§ 5.3 Теорія Ейтховена. Фізичні основи екг

Біопотенціали, які виникають в органах і тканинах живого організму, надзви­чайно чутливо відображають їх функціональний стан. Тому аналіз зареєстрованих біопотенціалів набув широкого використання в медичній практиці. Реєстрація різниці потенціалів між точками середовища, що оточує електрично активні тканини, на­зивається електрографією. Особливого поширення набув метод електрокардіог­рафії-дослідження функціонального стану серця, його автоматизму, збудливості і провідності шляхом графічної реєстрації зміни електричних потенціалів, які вини­кають у серцевому м'язі під час його збудження і проведення збудження.

Графічне зображення зміни сумарного електричного потенціалу, який виникає під час збудження і проведення збудження в сукупності міокардіальних клітин за кардіоцикл називається електрокардіограмою.

Ейнтховен запропонував моделювати електричну діяльність серця струмо­вим диполем з дипольним моментом

(5.8)

де - дипольний момент елементарного струмового диполя на клітинному рівні.

Вектор _с - в медичній літературі називають електричним вектором серця, або вектором електрорушійної сили серця.

Фізико-математична модель, в якій електричний генератор серця зведено до точкового струмового диполя, називається моделлю дипольного еквівалентного електричного генератора серця.

Еквівалентний струмовий диполь серця створює в тілі людини електричне поле, силові лінії якого виходять на поверхню тіла.

У таблиці 5 приведені значення максимального дипольного моменту серця для людини та деяких тварин.

Таблиця 5. Маса тіла серця та максимальний дипольний момент серця

Об'єкт	Маса тіла, кг	Маса серця,г	Максимальний дипольний момент серця,мА см
Щур
Собака
Людина
Кінь

Табл 5 = табл. 20 с.236, ремизов

Ейнтховен встановив відповідність між миттєвими значеннями проекцій елек­тричного вектора серця на фронтальну площину і різницею потенціалів між трьома точками цієї площини на поверхні тіла. Точки повинні утворювати рівносторонній трикутник, у центрі якого розміщений електричний вектор серця.

Різниця потенціалів, зареєстрована між будь-якими двома точками трикутни­ка Ейнтховена, пропорційна проекції електричного вектора на відповідну сторону (рис. 2.6).

_{АВ : СА} : : (5.9)

А D_AB B

Рисунок 2.6

Кожна з цих проекцій відповідає одному із стандартних відведень, прийнятих в електрокардіографії І-ЛР-ПР (RL); II ПР-ЛН (RF); III ЛР-ЛН (LЕ).

Протягом кардіоциклу кінець вектора описує складну просторову криву. В теорії Ейнтховена вона в першому наближенні приймається за плоску, розташова­ну у фронтальній площині грудної клітки, що складається з трьох петель: P, QRS, (рис. 2.7) . Проекція просторових петель на лінію I відведення протягом кардіо­циклу утворює криву з трьома відповідними зубцями - Р, QRS, Т і називається електрокардіограмою ( рис.2.8).

Для запису ЕКГ використовують електрокардіограф. Існує багато різних ма­рок електрокардіографів, але всі вони складаються з наступних частин: перемика­ча відведень, підсилювача біопотенціалів, реєструючого пристрою, джерела жив­лення.

Рисунок 2.7 Рисунок 2.8

На рис. 2.9 схематично зображена електрокардіограма здорової людини у першому відведенні .

Рисунок 2.9

Відрізки на ЕКГ, розміщені між зубцями, називають сегментами, а відрізки, що складаються з сегмента і зубця - інтервалами. Горизонтальні ділянки сег­ментів вказують на відсутність різниці потенціалів на поверхні тіла: вони зображені ізоелектричною лінією. Зубці і хвилі, спрямовані вершиною вгору від ізоелектричної лінії, вважаються додатними, вниз - від'ємними. Діагностичними показниками ЕКГ є форма, висота зубців та інтервали між ними.

Висота (амплітуда) зубців вимірюється в мм (мВ), а тривалість - в частках секунди. Тривалість кардіоциклу - 0,8-0,9 с. Зубець Р записується під час поши­рення збудження в міокарді передсердь; його тривалість 0,06-0,11 с. Сегмент PQ відповідає часу розповсюдження збудження від передсердя до шлуночків. Комп­лекс QRS утворюється при поширенні збудження в міокарді шлуночків у напрямі від ендокарда до епікарда; його тривалість 0,08-01 с. Сегмент SТ є відображен­ням проміжної стадії реполяризації шлуночків, а зубець Т- її кінцевої стадії. Після зубця Т починається діастола і на ЕКГ спостерігається ізолінія.

Електрокардіограма не дає уявлення про просторову орієнтацію електрично­го вектора серця _с, а для діагностики така інформація конче потрібна. Для її отримання використовують метод просторового дослідження електричного поля серця - електровекторкардіографію.

У векторній кардіографії реєструють два види кривих, які характеризують вектор _с:

1. векторкардіограму - геометричне місце точок (траєкторію) кінця вектора _с в просторі за кардіоцикл;

2. плоскі векторелектрокардіограми (петлі), які описує кінець вектора _с в проекції на будь-яку з трьох координатних площин.

Проекція векторелектрокардіограми отримується при додаванні двох відве­день, які вибирають так, щоб лінії, що сполучають точки прикладання електродів, були взаємоперпендикулярними.

Прилад для візуального спостереження векторелектрокардіограми назива­ють векторелектрокардіоскопом.

Розділ 6. Фізичні процеси в біологічних тканинах під дією електричного струму