Introducció

El cor com a bomba. El teixit cardíac té una ritmicitat inherent a causa de la presència de cèl·lules marcapassos que inicien una seqüència elèctrica de despolarització i repolarització.
Un electrocardiograma (ECG) és un registre de lactivitat elèctrica del cor que mesura els impulsos elèctrics que lestimulen i produeixen la contracció.
El teixit cardíac especialitzat en la transmissió de l'impuls elèctric està format per:

• El nòdul o sinus auricular: és el punt on s'origina l'estímul en condicions normals en un cor miogènic. Es troba situat per sota de la unió de la vena cava superior amb l'aurícula dreta, per darrere i per sota de la vena coronària.
• El nòdul auriculoventricular o si d'Aschoff-Tawara: situat a la part inferior de l'aurícula dreta, per sobre del septe ventricular.
• El feix de His: forma un cordó o cinta a cadascun dels ventricles. Té la missió de transmetre l'impuls a les fibres de Purkinje.
• Fibres de Purkinje: es distribueixen per tot l'endocardi i són les que provoquen, en darrer terme, la contracció de les fibres.

El nòdul auricular actua com a marcapassos i inicia tot el sistema de contracció coordinada de les aurícules i dels ventricle.

Els marcapassos

Els marcapassos són capaços de despolaritzar-se de manera espontània sense necessitat d'estímuls externs. Després d'un potencial d'acció el potencial de membrana se situa al voltant de -60mV ia partir d'aquest punt té lloc una despolarització progressiva de la membrana, ja que la permeabilitat passiva al K+ disminueix lentament, alhora que té lloc un corrent lent de Na+ cap a l'interior de la cèl·lula. Quan la despolarització arriba a un valor llindar (-40mV) s'obren els canals de Ca2+ dependents de voltatge, cosa que provoca una ràpida despolarització de la membrana pel corrent d'entrada d'aquest ió. Passats 200 mil·lisegons, els canals de Ca2+ es tanquen, alhora que s'obren els canals de K+, entrant a la fase de repolarització. Enllaç a animació del llibre tut_cir.tbk, pàgines 7 i 8.

Fonaments de l'electrocardiograma

• Components de l'ECG. El model normal d‟un ECG està representat per una línia basal que presenta diferents ones, intervals i segments.
• La despolarització més o menys simultània de les fibres cardíaques dóna lloc a un fort senyal elèctric que recorre tot l'individu i es pot registrar mitjançant l'ús d'elèctrodes col·locats a la perifèria de l'organisme. Aquest registre l'anomenem electrocardiograma (ECG o EKG) i l'obtenim mitjançant un electrocardiògraf, que, essencialment, és un oscil·lògraf que tradueix les variacions de potencial elèctric en oscil·lacions d'un sistema de registre (paper o pantalla)
• L'impuls generat al nòdul o sinus auricular recorre l'aurícula produint una ona de despolarització, l'ona P de l'ECG. Aquesta activitat elèctrica té com a conseqüència la contracció de les dues aurícules. Després d'aquesta ona té lloc la pausa necessària perquè els ventricles acabin d'omplir-se de sang.
• L'arribada de l'ona al nòdul auriculoventricular en provoca la despolarització i s'inicia un impuls que es transmet cap avall pel feix de His i les branques. Al registre gràfic apareix el complex QRS, que és un reflex de l'activació successiva de les fibres de Purkinje i les cèl·lules del miocardi ventricular.
• Després del complex QRS apareix un darrer registre, l'ona T, que és indicadora de la repolarització dels ventricles. A diferència de les ones anteriors, no hi acompanya cap fenomen mecànic.La repolarització auricular queda, generalment, emmascarada pel complex QRS.
• Els intervals són la part d'ECG que contenen com a mínim una ona i un fragment de línia basal. L'interval PR inclou l'ona P i la línia que la connecta amb el complex QRS i indica el temps que triga l'impuls a viatjar des del nòdul SA fins al nòdul AV incloent-hi la despolarització. L'interval QT és el temps des del principi del complex QRS fins al final de l'ona T i representa la despolarització i la repolarització ventriculars.
• Els segments només es refereixen als períodes de temps des de la finalització d'una ona fins a l'inici de la següent. Són, per tant, línies entre ones. El segment PR representa el temps que triga el nòdul AV a transmetre el senyal als ventricles. El segment ST és un indicador sensible de isquèmia o lesió de miocardi.
  L'ordre en què se situen els elèctrodes s'anomena derivació i la seva posició està estandarditzada.

