Rychlost vedení a elektrokardiogram
Rytmy vyplývající ze srdeční automacie
Abnormity srdečních rytmů v důsledku re-entry fenoménu
Je sice možné pohlížet na EKG pouze jako na prostředek, s kterým lze vyšetřovat pacienta, jenž má potíže nebo známky kardiovaskulárního onemocnění, ale není to rozumné. EKG může být používáno tímto způsobem bez znalostí elektrofyziologických procesů, které při tom probíhají, proto je tato kapitola zařazena až na závěr publikace. Avšak je snadnější dopracovat se k příčině řady EKG odchylek tím, že uvažujeme ve smyslu elektrofyziologických pochodů. Řada EKG změn, které nepůsobí změny ani žádné zhoršení srdeční výkonnosti, jsou důležité a zajímavé tím, že ukazují jak srdce pracuje.
Stah svalových buněk počíná elektrickou změnou zvanou depolarizace. EKG snímané z povrchu těla zaznamenává depolarizaci všech jednotlivých buněk srdečního svalu. Tvar EKG vln závisí na sekvenci iontových změn, které depolarizaci působí, a na způsobu jak se tyto šíří srdcem. Je-li jednotlivá svalová buňka v klidu, její povrch je nabit pozitivně a vnitřek negativně. Rozdíl potenciálů na membráně je okolo - 90 mV. Elektrický podnět způsobí rychlý tok Na+ z extracelulární tekutiny do buňky, čímž se vnitřek buňky stává oproti okolí pozitivním. Membránový potenciál rychle dosáhne + 30 mV. Počáteční proud sodíkových iontů rychle ustává a je následován pomalým vstupem dalších Na+ iontů. V tomto stadiu se také pohybují relativně pomalu do svalové buňky kalciové ionty. Společný vstup těchto dvou iontů směřuje k tomu, aby membránový potenciál se stal ještě více pozitivní. Avšak toto je vyváženo únikem kalciového iontu z buňky ven.
Elektrickým výsledkem těchto pozdějších toků iontů je, že membránový potenciál svalové buňky se udržuje okolo nuly asi po 200 ms a potom nastane repolarizační fáze, při níž klesá membránový potenciál na klidových - 90 mV.
Když povrch jedné srdeční buňky změní polaritu z pozitivní na negativní, vznikne proud pozitivních iontů z extracelulární tekutiny z přilehlých buněk k depolarizované. Tento iontový pohyb spustí depolarizaci v klidových buňkách. Depolarizace se tedy šíří jako postupující vlna z buňky, která byla jako první depolarizována. Povrchový elektrokardiogram zaznamená tuto vlnu depolarizace; jelikož buňky myokardu jsou depolarizované, EKG zaznamená změnu elektrické aktivity na povrchu těla, ale když srdeční buňky jsou úplně depolarizované se stálým membránovým potenciálem rovným nule, EKG se vrátí k základní nulové linii. Během repolarizace vzniká druhá elektrická vlna na tělesném povrchu a EKG zaznamená další odklon, kterým je vlna T.
Tvar P, QRS a T-vlny závisí na velikosti svalové hmoty síní a komor a rychlostí, jíž se depolarizace šíří srdcem. Obě síně jsou depolarizovány současně. Jejich svalová hmota je relativně malá a depolarizace probíhá poměrně pomalu, takže vlna P je běžně plochá a široká. Během následující repolarizace se síňové svalové buňky vrátí k základní linii. Teoreticky by měla být přítomna síňová repolarizační vlna (síňové T), ale v praxi ji nikdy nevidíme: repolarizační proces pravděpodobně je příliš difúzní, než aby mohl být zastižen běžnou kardiografickou technikou. Za předpokladu, že vedení depolarizace svalovinou komor je normální, depolarizace obou komor proběhne během 120 ms a komplex na EKG (QRS) je úzký. Jakmile jsou komorové buňky depolarizovány, EKG se vrátí k základní linii, po uskutečnění repolarizace EKG zaznamená komorovou T-vlnu.
