7. L’Elettrocardiogramma

Indice

1. Elettrocardiogramma

2. Derivazioni periferiche di Einthoven

3. Derivazione unipolare degli arti

4. Derivazioni precordiali o toraciche di Wilson

5. Misura della frequenza cardiaca

6. Regola mnemonica

1. L'elettrocardiogramma

L’elettrocardiografia è la rilevazione e lo studio delle variazioni di potenziale elettrico della contrazione cardiaca.

L’elettrocardiogramma è la registrazione su supporto cartaceo (o altro) di tali variazioni di potenziale.

Come noto, la contrazione delle fibre miocardiche (come di tutti gli altri muscoli) è provocata da variazioni elettriche.

Volendo studiare questo fenomeno del cuore è possibile ricorrere sia ad elettrodi fissati direttamente sull’epicardio (derivazioni dirette), sia ad elettrodi posti in varie regioni del corpo (derivazioni superficiali semidirette o indirette); infatti, le correnti di azione del miocardio si diffondono in tutto il corpo.

Le correnti che giungono sulla cute sono però molto deboli e richiedono apparecchi di registrazione molto sensibili.

In passato si è fatto ricorso a vari sistemi di registrazione a partire dal galvanometro a corda (introdotto da Einthoven nel 1901).

Attualmente gli elettrocardiografi funzionano quasi esclusivamente mediante pile disposte in batteria e utilizzano circuiti di amplificazione elettronici e sofisticati sistemi di scrittura.

Lo schema funzionale di un elettrocardiografo è mostrato in fig. 1.

Il segnale elettrico proveniente dal cuore arriva, tramite l’elettrodo, al selettore di derivazione e quindi al pre-amplificatore dove viene amplificato una prima volta; passa poi agli stadi finali di amplificazione e viene quindi inviato allo strumento di rilevazione e scrittura.

fig. 1 - Schema a blocchi di un elettrocardiografo

I sistemi di registrazione a scrittura diretta, abbandonati ormai quelli a inchiostro, utilizzano il sistema a punta calda e carta termosensibile con le coordinate temporali pre-stampate; nei modelli più recenti, le variazioni di tensione sono visualizzate mediante la deflessione di un raggio laser su carta sensibile; in tal modo sono stati eliminati i vecchi problemi di overshooting e di smorzamento della penna scrivente. Il sistema di trascinamento della carta deve in ogni caso garantire una velocità costante di 25 mm/sec, 50 mm/sec e 100 mm/sec.

Il tracciato su supporto cartaceo che se ne ottiene si chiama elettrocardiogramma o più semplicemente ECG.

Le nuove tecniche consentono infine l’effettuazione di ECG dinamici (tecnica Holter) per periodi di tempo di 24¸48 ore. Il segnale cardiaco viene inviato ad un registratore a nastro magnetico o a memoria solida, fissato alla cute del paziente.

I segnali registrati vengono poi opportunamente decodificati e riportati, in scala ridotta, su supporto cartaceo.

Tale tecnica consente lo studio di situazioni patologiche normalmente non rilevabili con l’ECG normale.

L’ECG è una curva rappresentativa delle onde di variazione del potenziale di azione cardiaco nelle varie fasi del ciclo cardiaco, la cui interpretazione consente un’approfondita conoscenza dello stato del miocardio (automatismo, eccitabilità, conduttività, contrattilità).

Le onde, in posizione fissa, che lo compongono sono chiamate P-Q-R-S-T (fig. 2).

fig. 2 - Tracciato elettrocardiografico

La prima parte della curva, costituita dall’onda P, può anche definirsi complesso atriale per i suoi rapporti con la contrazione dei due atri.

La seconda parte della curva, comprendente le onde Q, R, S e T, può definirsi invece complesso ventricolare per i suoi rapporti con l’attività dei ventricoli.

Il complesso atriale (onda P), nella registrazione grafica, si presenta con una cuspide la cui durata, nel soggetto normale, oscilla fra 60 e 100 msec.

L’eccitazione del nodo del seno precede quella atriale di 10 msec e non è visibile nei tracciati abituali a meno che non si esegua una registrazione con un elettrodo intra-atriale.

L’intervallo PQ, detto spesso P-R, della durata di 120¸200 msec indica il ritardo atrio-ventricolare.

Questo comprende sia la conduzione tra il nodo del seno ed il nodo atrio-ventricolare, sia il periodo di latenza del nodo atrio-ventricolare, sia la fase di conduzione nodo-ventricolare

Il complesso ventricolare risulta costituito dall’onda rapida iniziale QRS, dal periodo di latenza ST ed infine dall’onda lenta terminale T.