Les derivacions

En electrocardiografia, el concepte de derivació fa referència a una combinació d'elèctrodes situats en determinades regions de la superfície corporal, que formen una línia imaginària al cos al llarg de la qual es mesuren els senyals elèctrics.
L'ECG detecta l'activitat elèctrica del cor com un tot, particularment la direcció del canvi de càrregues elèctriques de les fibres al llarg del temps, que podem representar com un vector (de despolarització o repolarització).
Un vector es pot descompondre en els components o projeccions sobre eixos de coordenades, de manera que si considerem les derivacions com a tals eixos, el que estarem observant és la projecció de l'activitat elèctrica total sobre els eixos (derivacions) considerats.
Els elèctrodes que s'utilitzen per obtenir el registre se'n connecten un a cada braç i un tercer a la cama esquerra de manera que formin un triangle equilàter, el centre del qual seria el cor, constituint el que es coneix com el triangle d'Einthoven.

Classes de derivacions

Derivacions de membres o bipolars:
Les derivacions I, II i III són les derivacions de membres, també anomenades bipolars perquè tenen dos elèctrodes actius:

• La derivació I és un dipol amb l'elèctrode negatiu (blanc) al braç dret i l'elèctrode positiu (negre) al braç esquerre.
• La derivació II és un dipol amb l'elèctrode negatiu (blanc) al braç dret i l'elèctrode positiu (vermell) al turmell esquerre.
• La derivació III és un dipol amb l'elèctrode negatiu (negre) al braç esquerre i l'elèctrode positiu (vermell) al turmell esquerre.

Derivacions augmentades o unipolars:

Les derivacions aVR, aVL i aVF són derivacions de membre augmentades. Tenen un sol elèctrode actiu. S'obtenen amb els mateixos tres elèctrodes que les derivacions I, II i III; tanmateix, veuen el cor a través d'angles diferents (o vectors) perquè l'elèctrode negatiu per a aquestes derivacions és una modificació obtinguda en considerar conjuntament les derivacions I, II i III connectant-les al born negatiu de la màquina de l'ECG. Això anul·la l'elèctrode negatiu i permet a l'elèctrode positiu convertir-se en l'"elèctrode que explorador" o derivació unipolar.

• La derivació aVR té l'elèctrode positiu (blanc) al braç dret.
• La derivació aVL té l'elèctrode positiu (negre) al braç esquerre.
• La derivació aVF té l'elèctrode positiu (vermell) a la cama esquerra.

Convencions elèctriques

• Quan un front d'ona de despolarització (o vector elèctric mitjà) es mou cap a un elèctrode positiu, crea una desviació positiva a l'ECG de la derivació corresponent.
• Quan un front d'ona de despolarització (o vector elèctric mitjà) s'allunya d'un elèctrode positiu (o bé s'acosta a un elèctrode negatiu), crea una desviació negativa a l'ECG de la derivació corresponent.
• Quan un front d'ona de despolarització (o vector elèctric mitjà) es desplaça perpendicularment a l'eix definit per una derivació crea un complex equifàsic a l'ECG. 

El sistema hexaxial

El sistema de referència hexaaxial és el diagrama basat en les derivacions de membres de l'ECG. S'utilitza per determinar l'eix elèctric del cor (despolarització ventricular) al pla frontal.

• Localitzeu la derivació més isoelèctrica (o equifàsica) (I, II, III, aVR, aVL, o aVF).
• A continuació estableixi la correspondència entre la derivació i el diàmetre al sistema hexaxial.

• La derivació (diàmetre) perpendicular assenyalarà leix elèctric del cor.

Alternativament:

• Establiu un sistema de coordenades utilitzant els diàmetres corresponents a les derivacions I i AVF.
• Projecteu sobre aquests “eixos” el valor del complex QRS de les derovacions corresponents, tenint en compte el seu signe elèctric.
• Feu una suma vectorial amb aquests dos vectors. El vector resultant correspondrà al vector de despolarització ventricular.

Desenvolupament

Estudi l'activitat cardíaca a partir del registre i anàlisis de variacions d'ECG (repòs, exercici, respiració profunda).

Anàlisi de la freqüència cardíaca, del ritme cardíac i càlcul de l'eix de despolarització a partir de l'EKG.

Obtenció de les derivacions unipolars i bipolars segons el triangle d'Einthoven.
 