Na následujícím obrázku je znázorněn tok iontů během depolarizace jednotlivé buňky srdce
|
|
Depolarizace běžně začíná v sinoatriálním uzlu (SA) a depolarizační vlna postupuje svalovinou síní k atrioventrikulárnímu uzlu (AV). V AV uzlu se vedení zřetelně zpomalí, ale z uzlu začíná jediné normální spojení mezi síněmi a komorami, kterým je Hisův svazek. Ten prochází do komor blízko horní části trikuspidální chlopně a v komorovém septu se dělí na levé a pravé Tawarovo raménko. Levé raménko se dělí znovu na větve: přední a zadní. Tak tři větve Hisova svazku vedou depolarizační vlnu rychle k Purkyňovým vláknům a tím ke komorovým svalovým buňkám.
Šíření depolarizace se nazývá vedením. Schopnost vedení mají všechny srdeční svalové buňky . Vedení se může uskutečnit přímo od jedné svalové buňky ke druhé, ale to je relativně pomalý způsob. Vedení ve specializované vodivé tkáni je mnohem rychlejší. Rychlost vedení v síňových svalových buňkách je okolo 1 m/s, ve srovnání s 0,2 m/s v atrioventrikulárním uzlu, 4,0 m/s v Hisově svazku a Purkyňových vláken a 0,5 m/s v buňkách komorové svaloviny.
Rychlost vedení a elektrokardiogram
Vedení depolarizace může být zpomaleno nebo zastaveno kdekoliv na cestě z SA-uzlu k svalovým buňkám komor a místo poruchy vedení můžeme obvykle zjistit z povrchového EKG.
možná místa blokády vedení vzruchu
|
|
Sinoatriální blok. SA-uzel se depolarizuje normálně, ale depolarizační vlně se nepodaří projít do síně.
sinoatriální blok
|
|
Poznámka: Sinusový rytmus u tří stahů pak následuje sinusová pauza. Není patrná žádná vlna P, ale SA uzel musel být depolarizován, protože další P-vlna se objeví po dvojnásobku intervalu P-P.
Zpomalení vedení v síních. Jelikož se depolarizace šíří všemi síňovými svaly, neobjeví se defekt ve vedení, ale aktivace celé svaloviny síní může být delší než normálně, jestliže je hypertrofická levá síň. To způsobuje široké dvouvlnné P, které vidíme u pacientů s mitrální stenózou, pokud je u nich zachován sinusový rytmus (kapitola IV).
AV uzel a blok Hisova svazku. PR-interval (období od začátku vlny P k prvnímu výkyvem QRS komplexu) představuje čas, který potřebuje depolarizační vlna k rozšíření z SA uzlu přes síně, AV uzel dále Hisovým svazkem do mezikomorového septa, které je první částí komor, která se depolarizuje. Jestliže je PR-interval prodloužen, nebo když vlna P není následována QRS-komplexem, musí být přítomna porucha vedení buď v AV uzlu samotném, nebo Hisově svazku. Z povrchového EKG není možné zjistit, které z těchto dvou míst je postiženo.
Průchod depolarizační vlny Hisovým svazkem může být zjistitelný elektrodou umístěnou v blízkosti Hisova svazku. To lze provést zavedením elektrody na katetru cestou femorální žíly a umístěním v místě trikuspidální chlopně. Elektrickou aktivitu spojenou a depolarizaci síní zaznamenanou tímto způsobem nazýváme kmit A (odpovídá P na běžném EKG) a kmit V odpovídá komorové depolarizaci (komplex QRS na EKG). Depolarizace Hisova svazku se zde zobrazí jako ostrý kmit zvaný H.
normální elektrogram hisova svazku
|
|
Poznámka: Horní záznam ukazuje běžný EKG zaznamenaný z povrchu srdce. P, QRS a T jsou široké a nízké, protože záznam byl proveden s rychlým posuvem papíru.
Dolní stopa ukazuje intrakardiální záznam. Kmity A a V odpovídají P a QRS, ale mají úplně jiný vzhled.
Depolarizace Hisova svazku je vidět jako malý kmit označený H.
A-H interval měří čas, potřebný k tomu, aby se depolarizační vlna rozšířila z SA-uzlu k Hisovu svazku. Většinu tohoto úseku zabírá zdržení v AV-uzlu. U normálních osob je AH interval mezi 65 a 115 ms. H-V-interval (běžný rozsah 35 - 55 ms) měří čas, potřebný, aby se depolarizace rozšířila od Hisova svazku k první části mezikomorového septa.
