Обязательные технические свойства электрокардиографа - электрокардиографическая диагностика
Электрокардиограмма— это периодически повторяющаяся кривая, образованная наложением элементарных синусоидальных колебаний разных частот, амплитуд и фаз.
Первый максимум частот составляет 1,3 Гц и соответствует предсердному зубцу (Р), второй максимум частот около 12—15 Гц соответствует быстрому колебанию (QRS)- промежуточные частоты 2—5 Гц приходятся на конечное колебание (зубец Т). Более высокие частоты (70 Гц и выше) проявляются на электрокардиографической кривой как расщепления, зазубринки или утолщения, накладывающиеся на быстрое колебание. Lepeschkin (1951) считает верхней границей частот электрокардиограммы человека 200 Гц, другие исследователи (Kervin, 1953) регистрировали у здоровых людей в десятки раз большие частоты колебаний.
Из сказанного следует, что электрокардиограф любой модели, пригодный для клинических целей, должен обладать некоторыми обязательными техническими свойствами. Перед началом работы на электрокардиографе необходимо проверить следующие свойства регистрирующей системы аппарата: а) чувствительность и скорость установки- б) постоянную времени- в) частотную характеристику- г) симметричную полярность.
Для того чтобы зарегистрировать очень малые, но весьма быстрые колебания, требуются высокая чувствительность и ничтожная инерция электрокардиографа, гальванометр которого при регистрации разности потенциалов должен мгновенно реагировать колебанием достаточного размаха. Регистрирующая система устанавливается тем быстрее, чем меньше ее инерция.
Чувствительность аппарата определяется высотой контрольного милливольта, а инерция — скоростью установки, т. е. времени, в течение которого контрольный милливольт достигает нового уровня равновесия. Аппарат тем лучше, чем короче «установочное время». Условились считать, что если при подаче на регистрирующую систему тока напряжением в 1 мв «зайчик» или писчик ответит подъемом над нулевой линией высотой несколько мм в течение интервала 0,01—0,015 секунды, то с такой чувствительностью и скоростью установки аппарат пригоден для клинических целей (рис. 5 Аа). Лучшим установочным временем обладает аппарат, регистрирующий электрокардиограмму при помощи электронно-лучевой трубки, худшим — аппараты с непосредственной записью. Если установочное время больше чем 0,02 секунды, то появляется искусственное расщепление или закругление быстрого колебания (рис. 5 А.б). Для проверки установочного времени достаточно нажать кнопку милливольта в крайнем положении потенциометра. Величиной интервала от начала подъема милливольта до угла в его новом положении равновесия характеризуется установочное время.
Свойство аппарата удерживать регистрирующий прибор в занятом положении равновесия называется постоянной времени и характеризует способность системы отражать медленные компоненты кривой. Постоянная времени определяется величиной верхнего и нижнего угла контрольного милливольта. Он должен по возможности приближаться к прямому. Чем угол острее, тем качество аппарата хуже. Переход контрольного милливольта к новому положению равновесия не должен быть закругленным- последнее приводит к закругленности интервала S—Т (см. рис. 5 Б). Чем выраженнее инертность регистрирующей системы, тем больше запаздывает максимум размаха и тем более закруглены углы милливольта. Клинически пригодным считается такой аппарат, в котором «зайчик» или писчик опустится на 1/3 (при 1 мв=10 мм) первоначальной высоты не раньше, чем через 1,5 секунды (см. рис. 5Б). В тех аппаратах, где постоянная времени составляет десятки долей секунды, возникают следующие деформации электрокардиограммы: интервал 5—Т отклоняется в сторону, противоположную QRS, амплитуда зубца Т уменьшается, т. е. происходят изменения, нередко симулирующие или, наоборот, маскирующие признаки коронарной недостаточности (рис. 5В).
Рис. 5 А. Характеристика нормального контрольного милливольта. а — при вводе в цепь 1 мв кривая установилась не новом положении через 0,01 секунды (струнный электрокардиограф). Время между двумя тонкими ординатами 0,04 секунды и между двумя более толстыми — 0,2 секунды- б — искажение электрокардиограммы при ненормальном установочном времени регистрирующей системы, время установки 0,05 секунды (от начала подъема милливольта до вершины)- е — та же электрокардиограмма при установочном времени 0,02 секунды.
Частотная характеристика электрокардиографа отражает способность регистрирующей системы воспроизводить любые сигналы сердца. Наилучшей частотной характеристикой обладает безынерционный катодно-лучевой аппарат, худшая частотная характеристика у аппаратов с прямой записью.