Material

Sistema BIOPAC Student Lab

El Sistema Biopac Student Lab es un conjunt integrat de software i hardware per a l'adquisició i anàlisi de dades fisiològiques.

https://www.youtube.com/watch?v=aXiDsdjqrh4

Mòdul d'adquisició BIOPAC MP35

Permet registrar de forma no invasiva dades d'electrocardiogrames (ECG), freqüència cardíaca, electroencefalogrames (EEG), respiració i tensió muscular, entre d'altres.

Set de cables i d'elèctrodes 

Per l'obtenció de registres d'EKG

Elèctrodes d'un sol ús

Procediment

• Engegar l'ordinador i la pantalla

• Assegureu-vos que la unitat d'adquisició MP30 o MP35 està connectada al corrent i connectada al PC via un cable USB. La unitat dadquisició ha destar inicialment apagada.

• Col·loqueu el set de cables d'electrodes BIOPAC SS2L al canal 2 (CH 2) de la unitat d'adquisició.

• Encendre la unitat dadquisició amb linterruptor de la part del darrere.

• Prepareu els electrodes d'un sol ús i els cables del set SS2L.

• Iniciar el programa BIOPAC Student Lab a partir de l'accés directe de l'escriptori BSL Lessons 3.7. Escollir la lliçó 05: “Electrocardiografia (ECG) I”.

• Donar un nom a la sessió, per exemple, les inicials de l'alumne, i acceptar amb OK.

• La pantalla estàndard que apareixerà serà la mostrada a la figura adjunta

Esquema pantalla programa BIOPAC Student Lab v 3.7.1 de BIOPAC Systems, Inc. (Santa Barbara, Califòrnia, USA). En aquest exemple es mostren quatre canals de dades (part superior), tres canals de mesura (part central) i algunes de les diferents eines que es poden utilitzar.

Col·locació dels elèctrodes
Disposar els electrodes d'un sol ús i els cables del set SS2L tal com es mostra a la figura, respectant el codi de colors indicat.

Les derivacions

— Derivacions bipolars (dos electrodes actius)
Derivació I: braç dret (–) a braç esquerra (+)
Derivació II: braç dret (–) a cama (+)
Derivació III: braç esquerra(–) a cama (+)

— Derivacions unipolars (un sol elèctrode actiu)
AVR: braç dret (+) a la resta del cos (–)
AVL: braç esquerra(+) a la resta del cos (–)
AVF: cama(+) a la resta del cos (–)

Disposició elèctrodes segons Triángle d'Einthoven
 

Calibrat

L'individu ha d'estar estirat i relaxat durant el procediment de calibratge.

Cliqueu sobre la casella la casella “calibrar” a la part superior esquerra de la pantalla.

Si no s'observa un EKG s'haurà de repetir el calibratge.

Registre de dades

• Llegir atentament tot el procediment abans d'iniciar el registre. Cada fase té una durada de 20 segons.
• El registre es farà en repòs amb l'individu estirat a terra.
• Cliqueu la casella “adquirir” i deixeu que la unitat d'adquisició registri durant uns 20 s.
• Cliqueu la casella “Listo”.
• Escollir “Si” i “Analitzar el fitxer actual”.
   

Obtenció de l'EKG

• Realitza els passos següents per a cada una de les dues parts en què s'ha dividit el registre: fase R i fase P.
• Amb l'eina de zoom (lupa) de la part inferior dreta, seleccioneu un cicle de la zona central del gràfic de la primera part. Per ajustar l'escala vertical podeu anar al menú “Veure” i escollir “Autoescala”.
• Amb l'eina del cursor (I) de la part inferior dreta, seleccioneu la longitud entre dues ones R, com indica la figura (pàgina p19b). Anota els valors de T i BPM. Repetiu aquesta operació amb 3 cicles diferents.
• T és la durada en temps real de cada segment seleccionat
• BPM és la freqüència cardíaca.
• Anota els resultats a les taules de l'apartat de “Resultats”.
• Repetir l'operació anterior d'escollir tres cicles diferents i completar les taules corresponents de l'apartat de conclusions a partir dels valors dels canals de mesura ?T (durada) i Max (amplitud)

Anàlisi de l'electrocardiograma

A partir d'un ECG podem obtenir la freqüència cardíaca, el ritme i l'eix de despolarització.

Freqüència: nombre de batuts per minut. Normalment aquesta freqüència depèn del nòdul auricular, encara que hi ha altres regions del cor amb capacitat d'actuar com a marcapassos (focus ectòpics) quan l'habitual no funciona correctament.