Když každou depolarizaci síní následuje komorová depolarizace, ale vedení síňokomorové je pomalé, pak PR-interval je na běžném EKG prodloužený a mluvíme o I. stupni AV-blokády. To může být známkou řady srdečních onemocnění (např. ho vidíme u srdečního infarktu a akutní revmatické karditidy). Nealteruje však srdeční výkon a nevyvolává příznaky.
blokáda I. stupně
|
|
Poznámka: Sinusový rytmus.
PR-interval je konstantní 360 ms.
K 1. stupni blokády většinou dochází v AV uzlu a elektrogram Hisova svazku zaznamenává proto prodloužení intervalu AH, ale normální H-V, protože vedení v distální části Hisova svazku je normální.
elektrogram hisova svazku: blokáda I. stupně
|
|
Poznámka: Horní zápis představuje EKG snímaný z povrchu těla.
Dolní zápis ukazuje elektrogram Hisova svazku: A-H čas je prodloužen na 150 ms, ale H-V interval je normálně 70 ms.
Když depolarizace síní občas nedokáže vyvolat depolarizaci komor, vzniká II. stupeň blokády. Ten může vzejít z poruchy vedení kdekoliv v AV uzlu nebo Hisově svazku. Mohou existovat tři varianty:
-
Když většina stahů se normálně převede, ale příležitostně jedna P-vlna není následována QRS, mluvíme o blokádě II. stupně Mobitzova typu 2. Nepůsobí potíže, jeho význam je v tom, že může předcházet úplnou blokádu.
blokáda II. stupně (mobitzův typ 2)
|
|
Poznámka: Sinusový rytmus s normálním PR-intervalem.
Jedna vlna P (označená šipkou) není následována QRS-komplexem.
-
Když se PR-interval progresivně prodlužuje až se nakonec jedna vlna P na komory nepřevede, nazýváme to Wenckebachovými periodami.
blokáda II. stupně (wenckenbachova typu)
|
|
Poznámka: Tři stahy s postupně se prodlužujícím PR-intervalem, jsou následovány P, které se na komory nepřevede (P označena šipkou). Následující PR je krátký, ale další se znovu postupně prodlužují až se objeví další nepřevedené P.
-
Když se alterované P-vlny nepřevedou, vzniká II. stupeň blokády 2 : 1.
blokáda II. stupně (2 : 1)
|
|
Poznámka: Převedené stahy mají normální PR-interval, ale alternované P není následováno QRS.
EKG Hisova svazku ukazuje místo blokády II. stupně. V případě bloku 2 : 1 je porucha obvykle v Hisově svazku spíše než v AV uzlu. Takže je přítomen normální kmit H, ale ten se nepřevede na komory a není následován kmitem V.
elektrogram hisova svazku: blokáda II. stupně
|
|
Poznámka: Horní křivka ukazuje EKG z povrchu těla. Jako v ostatních EKG Hisova svazku je posun papíru tak rychlý, že P, QRS a T jsou ploché a široké.
Dolní křivka ukazuje první A, H a V normální, jsou následovány kmity A a H, ale ty nejsou následovány kmitem V. V dalším průběhu se toto pořadí opakuje.
Druhý stupeň blokády 2. Mobitzova a Wenckebachova typu nepůsobí potíže. Blok 2:1 (a vyšší) mohou vyvolat srdeční selhání, je-li frekvence komor pomalá.
Třetí stupeň, čili úplná AV-blokáda, je způsobena buď blokádou Hisova svazku nebo oboustrannou blokádou ramének. Když je QRS-komplex úzký, vychází rytmus z Hisova svazku pod blokem. Ale je-li QRS široké, komorová depolarizace vychází z Purkyňových buněk.
úplná av blokáda (III. stupně)
|
|
Poznámka: Žádný vztah mezi P-vlnami (označené šipkami) a QRS-komplexy. QRS-komplexy jsou normální a ukazují, že pochází z Hisova svazku. Frekvence komor je 30/min.
Tento typ je běžný u akutního srdečního infarktu, ačkoliv komorová frekvence je zde obvykle mezi 50 - 60/min.
úplná síňokomorová blokáda
|
|
Poznámka: Není žádný vztah mezi vlnami P a QRS-komplexy.
Široké QRS s frekvencí komor 22/min.