Il QRS indica il periodo compreso tra inizio e fine dell’attivazione ventricolare, la cui durata media oscilla tra valori di 60 e 110 msec.

Il periodo di latenza ST ha una durata di 60 msec.

L’onda T comprende il periodo tra l’inizio e la fine dell’inattivazione ventricolare, la cui durata si aggira intorno ai 160¸200 msec.

La durata complessiva di tutta la sistole elettrica, che interessa tanto la fase dell’attivazione (depolarizzazione) che la fase dell’inattivazione (ripolarizzazione), intervallo QT, è di 280¸370 msec.

Ai fini di una migliore comprensione si rammenta che il tracciato del ventricolo destro è definito destro-gramma, quello del ventricolo sinistro levo-gramma.

Essi si riconoscono perché il destro-gramma presenta una cuspide positiva in tutte le derivazioni periferiche ed il levo-gramma una cuspide negativa in tutte le derivazioni sia periferiche che precordiali.

Il destro-gramma precede il levo-gramma perché il ventricolo destro è attivato prima del ventricolo sinistro; la curva risultante dalla somma di queste onde costituisce il complesso ventricolare dell’ECG.

Tra il complesso atriale (onda P) e la parte iniziale del complesso ventricolare esiste graficamente un periodo isoelettrico.

Tra la parte iniziale del complesso ventricolare (QRS) e la parte finale dello stesso complesso ventricolare (onda T) si inscrive un secondo periodo isoelettrico la cui durata è di 60 msec.

La contrazione atriale avviene interamente durante il primo periodo isoelettrico (PQ). La contrazione ventricolare interviene durante il secondo periodo isoelettrico ed in parte durante la fase in cui graficamente si inserisce l’onda T.

In Tabella 1 sono riportate le durate delle varie onde che compongono l’ECG.

Tabella 1

Durata delle varie onde dell'ECG

L’ECG va registrato, possibilmente, nella posizione supina attraverso le derivazioni di Einthoven, le derivazioni unipolari degli arti con la tecnica di Wilson, le derivazioni unipolari potenziate degli arti con la tecnica di Goldberger e le derivazioni precordiali o toraciche di Wilson.

2. Derivazioni periferiche di Einthoven

Le derivazioni sono bipolari e indirette e vengono identificate con notazioni che mantengono l’originaria e tradizionale forma inglese: RA (right arm) per il braccio destro, LA (left arm) per il braccio sinistro, LL (left leg) per la gamba sinistra e RL (right leg) per la gamba destra, presa come riferimento, collegata a massa (fig. 3).

La 1^a  derivazione o D₁ si ottiene prelevando la differenza di potenziale tra i due elettrodi posizionati sul braccio destro e sul braccio sinistro: D₁ = LA - RA; generalmente l’elettrodo applicato al braccio sinistro si trova in un campo di forza positivo rispetto a quello applicato al braccio destro e quindi verrà registrata una deflessione verso l’alto o positiva.

fig. 3 - Derivazioni periferiche di Einthoven

La 2^a derivazione o D₂ si ottiene prelevando la differenza di potenziale tra l’elettrodo del braccio destro e quello della gamba sinistra: D₂ = LL - RA; nella posizione intermedia del cuore; poiché la gamba sinistra si trova in un campo di forza positivo rispetto al braccio destro, la deflessione sarà verso l’alto o positiva. La 3^a derivazione o D₃ si ottiene prelevando la differenza di potenziale tra l’elettrodo del braccio sinistro e quello della gamba sinistra: D₃ = LA - LL; essendo la gamba sinistra in un campo di forza positivo rispetto al braccio sinistro, la deflessione avverrà verso l’alto o positiva.

3. Derivazione unipolare degli arti

Le derivazioni unipolari registrano le variazioni elettriche in un punto rispetto ad un altro che durante la sistole cardiaca non presenta modificazioni dell’attività elettrica (elettrodo indifferente).

 V_R o aV_R = elettrodo esplorante sul braccio destro

 V_L o aV_L = elettrodo esplorante sul braccio sinistro

 V_F o aV_F = elettrodo esplorante sulla gamba sinistra

Nelle derivazioni unipolari (aV_R, aV_L, aV_F) l’elettrodo indifferente è collegato di volta in volta con i due arti non esploranti, in quelle potenziate con tutti e tre gli arti.

