Jaká tajemství odhaluje EKG

Jak funguje lidské srdce?

Struktura lidského srdce je nám známá již od školních dob. Skládá se z „žilního srdce“ (pravá síň a pravá komora) a „arteriálního srdce“ (levá síň a levá komora). Síně a komory obou polovin jsou propojeny speciálními chlopněmi, které neumožňují pohyb krve v opačném směru.

Žilní, na kyslík chudá krev z celého těla vstupuje do pravé síně, odtud do pravé komory, odkud je vypuzována do plicního oběhu a jde do plic. Tam je nasycený kyslíkem, po kterém jde do levé síně. Odtud se dostává do levé komory a odchází přes aortu do systémové cirkulace – do všech orgánů těla.

Srdeční sval (myokard) je zvláštní druh příčně pruhovaného svalstva. Kosterní svaly dostávají elektrický impuls z mozku a myokard si pro sebe vyrábí elektřinu. To vysvětluje schopnost srdce se po určitou dobu stahovat i po odpojení od těla.

Odkud se v srdci bere elektřina?

Srdce má svůj vlastní systém pro výrobu elektřiny a její distribuci.

Pro generování elektrického proudu musí vzniknout transmembránový akční potenciál. Co to znamená? Buňka myokardu (kardiomyocyt) je od vnějšího prostředí oplocená membránou. Kolem buňky je extracelulární tekutina, uvnitř je obsah buňky. Koncentrace kladně nabitých iontů sodíku vně buňky je 10krát vyšší než uvnitř buňky. V membráně jsou ale zabudovány speciální proteiny – draselné-sodné pumpy. Dokážou vtáhnout 3 sodíkové ionty (Na +) do buňky a zároveň vyjmout 2 draselné ionty (K +). V důsledku toho se v tomto úseku membrány změní její náboj na opačný a objeví se zóna potenciálového rozdílu. Tento proces se nazývá depolarizace (excitace). Depolarizační zóna se posouvá dále – elektrický impuls se tak šíří srdečními tkáněmi. V další fázi se buňka snaží obnovit svůj původní stav a začíná proces repolarizace.

Systém výroby a distribuce elektřiny má tři hlavní součásti:

• Sinoarteriální (sinusový) uzel.

Nachází se v pravé síni a je hlavním kardiostimulátorem, jakousi hlavní „baterií“ srdce. Je to on, kdo je zodpovědný za automatismus srdce – schopnost myokardu být vzrušený bez vnější pomoci. Říká se mu také kardiostimulátor 1. řádu.

• Atrioventrikulární uzel.

Nachází se mezi pravou a levou síní a je to „náhradní baterie“, to znamená, že může také vyrábět elektřinu, ale spustí se, pokud přestane fungovat sinoarteriální uzel. Jedná se tedy o kardiostimulátor 2. řádu. Normálně je zodpovědný za mírné zpoždění vedení elektrického impulsu ze sinusového uzlu, což je nezbytné pro koordinovanou kontrakci všech částí srdce. To je další vlastnost myokardu, která tento sval odlišuje od jiných typů příčně pruhovaných svalů – současná kontrakce všech vláken.

• Purkyňova vodivá vlákna

Systém vláken v základně srdce, který distribuuje příchozí elektřinu do všech částí srdce: pravá větev do pravé komory a levá větev do levé.

Historie elektrokardiografie

Zakladateli elektrofyziologie a zejména studia elektrické aktivity srdce byli němečtí vědci. V polovině 19. století byla jeho existence potvrzena při pokusech na žábách. Přitom náš krajan I.M. Sechenov, který se ve své vědecké práci „O elektřině zvířat“ zmiňuje o elektrických jevech v srdci. V roce 1873, po vynálezu rtuťového elektrometru Lippmannem, byl popsán mechanismus vzniku akčního potenciálu při práci lidského srdce. A v roce 1887 předvedl holandský fyziolog Willem Einthoven celému světu svůj vynález – strunový galvanometr. Einthovenův přístroj umožnil zaznamenat první elektrokardiogram. Po 8 letech vynálezce představil označení zubů řady EKG, které moderní lékaři stále používají.

V roce 1901 představil Einthoven vědecké komunitě přístroj vážící více než 270 kg – byl to první elektrokardiograf na světě. Obsluhovat ho mělo 5 lidí. Přes určité nepříjemnosti při používání způsobil Einthovenův stroj revoluci v medicíně. Téměř o čtvrt století později, v roce 1924, byla vědci udělena Nobelova cena.

Elektrická aktivita srdce na elektrokardiogramu

Elektrokardiografie je metoda, která umožňuje sledovat, jak elektrický impuls prochází všemi tkáněmi myokardu, tedy elektrickou aktivitou srdce. Ke sledování jeho změn se používají elektrody, které jsou umístěny na různých částech těla. Pro zlepšení vodivosti je kůže lubrikována vodivým gelem. Moderní zařízení mají také filtry, které zlepšují signál.

