1. Сердце как электрический генератор

В теории электрокардиографии сердце представляют как дипольный эквивалентный электрический генератор.

Для расчета потенциалов поля генератор представляют в виде токового электри­ческого диполя — системы из положительного полюса (ис­тока электрического тока) и отрицательного полюса (сто­ка), расположенных на небольшом расстоянии друг от другаля — электрический дипольный момент Đ. Это векторная величина, определяемая произведением тока в диполе (равного суммарному току во внешней среде) и вектору расстояния между полюсами. -->.

Направление вектора дипольного момента принимается от отрицатель­ного полюса к положительному (совпадает с направлением тока внутри диполя).

Единый сердечный диполь

В возбужденном миокарде всегда можно представить много элементарных ди­полей (рис. 710120644), векторы которых различную величину и направлены в разные стороны. На рисунке для упрощения объяснения показано только четыре элементарных вектора - Â₁, Â₂, Â₃, Â₄.

Рис. 710120644. Регистрация моментных векторов при электрокардиографии. Объяснение в тексте.

Электрокардиограф записывает суммарный (результирующий) вектор электродвижущей силы сердца для данного момента возбуждения. Т.е. векторы Â₁, Â₂, Â₃, Â₄ одновременно дают на ось отведения свои проекции.

На рисунке показаны оси отведений, выбранных Эйнтховеном. На ось I отведения проекции векторов Â₁, Â₂, Â₃, Â₄ соответственно равны Â^/₁, Â^/₂, Â^/₃, а на ось II отведения ‑ Â^//₁, Â^//₂, Â^//₃. Естественно векторы этих проекций регистрируются как единый вектор этого отведения соответственно Â_I и Â_II.

Потенциал электрического поля сердца складыва­ется из дипольных потенциалов элементарных диполей. Поскольку в каждый момент кардиоцикла возбуждается сравнительно небольшой участок миокарда, расстояния от всех диполей до точки измерения потенциала пример­но равны друг другу.

Потенциал внешнего электрического поля сердца можно представить в виде дипольного потенциала одного эквивалентного диполя. Этот диполь называют эквивалентным диполем сердца, а его вектор называют суммарный моментный вектор.

Регистрируя величины и направления проекций суммарных векторов в двух произвольных отведениях Â_I и Â_II (рис.       ), можно определить суммарный моментный век тор

Рис.       . Восстановление среднего моментных векторов при электрокардиографии. Объяснение в тексте.

Модель, в которой электрическая активность миокарда заменяется действием одного эквивалентного точечного диполя называют дипольным экви­валентным электрическим генератором сердца.

Внешнее электрическое поле сердца

В результате электрической активности сердца и создания им электрических полей в различных частях тела образуются и меняют свое значения электрические потенциалы потенциалы.

Все большее распространение в последнее время получает регистрация электрокардиограммы при расположении электродов в пищеводе или в полостях сердца при катетеризации.

Однако, чаще всего при электрокардиографии измеряют потенциалы на поверхности тела.

Распределение потенциалов на поверхности тела при работе сердца ещё в конце XIX века показал Уоллер (Waller) (рис.     ).

Рис.     . Изопотенциальная карта Уоллера через 40 мс после начала возбуждения миокарда. Цифрами обозначены значения потенциалов.

Распределение этих потенциалов постоянно меняется (рис.     ).

Рис.     . Изменение распределения потенциалов на поверхности тела при работе сердца.

Регистрация этих изменений и составляет суть электрокардиографии.

Можно сформулировать две основные задачи изучения внешнего электрического поля сердца: первая (прямая) заключается в выяснении механизма возникновения электрограмм, вторая (обрат­ная, или диагностическая) — в выявлении состояния ор­гана по характеру его электрограмм. Первую задачу мы попытаемся решить на занятиях по физиологии, задачи второго типа Вам предстоит много раз решать на клинических кафедрах и будучи практическим врачом. Но, не решив прямую задачу, решать обратные задачи Вы не научитесь!

Вспомним каковы биофизические принципы исследования электрических полей в организме? При изучении механизма возникновения электрограмм ткани и органы как источники электрического поля пред­ставляют в виде эквивалентного электрического генера­тора. Под ним подразумевается модельная физическая система, которая должна удовлетворять двум требованиям:

1. расчетные потенциалы электрического поля эквивалент­ного генератора в разных точках организма должны быть равны реальным, регистрируемым потенциалам;

2. при варьи­ровании параметров эквивалентного генератора должны происходить такие же изменения его поля, как и в реаль­ных электрограммах при соответствующем сдвиге функ­ци­они­ро­ва­ния органа.

Почти во всех существующих моделях электрическую активность органов и тканей сводят к действию опреде­ленной совокупности токовых электрических генераторов, находящихся в объемной электропроводящей среде.