Лабораторная работа №4 работа с электрокардиографом. Построение средней электрической оси сердца

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 РАБОТА С ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФОМ. ПОСТРОЕНИЕ СРЕДНЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ОСИ СЕРДЦА Цели работы: Ознакомиться с представлениями, составляющими основу метода электрокардиографии. Снятие ЭКГ в трех отведениях. Построение средней электрической оси сердца. 1. Электрическая активность сердца. Электрокардиография – метод регистрации электрической активности миокарда в ходе сердечного сокращения. Регистрируется некоторый суммарный эффект активности клеток. На уровне отдельной клетки, при ее переходе в возбужденное состояние, на мембране происходит изменение электрического потенциала: на смену отрицательному потенциалу покоя приходит положительный потенциал действия. Этот процесс сопряжен с переносом ионов различного вида через мембрану. Клеточная мембрана в спокойном состоянии клетки поляризована таким образом: внутри клетки – минус, снаружи – плюс. При переходе клетки в возбужденное состояние ситуация на мембране меняется на противоположную: внутри клетки – плюс (преобладают положительные ионы), снаружи – минус. Эти изменения на клеточной мембране называются деполяризацией. После того, как возбужденная клетка выполнила свою природную функцию, она возвращается в спокойное состояние; восстанавливаются и начальные концентрации ионов по обе стороны мембраны. Этот процесс называется реполяризацией. Переходы клеток в возбужденное состояние и последующий их возврат в спокойное состояние носит массовый характер, и в различных участках миокарда начинается, происходит и заканчивается не одновременно. Поэтому можно говорить о волнах деполяризации и реполяризации, распространяющихся по сердцу в целом или по отдельным его частям - предсердиям, желудочкам, перегородкам. Представлениям о сердце как органе, по которому распространяются волны деполяризации и реполяризации, хорошо соответствует модель, согласно которой сердце – это электрический диполь, электрическое поле которого ощутимо (благодаря проводящим тканям) далеко за пределами сердца, и может регистрироваться с помощью системы электродов, помещенных на поверхности тела. 2. Электрический диполь как модель. Электрический диполь нас будет интересовать не как техническое устройство, а как электрическая модель сложных процессов. Можно говорить о различных электрических моделях; рассмотрим две из них: электростатический и токовый диполи, с тем, чтобы выбор модели для сердца представлялся обоснованным. Электростатический диполь – это система из двух равных по величине зарядов +q и – q, разделенных промежутком L. Дипольный момент – это вектор , модуль которого р = qL, а направление – по прямой, соединяющей заряды – полюса, «от минуса к плюсу». Эта система зарядов, как целое, электрически нейтральна: +q – q = 0. Но чем больше величина дипольного момента, тем ощутимее электрическое поле вблизи диполя. Электростатический диполь оказался весьма продуктивным модельным представлением при изучении и описании свойств диэлектрических сред (таковы, например, жировые и костные ткани). Молекулу, у которой центры положительных и отрицательных зарядов не совпадают в силу сложности их строения, можно рассматривать как диполь и аттестовать величиной дипольного момента. Тогда дипольный момент некоторого количества вещества – это векторная сумма дипольных моментов отдельных молекул. Подобные представления весьма продуктивны при рассмотрении поведения диэлектрических тканей во внешнем электрическом поле, создаваемом, например, аппаратами УВЧ или СВЧ. Клеточные мембраны поляризованы как в спокойном, так и в возбужденном состоянии, и можно говорить о величине электростатического дипольного момента отдельных частей мембран. Но что касается векторной суммы дипольных моментов по всей клетке, и по сердцу в целом, то по-видимому такая сумма равна нулю. Подтверждение тому – то обстоятельство, что электрокардиограф ничего не регистрирует в промежутки времени между сердечными сокращениями. Сердце проявляет внешнюю электрическую активность только на стадии сокращений, с опережением мышечного сокращения на 0,02 – 0,04 с, и для описания этой активности продуктивной оказалась модель токового диполя. Токовый диполь имеет дипольный момент , где L – расстояние между полюсами (опять полюсами!) каковыми являются возбужденные и не возбужденные участки миокарда; I – сила ионного тока в межклеточной среде на таких промежутках. Направление вектора - от отрицательного полюса (возбужденный участок органа) к положительному (невозбужденный участок). С точки зрения электрокардиографии в ее сложившемся состоянии, интегральный электрический вектор сердца (ИЭВС) – это векторная сумма дипольных моментов токовых диполей, с суммированием по всему объему сердца. В ходе сердечного сокращения ИЭВС меняется как по величине, так и по направлению в пространстве. Отведением в электрокардиографии называется система из двух электродов, установленных на поверхности тела пациента и подключенных к электрокардиографу. Регистрируемая в любом отведении разность потенциалов является