις λόγω αρνητικού κορεσμού του ενισχυτή.

Επεξεργασία ΗΚΓ Το μεγαλύτερο μέρος των ηλεκτροκαρδιογράφων πραγματοποιεί ηλεκτρικές μετρήσεις στην επιφάνεια του ανθρώπινου σώματος. Ένα απλό ΗΚΓ αποτελείται από το PQRST σύμπλεγμα με εύρος μόλις λίγων millivolts. Συνήθως το εύρος ζώνης ενός τέτοιου σήματος κυμαίνεται στην περιοχή 0,05-100Hz, όπου περιέχεται σχεδόν όλη η ενέργειά του. Γι’ αυτόν το λόγο η ψηφιοποίηση (βάσει του θεωρήματος του Shannon) σήματος ΗΚΓ απαιτεί συχνότητα δειγματοληψίας τουλάχιστον 200 δείγματα/sec.

Είδη ηλεκτροκαρδιογραφήματος (1) Ηλεκτροκαρδιογράφημα υψηλής συχνότητας (high frequency ECG) Έχει διαπιστωθεί ότι η υψηλή περιοχή συχνοτήτων 100-1000 Hz περιέχει επιπρόσθετη πληροφορία της ηλεκτρικής δραστηριότητας της καρδιάς. Κυματομορφές που καλούνται notch και slurs έχουν καταγραφεί υπερτιθέμενες στο γνωστό QRS σύμπλεγμα.

Είδη ηλεκτροκαρδιογραφήματος (2) 2. Fetal ECG (FECG) Το είδος αυτό αφορά στα διαφορετικά ηλεκτρόδια που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή του (ηλεκτρόδια με όχι λεία επιφάνεια). Το βασικότερο πρόβλημα σε αυτό το ΗΚΓ είναι οι μεγάλες παρεμβολές που υπερτίθενται στο σήμα από την ηλεκτρική δραστηριότητα μυώνων που βρίσκονται κοντά στην περιοχή της καρδιάς. Προσαρμοστικά φίλτρα (adaptive filters) έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για την αύξηση του λόγου σήματος προς θόρυβο, στο συγκεκριμένο είδος ηλεκτροκαρδιογραφήματος.

Είδη ηλεκτροκαρδιογραφήματος (3) 3) His Bundle ECG (HBE). Αυτό το ΗΚΓ γίνεται με καθετηριασμό και αφορά την απευθείας καταγραφή του ηλεκτρικού δυναμικού του His Purkinje νευρικού δένδρου. Το σήμα που καταγράφεται έχει εύρος 1 έως 10 μV. Σήματα με τόσο μικρό εύρος απαιτούν συγχρονισμένες τεχνικές averaging για την περαιτέρω επεξεργασία τους.

Είδη ηλεκτροκαρδιογραφήματος (4) 4) Διανυσματικά ΗΚΓ (vector ECG, VCG) Αντί να καταγράφονται ηλεκτρικά δυναμικά από τα ηλεκτρόδια στην επιφάνεια του σώματος σε συνάρτηση με το χρόνο, είναι δυνατό να καταγράφεται και να παρουσιάζεται η ηλεκτρική δραστηριότητα του ενός ηλεκτροδίου σε σχέση με την ηλεκτρική δραστηριότητα κάποιου άλλου ή κάποιου συνδυασμού άλλων ηλεκτροδίων. Έτσι, υιοθετώντας μια συγκεκριμένη τοπολογία πάνω στην επιφάνεια του σώματος για την τοποθέτηση των ηλεκτροδίων, μπορεί να μετρηθεί η προβολή του διπόλου της καρδιάς (μοντελοποίηση) στα επίπεδα (x,y), (y,z) και (x,z). Ορισμένοι γνωστοί συνδυασμοί ηλεκτροδίων είναι το Frank σύστημα συντεταγμένων, το τετράεδρο και το κυβικό διανυσματικό ηλεκτροκαρδιογράφημα.

Φωνοκαρδιογράφημα (i) Καταγραφή ήχων που δημιουργούνται από την καρδιά και τις μεγαλύτερες αρτηρίες της. Εφαρμόζεται με επεμβατικές μεθόδους -μικρόφωνο τοποθετείται στην καρδιά και γειτονικές αρτηρίες- ή με μη επεμβατικές μεθόδους -μικρόφωνο τοποθετείται στην επιφάνεια του σώματος, γύρω από την καρδιά. Οι ήχοι που καταγράφονται εξαρτώνται από το σημείο που βρίσκεται το μικρόφωνο, την ευαισθησία και τις ακουστικές εκπομπές των γειτονικών με την καρδιά ιστών. Εύρος ζώνης: 20-1000Hz.

Φωνοκαρδιογράφημα (ii) Πρώτος καρδιακός ήχος: Προέρχεται από συστολή κοιλιών και μιτροειδούς βαλβίδας (100-120 msec) Δεύτερος καρδιακός ήχος: Προέρχεται από την τριγλώχινα βαλβίδα. Τρίτος καρδιακός ήχος: Άγνωστη πηγή. Σήμα χαμηλής συχνότητας (20-70 Hz, διάρκεια 40-50 msec κατά τη διάρκεια των κοιλιακών συστολών) Τέταρτος καρδιακός ήχος: Παράγεται κατά τη διάρκεια κολπικών συσπάσεων. Ίδιος με τον τρίτο σε διάρκεια και εύρος ζώνης.