1 F2 EKG registrering av elektrokardiogram Arbetsinstruktionerna på sidorna 1012 Svara på de aktiverande frågorna 36
2 Vad är elektrokardiografi? Elektrokardiografi, en över 100 år gammal teknik som fortfarande är användbar inom hjärtforskning, utvecklades år 1901 av den Holländska fysiologen Willem Einthoven. Som komplement till denna bipolära metodik (skalär EKG) utvecklade Frank N. Wilson 1933 den unipolära EKG:n, som sedermera ytterligare förbättrades av E. Goldberg. Härmed uppkom den nuvarande 12kanals EKGmetodiken. Med denna undersökningsmetodik registreras från hjärtat ett sk elektrokardiogram (EKG), som beskriver hjärtmuskelns aktivitetsströmmar som en funktion av tiden. Med aktivitetsströmmar menas jonströmmar över cellmembranet (eng active currents, fin pakkovirta) samt extracellulära strömmar ( volymströmmar, fin tilavuusvirrat) som pga dessa bildas i den omgivande konduktiva bindväven och vävnaderna; EKG mäter huvudsakligen volymströmmar. Man kan registrera EKG från vilka två punkter som helst på huden och den registrerande elektroden kan tom vara intrakardialt. En konventionell registrering sker från vissa förutbestämda punkter på huden, vilket gör det möjligt att sinsemellan jämföra på varandra följande mätningar samt mätningar mellan olika individer. Man kan ta en EKG utskrift på skrivarpapper eller alternativt i realtid följa med mätningen från en dataskärm. Vid EKG registreras en spänningsförskjutning enbart då en tillräkligt stor cellmassa i hjärtat håller på att depolariseras eller repolariseras. Celler i vila förorsakar inga spänningsfält. Envar cell som håller på att depolariseras (eller repolariseras) bildar ett dipolanlag, med en positiv och en negativ pol, vilka bildar en strömkrets. Spänningsflödet går vertikalt mot strömflödet och det bildas ett positivt och negativt spänningsfält (Bild 1). Av spänningsfälten bildas den ena ytterom cellen, och den andra inne i cellen (Bild 2). Depolarisaatiorintaman etenemissuunta solukalvo s olu ka lvo solukalvo Bild 1. Spännings och strömflödet dipolen Bild 2. Cellmembranets aktiva strömmar samt i volymströmmar
3 Bild 3 beskriver framfarten av depolarisationsfronten i en enskild hjärtmuskelcell dvs i ett dipolanlag. I läget vid 3A har depolarisationsfronten framskridit till halva cellen från vänster till höger och gjort utsidan av cellen, på baksidan av frontlinjen, negativt laddad (negativ pol). På framsidan av fronten är cellmembranet fortfarande polariserat och yttersidan positivt (positiv pol). När depolarisationsfronten rör sig mot den positiva elektroden, är den uppmätta Bild 3. spänningsskillnaden mellan två elektroder positiv och maximal. Spännigsskillnaden kan inte mera detekteras när cellmembranet helt depolariserat (3B). I bild 3C framskrider repolarisationsfronten i samma riktning som depolarisationsfronten men polariteten och strömmarnas riktning är de omvända. I bild 3D kan spänningsskillnaderna inte längre detekteras när cellmembranet helt har repolariserat. Hjärtats depolarisationsfront består i praktiken av en stor mängd likriktade, parallella dipoler. När depolarisations eller repolarisationsfronten Depolarisationsfronten i ett dipolanlag framskrider i hjärtat upphävs en stor del (kanske 7080%) av dipolanlagen. De anlag som återstår bildar en sk ekvivalent dipol, som har en positiv och negativpol och en strömvektor som går genom dessa. Riktningen och storleken på denna vektor bestäms av antalet, inbördes avstånd och riktning på de dipolanlag som medverkar (de som inte har upphävts). Bild 4 beskriver elströmmarna i hjärtat vid det ögonblick när kamrarna delvis har depolariserats i septumområdet; härvid går strömmen från det depolariserade området mot det polariserade enligt bildens beskrivning. I den förstorade bilden anges den momentana summavektorn (svarta pilen) för ifrågavarande ögonblick. Bild 4.
