Лабораторная работа № 4.3 физические основы электрокардиографии. Изучение работы электрокардиографа

Мотивационная характеристика темы. Живые ткани являются источником электрических потенциалов (биопотенциалов).

Регистрация биопотенциалов тканей и органов с диагностической (исследо­вательской ) целью получила название электрографии.Такой общий термин употребляется сравнительно редко, более распространены конкретные названия соответствующих диагностических методов: электрокардиография (ЭКГ) – регистрация биопотенциалов, возникающих в сердечной мышце при её возбуждении;электромиография – метод регистрации биоэлектрической активности мышц; электроэцефалография ( ЭЭГ ) – метод регистрации биоэлектрической активности головного мозга и др.

В большинстве случаев биопотенциалы снимаются электродами не непосредственно с органа ( сердце, головной мозг ), а с других, “соседних”, тканей, в которых этим органом создаются электрические поля. В клиническом отношении это существенно упрощает саму процедуру регистрации, делая её безопасной и несложной.

Цель работы: Изучить принцип работы электрокардиографа, снять электрокардиограмму и измерить ее характеристики.

К работе необходимо:

Знать	Уметь
Биопотенциалы и их регистрация. Интегральный электрический вектор сердца, теория Эйнтховена. Электрокардиограф: устройство, принцип действия, классификация электрокардиографов. Генез зубцов электрокардиограммы. Расшифровка электрокардиограмм. 6,Дипольная теория формирования зубцов ЭКГ.	Подготовить электрокардиограф к работе. Снять электрокардиограмму. Рассчитать основные параметры электрокардиограммы. Построить и определить положение анатомической оси сердца

Литература:

Основная:

1. А.Н.Ремизов. Медицинская и биологическая физика. М.,1999, Гл.14

2. А.Н.Ремизов Курс физики, электроники и кибернетики”, 1982 г., Гл.15.

3. И.А.Эссаулова и др. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике. М., 1987, Лб № 32.

4. Ю.А.Владимиров и др. , “Медицинская биофизика”, 1983г., Гл.9..

Дополнительная:

4.Н.М.Ливенцев. Курс физики, 1978г, Часть.6, Гл.26.

5..Б.Т.Агапов. Лабораторный практикум по физике, 1982г., Гл.13.

Контрольные вопросы для определения исходного уровня знаний

1. Сформулировать задания, выполняемые в данной лабораторной работе.

2. Правила работы с электрокардиографом.

Информационный блок

Одним из методов исследования, применяемых в медицине, является электрокардиография — регистрация электрических процессов в сердечной мышце, возникающих при ее возбуждении. Этот метод нашел широкое применение вследствие доступности и безвредности. В основе электрокардиографии лежит теория Эйнтховена, в которой сердце рассматривается как токовый диполь.

Изменение модуля и направления электрического дипольного момента сердца во времени можно отразить графически с помощью электрокардиограммы (ЭКГ). По теории Эйнтховена, существует связь между вектором электрического дипольного момента сердца и разностями потенциалов, измеряемыми между определенными точками на поверхности тела человека.

Рис.1

Таким образом, чтобы снять ЭКГ, нужно зарегистрировать изменение во времени этой разности потенциалов. Разность потенциалов, регистрируемая между двумя точками на поверхности тела, в физиологии называется отведением. Существуют различные системы отведении. Они отличаются местом положения точек, между которыми снимается разность потенциалов: грудные отведения, отведения от конечностей и т. д. Наиболее широко в клинической практике применяются отведения от конечностей (рис.1).

Отведения I, II и III называются стандартными. Для их получения электроды накладывают на верхние и нижние конечности. К правой ноге подключают провод заземления. Возможно также применение добавочного грудного электрода. Отведения с этим электродом называются грудными. Эти отведения дают дополнительную диагностическую информацию.

Рис.2

Нормальная ЭКГ за цикл работы сердца в отведении 1 изображена на рис.2. Зубцы ЭКГ условно обозначают буквами латинского алфавита Р, Q, R, S, Т. Основными характеристиками ЭКГ являются форма и высота зубцов и длительность интервалов. При патологических изменениях в сердце происходит изменение этих характеристик, что позволяет использовать электрокардиограммы для диагностики заболеваний сердца.

Зная высоту зубцов ЭКГ, можно определить углы, образованные вектором дипольного момента сердца с линиями отведении. Обычно определяют угол а, образованный диполем с линией I отведения. В работе 20 описано, как определяется угол между вектором дипольного момента токового диполя и стороной равностороннего треугольника. Принято считать, что линия АВ соответствует отведению I, AC - отведению II, ВС - отведению III. Тогда U_AB = U_I, U_AC= U_II, U_BC = U_III и á_AB = á. В соответствии с этим формула примет вид

(1)

где U_I, U_II, U_III — высота зубца R электрокардиограммы соответственно в отведениях I, II и III.

В тот момент времени, когда дипольный момент сердца принимает максимальное значение (зубец R на ЭКГ), направление дипольного момента (электрическая ось сердца) совпадает с его анатомической осью. На основании этого, используя электрокардиограмму, можно определить положение анатомической оси сердца.

Прибор, производящий запись ЭКГ, называется электрокардиографом. Существует много различных марок электрокардиографов, которые отличаются количеством каналов для записи, типом питания (батарейное, сетевое), видом записи (чернильно-перьевая, фотозапись, тепловая запись).