HC11: Genese ECG

Algemene informatie

• Welke onderwerpen worden behandeld in het hoorcollege?
  • In dit college wordt uitgelegd hoe een ECG werkt
• Welke onderwerpen worden besproken die niet worden behandeld in de literatuur?
  • Alle onderwerpen in dit college worden ook behandeld in de literatuur
• Welke recente ontwikkelingen in het vakgebied worden besproken?
  • Er zijn geen recente ontwikkelingen besproken
• Welke opmerkingen worden er tijdens het college gedaan door de docent met betrekking tot het tentamen?
  • Er zijn geen opmerkingen over het tentamen gemaakt
• Welke vragen worden behandeld die gesteld kunnen worden op het tentamen?
  • Er zijn geen mogelijke vragen behandeld

De- en repolarisatie golffront

Het golffront is het grensvlak waar de depolariserende cellen liggen. Activatie van het hart gaat vanaf de sinusknoop naar het atrium, waarna het atrium en de AV-knoop worden gedepolariseerd. Na een korte pauze worden de bundel van His en de purkinjevezels gedepolariseerd. Het signaal gaat van apex naar base. De depolarisatie gaat altijd van het endocard naar het epicard, de repolarisatie gaat juist de andere kant op. De actiepotentiaalduur van het epicard is sneller dan die van het endocard, waardoor het ook weer sneller gaat repolariseren.

Ontstaan van een lokale dipool:

Het golffront is dus de lading die van cel A naar cel B gaat. Deze gaat altijd van links naar rechts:

• In cel A is er aan de binnenkant een positievere lading dan aan de buitenkant
• In cel B is er aan de buitenkant een positievere lading dan aan de binnenkant

Cel B krijgt positieve ionen geïnjecteerd, waardoor aan de buitenzijde nu ook een stroom gaat → doordat de natriumionen naar binnen stromen wordt de lading lager. Het activatie golffront heet een dipool: de stroom gaat door de extracellulaire ruimte van negatief naar positief.

Vectoren

De dipool laag wordt gepresenteerd door een vector:

• Lokale vectoren kunnen worden opgeteld → er blijft een resultante vector over
• Als vectoren in verschillende richtingen wijzen, worden ze volgens het parallellogramprincipe bij elkaar opgeteld
  • Voor de vector die uit de opstelsom uit A + B komt C komt, geldt C < A + B: dit principe noemt men cancellation
  • Het golffront is breder doordat de golf elke keer een andere hoek op gaat
• De vector wordt altijd getekend vanaf hetzelfde nulpunt
• Vectoren kunnen elkaar opheffen, maar ook versterken
  • Dit heeft te maken met de grootte van de vectoren en de richting waar ze heen wijzen

De hartvector:

De hartvector is de optelsom van alle depolarisaties in het hart op een bepaald moment → het is een optelsom van verschillende vectoren van verschillende delen van het hart:

• De hartvector kan voortdurend van richting en grootte veranderen
• Als de dipool vector wijst van de negatieve naar de positieve elektrode, is er een positieve spanning
• De spanningsmeter meet een hogere (positieve) waarde en een lagere (negatieve) waarde
• De uiteindelijke spanning wordt berekend door de getallen van elkaar af te trekken (meting van positieve naar negatieve elektrode)
• Als de dipool vector loodrecht op de elektrodes staat, is de spanning 0
• De meting loopt altijd van de negatieve naar de positieve elektrode

Werking van een ECG

Een Body Surface Potential map wordt gemaakt door op verschillende punten in het lichaam potentialen te meten.Zo kan er gezien worden wat de potentiaal op een lichaamsoppervlak is. Dit wordt ook gedaan bij een ECG. ECG betekent elektrocardiogram. Met behulp van het ECG kunnen hartafwijkingen gediagnosticeerd worden. Een ECG meet de spanning in de extracellulaire ruimte. Deze is tegenovergesteld aan de spanning in de intracellulaire ruimte. Op deze manier kan men met een ECG toch de spanning aan de binnenkant van de cel bepalen.

Bij het maken van een ECG wordt aan een bepaalde schaal gehouden. Deze wordt samengesteld op basis van het potentiaalverschil:

• Het potentiaalverschil tussen de intracellulaire potentiaal van een geactiveerde en een niet geactiveerde cel is ongeveer 100 mV
• Het potentiaalverschil tussen de extracellulaire potentiaal boven een geactiveerde en een niet geactiveerde cel is ongeveer 10 mV
• Het potentiaalverschil gemeten op het lichaamsoppervlak is 1 mV 

Het elektrische veld van de steeds veranderende hartvector zorgt voor een lichaamsoppervlakte potentiaal die verandert met de tijd. Het ECG-signaal is dus de continue registratie van het potentiaalverschil tussen 2 punten op het lichaam. Elektrodes moeten dus geplaatst worden op plaatsen met een onderling groot potentiaalverschil.

