Слайд 1http://www.bostonscientific.com/templatedata/imports/HTML/CRM/heart/index.html
Электрофизиология сердца
Слайд 2Основные свойства миокарда
Возбудимость – способность кардиомиоцитов генерировать ПД в ответ
на раздражение;
Сократимость – способность кардиомиоцитов изменять длину и\или напряжение
при возбуждении;
Проводимость – проведение возбуждения вдоль плазматической мембраны кардиомиоцитов;
Автоматизм – способность пейсмекерных клеток самопроизвольно генерировать потенциал действия.
Слайд 4ПД в кардиомиоцитах
+25
0
-25
-50
-75
-100
Resting Potential
- 90 mv
Overshoot
+10 mv
Ca++
K+
0
1
2
4
Active Transport
Na+ out K+ back in
ARP
RRP
SNP
Corresponding ECG Overlay
Na+
3
Слайд 5Биоэлектрические основы ЭКГ
Мембранная теория возникновения биопотенциалов
Слайд 6Электрофизиологические свойства сократительного миокарда
Фаза деполяризации – повышение проницаемости мембраны кардиомицитов
для ионов Nа+ и Ca++.
Инверсия исходного потенциала (овершут). Инактивация Nа+
каналов. Повышение проницаемости для К+.
Фаза реполяризации:
плато – медленная реполяризация. Увеличение проницаемости мембраны для Са2+ по градиенту концентрации
быстрая реполяризация
Снижение проницаемости мембраны для Са2+. Выход К+ из клетки.
Слайд 8Временные взаимоотношения между силой и трансмембранным потенциалом
Mechanical
event
Electrical
event
Слайд 9Электрокардиограмма
ЭКГ – метод регистрации потенциала электрического поля сердца на
поверхности тела.
Слайд 11Происхождение электрокардиограммы
Кардиоцит – дипольный вектор;
ЭДС;
Сложение диполей – деполяризация одновременно
охватывает параллельно расположенные мышечные волокна;
Распространение возбуждения в противоположном направлении приводит
к взаимоуничтожению элементарных дипольных векторов; Векторы, направленные под углом друг к другу, суммируются по правилу параллелограмма.
Моментный вектор – дипольные векторы предсердий и желудочков определенного направления.
Электрическая ось сердца (средний результирующий) – сумма моментных векторов, во время деполяризации и реполяризации П и Ж
Слайд 12Понятие о суммации и разложении векторов
Диполь создает силовые линии от
(+) к (-).
Слайд 16Типы отведений электрокардиограммы
Слайд 17Диагностическая информативность ЭКГ отведений
Отведения по Эйтховену
I отведение - потенциал переднебоковой
стенки левого Ж;
II отведение – потенциал всего миокарда Ж;
III отведение
– электрический статус задней стенки левого Ж.
Отведения по Гольдбергу
отведение aVL и aVF- потенциал переднебоковой стенки левого Ж и – потенциал всего миокарда Ж;
отведение aVR – неинформативно.
Отведения (грудные) по Вильсону
V1 и V2 – потенциал межжелудочковой перегородки
V3 и V4 – потенциал передней верхушечной области
V5 и V6 – потенциал боковой стенки левого Ж
Слайд 20Атрио-вентрикулярная блокада (a) Полная блокада сердца. Ячейки в AV узле
мертвы и активность не может перейти от предсердий к желудочкам.
Предсердия и желудочки сокращаются самостоятельно, желудочки гонят по отношению к эктопическим пейсмейкерам.
(B) АВ блокада (ревматические болезни сердца и вирусной инфекции сердца). Хотя каждая волна от предсердий достигает желудочков, задержка AV узла значительно увеличивается. Это первая степень блокады сердца.
30 to 45 bps
60 to 70 bps
Блокада сердца
Когда одна из ветвей пучка Гиса прерывается, то QRS комплексы длительные частота сердечных сокращений в норме.
Слайд 21В нормальной ЭКГ иногда встречаются эктопические сокращения
Эктопическим пейсмейкером в
желудочке или специализированной проводящей системы может формировать дополнительные сокращения или
экстрасистолы, что прерывает нормальный ритм. Экстрасистолы возникают в результате преждевременного сокращения желудочков
Аритмии
Часть миокарда иногда становится "раздражительным" и разряды активности возникают спонтанно.
Слайд 22(а)Пароксизмальная тахикардия.
Эктопический фокус может повторятся в течении минуты, часа
или дня.
(б)Трепетание.
Предсердия начинают совершать"хлопающие" движения, со скоростью от 200 до
300 уд / мин.