Jak se impuls pohybuje podél myokardu, rozlišují se následující fáze, které se odrážejí na pásce kardiografu:

• P-vlna – elektrická aktivita síní: elektrický potenciál ze sinusového uzlu se šíří nejprve pravou síní a poté levou. EKG zachycuje jejich celkovou akci v podobě jednoho společného zubu;
• PQ interval je samotný okamžik zpoždění impulsu v atrioventrikulárním uzlu;
• QRS komplex – elektrická aktivita komor. Elektrický potenciál se postupně šíří podél přepážky mezi komorami až k srdečnímu hrotu – tento okamžik je na kardiogramu viditelný jako vlna R. A pak podél „vnějších“ stěn srdce se elektrický potenciál dostává do základny srdce – a tento okamžik je viditelný v podobě obráceného vrcholu S;
• ST-segment – komory jsou stažené, ale neproudí jimi elektřina;
• T-vlna – repolarizace, tedy „vypuštění“ elektrického potenciálu a příprava myokardu na další kontrakci.

Podle změn na linii kardiogramu lékaři vidí, v jaké fázi a jak se změnila elektrická aktivita srdce.

Co umí EKG?

EKG je jednou z hlavních vyšetřovacích metod moderní medicíny. Za prvé, říká hodně o práci srdce a o svém zdraví. A vzhledem k tomu, že srdce postihuje mnoho onemocnění, je EKG mimořádně relevantní diagnostickou metodou. A proto jsou často výsledky EKG důvodem pro další výzkum. Za druhé, je to levná metoda. Žádná drahá činidla – stačí gel a role pásky pro záznam a výsledky jsou okamžitě viditelné – sedí a dešifruje. Co vidí lékař na kardiogramu?

• Studie zjišťuje frekvenci a pravidelnost srdečních kontrakcí. To znamená, že lékař dokáže odhalit mimořádné kontrakce (extrasystoly) nebo abnormální srdeční rytmy (arytmie).
• V případě poškození, odumření jednotlivých úseků srdečního svalu, dojde k narušení prokrvení a vedení elektrického vzruchu. To znamená, že EKG umožňuje diagnostikovat ischemii myokardu a infarkt.
• Jakékoli změny v elektrické aktivitě ukazují na poruchy intrakardiálního vedení, to znamená, že je možné určit oblasti blokád a také změny v tkáních myokardu, například hypertrofii levé komory.

Co EKG neumí?

Elektrokardiografie je mocný diagnostický nástroj. Ale nemůže dělat všechno. Například standardní vyšetření pomocí EKG neodhalí nádory srdce, neodhalí šelesty a také neumožňuje pozorovat hemodynamiku – směr průtoku krve při práci srdce. K diagnostice uvedených stavů a patologií jsou nutné speciální studie za zvláštních podmínek – každodenní sledování, zátěžové testy atd.

Často se změnami na elektrokardiogramu lékař nasměruje pacienta na echokardiografii. Navzdory názvu se tato metoda zásadně liší od EKG. Je to v podstatě ultrazvuk srdce. A nyní s pomocí ultrazvuku můžete zjistit spoustu toho, co EKG „nevidí“. EchoCG umožňuje lékaři „živě“ pozorovat práci srdce a podle toho vyvozovat závěry o jeho zdraví. Při výkonu je možné určit rozměry celého orgánu a jeho jednotlivých úseků, tloušťku stěn, vyšetřit cévy a chlopně. Lékař dokáže změřit tlak v jednotlivých komorách srdce a odhadnout velikost průtoku krve.

Moderní metody EKG a lidské zdraví

Metoda EKG se zdokonaluje. Rostou i možnosti jeho uplatnění.

Nejoblíbenějším počinem posledních let je možnost přijímat data EKG na chytrý telefon. Speciální senzory doplněné o aplikaci pro mobilní zařízení již nyní umožňují sledovat arytmie. Je pravda, že citlivost senzorů je stále na „filistínské“ úrovni, to znamená, že není třeba mluvit o přesnosti měření. Proto není možné provádět diagnostiku na smartphonu se senzorem zabudovaným v pouzdru. Ale taková zařízení, která jsou zdraví nebezpečná, lze vysledovat. Data lze okamžitě přenést do sítě a dostat se k ošetřujícímu lékaři, což signalizuje pro pacienta nebezpečný stav.

V posledních letech se vědci blíže zabývali využitím EKG při vyšetření mladých sportovců. Normálně je EKG povinným krokem v lékařské prohlídce předtím, než dítě nebo mladý člověk získá přístup ke školení. Pozorování posledních let však ukázala, že některé odchylky EKG od normy umožňují vyčlenit osoby se zvýšenou frekvencí náhlé srdeční smrti a dřívější lékaři těmto odchylkám nevěnovali pozornost. A takových mladých sportovců se nabírá 20 %.

V roce 2012 američtí pediatři prokázali, že EKG s echokardiografií nebo bez ní má potenciál identifikovat děti s rizikem syndromu náhlého úmrtí kojenců. Tato metoda je v současné době ve studiu.

A konečně, pravidelné EKG je užitečné i pro lidi, kteří nemají vůbec žádné podezření na kardiovaskulární onemocnění.