проекцией ИЭВС на линию, соединяющую электроды этого отведения. Меняется вектор – меняются его проекции. Регистрируемые электрокардиографом изменения электрического потенциала соответствуют некоторым изменениям ИЭВС как по модулю, так и по направлению, в ходе сердечного сокращения. В ситуации «вектор – его проекции» можно говорить о прямой и обратной задачах. Прямую задачу – переход от ИЭВС живого сердца к его меняющимся во времени проекциям в отведениях выполняет электрокардиограф. Обратную задачу – воссоздание вектора ИЭВС по двум его проекциям для определенной стадии сердечного сокращения, Вам предстоит решить графически в ходе выполнения данной работы. Опытный кардиолог имеет навыки суждений об ИЭВС и об отклонениях в его изменениях от нормы, анализируя лишь его проекции – записи ЭКГ в отведениях, и не прибегая к графическим построениям. Но возможность наблюдать этот вектор в ходе обследования, да еще в режиме реального времени – идея заманчивая. Задача о непрерывном воссоздании вектора ИЭВС по двум его меняющимся проекциям – значениям потенциала в двух отведениях, - имеет техническое решение с помощью векторэлектрокардиографов. Еще раз подчеркнем распространенное заблуждение. Многие считают, что регистрируемые на ЭКГ изменения электрической активности сердца – следствие изменений его формы в ходе сократительной деятельности. Между тем, измерения показали, что его электрическая активность начинает проявляться несколько раньше, чем появляются первые стадии сокращения, и в ходе сократительного цикла электрическая активность опережает механику сокращений. Так что изменения электрического статуса клеток – первичны, сокращения миокарда – вторичны, а изменения ИЭВС – следствие и того, и другого. 3. Элементы практической электрокардиографии Стационарные электрокардиографы обеспечивают одновременную запись на широкой бумаге электрических потенциалов во многих отведениях. В данной работе Вы знакомитесь с портативным одноканальным прибором, применяемым при выездах врача к пациенту. Прибор ЭК1Т – 03 может работать как от сети, так и от аккумулятора. Будучи одноканальным, он обеспечивает последовательную регистрацию потенциалов в отведениях. Схема стандартных отведений была предложена основателем данного метода – В. Эйнтховеном. Согласно этой схеме, на теле пациента устанавливаются три электрода: на предплечьях и на левой голени. Они образуют три отведения. Геометрическая схема, называемая «треугольник Эйнтховена», такова. Если пациент лежит, раскинув руки и ноги, то закрепленные на них электроды образуют равносторонний треугольник, в центре которого – сердце, равноудаленное от сторон и от вершин этого треугольника. Графические построения ИЭВС Вам предстоят в привязке к треугольнику Эйнтховена. При снятии ЭКГ пациент может иметь и другую позу. При этом если сгибаются руки или ноги, то изгибаются и силовые линии электрического поля в проводящих тканях пациента. Так что изменения его позы практически не изменяют характера записей в отведениях. Интерпретировать их все равно можно в привязке к треугольнику Эйнтховена. Но путаница в размещении и подключении электродов недопустима, поскольку приводит к ошибкам в диагностических заключениях. И вообще, снятие ЭКГ – жестко регламентированная процедура, в которой нет мелочей. Принятая нумерация отведений: I – (правая рука – левая рука) II – (правая рука – левая нога) III – (левая рука – левая нога) Система обозначений для пиков электрической активности на кардиограммах также предложена Эйнтховеном, и с тех пор сохраняется (см рисунок). В ходе становления и развития метода ЭКГ были установлены связи между состоянием различных участков сердца и записями его электрической активности на кардиограмме. Подробное обсуждение этих связей не входит в задачи кафедры физики. Ограничимся констатацией связей общего характера: Зубец Р – возбуждение обоих предсердий Зубец Q- возбуждение левой половины межжелудочковой перегородки Зубец R - возбуждение желудочков Зубец S - возбуждение основания левого желудочка Зубец Т – соответствует процессам реполяризации Зубец U регистрируется не всегда, и его происхождение не изучено. 4. Электрокардиограф В состав электрокардиографа входят следующие блоки: Входное устройство. Это система электродов, кабелей их подключения к прибору, приспособлений для фиксации электродов. Усилитель биопотенциалов. Коэффициент усиления – порядка 5000. Регистрирующее устройство. В нем отклонения пера, пропорциональные биопотенциалам, записываются на специальной ленте. В данном случае, кончик пера – горячий, а лента – термочувствительная. Применяются значения скорости протяжки ленты 25 мм/с и 50 мм/с Блок питания Блок калибровки. При его кратковременных включениях, на вход усилителя вместо пациента подключается калибровочное напряжение 1 мВ. Если усилитель в порядке, то на ленте прописывается прямоугольный импульс высотой 10 мм Вся статистика по норме и патологии высоты зубцов на ЭКГ – это данные в милливольтах. Поэтому запись калибровочного сигнала перед обследованием и после обследования обязательна. Современные дизайнерские решения приборов таковы, что отпадает необходимость в подробных указаниях, где размещены кнопки и клавиши переключений. Вникнув в простую символику обозначений, убедитесь в возможностях следующих переключений: переключения отведений в прямой () и обратной () последовательности; световая индикация этих переключений; включение успокоителя пера («0»), со световой индикацией включения; включение калибровочного напряжения 1мВ переключение скорости протяжки ленты на 25 мм/с («25») или 50 мм/с («50»). 