4 Depolarisations eller aktiveringsordningen Hjärtat aktiveras i en specifik sekvens. Först aktiveras sinusknuten, som pga sin ringa massa inte lämnar spår på EKG:n. Pvågen är en gemensam depolarisationsoscillation för höger och vänster förmak (Bild 5). Bild 5. EKGregistrering under två aktivitetscykler. När Pvågen avslutats fortskrider depolarisationen krypande till AVnoden, vilket inte syns på EKG:n, som endast registrerar ett isoelektriskt streck. Kamrarnas depolarisation framskrider från kammarseptum vänstra sida mot den högra (Bild 6). Härvid bildas Qvågen eller början av R vågen. Retledningsbanan leder depolarisationsfronten med en hög hastighet till bägge kamrarna, i vilka den framskrider från hjärtmuskelns inre delar utåt. Pga sin mindre massa kommer den högra kammaren att depolariseras helt och hållet innan den vänstra. Kamrarnas depolarisation slutar i den övre bakre delen av den vänstra kammaren. I sin helhet bildar kamrarnas depolarisation vid EKG det sk QRSkomplexet. Repolariseringen av förmaken sammanfaller normalt med och täcks av depolarisationen av kamrarna. Kamrarnas repolarisation bildar T vågen. Repolarisationen följer inte lika noga retledningsbanan som depolarisationen, utan den är icke homogen och allt sker långsammare samt i motsatt ordningsföljd. När depolarisationen sker i riktningen endokardium mot epikardium, sker repolarisationen från hjärtats ytliga delar mot de inre. Detta beror på att cellerna på ytan av hjärtat har en snabbare repolarisationsfas samt en mindre och mer kortlivad aktionspotential än de först aktiverade subendokardiala cellerna. Detta resulterar i en situation där ytterskiktet har passerat aktiveringsfasen och blivit elektropositiva, medan den inre ytan ännu aktiveras och är elektronegativ. Denna fasskillnad resulterar
5 slutligen i att vid EKG, som beskriver aktiveringen av hela hjärtat, kommer den positiva QRSvågen alltid att följas av en positiv Tvåg. I bild 6 beskrivs hjärtats aktiveringsordning. Vi kan se att kammarseptum aktiveras från vänster mot höger, delvis pga att den vänstra förgreningen fördelas till ett Purkinjenätverk redan i septum. Dessutom aktiveras vänstra kammarens papillarmuskler i kranialriktning. Till följd av detta riktas hjärtats första transienta summavektor från vänster till höger, lite uppåt till höger och framåt. Efter detta aktiveras hjärtats olika delar utgående från kammaren, från apex mot hjärtats bas. Bild 6. Hjärtats aktiveringsordning FRÅGA 1. Varför är alla EKGkopplingar isoelektriska (visar noll), när depolarisationen sprids längs retledningsbanorna? FRÅGA 2.Varför är summavektorn i riktning vänsterkammare mot högerkammare vid depolarisation av septum? FRÅGA 3. Vilken EKG parameter förändras när spridningen av depolarisationen via AVnoden till kamrarna blir långsammare?
6 FRÅGA 4.Durationen av vilken EKG parameter förändras när retledningsbanorna i kamrarna går av? Registrering av EKG Inlärningsmålet för övningsarbetet är att lära deltagarna göra en standard 12kanals EKGregistring på en försöksperson. Saker som bör noteras om avledningarna: 1. placeringen av elektroderna 2. polariteten 3. typen av referenselektrod 4. riktningen på kopplingsaxeln Kopplingarna som används: 1 Bipolära extremitetsavledningar Benämning Elektrod som undersöks () Referenselektrod () I Vänster hand Höger hand II Vänster fot Höger hand III Vänster fot Vänster hand 2 Unipolära extremitetsavledningar Benämning Elektrod som undersöks () Referenselektrod () avr Höger hand Vänster hand och vänster fot avl Vänster hand Höger hand och vänster fot avf Vänster fot Höger hand och vänster hand 3 Bröstavledningar Benämning Elektrod som undersöks () Referenselektrod () V1 4. revbensmellanrummet, höger kant av sternum Summan av tre extremitetsavledningar V2 4. revbensmellanrummet, vänster kant av sternum V3 Mellan V2 och V4 V4 5. revbensmellanrummet, medioclavicularlinjen V5 Mellan V4 och V6 V6 5. revbensmellanrummet, mittersta axillarlinjen
7 Bild 7. Iavledningen skapas så att den vänstra handen görs positiv och den högra negativ. Kopplingsaxelns orientationsvinkel är i frontalplanet 0. Man kan också säga att Iavledningen ser på hjärtat ur denna vinkel. I bild 8 beskrivs beskådningsvinkeln som pilens riktning angivet utgående från den undersökande elektroden. Orientationsvinkeln för IIavledningen är 60 och IIIavledningen 120. Bild 8. Avledningarna ser på hjärtat i frontalplanet enligt beskrivningen. Gradringen börjar från Iavledningen. De förstärkta eller unipolära avkopplingarna skapas olikt de bipolära; en extremitet görs positiv medan alla de övriga bildar den negativa elektroden (sk indifferentelektrod) varvid de utgör en typ av medeltalsavledning. Strävan är att skapa en mer eller mindre oförändrad bakgrund för den undersökande elektroden. Förstärkningen inbegriper att man har ökat på de egentliga extremitetsavledningarnas känslighet.
8 Bild 9. Orientationsvinklarna på de förstärkta avledningarna Bröstavledningarna undersöker hjärtat i horisontalplanet, med andra ord i planet av en genomskärning av bröstkorgen på nivån av hjärtat. I sin helhet undersöker den standardiserade 12kanal EKGmätningen hjärtat i två olika rymdplan, från tolv olika vinklar (Bild 10). Bild 10. Hjärtats placering i horisontalplanet i förhållande till de unipolära bröstavledningarna V1 V6 samt orientationsvinklarna för de olika 12kanal EKGavledningarna Bild 11. Brösteiktrodernas placering.