Слайд 23(a) Атриальная фиблиляция.
Предсертия дают регулярные сокращения и начинают трепетать
(b)
Желудочковая фибрилляция. Механически желудочки сокращаются слабо, несогласованно, без перекачки крови.
Слайд 24Изменение формы потенциалов при ишемии
Слайд 25Положительный хронотропный эффект
симпатическая регуляция САУ, НА,
ускорение ритма
Отрицательный хронотропный эффект
симпатическая
регуляция САУ, Ах,
замедление ритма
Слайд 26Отрицательный инотропный эффект
симпатическая регуляция САУ, Ах,
замедление ритма
Положительный инотропный эффект
симпатическая
регуляция П и Ж, НА,
ускорение ритма
Слайд 27Положительный дромотропный эффект
симпатическая регуляция АВУ, НА,
увеличение крутизны нарастания пика
Отрицательный
дромотропный эффект
симпатическая регуляция АВУ, Ах,
удлинение АВ задержки
Слайд 28Функциональные пробы
" деформирующие" ЭКГ пробы предъявляющие повышенные требования к
системе кровообращения "
"корригирующие" ЭКГ пробы
направленные на улучшение кровообращения
Проба с физической
нагрузкой существует (велоэргометр, тредмил) позволяет определить толерантность к нагрузке и выявить "ишемическую" реакцию ЭКГ в виде снижения сегмента SТ.
Проба с гипервентиляцией (глубокое форсированное дыхание) ведет к повышению рO2 и падению рСО2 в альвеолярном воздухе, возникает газовый алкалоз (снижение [K+] в плазме крови и к изменениям конечной части желудочкового комплекса ЭКГ.
Отростатическая проба
Фармакологические пробы
А) Калиевая проба
обусловливает реверсию отрицательных зубцов у больных. У здоровых лиц преходящая гиперкалиемия приводит к возрастанию амплитуды положительных зубров Т, которые суживаются у основания и становятся более высокими и остроконечными
Б) Проба с b-адреноблокаторами
вызывает уменьшение числа сердечных сокращений, умеренное снижение артериального давления, снижает потребность миокарда в кислороде. Влияние на электрогенез миокарда выражается в укорочении 2-й фазы и всего потенциала действия в мышечных волокнах субэпикардиальных слоев и (или) удлинении потенциала действия в волокнах субэндокарда
Слайд 30Vectorcardiogram
Вместо отображения скалярной амплитуды (кривой ЭКГ) электрическая активность измеряется
и отображается в виде вектора
Имеет амплитуду и направленность,
Диагноз
ставится на основании кривой, точка этого вектора рисует в 2 или 3-х измерениях
Информация, которая содержится в ВКГ аналогична 12-канальной системе ЭКГ. Преимущество в отображении информации
Скалярная ЭКГ может быть сформирована из векторов, хотя (по практическим соображениям) преобразование может быть достаточно сложным
Слайд 31RRNN – средняя длительность интервалов R-R и обратная величина этого
показателя - средняя ЧСС. Показатель RRNN отражает конечный результат многочисленных
регуляторных влияний на синусовый ритм сложившегося баланса между парасимпатическим и симпатическим отделами вегетативной нервной системы;
SDNN (standart deviation of the NN interval) – стандартное отклонение величин нормальных RR-интервалов. SDNN является интегральным показателем, характеризующим вариабельность ритма сердца в целом, и зависит от влияния на синусовый узел симпатического и парасимпатического отделов ВНС. Увеличение или уменьшение этого показателя свидетельствует о смещении вегетативного баланса в сторону преобладания одного из отделов ВНС.
CV = SDNN/RRNNx100% – коэффициент вариации. По физиологическому смыслу этот показатель не отличается от SDNN, но при анализе ВРС позволяет учитывать влияние ЧСС.
RMSSD – стандартное отклонение разностей RR-интервалов от их средней арифметической.
NN50 – число пар последовательных RR-интервалов, различающихся более чем на 50 мс.
pNN50 – их процент от числа всех анализируемых кардиоинтервалов.
Анализ гистограммы
Мода (Мо) – это наиболее часто встречающееся значение RR. Она указывает на доминирующий уровень функционирования синусного узла. При симпатотонии мода минимальна, при ваготонии - максимальна. В норме значение моды колеблется от 0,7 до 0,9.
Амплитуда моды (АМо) – отношение количества RR-интервалов со значениями, равными Мо к общему количеству RR-интервалов в процентах. Данный показатель отражает степень ригидности ритма. Его нормальные значения равны 30-50%. Увеличение АМо будет свидетельствовать о преобладании симпатических влияний на синусный узел и значительной ригидности ритма. При ваготонии данный показатель имеет тенденцию к уменьшению.
