ecg - SABİS

ECG-Cardiac Cycle
ELEKTROKARDIYOGRAFI
(ECG)
Tıp Elektroniği
Yrd. Doç. Dr. Mustafa Z. YILDIZ
[email protected]
Anatomy of the Heart
Kalp
•
Kalp 3 tabaka: içeriden dışarı doğru 1. endokard- 2. myokard – 3. perikard.
•
Kalp iki ayrı pompa: Akciğerlere kan pompalayan sağ kalp ve çevre organlara
kan pompalayan sol kalp. Bunların her biri, bir atriyum (kulakçık) ve bir
ventrikülden (karıncık) oluşan iki bölmeli bir atım pompasıdır.
•
Atriyum: başlıca gör evi kanı ventrikül içine yöneltmektir. Ventrikül: kanı ya
akciğer (pulmoner) ya da periferik dolaşıma iten ana kuvveti sağlar.
Kalp Kasının Fizyolojisi
• Üç tip kas: atriyum kası, ventrikül kası,
özelleşmiş uyarıcı ve iletici kas lifleridir
(purkinje lifleri).
• Kasılma süresi iskelet kasından daha uzun….
• Özelleşmiş uyarı ve ileti lifleri ise, yalnızca
belli belirsiz kasılırlar. Kalbin ritmik atışını
kontrol eder.
• Kalp kasının tipik miyofibrilleri, iskelet
kasındakilerin hemen hemen aynı olan aktin
ve miyozin filamentleri içerirler. Bu filamentler
iç içe geçmiştir ve kasılma sırasında iskelet
kasında olduğu gibi birbirleri üzerinde
kayarlar.
• Kalp kası lifleri, birbirine seri bağlanmış çok
sayıda ayrı hücreden meydana gelir.
• Elektriksel direnç düşük, kalp kası lifinin dış
zarının direncinin yalnızca 1/400'üdür.
• Hücre zarlarının kaynaşarak oluşturduğu,
"haberleşen bağlantılar" (oluklu bağlantı, gap
junction) geçirgendir, iyonların nisbeten
serbest difüzyonuna izin verir.
Bir Sinsisyum Olarak Kalp Kası
• Kalp gerçekte iki sinsisyumdan (birleşmiş hücrelerden oluşan çok
çekirdekli yapı) meydana gelir. Bunlar, iki atriyumun duvarlarını
oluşturan atriyum sinsisyumu ve iki ventrikülün duvarlarını
oluşturan ventrikül sinsisyumudur.
•
Atriyumlarla ventriküller arasındaki kapak açıklıklarını çevreleyen
fibröz doku, atriyumları ventriküllerden ayırır. Normalde aksiyon
potansiyelleri, atriyum sinsisyumundan ventrikül sinsisyumuna
yalnızca özelleşmiş bir ileti sistemi aracılığıyla çapları birkaç
milimetr e olan ileti liflerinin oluşturduğu atriyoventriküler (A-V)
demet ile) iletilebilir.
• Kalbin kas kitlesinin bu şekilde iki işlevsel sinsisyuma bölünmesi,
atriyumların ventriküllerden kısa bir süre önce kasılmasına
olanak verir. Bu da kalp pompasının etkinliği açısından önemlidir.
Kalp Döngüsü (Cardiac Cycle)
• Bir kalp atımının başlangıcından, bir sonraki kalp atımının
başlangıcına kadar gerçekleşen kalp olaylarına kalp döngüsü
(cardiac cycle) adı verilir. Her bir döngü, sinüs düğümünde (S-A)
aksiyon potansiyelinin kendiliğinden oluşması ile başlar.
• Aksiyon potansiyeli hızla her iki atriyuma ve oradan da A-V demet
ile ventriküllere yayılır. Atriyumlardan ventriküllere geçişi sağlayan
ileti sisteminin özel düzeni sayesinde kalp uyarısı, atriyumlardan
ventriküllere 1/10 saniyeden daha uzun süren bir gecikme ile
geçer.
• Bu gecikme, atriyumların ventriküllerden önce kasılarak, kuvvetli
ventrikül kasılmasından önce kanı ventriküllere pompalamasını
sağlar. Bu şekilde, atriyumlar ventriküller için hazırlayıcı pompalar
olarak görev yaparlar. Ventriküller ise kanı damar sisteminde
iten ana güç kaynağını oluştururlar.
Cardiac cycle animation…
• https://www.youtube.com/watch?v=BEWjOC
VEN7M
Sistol ve Diyastol
• Kalp döngüsü, kalbin kan ile dolduğu, diyastol adı verilen
bir gevşeme döneminden ve bunu izleyen, sistol adı
verilen bir kasılma döneminden meydana gelir.