Úplný srdeční blok zhoršuje srdeční výkon: je ztracen účinek síňové kontrakce, ještě významnější je pokles minutového objemu v důsledku nízké frekvence stahů.
Blokády ramének. Když Hisův svazek vede normálně, ale je blok jednoho raménka, PR-interval je normální, ale QRS komplex je rozšířen vzhledem k opožděné depolarizaci komory, normálně zásobené raménkem, které je porušeno. Blokáda raménka nezhoršuje významně srdeční výkon a nezodpovídá za symptomy, které pacient může mít.
Blokáda pravého raménka je charakterizována obrazem RSR ve V1.
blok pravého raménka
|
|
Poznámka: Sinusový rytmus s normálním PR-intervalem.
Deviace osy srdeční doprava.
Obraz RSR ve V1; dominantní R-kmit, charakteristický pro RBBB neukazuje na hypertrofii pravé komory.
Hluboké a rozšířené S ve V6.
Blokáda levého raménka je charakterizována ztrátou septálního Q-kmitu a zářezy na QRS-komplexech v laterálních svodech.
blok levého raménka
|
|
Hrudní svody mají nastavenu poloviční citlivost.
Poznámka: Sinusový rytmus.
Široké QRS se zářezy na kmitu R ve I. a III, VL, VF a V5. Pamatujte, že inverzní T-vlna je spojena s blokádou raménka a nemá jiný význam.
Jestliže blokáda raménka je spojena s I. stupněm AV-blokády, je pravděpodobné, že trvalá blokáda raménka je patologická a hrozí oboustranná blokáda (působící 3. stupeň blokády).
blokáda I. stupně a blok raménka
|
|
Poznámka: Sinusový rytmus.
PR-interval 280 ms (první stupeň bloku).
Široké QRS a invertované T svědčí pro blokádu raménka, ale z jediného sledovaného svodu není možné určit, o které raménko se jedná.
Raménková blokáda. Pravé raménko se dále nedělí, levé se rozděluje do dvou větví. Depolarizace se šíří do levé komory těmito větvemi a směr depolarizace od horizontální linie nazýváme srdeční vektor nebo (elektrická) osa srdeční.
normální srdeční osa
|
|
Poznámka: Malé šipky ukazují šíření depolarizace hlavními větvemi Hisova svazku. Široká šipka označuje výsledný směr depolarizace (vzhledem k frontální linii). To je osa srdeční.
Porucha vedení v přední větvi levého raménka (levý přední hemiblok) znamená, že levá komora je depolarizována zadní větví. Směr depolarizace, srdeční osa, se stáčí proto vzhůru a působí deviaci osy srdeční doleva.
levý přední hemiblok
|
|
Poznámka: Sinusový rytmus s normálním PR-intervalem.
Směr depolarizace v standardních svodech míří směrem I. a VL a od svodu II a III, které zaznamenávají převahu vlny S. To je deviace osy srdeční doleva.
Přerušení vedení zadním raménkem (levý zadní hemiblok) působí, že se srdeční osa stáčí doprava a vykazuje hluboké S ve svodu I. Je méně častý než levý přední hemiblok. Levý zadní hemiblok můžeme poznat ze sdružení odklonu srdeční osy odprava a onemocnění levé komory, bez příznaků hypertrofie komory pravé.
Kombinace blokády pravého raménka a levého předního hemibloku ukazuje na postižení dvou ze tří hlavních komorových cest ve vedení vzruchu. Je to příklad „bifascikulární“ blokády.
bifascikulární blokáda
|
|
Poznámka: Sinusový rytmus s normálním PR-intervalem.
Sklon srdeční osy doleva.
RSR typ ve V1 a hluboké S ve V6 ukazují blokádu pravého raménka (RBBB).
Rytmy vyplývající ze srdeční automacie
Srdeční buňky jsou depolarizovány, jsou-li stimulovány buď buňkami sinoatriálního uzlu nebo okolo atrioventrikulárního uzlu (junkční buňky) a buňkami vodivého systému. Všechny mají vlastnost spontánní depolarizační automacie. Jejich transmembránový potenciál je rozdílný od ostatních svalových buněk: během diastoly dochází k pomalému vzestupu potenciálu a když dosáhne kritického prahu, dojde k depolarizaci.
transmembránový potenciál u srdeční automacie
|
|
Automatická depolarizace je zcela pravidelná, ale může být ovlivněna fyziologickými a farmakologickými činiteli: klasickým příkladem je sinusová arytmie, kde aktivita SA uzlu je ovlivněna kolísáním vlivu vagu.
sinusová arytmie
|
|
Poznámka: Ačkoliv R-R interval značně kolísá, PR-interval a tvar vlny P jsou stejné. Nepravidelnost frekvence QRS je způsobena sinusovou arytmií.