4. Derivazioni precordiali o toraciche di Wilson

Sono unipolari semi-dirette con elettrodo esplorante posto nelle seguenti sei differenti posizioni del torace:

 V₁:    IV spazio intercostale, sulla parasternale dx;

 V₂:    IV spazio intercostale, sulla parasternale sn;

 V₃:    a metà strada tra V₂ e V₄;

 V₄:    V spazio intercostale, sull’emiclaveale sn;

 V₅:    V spazio intercostale, lungo l’ascellare anteriore sn;

 V₆:    V spazio intercostale, lungo l’ascellare sn.

 fig. 4 - Derivazioni precordiali o toraciche di Wilson

La V indica che l’elettrodo esplorante registra i potenziali elettrici tra l’elettrodo in parola e l’elettrodo indifferente connesso con il braccio destro, braccio sinistro e gamba sinistra.

La V₁ e la V₂ guardano il lato destro del cuore e sono rappresentate da un’onda R piccola con S profonda.

La V₃ e la V₄ corrispondono abitualmente al setto con RS bifasica di uguale altezza.

La V₅ e  la V₆ guardano il ventricolo sinistro per cui viene registrata una R fortemente positiva.

Anche in questo caso esistono derivazioni supplementari e variazioni dell’aspetto in ordine a variazioni fisiologiche e patologiche del cuore.

In Tabella 2 viene riportata una classificazione delle derivazioni.

Tabella 2

Classificazione delle derivazioni

5. Misura della frequenza cardiaca

Nella lettura di un ECG è importante saper rapidamente risalire alla frequenza cardiaca in termini di battiti per minuto (bpm).

Riportiamo di seguito la regola matematica ed anche una regola mnemonica di notevole interesse:

F (bpm) = 1/T (min) = 60/T (sec)

Da un tracciato ECG il periodo T di un ciclo cardiaco è rilevabile in millimetri. Per la velocità standard della carta pari a 25 mm/sec, un millimetro di tracciato corrisponderà a:

1 mm = 1/25 sec = 0,04 sec =40 msec

Ad esempio: ad un periodo di 20 mm corrisponderà una frequenza di:

F = 60/T = 60/20 x 0,04 = 60/0,8 = 75 bpm

Più semplicemente la distanza percorsa dalla penna in un minuto divisa per un tempo T in mm:

F = 1500 mm/20 mm = 75 bpm

6. Regola mnemonica

La regola mnemonica per risalire alla frequenza dal tracciato ECG ha un’ottima approssimazione per periodi T compresi nell’intervallo fra 18 e 28 mm (in tutti gli altri casi la frequenza ricavata ha soltanto valore indicativo).

E’ indispensabile ricordarsi a memoria le frequenze corrispondenti a due valori di T:

 T₁ = 25 mm    F₁ = 60 bpm

 T₂ = 20 mm    F₂ = 75 bpm

Tra T₁ e T₂ verrà scelto quello prossimo al valore considerato.

La regola mnemonica parte dall’osservazione che, ad ogni mm di tracciato in più o in meno rispetto ai periodi T₁ e T₂ di riferimento, corrisponde una variazione di frequenza in più o in meno di 3 battiti per minuto;

Esempio n° 1:

 T = 22 mm    valore prossimo: T₂ = 20 mm (F = 75 bpm)

Si sottrae T da T₂ e si moltiplica per 3

(20 - 22) = -2    -2 x3 = -6    da cui:

F(T) = F(T₂) - 6 = 75 - 6 = 69 bpm

Essendo T > T₂ , la frequenza deve diminuire.

Esempio n° 2:

 T = 26 mm    valore prossimo: T₁ = 25 mm (F = 60 bpm)

Si sottrae T da T₁ e si moltiplica per 3

(25 - 26) = -1    -1 x 3 = -3    da cui:

F(T) = F(T₂) -3 = 60 - 3 = 57 bpm

Essendo T > T₁ , la frequenza deve diminuire

Esempio n° 3:

 T = 19 mm    valore prossimo: T₂ = 20 mm (F = 75 bpm)

Si sottrae T da T₁ e si moltiplica per 3

(20 - 19) = 1    1 x 3 = 3    da cui:

F(T) = F(T₂) +3 = 75 + 3 = 78 bpm

Essendo T < T₂ , la frequenza deve aumentare

In Tabella 3 sono riportati i valori reali delle frequenze cardiache corrispondenti ad alcuni valori di T ed i valori ricavati con il metodo mnemonico.

Tabella 3

Corrispondenza delle frequenze