Bases físicas del ECG ESFUNO Escuelas

Presentación del tema: "Bases físicas del ECG ESFUNO Escuelas"— Transcripción de la presentación:

1 Bases físicas del ECG ESFUNO Escuelas
UTI: Cardiovascular - Respiratorio Depto. Biofísica Facultad de Medicina

2 Electrocardiograma (ECG)
Es el registro de la actividad eléctrica cardíaca en función del tiempo, desde la superficie corporal y por tanto es un método de estudio no invasivo. La distancia de los electrodos al corazón permite utilizar la aproximación física del dipolo para interpretar el mecanismo de generación del ECG (sobre todo en el plano frontal). Este dipolo equivalente rota y cambia de magnitud durante los eventos que tienen lugar en el ciclo cardíaco. Las proyecciones del mismo sobre las derivaciones eléctricas de registro permiten deducir el ECG. Explorar: - función normal - diagnosticar trastornos del ritmo y conducción cardíaca ECG, método importante para explorar la función normal y diagnosticar trastornos del ritmo y conducción cardíaca. Los electrodos se colocan en la superficie del cuerpo.

3 (+) VE Reposo VE P.Acción (-)
I. Registro Intracelular y Extracelular de una Fibra Cardíaca -flujo de corriente en medio extracelular -modifica potencial eléctrico del medio -Torso medio conductor (+) VE Reposo VE P.Acción (-) Registros intracel son fundamentales xa entender la función normal y patológica, así como acción de fármacos, pero no son parte de la práctica cotidiana. PA en células, flujo de corrientes en medio extracelular que modifican el potencial de eléctrico en el volúmen que rodea a las células. Torso humano funciona como medio conductor (tridimensional o volumétrico) de tipo electrolítico por la presencia de iones en los líquidos corporales.

4 Registros intracelulares:
Muestran potencial de reposo negativo (-80 mV). Depolarización durante el Potencial de Acción (hasta +20 mV) Registros extracelulares: VE = 0, tanto para la fibra sin activar como para la fibra totalmente despolarizada. VE > 0, cuando ve acercarse frente de despolarización (carga > 0 extracelular). VE < 0, cuando ve alejarse frente de despolarización (carga < 0 extracelular). ECG, registro extracelular que se origina de fenómenos eléctricos que ocurren a nivel celular (Pot Acción).

5 Potenciales de acción en distintos sectores del corazón:
automatismo Fenómenos eléctricos que ocurren a nivel celular. PA cardíacos, en qué células se originan? ¿En qué células se originan?

6 Fase 0 – Fase de despolarización rápida – canales Na+
2 Fase 0 – Fase de despolarización rápida – canales Na+ Fase 1 – Fase de repolarización rápida – inactivación canales Na+, canales de K+ (Ito), canales Cl-. Fase 2 – Fase de meseta o “plateau” – canales de Ca2+ L y canales de K+ Fase 3 – Fase de repolarización – canales K+ Fase 4 – Potencial de reposo – canal de K+ (IK1) Fenómenos eléctricos que ocurren a nivel celular. Miocito ventricular.

7 El Electrocardiograma (ECG)
0.2 seg

8 El electrocardiograma (ECG)
Complejo QRS: Despolarización ventricular Onda P: Despolarización auricular Onda T: Repolarización ventricular 0.2 seg

9 ECG: NOMENCLATURA R Segmento PR Segmento ST T P P Q S Intervalo PR
(Retardo nodal) (Ventrículos tot. depol.) T P P Segmento PR isoeléctrico, debido a la poca masa de células activas (nódulo AV y haz de His). Segmento ST ventrículos despolarizados, la mayoría de las fibras se encuentran en fase 2 del PA. Q S Intervalo PR Segmento Isoeléctrico 0.2 sec (Ventrículos tot. repol.) (Ventrículos tot. repol.)

10 Potencial de Acción Ventricular & ECG
Al generarse procesos eléctricos a nivel celular (despolarización o repolarización), es esperable obtener algún registro extracelular. Si el pot de membr no se modifica, el registro extracelular permanecerá sobre la línea de base (cero). Correspondencia complejo QRS y onda T. QRS T 0.2 seg

11 Correlación entre registro extracelular e intracelular.
Esbozo de un modelo Asumir simplificaciones: 1) todos los PA en la despol superan 0 mV, invierten su polaridad En el medio extracelular, una carga + seguida de una carga -, muestran el avance de un proceso eléctrico. “Desde afuera” son observables cambios en el potencial de membrana, en tanto que no son observables valores estables de potencial de membrana Ambas cargas DIPOLO

12 Bases físicas del ECG Modelo del DIPOLO
¿Cuál/les es/son: Las cargas eléctricas que generan el dipolo, el eje del dipolo, y los semiejes positivo y negativo? - El centro del dipolo? - ¿Cuál es la línea isopotencial representada?, ¿cuánto vale el voltaje en ella? - ¿Cuáles son los hemicampos en este campo eléctrico, y qué signo presenta el voltaje en cada uno de ellos?

13 Momento dipolar - + m = q .d Definición del Dipolo
El dipolo es una entidad física constituida por un par de cargas eléctricas (polos) de igual valor absoluto y signo contrario situadas a una distancia finita (d). Momento dipolar El momento dipolar ( m ) es una magnitud vectorial. Por lo tanto para definirla hay que dar: dirección sentido valor absoluto (módulo) + - La del eje del dipolo El del semieje positivo El módulo es igual al producto de la carga por la distancia = q .d m

14 - + Vp es el potencial en el punto P.
Para un punto P arbitrario ubicado en dicho campo a una distancia r del centro del dipolo, ¿con respecto a qué semieje (positivo o negativo) se define el ángulo comprendido entre r y dicho semieje? El semieje positivo es el origen de los ángulos - + P Vp es el potencial en el punto P. El valor de Vp dependerá del dipolo (es decir del momento dipolar) y de la posición del punto con respecto al dipolo.