Ritme: per ritme normal s'entén una seqüència regular de batuts cardíacs sense pauses perllongades. Els focus ectòpics emeten, de vegades, impulsos elèctrics en situacions patològiques (per exemple: marcapassos migratoris o extrasístols auriculars).

Eix: s'entén per eix la direcció de despolarització que recorre el cor i estimula les fibres. Per obtenir-lo cal dibuixar el vector de despolarització resultant de la suma dels vectors de cada derivació. Aquest vector s'obté de la mesura del complex QRS (despolarització ventricular) a cada derivació i es representa en una circumferència graduada (vegeu l'apartat de “Resultats”).

Obtenció de l'eix

La despolarització ventricular la podem assenyalar per un conjunt de vectors que afecten petites porcions del múscul, de manera que la suma ofereix un vector resultant, que es coneix com a vector QRS mitjà, ja que el complex QRS indica la despolarització ventricular.

L'orientació exacta del vector QRS es dona en graus en una circumferència dibuixada sobre el tòrax. L'origen del vector sempre és el node AV. Els vectors de les diferents derivacions es representaran al full de resultats annex, tenint presents les orientacions positiva-negativa de cada derivació. Per exemple, a la derivació I la meitat de l'esfera situada a l'esquerra és positiva i la meitat dreta és negativa, de manera que si el complex QRS és positiu, el vector corresponent QRS es dirigeix ​​cap a algun punt de la meitat esquerra.

Un cop representats els vectors QRS per a les sis derivacions es procedeix a la suma vectorial per obtenir el vector QRS resultant o mitjà.

Valors de referència

1. Estudi de l'electrocardiograma personal:

a) Enregistreu les sis derivacions:

I AVL

II AVF

III AVR

b) Calculeu la freqüència cardíaca en cicles/minut.

c) Descriviu el ritme cardíac.

2. Calculeu la direcció i el sentit del vector de despolarització del vostre electrocardiograma:

3. Sobre aquest electrocardiograma, que correspon a un infart, calculeu la direcció i el sentit del vector de despolarització:

4. Identificar cadascun dels electrocardiogrames utilitzant les descripcions següents:

a) Arítmia sinusal: ritme variable, ones P idèntiques i generalment causada per lesions a les artèries coronàries.

b) Marcapasos migratori: ritme variable, canvis de forma a l'ona P, causat per canvis de posició del marcapassos.

c) Fibril·lació auricular: ritme variable, no hi ha ones P veritables sinó moltes espigues auriculars ectòpiques, causada per tret de marcapassos múltiples.

d) Fibril·lació ventricular: ritme irregular, ones totalment irregulars, causada pel tret de molts focus ectòpics al ventricle.

e) Extrasístole ventricular: tret prematur ectòpic amb ones que apareixen més aviat del que és habitual i augment del complex QRS.

f) Escape ventricular: aparició d'una pausa en el ritme normal i distorsió del complex QRS per tret al focus ectòpic ventricular.

5. Realitza els passos següents per a cadascuna de les dues parts en què s'ha dividit el registre: fase R i fase P.

a) Amb l'eina de zoom (lupa) de la part inferior dreta, seleccioneu un cicle de la zona central del gràfic de la primera part per ajustar l'escala vertical podeu anar al menú “Veure” i escollir “Autoescala”.

b) Amb l'eina del cursor (I) de la part inferior dreta, seleccioneu la longitud entre dues ones R, com indica la figura. Anota els valors de T i BPM. Repeteix aquesta operació amb 3 cicles diferents.

T és la durada en temps real de cada segment seleccionat.

BPM és la freqüència cardíaca. Anota els resultats a les taules de l'apartat de resultats.

6. Repeteix l?operació anterior d?escollir tres cicles diferents i completa les taules corresponents de l?apartat de conclusions a partir dels valors dels canals de mesura ?T (durada) i Max (amplitud).

7. Utilitza el FULLA 1 (BPM–T) del fitxer Excel ECG–Plantilla de Resultats per calcular les mitjanes i els valors de les P del test t-Student. Dóna una interpretació fisiològica dels resultats.

8. Utilitza el full 1 (Ones–Int-Seg) del fitxer Excel ECG – Plantilla de Resultats per calcular les mitjanes i els valors de les P del test t-Student. Dóna una interpretació fisiològica dels resultats.