Вариационный размах (ВР) – вычисляется как разница между максимальным и минимальным значениями RR-интервалов (ширина основания гистограммы). ВР рассматривают как парасимпатический показатель. Чем он выше, тем сильнее выражено влияния вагуса на ритм сердца. Нормальные значения ВР – от 0,15 до 0,45.
HRV-index – триангулярный индекс ВРС, вычисляется по гистограмме, построенной с интервалом в 8 мс, путём деления общего числа анализируемых RR-интервалов на частоту встречаемости RR, соответствующего моде.
Статистический анализ
Слайд 32
1) Амплитуда T зубца
2) R-R интервал.
R-R интервал - промежуток времени
между соседними зубцами R ЭКГ, равный продолжительности сердечного цикла.
Показатели R-R
интервала:
Симпатотоники (тревочность)
Парасимпатотоники
Нормотоники
Индекс напряжения по Баевскому
Ритмограмма
Отображает зависимость длительности RR – интервала от номера цикла измерения. По оси абсцисс - номер цикла измерения, по оси ординат-время, с.
Скатерограмма RR-интервалов – двумерное отображение ритма сердца, позволяющее получить характерные «мнемокартины», свойственные основным вариантам нарушения сердечного ритма. По оси абсцисс откладывается величина RRi интервала в секундах, по оси ординат величина RRi+1 интервала в секундах.
Слайд 33Вариабельность сердечного ритма
Индекс вегетативного равновесия
ИВР=АМо/Х
указывает на соотношение между
активностью симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы.
Показатель адекватности процессов
регуляции
ПАПР=АМо/Мо
отражает соответствие между активностью парасимпатического отдела вегетативной нервной системы и ведущим уровнем функционирования синусового узла.
Вегетативный показатель ритма
ВПР=1/Мо* Х
позволяет судить о вегетативном балансе с точки зрения оценки активности автономного контура регуляции. Чем выше эта активность, т.е. чем меньше величина ВПР, тем в большей мере вегетативный баланс смещен в сторону преобладания парасимпатического отдела вегетативной нервной системы.
Индекс напряжения регуляторных систем отражает степень централизации управления сердечным ритмом
ИН=АМо/2* Х*Мо
Слайд 36Спектральный анализ ЭКГ
Спектральный анализ основывается на физическом преобразовании колебаний кардиоритма
в простые гармонические колебания (быстрое преобразование Фурье, реже ауторегрессионный анализ)
с различной частотой.
Последовательность сердечных сокращений преобразуется в спектр мощности колебаний длительности интервалов RR, представляющих собой последовательность частот (в Гц), характеризующих динамику ритмов сердца, каждой из которых соответствует определенная плотность (амплитуда) колебаний. В качестве критерия оценки используется площадь, ограниченная кривой спектральной мощности, соответствующая некоторому определенному диапазону частот.
Спектрограмма (VLF, LF, HF, LF/HF).
Автокоррелограмма
Слайд 37Спектральный анализ
Высокие частоты (HF – High Frequency): 0.15 – 0.40
Гц. Отводится преимущественная роль парасимпатического отдела вегетативной нервной системы в
формировании колебаний в данном диапазоне частот.
Низкие частоты (Low Frequency – LF): 0.04 – 0.15 Гц. Считается, что на мощность в этом диапазоне частот влияют как изменение тонуса парасимпатического, так и симпатического отделов нервной системы.
Очень низкие частоты (Very Low Frequency – VLF): 0,003 – 0, 04 Гц и сверхнизкие частоты (Ultra Low Frequency – ULF) – менее 0,003Гц. Физиологическое значение данных диапазонов частот не выяснено. Однако существует мнение, что мощность данных диапазонов значительно возрастает при истощении регуляторных систем организма.
Полный спектр частот (Total) – менее 0.40 Гц. Данный показатель является интегральным и отражает воздействие и симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы. При этом усиление симпатических воздействии приводит к уменьшению общей мощности спектра, а активация вагуса приводит к обратному воздействию. Данный показатель эквивалентен среднеквадратичному отклонению и вариационному размаху.
Слайд 40При длительном выполнении однообразной работы в режиме слежения или ожидания
поступающей информации, в ситуациях с пониженным эмоциональным тонусом, как правило,
имеет место снижение частоты пульса - состояние монотонии наблюдается повышение активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы.