15 Dependencia del potencial con la distancia
Por lo tanto la función: Define la dependencia del potencial eléctrico del punto P con las variables en juego. Vp = f (µ, r, j) Dependencia del potencial con la distancia Vp = f (r) , (µ,j = ctes.) Vp= a/r2 20 40 60 80 100 2 4 6 8 Vp r El pot. es una función decreciente, no uniforme de la distancia.

16 Dependencia del potencial con la orientación
Vp = g (j) , (µ, r = ctes.) Supongamos un dipolo y un punto P que se desplaza con una trayectoria circular. Vp= b cos j + - P

17 Dependencia del potencial con el momento dipolar
Representamos dos dipolos cuyo tamaño está en relación con su momento dipolar µ. Es fácil comprender que si j y r no varían, Vp es mayor cuanto mayor sea m. - + - + Vp= c m

18 Resumen Se pueden reunir las tres expresiones anteriores en una única fórmula que nos da el valor del potencial de acuerdo al ángulo j, la distancia r y el momento dipolar m. La constante k involucra la naturaleza del medio en el que se encuentra el dipolo y el sistema de unidades.

19 Supongamos que el punto P viaja en dicho campo eléctrico
Modelo del Dipolo como herramienta de análisis de registro extracelular Supongamos que el punto P viaja en dicho campo eléctrico Debido a que dicho punto P recorre infinitos puntos en el campo eléctrico, también se obtendrán infinitos valores de voltaje. Por esta razón, un registro de este tipo tendrá forma de “onda” y no consistirá meramente en un punto correspondiente al voltaje en un instante dado. Asociar los recorridos 1 y 2 (señalados mediante flechas), de un punto P que recorre el campo eléctrico generado el dipolo representado, con los registros A y B. ¿cambiará de signo el voltaje medido? ¿tendrá en algún momento un valor de voltaje nulo?

20 Supongamos punto P fijo y lo que se mueve es el dipolo
Pensando en trasladar el modelo de corazón y el registro de su actividad eléctrica.

21 Proceso eléctrico que viaja en dirección no lineal
Tener presente en qué hemicampo queda comprendido el punto P en los sucesivos instantes t1, t2, t3, t4 y t5. Esto facilita deducir el signo del voltaje medido en dicho punto.

22 - dipolo elemental, momento dipolar mj Masa miocárdica (muchas fibras)
+ t1 t2 Cada fibra - frente plano - dipolo elemental, momento dipolar mj Masa miocárdica (muchas fibras) - frente curvo - dipolo equivalente, momento dipolar centro es centro eléctrico cardíaco Mi Este dipolo equivalente de momento dipolar Mi resulta de la suma vectorial de los dipolos elementales. La masa miocárdica que sufre los procesos de activación va cambiando, por tanto es de esperar que una mayor masa genere un proceso eléctrico de mayor amplitud que una masa menor. Este carácter dinámico de la actividad eléctrica cardíaca hace necesaria la utilización de varios electrodos en diferentes posiciones. De esta manera surgen las denominadas derivaciones Constituye una imagen representativa de la actividad eléctrica cardíaca de la masa miocárdica para cada instante de tiempo ti. Es un vector cardíaco instantáneo: Mi = f (t)

23 DERIVACIONES FRONTALES
HIPOTESIS DE EINTHOVEN Derivaciones se definen en triángulo equilátero Centro del triángulo es centro eléctrico. Proyecciones de eje eléctrico instantáneo e en las derivaciones, permiten calcular V de la derivación (Vx). e es un vector directamente proporcional a M. Electrodos alejados del corazón. Dónde colocar los electrodos de registro, es una decisión que debe acordarse, de manera de que sean tomadas siempre las mismas referencias para su medida y así estandarizar una herramienta que se utiliza a nivel mundial y por múltiples usuarios.

24 Derivaciones Bipolares
F (Brazo Derecho) (Brazo Izquierdo) (Pierna Izquierda) R L + - VI VIII VII DI = VL - VR DII = VF - VR DIII = VF - VL DI + DIII = DII

25 Derivaciones Unipolares
F VW En este caso hay un solo electrodo activo en VL, VR y VF. El electrodo de referencia corresponde a la terminal de Wilson que resulta de unir los 3 electrodos con una misma resistencia a un punto central. Su potencial es VW = 0. Las rectas de derivación sobre las cuales proyectar el vector, corresponden a las bisectrices de cada ángulo del triángulo.

26 Resumen de las derivaciones del plano frontal

27 Vectocardiograma El VCG es el registro de la trayectoria extrema del eje eléctrico instantáneo. Existe un VCG para cada plano dado que el eje eléctrico instantáneo es espacial. De VCG frontal pueden obtenerse derivaciones frontales y viceversa. En este caso se usan frecuentemente DI y aVF porque son perpendiculares (simplifica). No para precordiales.

28 Eje eléctrico medio ei e =
Es un vector que corresponde al modulo, dirección y sentido promedios de la activación auricular, activación ventricular y repolarización ventricular. e = ei n Generalmente el eje eléctrico medio divide al VCG en 2 partes iguales. Habitualmente su posición esta entre 30 y 70 grados (líneas rojas). Su posición puede variar en condiciones: fisiológicas (biotipo, embarazo, edad) patológicas (hipertrofia ventricular, bloqueos) 0 grado -90 grados 90 grados