Bipolaire afleidingen:

De eerste vorm van een ECG ontstond rond 1905. Er bestonden nog geen makkelijk te hanteren elektroden, maar er werd gebruik gemaakt van grote vaten met keukenzoutoplossing. Er wordt gemeten over de linkerarm (L), de rechterarm (R) en het linkerbeen (F). Het rechterbeen wordt verbonden met de nul-elektrode, de "aarde" (N). Deze drie metingen worden tegenwoordig soms met elektroden toegepast en heten de bipolaire (extremiteits)afleidingen:

• Afleiding I: potentiaalverschil tussen R en L (in de richting van rechts naar links, 0 graden van het hart)
• Afleiding II: potentiaalverschil tussen R en F (in de richting van rechts naar het linkerbeen, 60 graden van het hart)
• Afleiding III: potentiaalverschil L en F (in de richting van links naar het linkerbeen, 120 graden van het hart)

Unipolaire extremiteitsafleidingen:

Unipolaire afleiding zijn er later bijgekomen. Deze worden gemeten door de meting van 2 meetpunten te middelen en deze van het 3e meetpunt af te trekken. Dit zijn frontale metingen:

• Meting aVR: het gemiddelde van L en F is een tegenpool van R, richting R
  • Kijkt van linksonder naar rechtsboven, in tegengestelde richting van het activatiefront (210 graden)
• Meting aVL: het gemiddelde van R en F is een tegenpool van L, richting L
  • Kijkt van rechtsmidden naar linkerboven (-30 graden)
• Meting aVF: het gemiddelde van L en R is een tegenpool van F, richting F
  • Kijkt van het midden naar de voet (90 graden)

Unipolaire precordiale afleidingen:

Precordiale afleidingen worden gemaakt van metingen verricht op de borst (V1 tot en met V6). Ze worden dus pre corda (voor het hart) gevormd. Bj precordiale afleidingen worden L, R en F gemiddeld en vergeleken met een elektrode op de borst. Dit zijn transversale metingen, waarmee samen een 3D-beeld gevormd kan worden.

ECG-amplitude:

Met de extremiteitsafleidingen wordt er dus naar 6 richtingen van de elektriciteit gekeken. Hiermee kan een soort windroos gemaakt worden. Hierdoor ontstaat de driehoek van Einthoven. In deze driehoek bevinden zich vectoren aVR, aVL en aVF:

• De laatste letter staat voor de extremiteit waarnaar de vector wijst
• De vectoren beginnen op de helft van de tegenoverliggende zijde
• Meting I, II en III vormen de lead vectoren

Hierbij worden positief en negatief bij elkaar opgeteld. Bij projectie van de hartvector op de lead vector ontstaat de ECG-amplitude:

• Bij een stroom in de richting van de vector ontstaat een positieve uitslag
• Bij een tegengestelde richting ontstaat een negatieve uitslag

Golven:

In een ECG-grafiek ziet er als volgt uit:

1. P-piek: het eerste kleine golfje
   • P-R interval: het stuk tussen het begin van de P-piek en het begin van het QRS-complex
   • P-R segment: het stuk tussen het einde van de P-piek en het begin van het QRS-complex
2. QRS-complex: depolarisatie van de kamers
   • QRS-interval: het stuk tussen het begin en het eind van het QRS-complex
   • Q-T interval: het stuk tussen het begin van het QRS-complex en het eind van de T-top
   • S-T segment: het stuk tussen het einde van het QRS-complex en het begin van de T-top
   • S-T interval: het eind van het QRS-complex tot het eind van de T-top
   • RR interval: tussen twee R-toppen, wordt gebruikt om het slagritme te meten
3. T-golf: kleinere golf

Epicardiale activatie start later, maar eindigt eerder dan endocardiale activatie. In grote delen van het hart begint de repolarisatie bij het epicard. Bij hartfalen is er een abnormale, inefficiënte ventrikelactivatie. Hierdoor is het QRS-complex wijd en zijn er valse T-golven.

De T-golf heeft dezelfde polariteit als het QRS-complex, terwijl depolarisatie en repolarisatie tegengestelde complexen zijn:

• De depolarisatie begint aan de binnenkant en loopt naar de buitenkant
• De repolarisatie begint aan de buitenkant en loopt naar de binnenkant

De vectoren lopen dus een andere kant op, maar omdat de spanningen ook tegengesteld aan elkaar zijn is er in het ECG dezelfde polariteit (min keer min = plus).

Action Potential Durations:

Action potential duration (APD) is de duur van de actiepotentiaal:

• Bij een normale duur is er een normaal ECG
  • Snelle ventrikelactivatie (een smal QRS-complex)
  • Overeenkomstige T-golven (net als het QRS-complex positief)
• Als de activatie-orde wordt verstoord, geldt het principe "als laatst gedepolariseerd, als eerst gerepolariseerd" niet meer
  • De T-vector heeft een andere richting, waardoor het QRS-complex en de T-top een tegenovergestelde polariteit zullen hebben
  • Deze ECG's zijn discordant (vals)