В состоянии напряжения уменьшается дисперсия кардиоинтервалов, гистограмма приобретает характерный вид с малым вариационным размахом и большой амплитудой моды, автокорреляционная функция затухает медленно. Эти изменения соответствуют высокому уровню активности симпато-адреналовой системы, повышенной синхронизации различных звеньев регуляции.
Состояние перенапряжения характеризуется одновременным усилением активности симпатических и парасимпатических систем, при этом наблюдается расширение гистограммы, увеличение дисперсии кардиоинтервалов с одновременным урежением ритма сердца или увеличением медленных и дыхательных колебаний.
Состояние истощения регуляторных механизмов отличается снижением активности симпато-адреналовой системы и заметным рассогласованием различных ее звеньев.
Слайд 41С ростом тренированности независимо от пола и возраста увеличиваются:
средняя величина
вариационного размаха
мода в распределении R-R интервалов,
средняя величина амплитуды моды,
Снижается индекс напряжения.
У женщин, независимо от возраста, наряду с этим закономерно уменьшаются:
средние величины асимметрии и эксцесса.
При снижении тренированности возрастает амплитуда медленных волн сердечного ритма и снижается амплитуда дыхательных волн. Последнее является наиболее существенным признаком состояния перенапряжения систем регуляции. Увеличение синусовой аритмии, характерной для спортсменов, может быть обусловлено не активацией автономного контура управления, а усилением медленных волн. Такое соотношение при продолжении тренировок нередко ведет к поражению миокарда, а затем - к развитию кардиосклероза. Перенапряжение проявляется также в значительном увеличении времени восстановления ритма сердца после нагрузки.
Слайд 42Умственные нагрузки в период оптимальной работоспособности формируют специфические паттерны реакций
ССС:
- в ситуациях приема сигналов из внешней среды, ЧСС снижается.
когда внимание, уделяемое внешним событиям, может интерферировать с целенаправленным поведением, ЧСС увеличивается.
При значительном нервно-эмоциональном напряжении, развитии утомления, как правило, происходит учащение пульса.
Признаками умственного утомления являются:
уменьшение амплитуды моды в гистограммах распределения R-R интервалов,
увеличение вариационного размаха,
уменьшение индекса напряжения
увеличение амплитуды медленных волн сердечного ритма с периодом 30-70 с.
Физическая нагрузка, как правило, вызывает следующие изменения параметров ЭКГ:
- увеличение амплитуды зубца Р;
- укорочение интервалов P-Q и Q-T;
- увеличение амплитуды зубца R;
- смещение интервала S-T относительно изолинии;
- увеличение амплитуды зубца Т (при предельной нагрузке, напротив, ее снижение).
Слайд 44Figure 13-2.
Copyright 2000, WB Saunders Company, All Rights Reserved
Sinus
bradycardia (lead III).
Menu
F
B
Слайд 45Figure 13-5.
Copyright 2000, WB Saunders Company, All Rights Reserved
Prolonged
P-R interval caused
by first degree heart block (lead II)
Menu
F
B
Слайд 48Figure 13-1.
Copyright 2000, WB Saunders Company, All Rights Reserved
Sinus
tachycardia (lead I)
Menu
F
Слайд 49Atrial tachycardia with 2:1 conduction
Слайд 52Tachycardia circuits in Wolff-Parkinson-White syndrome
Слайд 53Мембранный потенциал покоя
The Nernst Equation: EK= -61.5 log (Ki/Ko)
[K+]i=135
mEq/L
- - - -
++++
Слайд 54Мгновенный потенциал, развитый на поверхности сердечной мышечной массы.
Слайд 57Формирование электрограммы одиночного мышечного волокна
Перемещение двойного слоя зарядов, расположенных на
границе возбужденного (-) и невозбужденного (+) участков кардиомиоцита. Диполь создает
элементарную ЭДС – разность потенциалов.
Слайд 59Деполяризация и реполяризация
Zero voltage - Isoelectric point
Resting stage - Polarized
Слайд 60Суммарное отведений от конечностей
Слайд 61ECG Electrode Placement
Right Arm (white)
Left Arm (black)
Standard Configuration
Exercise Configuration
The right
& left arm electrodes are transferred to the upper torso
while the leg electrodes are transferred to the lower torso
Right Leg (green - ground)
Left Leg (red)
Standard Configuration
V1 red
V2 yellow
V3 green
V5 orange
V4 blue
V6 violet
Precordial Leads
Слайд 62Current Flow Patterns
Синоатриальный узел
Атрио-вентрикулярный узел
Слайд 63Модуляция медленных ответов(узловая)
Потенциал действия
Слайд 64Распространение волны возбуждения по сердцу
Слайд 65Ca
++
Na
+
K
+
Depolarization
Threshold
- 40 mv
Time
C
u
r
r
e
n
t
Синоатриальный узел. Потенциал действия
= inward ion movement (going
into the cell)
= outward ion movement (exiting the cell)
Слайд 66Генез зубцов, интервалов, сегментов ЭКГ
Зубец Р – распространение возбуждения по
миокарду предсердий (0,1 с; 0,25 мВ). Восходящая фаза –возникновение возбуждения
в СА-узле и распространение по правому П и межпредсердной перегородке. Нисходящая фаза – по левому П. Соответствует деполяризации ПД кардиомиоцитов предсердий.