Пригодный для клинических целей электрокардиограф должен точно передавать быстрые частоты до 200 Гц и очень низкие частоты, например,
около 0,25 Гц в момент регистрации сегмента 5—Т или интервала Р—Q. Если регистрирующая система обладает максимальной частотой 120 Гц, то амплитуда зубцов уменьшена на 30%. Аппарат, приемлемый для клинических целей, должен не только точно, но и линейно передавать весь спектр частот между 0,25 и 200 Гц. Это означает, что если на вход усилителя поданы два сигнала одинаковой частоты, но один напряжением в 1 мв, а другой — в 0,5 мв, то их амплитуды должны иметь соотношение 2:1, иначе на электрокардиограмме появляются изменения зубцов, вызванные нарушением амплитуды колебаний.
I — острый угол при новом положении равновесия вследствие недостаточного заглушения регистрирующей системы- 2 — тупой угол вследствие чрезмерного заглушения, 3 — постоянная времени равна 2 секундам (отметчик времени 0,2 секунды)
Рис. 5 Б. Характеристика контрольного милливольта и постоянной времени в аппаратах с системой усиления.
Частотная характеристика аппаратов с прямой записью не вполне удовлетворяет техническим требованиям, поэтому смещение сегмента 5—Т вниз часто смазывается, и волна U не выявляется (Dower, 1963). Для устранения ошибок требуется, чтобы аппарат с прямой записью имел частотную характеристику не менее 100 Гц.
Рис. 5 В. Влияние на форму зубцов электрокардиограммы продолжительности «постоянной времени».
а — электрокардиограмма при постоянной времени 1,8 секунды, б — то же 0,16 секунды- в — то же 0,05 секунды- г — то же 0.018 секунда.
Обязательным условием правильной записи электрокардиограммы является симметричное отклонение милливольта кверху и книзу. При отсутствии симметричной полярности происходят грубые ошибки: преувеличение или преуменьшение амплитуды зубцов R или Q, S. Симметричную полярность легко проверить нажатием кнопки милливольта (при I мв—10 мм) до момента достижения «зайчиком» нулевой линии- после этого отпускают кнопку милливольта. В этот момент отрицательное колебание «зайчика» должно иметь глубину не менее 10мм.
Кроме указанных требований, аппарат должен устойчиво сохранять чувствительность в течение не менее 5 минут (с отклонениями в пределах ±5 при включении в цепь исследуемого лица: в течение этого времени не должен снижаться милливольт.
Важным условием правильного анализа электрокардиограммы является спокойная нулевая линия, равномерное движение ленты и правильная работа отметчика времени.
Возможность сопоставления серийных электрокардиограмм обеспечивается тем, что кривая записывается по прямоугольной системе координат: разность потенциала — по оси ординат, время — по оси абсцисс. Обычно пользуются скоростью движения бумаги в 40—50мм/сек. Для регистрации электрокардиограммы в течение длительного срока применяют скорость 25 мм/сек- для более точных измерений продолжительности интервала QRS оптимальная скорость 100 мм/сек. Следует учитывать, что при медленном движении бумаги зубцы Ри Т сближаются, а их амплитуда кажется увеличенной по сравнению с зубцами, записанными при быстром движении (рис. 6А). Интервалы отметчика времени зависят от модели аппарата: в одних (аппараты ЭКП, Симменс) отметчик времени регистрирует интервалы в 0,05 секунды, в других моделях мелкие деления отметчика равны 0,05 секунды, а более широкие интервалы 0,25 секунды (аппарат Геллиге), или соответственно 0,04 и 0,2 секунды (американские). В аппарате «Визокард» отметчик времени составляет 0,02 и 0,1 секунды.
Рис 6 А. Кажущиеся изменения амплитуды и формы зубцов электрокардиограммы в зависимости от скорости движения ленты.
а — при скорости 0,125 см/сек- 6 — при скорости 0,25 см/сек- в — при скорости 0,5 см/сек.
Несмотря на работы по конструктивному улучшению моделей электрокардиографов, до сих пор не удается достигнуть того, чтобы передача информации от аппарата любой модели не была связана с некоторой потерей полезного сигнала. Однако это не влечет за собой искажения электрического си гнала сердца. Многие специалисты считают, что чем больше в аппарате каналов, тем точнее регистрируются электрокардиограммы. На основании нашего собственного опыта применения многоканальных аппаратов и их сравнения с одноканальными электрокардиографами мы можем с уверенностью утверждать, что число ошибок, зависящих от технических условий, значительно больше при работе с многоканальными аппаратами. При соблюдении указанных выше технических свойств одноканальный электрокардиограф вполне удовлетворяет основным клиническим требованиям.