• Atriyoventriküler kapaklar, A-V kapaklar (sağdaki triküspid kapak ve soldaki – mitral kapak) sistol sırasında
kanın ventriküllerden atriyumlara geri akmasını engeller.
• Semilunar kapaklar ise (aort ve pulmoner kapaklar)
diyastol sırasında kanın aorta ve pulmoner arterlerden
ventrikül içine geri akmasını engeller. Tüm kapaklar,
tamamen pasif olarak kapanır ve açılırlar. Yani geriye
doğru bir basınç farkı kanı geriye doğru itince kapanır,
ileriye doğru bir basınç farkı kanı ileriye doğru itince
açılırlar.
Kalbin Elektriksel Aktivitesi
• Conduction
system
• Origin in the sinus
node: pacemaker
• Atrial-ventricular
conduction
• Complete ECG
• Disorders of
pacemaker,
conduction, ion
channel
abnormalities
•
Each time the heart beats, three
characteristic waves occur. P,
QRS and T waves.
•
P wave: indicates that the atria
are contracting to pump out
blood, which means the
depolarization of the atria.
•
QRS complex : indicates that
the ventricals are contracting to
pump out blood, which means
the depolarization of the
ventricules.
•
•
•
•
•
The ST segment: indicates the
amount of time from the end of
the contraction of the ventricles
to the beginning of the rest
period before the ventricles
begin to contract for the next
beat.
The T wave: indicates the
resting period of the ventricles,
which is the repolarization .
P-R Interval : time it takes for
the impulse sent from the SA
node to travel to the ventricles
Elektriksel Dipol Modeli
Dipole Model
• Dipole represents electric activity of the heart
• Changes in the dipole magnitude and orientation
cause detectable changes in the electric field
Vector Algebra
• Dot product of vectors, where va1 is a scalar voltage:
va1  M  a1  M cos 
• When the vector is perpendicular to M, va1 is zero
Einthoven’s Triangle
• Three vectors
used to fully
identify the
electrical activity
– Vector shown in
frontal plane of
the body
• Kirchhoff’s law is
used for the three
leads
I – II + III = 0
ECG Elektrotları
1911-Willem Einthoven
ECG Derivasyonları
• Standart Bipolar Derivasyon: Ölçümler, kolay
yapılabilmesi bakımından üçgenin köşe
noktalarında değil, bu noktalara yakın olan kol
ve bacaklar üzerinde yapılır.
Unipolar Derivasyon (Wilson bağlantı
noktası)
.. Eğer elektrodlardan üçü eşit dirençler
üzerinden birbirlerine bağlanır ve bu
nokta ile üçüncü elektrod arasında
ölçüm yapılırsa, bu derivasyon unipolar
derivasyon olarak isimlendirilir.
Kuvvetlendirilmiş Derivasyon: Three
Augmented Limb Leads
Bu modda elde edilen
işaretlerin genlikleri, ünipolar
moddaki genliğe göre %50
fazladır.
Transvers Düzlemde Yapılan EKG
Ölçümleri
• Chest leads used to obtain the ECG in the transverse plane
• Obtains ECG from the posterior side of the heart
(EKG) ÖLÇÜM DÜZENİ
•
•
•
•
•
a) Elektrodlan Kalbin elektriksel aktivitesi
sonucu oluşan iyon akımını elektrik akımına
çeviren dönüştürücülerdir.
b) Koruma, yalıtım ve anza sezme ünitesi: Bu üç
işlem tek bir ünitede gerçekleştirilebildiği gibi
birden fazla ünitede de gerçekleştirilebilir.
Koruma ve yalıtım devresinin yalıtım kısmı, EKG
cihazında oluşabilecek ve hasta için tehlikeli
olabilecek akımlardan hastayıkorur. Kısaca,
elektrodlarla cihaz ve enerji kablolarıarasında
izolasyon sağlar. Koruma kısmı, hasta üzerinde
oluşabilecek yüksek gerilimin EKG cihazına zarar
vermemesini sağlar. Anza sezme kısmı ise
elektrodların bağlantıkablolarında oluşacak bir
kopmayı
veya
elektrodların
uygulandığı
noktalardan kaymalarını sezerek alarm verir.
c) Bağlantıseçici ünitesi: Hasta üzerine
uygulanmıştüm elektrodlar bu ünitenin girişine
uygulanmıştır. Bu ünite yardımıyla, istenilen
elektrodlar EKG cihazına uygulanır. Yani istenilen
derivasyonun seçilmesi sağlanır.
d) Ayar devresi: 1 mV'luk darbe şeklinde bir
işaret, bu devre yardımıyla, gerekli ayarların
yapılabilmesini sağlamak amacıyla cihazın
girişine uygulanır.
e) Ön kuvvetlendirici: Bu ünite, EKG işaretlerini
kuvvetlendirir. Giriş empedansının çok büyük,
ortak moddaki işareti reddetme oranının
(CMMR) yüksek olmasıgerekir. Enstrümantasyon
kuvvetlendiricisi tipindeki bir kuvvetlendirici bu
•
•
•
•
f) Sürücü kuvvetlendirici ünitesi: Bu ünite, EKG
işaretlerini, gösterge ve kayıt düzenlerinin
bulunduğu üniteyi sürecek seviyeyekadar
kuvvetlendirir, ön kuvvetlendiricinin çıkışındaki
DC kaymasının etkili olmamasıiçin giriş, genelde
AC kuplajlıolarak gerçekleştirilir. Cihaz için
gerekli frekans band genişliği, bu kat tarafından
belirlenir.