Ztrátu aktivity sinoatriálního uzlu sinusová zástava, rytmus podobný rytmu u syndromu nemocného sinoatriálního uzlu. EKG-nález lze diferencovat od sionatriální blokády, protože další P-vlna se neobjeví po dvou (nebo třech) normálních P-P intervalech, ale v neočekávaném čase.
sinusová zástava
|
|
Poznámka: Sinusový rytmus.
Po třech sinusových stazích se objeví sinusová pauza bez vlny P.
Šipky ukazují, kde by se měly objevit další dvě vlny P.
Pak se objeví znovu sinusový rytmus, ale vlna P je mimo očekávané pořadí.
Automacie každé části srdce je potlačena vstupem depolarizační vlny a srdeční frekvence je proto řízena centrem s nejvyšší frekvencí. Normální SA uzel řídí činnost srdce, protože má nejvyšší frekvenci. Jestliže z jakéhokoliv důvodu selže, objeví se další centrum s nejvyšší frekvencí jako řídící a vytváří náhradní rytmus. Síně a junkční systém mají automacii o frekvenci asi 50/min, ve srovnání SA uzel 60 nebo 70 min. Jestliže jak SA-uzel, tak síně nefungují, nebo když selže jejich převod na komory, objeví se komorový rytmus o frekvenci 30 - 40/min. Uniklé stahy mohou být ojedinělé nebo vytvoří trvalý rytmus. Mají stejný vzhled na EKG jako odpovídající extrasystoly, které se ovšem objeví spíše dříve.
junkční uniklý stah
|
|
Poznámka: Po dvou sinusových stazích nenásleduje P-vlna. Po delším časovém intervalu se objeví štíhlý QRS-komplex se stejnou konfigurací, ale bez předchozí vlny P. Je to junkční stah. Potom se znovu objeví sinusový rytmus.
junkční uniklý rytmus
|
|
Poznámka: Dva sinusové stahy jsou následovány intervalem bez vln P.
Objeví se junkční rytmus (ORS stejné jako u sinusového rytmu).
P-vlna je vidět jako hrbol na T-vlně junkčních stahů: síně byly depolarizovány retrográdně.
junkční rytmus
|
|
Poznámka: Žádná vlna P.
Úzké QRS-komplexy s normální T-vlnou.
komorový uniklý stah
|
|
Poznámka: Tři sinusové stahy jsou následovány pauzou. Pak následuje jeden komorový stah s širokým QRS a inverzním T.
Nakonec se obnoví sinusový rytmus.
Jestliže se zvýší vnitřní rychlost depolarizace síňové, junkční nebo komorové automacie, mohou vzniknout abnormální rytmy: tento fenomén se nazývá urychlený rytmus. Nejznámějším případem trvalého rytmu v důsledku zvýšené automacie je urychlený idioventrikulární rytmus, který je obvyklý po akutním infarktu. EKG-obraz se podobá pomalé komorové tachykardii, což také zastaralý výraz pro tento stav. Tento rytmus nevyvolává žádné příznaky a nemusí být léčen.
akcelerovaný idioventrikulární rytmus
|
|
Poznámka: Po dvou sinusových stazích následují čtyři stahy komorového původu s frekvencí 75/min.
Pak se obnoví sinusový rytmus.
Akcelerovaný nodální rytmus se může objevit, když předhoní vlnu P, je-li urychlená junkční frekvence rychlejší než rychlost SA uzlu.
akcelerovaný nodální rytmus
|
|
Poznámka: Po třech sinusových stazích frekvence sinusových impulsů mírně klesá.
Nodální rytmus se objeví a „předhoní“ P-vlny.
Zvýšená automacie je považována za mechanismus vzniku některých tachykardií, zejména v důsledku intoxikace digitalisem.