9 Elektroderna kopplas så att den röda extremitetsavledningen kommer på höger hand, den gula på vänster hand, gröna på vänster fot och den svart kopplas till jordelektroden på höger fot. Normal EKG Pvågen Duration < 120 ms Amplitud < 3 mm (0,3 mv) Positiva i avlednigarna I, II, avf, ja V3V6 Negativ i avledningen avr och ofta avledning V1 QRSkomplexet Duration < 120 ms Amplituden i extremitetsavledningen < 2,5 cm (2,5 mv), summan av bröstavledningarna V5 eller V6 högsta Rvåg och V1 eller V2 djupaste Svåg < 4,5 mv. Tvågen Positiva i avledningarna I, II, ja V3V6 Negativ avledning avr Positiva eller negativa avledningar II, avl, avf och V1V2 PQtiden Tiden från början av Pvågen till början av antingen Q eller Rvågen, normalt 120200 ms QTtiden Bestämmer tiden från början av Q eller Rvågen till slutet av Tvågen, durationen beror på pulsfrekvensen, normvärdet kan ses från EKGlinjalen. Om QTtiden är mer än 10% över normvärdet kan det vara patologiskt. Hjärtats elektriska eller frontalaxel Med hjärtats elektriskaaxel menas allmänt den vektor i frontalplanet som beskriver hjärtats huvudsakliga elektriska krafter under depolarisationen och den bestäms med hjälp av QRSvågen. Med moderna EKGapparater bestäms frontalaxeln automatiskt. I praktiken räcker det till att grovt bedöma axelriktningen enligt följande: Man noterar vilken av extremitetsavledningarna som har en ungefär lika stor positiv och negativ förskjutning av QRSvågen. Den eftersökta axeln är vertikalt mot denna och riktad mot den avledning där QRSvågen är positiv. I kursboken finns en beskrivning på hur man gör en noggrannare geometrisk bestämning av axeln, Boron ja Boulpaep (2012), sida 521. Den elektriska axeln är normalt i området 0 90. På EKGlinjalen och i litteraturen anges det normala området en aning större dvs 30 110, i enlighet med bild 12 nedan.
10 FRÅGA 5. Hjärtats elektriska axel kan också snabbt uppskattas direkt från EKG avledningarna I ja avf. Om QRSkomplexet i dessa avledningar är positivt, måste den elektriska axeln vara normal. Varför det? FRÅGA 6. Vad berättar en frontalaxel som svängt till vänster eller höger? UTFÖRANDET AV ARBETET: Grunläggande faktorer i samband med EKG registrering 1. Låt apparaten bli varm innan användning. 2. Studera instruktionerna och bekanta dig med apparatens inställningar. 3. Kontrollera att apparaten är rätt kalibrerad. Gör en kalibrering enligt instruktionerna. 4. Försäkra dig att elektroderna är rätt kopplade innan du startar en mätning. 5. Ställ in skrivarhastigheten korrekt. Bara i undantagsfall är den något annat än 50 mm/s. 6. Markera på alla utskrifter försökspersonens namn, födelsetid, datum och klockslag. Bekanta dig med felkällor vid registreringen 1. Elnätet skapar ett elektrisktfält i sin omgivning; en lampa, ellednig mm i nära anslutning till en patientkabel kan skapa störningar med växelströmmen. I bilden nedan har patienten kommit åt att med sin högra hand vidröra sjukhussängen av metal.
11 2. Om patienten rör på sig eller skakar pga rädsla, köld eller ålder produceras muskelstörningar och elektriska fält som stör EKG. 3. En lös elektrod är en av de mest allmänna orsakerna till misslyckade mätningar; man bör noggrant putsa bort all fett från huden, elektrodens konduktivitet höjs genom applicering av pasta eller kranvatten, men elektrodernas kontakter sinsemellan bör undvikas (tex via svett). Man kan också förbättra kontakten genom att skrapa på huden med en björntunga. 4. Markeringarna kan vara fel, avledningarna kan vara fel kopplade, utskriftspappret kan vara fel svängt osv 5. Kalibreringen har gjorts fel eller saknas från utskriften. 6. Det är något fel på EKGapparaten, bläckstrålen går sönder, förstärkarenheten är sönder (syns tex som en alldeles för kort tidskonstant).
12 GRANSKNING OCH TOLKNING 1. Definiera rytmen normal, bradykardi, takykardi 2. Identifiera Pvågen före QRSvågen? Vad är dess avstånd från den (PQtiden)? Varierar PQtiden under registreringen? Hur skulle I, II ja III gradens AVskänckelbrock inverka på Pvågen och PQtiden? 3. Identifiera QRSvågen vad är dess duration? vad är Rvågens höjd och Svågens djup? en av kriteriena för LVH S V1 R V5V6 35 mm är vågens form normal? 4. Identifiera Tvågen Bestäm QTtiden. Moduleras den under registreringen? Är STmellanrummet på basnivå? Vilken form har STmellanrummet (horisontalt,sjunkande, stigande) 5. Identifiera en möjlig Uvåg 6. Bestäm hjärtats elektriska frontalaxel