Serce na prąd

Jak i dlaczego w ludzkim sercu tworzy się prąd? Czym jest badanie EKG i kiedy się je wykonuje? Odpowiada prof. Maciej Sterliński, członek Zarządu Sekcji Rytmu Serca Polskiego Towarzystwa Kardiologicznego.

„Serce jest potężnym silnikiem naszego organizmu, którzy przez całe życie człowieka pracuje bez ustanku. Praca serca polega na przepompowaniu do wszystkich narządów i tkanek niezbędnej do życia krwi. Aby ten niezwykły ludzki ‚silnik’ mógł pracować sprawnie, musi mieć podawany rytm, podobnie jak czyni to układ zapłonowy w aucie. Ten rytm podawany jest elektrycznie, poprzez wyspecjalizowane komórki, które pełnią funkcję zarówno rozruszników, jak i wiązek elektrycznych i dostarczają sekwencyjnie pobudzenie do mięśnia serca, powodując jego rytmiczne skurcze, co nazywamy sprzężeniem elektro-mechanicznym. Historia rejestracji tych prądów, od pierwszych galwanometrów do dzisiejszej elektrokardiografii, liczy 200 lat. Kliniczne zastosowanie elektrokardiografii ma zaś już ponad 100 lat” – wyjaśnia Maciej Sterliński, prof. Narodowego Instytutu Kardiologii w Warszawie.

Prawidłowo funkcjonujący rozrusznik sprawia, że serce pracuje rytmicznie i prawidłowo. Tym samym jakiekolwiek nieprawidłowości w funkcjonowaniu rozrusznika czy rozprowadzania impulsów po wyspecjalizowanych komórkach układu bodźco-przewodzącego, a także nieprawidłowe szlaki (wrodzone i nabyte) mogą powodować zaburzenia pracy serca: arytmię, czyli niemiarowość, a w konsekwencji nieprawidłową mechaniczną pracę serca.

„Technika stara się naśladować naturę. Mówiąc obrazowo, jeśli gdzieś ‚komórka zapłonu’ czy ‚kable’, czyli drogi przewodzące, zaszwankują i do któregoś ‚cylindra’ serca prąd nie dociera prawidłowo, taki ‚silnik’ nie będzie pracował efektywnie” – dodaje prof. Sterliński.

Prądy pobudzające serce i rozchodzące się po nim mają bardzo niewielkie natężenie i napięcie, które jest podawane w miliwoltach. Na początku XIX wieku okazało się, że nawet tak niewielkie prądy można zidentyfikować i zmierzyć. Na początku służyły do tego ogromne maszyny zajmujące cały pokój, dziś elektrokardiogram, czyli zapis elektrycznej pracy serca, rejestrują urządzenia wielkości zegarka.

„Okazało się, że jeśli na ciele człowieka w odpowiedni sposób umieści się elektrody, będzie można zaobserwować zarówno zmiany potencjału, i jak i kierunek jego rozchodzenia się w czasie. Do celów diagnostycznych można było wyznaczyć cechy takiej krzywej dla prawidłowej pracy serca. Lekarze i fizjolodzy wyodrębniali coraz więcej nieprawidłowości. Cennych informacji może dostarczyć porównanie zapisów EKG, wykonanych w różnych odstępach czasu i wnioski z ewentualnych różnic” – tłumaczy Sterliński.

Aby uzmysłowić sobie, co ‚widzi’ aparat do klasycznego 12-odprowadzeniowego EKG, najpierw warto wyobrazić sobie sylwetkę człowieka z rozłożonymi rękami. Na takiej sylwetce łatwo jest narysować trójkąt równoboczny. Jest to tak zwany trójkąt Einthovena, jednego z twórców współczesnej elektrokardiografii. Wszystkie boki i wierzchołki tego trójkąta są sześcioma kolejnymi punktami odniesienia dla zmiany potencjału generowanego przez rozchodzący się w sercu prąd. Punkty te równocześnie ‚patrzą’ jak rozchodzi się elektryczne pobudzenie komórek mięśnia sercowego. Poszczególne odprowadzenia trójkąta mają swoje nazwy: I, II, III, aVF, aVR, aVL. Jednocześnie, aby spojrzeć z bliska i dokładniej na to samo rozchodzenie się prądu elektrycznego w mięśniu komór, mamy tak zwane odprowadzenia jednobiegunowe, których również rutynowo jest sześć i rejestrujemy je z elektrod na ścianie klatki piersiowej. To odprowadzenia V1-V6. Przez zestawienie zapisów z tych wszystkich punktów uzyskuje się 12-odprowadzeniowy elektrokardiogram, znany choćby z rutynowych badań okresowych.

Eksperci podkreślają, że 12-sto-odprowadzeniowe EKG i inne formy rejestracji elektrokardiograficznej to wciąż, pomimo ponad 100 lat tej możliwości diagnostyki, jedno z podstawowych badań w kardiologii.