Интервал P-Q (0,12-0,32 с) – распространение возбуждения от СА- узла до межжелудочковой перегородки, т.е. время проведения возбуждения по АВ-узлу (АВ-задержка).
Сегмент P-Q – находится на изоэлектрической линии, отсутствие продольной разности потенциалов, вся поверхность электроотрицательна. Соответствует фазе плато ПД на ЭКГ.
Слайд 67Желудочковый комплекс - QRST
Зубец Q (0,03 с)- деполяризация верхней части
межжелудочковой перегородки (слева). Распространение возбуждения по задней ветви левой ножки
Гиса, деполяризация межжелудочковой перегородки слева направо и сверху вниз.
Зубец R (0.04 c; 3 мВ) – распространение возбуждения по миокарду желудочков. Деполяризация в направлении сверху вниз и справа налево последовательно охватывая всю межжелудочковую перегородку и верхушку сердца. Возбуждение по желудочкам распространяется трансмурально от эндокарда к эпикарду.
Зубец S (0,03 с; 2 мВ) – деполяризация базальных отделов желудочков . Вектор распространения возбуждения ориентирован вверх и вправо.
Слайд 68Сегмент S-T – деполяризация обоих желудочков. Продольная разность потенциалов наружной
мембраны кардиомиоцитов отсутствует (фаза плато ПД).
Зубец Т (0,16-0,24 с; 0,5-1,5
мВ) – быстрая реполяризация миокарда. Наружная поверхность кардиомиоцитов электроотрицательна по отношению к поверхности оснований желудочков, все еще остающихся возбужденными. Результирующий вектор направлен сверху вниз и справа налево.
Комплекс QRST отражает процессы деполяризации и реполяризации миокарда желудочков.
Интервал Т-Р – отсутствие продольной разности потенциалов на поверхности сердца. Предсердия и желудочки в состоянии электрического покоя – вся поверхность сердечной мышцы электроположительна. В кардиомиоцитах регистрируется потенциал покоя.
Слайд 69Поток тока в груди вокруг частично деполяризованной желудочков
Слайд 70Особенности ЭКГ у детей
симпатотония
маленькие размеры сердца
равные правые и
левые отделы сердца
высокая чсс
короткие сегменты и интервалы ПР: РQ
«новорожденные» 0,08-0,14с «1-12мс» 0,08-0,16с «8-14» 0,10-0,18с «взрослые» 0,12-0,20с
синусовая аритмия, синусовая дыхательная аритмия
отклонение ЭОС вправо ПР: ЭОС «новорожденные» до 150° «3-12мс» 90° «8-14» 60-30° «взрослые» 60-30°
неполная блокада правой ножки пучка Гиса
«синдром замедленного возбуждения правого наджелудочкового гребешка»
возрастные изменения ЭКГ у детей:
уменьшение чсс
увеличение сегментов и интервалов
«стабилизация» ритма (становится правильным)
«горизонтализация» положения ЭОС
снижение амплитуды Р
увеличение амплитуды R, но снижение R V1-2
увеличение амплитуды и положительная направленность Т
особенности патологии ЭКГ у детей:
нарушения ритма чаще нарушений проводимости
предсердные экстрасистолы чаще желудочковых
предсердные экстрасистолы чаще функциональные
желудочковые экстрасистолы чаще органические
нарушения проводимости чаще врожденные
гипертрофия миокарда чаще при врожденных пороках сердца
Слайд 71Насосная функция сердца и волокна сократительного миокарда
Деполяризация сарколеммы (запуск)
Распространение ПД
по сарколеме вдоль и по Т-системе вглубь мышечного волокна
Изменение заряда
мембраны приводит к мобилизации ионов Са2+ из цистерн продольных трубочек миофибрилл
Запуск структурных и функциональных изменений регуляторных и сократительных белков, приводящих к сокращению.
Электромеханическое сопряжение (связь ПД и сокращением) осуществляют ионы Са2+.
Сердечная мышца не способна тетанически сокращаться.