5. Порядок выполнения работы Под контролем лаборанта установить электроды на предплечьях и на левой голени. Подключить электроды к кардиографу. Включить электрокардиограф. Установить скорость протяжки ленты 25 мм/с. Это означает, что при расшифровке записей одному миллиметру вдоль ленты соответствует время t = 1/25 = 0.04 с/мм. Записать калибровочный импульс 1 мВ. Выполнить запись ЭКГ последовательно в трех отведениях. Снова записать калибровочный импульс 1 мВ. 6. Обработка записей ЭКГ Убедитесь, что высота калибровочного импульса на кардиограмме h = 10 мм, и следовательно при расшифровке записей одному миллиметру смещения пера соответствует 0.1 мВ/мм. С помощью миллиметровой сетки, нанесенной на ленту типографским способом, измерить высоту зубцов и интервалы между ними. Результаты занести в табл. 1 и 2. Таблица 1. Амплитуда зубцов в отведениях. Зубцы Отведения P Q R S T I мм мВ II мм мВ III мм мВ Норма, мВ до 0,25 0 – 0,25 0,6 – 1,6 0 – 0,6 0,25 – 0,6 Табл. 2. Интервалы времени между зубцами в отведении I. Интервал R - R P - Q Q - T Длительность зубца Т Длительность мм с Норма, с 0,8 - 1 0,12 – 0,21 0,25 – 0,40 0,12 – 0,16 По данным таблицы 1 вычислить проекции ИЭВС для некоторого среднего положения сердца в ходе сокращения. Значения проекций вычисляются так: OX = R – (Q+S), где Q и S – положительные величины. Вычислите значения проекций для первого и третьего отведения: OX1 и OX3. Построение ИЭВС по двум проекциям ведется не в привычной прямоугольной (декартовой) системе координат, а в гексагональной, связанной с треугольником Эйнтховена. Эта особенность не меняет сути самих построений. Построения, которые Вам необходимо выполнить, иллюстрируются схемой, изображенной на рисунке. Направление построенного ИЭВС в медицинской литературе часто называют средней электрической осью сердца. Средняя электрическая ось близка к анатомической оси сердца. Считается нормой, когда угол  наклона этой оси лежит в пределах 30 - 700. Значение угла , полученного при построениях, измерьте с помощью транспортира и сравните с показателем нормы. В выводах по работе необходимо отметить: 1. Соответствуют ли результаты измерений в таблице 1 показателям нормы. 2. Соответствуют ли измеренные временные интервалы, представленные в таблице 2, показателям нормы. 3. В норме ли угол наклона средней электрической оси сердца. Контрольные вопросы. Электрическая активность сердца. Электрический диполь как модель сердца. Электрокардиограф: назначение, принцип действия. Интегральный электрический вектор сердца. Его проекции в треугольнике Эйнтховена. Калибровка электрокардиографа. Калибровочный импульс. Связь между зубцами ЭКГ и состоянием различных участков сердца. Автор - Сидоров В.П.

Похожие:

	Лабораторная работа ew-14 «смещение потенциала нейтрали в четырехпроводной трехфазной электрической цепи» Определить, используя графическое построение, смещение потенциала нейтрали в четырехпроводной трехфазной цепи; сравнить полученный...		Лабораторная работа Установка и настройка 6 Лабораторная работа Демонстрационный проект 7 Упражнение 1: Работа с основной схемой проекта 7 Упражнение 2: Работа со схемой «Резервуарный парк» Разработка систем диспетчерского контроля и управления с использованием Infinityscada 4
	Лабораторная работа определение моментов инерции тел и проверка основного Ввиду того, что радиус шкива много меньше расстояний грузов от оси вращения его моментом инерции можно пренебречь. Обозначив длины...		План-конспект урока строение и работа сердца Формирование у учащихся новых понятий о сердечном цикле и автоматизме работы сердца, представлений о взаимосвязи строения и функции...
	Лабораторная работа №3 Сборка электрической цепи и измерение силы тока в её различных участках Цель работы: Овладеть приемами сборки электрической цепи, составленной из после­довательно соединенных элементов убедиться на опыте,...		Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей Лабораторная работа. Ряд напряжений металлов. Гальванические элементы. Электролиз юююююю
	План-конспект урока строение и работа сердца Цель урока: выявить причины высокой работоспособности сердца на основе связи строения сердца с его функциями		Методические рекомендации к лабораторному практикуму моделирование приборов, систем и производственных процессов Лабораторная работа «Построение 3D-моделей изделий»
	Тематическое планирование биология, 6 класс Морфология листа (лабораторная работа) 12. Строение растительного организма. Клетки и ткани 13. Типы растительных тканей (Лабораторная...		Лабораторная работа Правила работы с вычислительной установки Лабораторная работа Работа с клавиатурой Лабораторный практикум по информатике представляет собой учебно-практическое издание для студентов педагогического вуза непрофильных...