„Badanie EKG pokazuje czynność elektryczną serca odzwierciedloną dokładnie w momencie wykonania badania. Dzięki EKG jesteśmy w stanie wychwycić nieprawidłowości rytmu, występujące w chwili wykonywania rejestracji lub inne nieprawidłowości, przede wszystkim związane z niedokrwieniem, które zmienia właściwości elektryczne serca. Elektrokardiogram jest bardzo istotnym narzędziem w diagnostyce choroby niedokrwiennej serca, a zwłaszcza w ostrych zespołach wieńcowych, w tym w tworzącym się zawale serca. Na podstawie prostego elektrokardiogramu możemy postawić szybko diagnozy związane z tymi stanami, właściwie je różnicować i co najważniejsze – odpowiednio szybko leczyć. To niezwykle ważne możliwości” – mówi prof. Sterliński.

Jak podkreśla ekspert, elektrokardiogram wykonywany u pacjenta jest pomocny w diagnostyce aktualnego problemu kardiologicznego oraz w przypadku stwierdzenia patologii o charakterze przewlekłym. Dzięki badaniu można wychwycić nieprawidłowości występujące w sposób stały lub systematycznie powtarzający się. Przykładem jest ocena rytmu wiodącego, różnicowanie rytmu zatokowego z migotaniem przedsionków, różnicowanie występujących przewlekle zaburzeń przewodnictwa w układzie bodźco-przewodzącym i w mięśniu sercowym. Diagnozy te mogą być podstawą do wdrożenia odpowiedniego leczenia. Istotne, by zawsze na konsultacje lekarskie zabierać ze sobą oryginalne zapisy z poprzednich badań, a nie tylko sam opis. Dzięki porównaniu oryginalnych zapisów źródłowych lekarz będzie w stanie wnikliwie ocenić dynamikę zmian w pracy serca pacjenta.

Rejestracja w klasycznym 12-odprowadzeniowym badaniu elektrokardiograficznym jest zbierana zaledwie w ciągu kilku-kilkunastu sekund. To oznacza, że elektrokardiogram nie jest panaceum na rozpoznanie wszelkich możliwych chorób i stanów pojawiających się okresowo – czyli napadowo – w sercu. W niektórych stanach chorobowych optymalna jest rejestracja prowadzona w sposób ciągły – stały lub możliwie jak najczęstszy. Takie sytuacje to między innymi napadowe formy bloku przedsionkowo-komorowego, które mogą wymagać wszczepienia stymulatora, napadowe formy arytmii nadkomorowych i komorowych, które u części pacjentów mogą być wskazaniem do wykonania zabiegu ablacji, w tym szczególnie napadowe migotanie przedsionków, które często może przebiegać w sposób niemy klinicznie. W przypadku migotania przedsionków rozpoznanie jest szczególnie ważne, gdyż może być wskazaniem do natychmiastowego włączenia leczenia przeciwkrzepliwego, które chroni przed najgorszym powikłaniem migotania przedsionków – udarem mózgu.

„Długoterminowa rejestracja EKG jest znana od lat. Najlepiej znanym przykładem jest rejestracja holterowska – popularny Holter, czyli rejestracja prowadzona z wykorzystaniem niewielkiego urządzenia, najczęściej z trzema, rzadziej z 12 odprowadzeniami. Holter prowadzi rejestrację rytmu serca pacjenta najczęściej przez 24 godziny, ale możemy kontynuować zapis dłużej. Jeśli chcemy dokładnie poznać ‚elektryczny stan zdrowia’ serca i wykonamy u pacjenta badanie holterowskie, powiedzmy, raz w miesiącu czy raz na kwartał, łatwo zdać sobie sprawę, że w badaniu wciąż zarejestrujemy pracę serca jedynie w bardzo niewielkim wycinku czasu i w przypadku wielu schorzeń wciąż nie uzyskamy odpowiedzi na ważne pytania diagnostyczne” – wyjaśnia prof. Maciej Sterliński.

Jak zaznacza ekspert, na przestrzeni lat metoda holterowska ewoluowała. Możliwe były rejestracje 48- i 72-godzinne, następnie nawet kilkutygodniowe. Urządzenia wykorzystywane do rejestracji były także coraz mniejsze.
„Dzisiejsze innowacje związane z rejestracją elektrokardiogramu prowadzą nie do zwiększania ilości odprowadzeń, choć ten aspekt także jest istotny, zwłaszcza w elektrofizjologii klinicznej i ablacjach, ale do zdefiniowania przynajmniej jednego dobrego jakościowo odprowadzenia, które będziemy mogli rejestrować w sposób ciągły. Odzwierciedleniem tej idei są małe czipy – wszczepialne rejestratory arytmii, czy rozwijające się prężnie technologie zupełnie nieinwazyjne: mobilne aplikacje, zegarki, plastry, koszulki i specjalne przystawki, dzięki którym pacjent może mieć stale monitorowane EKG. Niektóre z tych technologii mają już potwierdzoną w badaniach skuteczność kliniczną i tym samym zostały oficjalnie uznane za pomocne w opiece nad pacjentami ze schorzeniami układu sercowo-naczyniowego. Korzystanie z coraz powszechniej dostępnych aplikacji i urządzeń do monitorowania EKG powinno być omówione ze specjalistą” – mówi prof. Maciej Sterliński.

Klasyczne 12-odprowadzeniowe badanie elektrokardiograficzne jest wykonywane przez zespół pielęgniarski lub elektroradiologiczny, mający odpowiednie przeszkolenie i uprawnienia do prowadzenia rejestracji elektrokardiograficznej. Dokładnej oceny elektrokardiogramu dokonuje specjalista kardiolog lub specjalista chorób wewnętrznych.