Abnormity srdečních rytmů v důsledku re-entry fenoménuNormální vodivost znamená stejné šíření depolarizace stejným směrem. Jestliže je směr depolarizace v některých partiích srdce obrácený, může vzniknout krouživý nebo re-entry-fenomén, při kterém se depolarizace opakuje a způsobuje tachykardii. Anatomickou podmínku je větvení a znovuspojení v cestě vedení vzruchu. Normální vodivost je směrem dopředu v obou větvích cesty, ale jestliže je jedna větev pomalejší než druhá, může být podnět v druhé větvi blokován a když se cesty spojí, může depolarizační vlna se šířit retrográdně a aktivovat nepoškozenou cestu. Takto vzniklé krouživé vedení se může opakovat.
re-entry mechanismus u tachykardií
|
|
Klasický, byť ne nejčastější, příklad toho je při Wolfův-Parkinsonův-Whiteův (WPW) syndrom (viz kapitola 2). Tam, kde je anatomicky okruh relativně velký (jako u syndromu WPW), hovoříme o makro-re-entry fenoménu. Ten může být přítomen jak v síňové, tak komorové svalovině a je odpovědný za paroxysmální síňový flutter, fibrilaci síní a komorovou tachykardii.
síňový flutter s tlakem na karotický sinus
|
|
Poznámka: Síňový flutter s blokem 2 : 1. Stlačení karotického sinu úplně potlačí AV vedení. Po 3 vteřiny není přítomen žádný QRS-komplex.
Při fibrilaci síní se občas objeví flutteru podobné vlny, které závisí na re-entry fenoménu o různé délce.
Fibriloflutter se chová klinicky stejně jako síňová fibrilace.
fibrilace síní
|
|
Poznámka: Síňová fibrilace s kolísáním frekvence QRS, ale se stálou jeho konfigurací.
Zpočátku jsou přítomny flutterové vlny, ale později jsou nahrazeny typickou chaotickou fibrilací. Záznam je ze svodu V1, který často ukazuje nejlépe křivku flutteru nebo fibrilace.
U komorové tachykardie jsou široké QRS-komplexy, konstantní konfigurace, je-li postup re-entry stálý.
komorová tachykardie
|
|
Poznámka: Dva sinusové stahy jsou následovány komorovou tachykardií o frekvenci 150/min. QRS-komplexy jsou pravidelné s malými variacemi tvaru. Nakonec se objeví znovu sinusový rytmus.
Avšak postup re-entry se může trochu měnit a působit změny v tvaru i frekvenci QRS. To je patrné ve velké míře ve variantě komorové fibrilace typu „torsade de pointes“.
komorová tachykardie (torsade de pointes)
|
|
Poznámka: Dva sinusové stahy jsou následovány komorovou tachykardií. Komorové komplex zpočátku směřují vzhůru, ale pak se mění, stávají se inverzními a jejich frekvence je rovněž proměnná.
Junkční nebo AV nodální tachykardie (někdy jednoduše označovaná jako supraventrikulární) je také důsledkem re-entry-fenoménu. Zde se však označuje jako „mikro-re-entry“ uskutečněná v samotném AV uzlu.
junkční tachykardie
|
|
Poznámka: Žádné vlny P nejsou patrné. QRS-komplex je úzký, zcela pravidelný s frekvencí 160/min.
S výjimkou syndromu preexcitace neexistuje jistý způsob, jak rozlišit na běžném EKG tachykardii v důsledku zvýšené automacie od té, způsobené re-entry. Obecně však tachykardie, které následují extrasystoly, nebo které lze odstranit správně časovanou intrakardiální kardiostimulací, jsou pravděpodobně způsobeny re-entry fenoménem.
síňová tachykardie
|
|
Poznámka: Po dvou sinusových stazích následuje jedna komorová extrasystola a pak úzké QRS-komplexy, které jsou pravděpodobně supraventrikulární.
Síňová tachykardie je navozena. P-vlny jsou patrné na konci T-vlny předešlého stahu.
junkční tachykardie
|
|
Poznámka: Pět stahů junkční tachykardie s frekvencí 150/min je následováno dvěma ventrikulárními extrasystolami. Tyto přerušují tachykardii a je obnoven sinusový rytmus.
Diferencovat mezi oběma mechanismy má v současnosti jen teoretický význam.