Kayıt
düzenindeki
kalemin
pozisyonunu ayarlamak amacıyla, bir sıfır kayma
("zero-offset") kontrol ayan vardır. Bu kontrol
yardımıyla, ünitenin çıkışındaki DC seviye
ayarlanır.
g) Gösterge ve kayıt düzenleri ünitesi: Bu
ünitede EKG işaretleri bir kağıt şeride kayıt edilir
ve varsa bir monitör yardımıyla izlenebilir.
İstenirse özel düzenler yardımıyla bir manyetik
bant üzerine de kayıt yapılabilir. Koroner yoğun
bakım merkezlerinde EKG işaretleri, monitörler
yardımıyla izlenir. Hasta başında bulunan
monitöre ilaveten her hastaya ait monitörler,
merkezi hasta izleme konsolunda bulunmaktadır.
Bu konsol üzerinde aynca kağıt kayıt düzeni,
kaset teyp, video kaset kaydedicisi ve
bilgisayarlıkayıt düzeni bulunmaktadır.
h) Hasta yalıtımı: Modern EKG cihazlarında
yalıtma
İzolasyon Kuvvetlendiricileriyle
yapılmaktadır.
i) İzolasyon kuvvetlendiricileri: Modern EKG
cihazlarında, mikro şoklarıönlemek için, hasta ile
•
j) Koruma ünitesi: Bazıdurumlarda hasta üzerinde
oluşabilecek gerilim, EKG cihazıve/veya hastaya
bağlıdiğer cihazlar için tehlikeli olabilir. Örneğin
ameliyat esnasında elektrocerrahi cihazıkullanılır. Bu
cihazın toprak bağlantısıhatalıise, hasta üzerinde
transient şeklinde oldukça yüksek değerde
gerilimler oluşarak, hastaya bağlı cihazlar üzerinde
hasar oluşabilir. Bu sakıncayıortadan kaldırmak için
cihazın girişine, cihazıaşın gerilimlerden koruyan
devreler koymak gereklidir. Şekil (5.15)'de,
gösterilen koruyucu devre, cihazın girişuçlanndaki
gerilimin belli bir değerine kadar açık ve bu değerin
üzerindeki değerlerde ise kısa devre etkisi
göstermelidir. Pratikte bu amacısağlamak için çeşitli
elemanlar kullanılabilir. Örneğin birbirlerine ters
olarak paralel bağlıiki silisyum diyod yardımıyla +600 mV'un üzerindeki gerilimler için girişkısa devre
edilebilir. 3 V ile 20 V arası ve üzerindeki
gerilimlerdeki sınırlamalar için birbirine ters olacak
şekilde seri bağlı iki zener diyodu kullanılır. 50 V ile
80 V arasıve üzerindeki gerilimler için ise gazlı deşarj
tüpleri kullanılır.
Ön kuvvetlendirici:
• EKG ölçüm düzenlerinde EKG
işaretleri, ön kuvvetlendiricide
kuvvetlendirilir.
• Bu katın giriş empedansı çok
yüksek ve ortak moddaki işareti
reddetme oranı(CMMR) çok
büyük olmalıdır.
• Pratikte bu amaçla genellikle üç
işlemsel
kuvvetlendiriciden
oluşan
ve
Enstrümantasyon
kuvvetlendiricisi
olarak
adlandırılan
bir
diferansiyel
(farksal) kuvvetlendirici kullanılır.
Abnormal Rhythms of the Heart
• Normal sinus rhythm
• Conduction
abnormalities
• Atrial arrhythmias
• Role of diagnostic/
therapeutic devices
– Pacemakers, external
vs. implanted
– Pacemakers: stimulate,
correct conduction
abnormalities
Abnormal Rhythms of the Heart
• PVCs are
premonitory
Ventricular
• Ventricular
arrhythmias are
more lethal
• Role of diagnostic
monitoring in CCU
• Role of therapeutic
devices
(implantable
cardioverter)
Abnormal Rhythms of the Heart
• Ventricular Fibrillation is
life threathening
• Role of defibrillator:
external and implanted
• Ischemic heart dieases
• Role of monitoring
heart disease»»