Interpretación de un electrocardiograma

¿Y cómo se hace para determinar la actividad eléctrica del corazón?




Después de muchos estudios en la historia, se determinó que los músculos tenían actividad eléctrica. El padre del electrocardiograma Williem Enthioven realizó un galvanómetro que permite medir la diferencia de potencial.




En términos concretos, Einthoven pensó que, siendo el corazón un generador de corriente y el cuerpo humano un buen conductor, podría construirse imaginariamente un triángulo, formado por las raíces de los miembros, sobre cuyos lados se proyectarían las fuerzas eléctricas emanadas del músculo cardíaco. Dado que el corazón se inclina dentro del pecho hacia la izquierda, y como los brazos y piernas son prolongaciones de sus respectivas raíces, en la práctica empleamos los miembros superiores y el inferior izquierdo para construir el triángulo.
 

Para su registro se colocan 4 electrodos.

1.- Brazo derecho R 2.- Brazo izquierdo L 3.- Pierna Izquierda F 4.- Pierna derecha N Son 3 y se denominan D1, D2, D3. D1.- registra le diferencia de potencial entre el brazo izquierdo polo positivo y el derecho (polo negativo). D2.- registra le diferencia de potencial que existe entre la pierna izquierda (polo positivo) y el brazo derecho (polo negativo). D3.- registra la diferencia del potencial que existe entre la pierna izquierda (polo positivo) y el brazo izquierdo (polo negativo).




D1+D2+D3= 0

De modo que D2= D1+ D3




Su importancia :Es fundamental en lo concerniente a precisar:

1. El ritmo cardíaco.

2. La posición del corazón.

3. Las medidas de las ondas, espacios y segmentos, sobre todo en D2.

4. El diagnóstico positivo y diferencial de las arritmias.

5. La frecuencia cardíaca.



Es importante conocer que las derivaciones estándares están íntimamente relacionadas, guardando una proporción entre sí, de modo que el voltaje de los fenómenos que se recogen en D1, D2 y D3 tienen una relación matemática enunciada en la ley del propio Einthoven, que postula: D2 es igual a la suma de D1 más D3. Antes de desarrollar esta ley debemos explicar que, por razones idiomáticas,  en la práctica electrocardiográfica empleamos términos distintos a los de brazos y piernas, y que siempre denominaremos los ángulos del triángulo con las iniciales de las palabras inglesas right (derecho), left (izquierdo) y feet (pierna), anteponiendo la inicial V de la palabra vector, que  empleamos como representación gráfica de las fuerzas eléctricas que registramos. Con esta nomenclatura las derivaciones estándares quedan integradas como sigue:  

D1 es igual a VL menos VR (brazo izquierdo menos brazo derecho).

D2 es igual a VF menos VR (pierna izquierda menos brazo derecho). D3 es igual a VF menos VL (pierna izquierda menos brazo izquierdo). Con esta nueva nominación vamos a desarrollar la ley de Einthoven.

Si D2 es igual a D1 más D3, es lo mismo que si VF menos VR es igual a VL menos VR más VF menos VL. Suprimiendo los 2 puntos VL, uno positivo con el otro negativo, la ecuación queda:




D1 = VL – VR

D2 = VF – VR

D3 = VF – VL

D1 + D3 = VL – VR + VF – VL

= VF – VR
= D2



Cada lado del triángulo de Einthoven está formado por 2 mitades: una negativa y otra positiva; ambas mitades están divididas en milímetros, que es la magnitud que emplearemos como unidad de medida en las ondas del electrocardiograma. La totalidad del triángulo queda englobada dentro de una circunferencia gradual.    
    

ECg presenta como línea guía la denominada línea isoeléc- trica o línea basal, que puede identi carse fácilmente como la línea horizontal existente entre cada latido. Los latidos cardíacos quedan representados en el ECg normal por las diferentes oscilaciones de la línea basal en forma de ángu- los, segmentos, ondas e intervalos, constituyendo una ima- gen característica que se repite con una frecuencia regular a lo largo de la tira de papel del ECg. Como se ha comentado, entre latido y latido va discurriendo la línea base

El recorrido en sentido horizontal hace referencia al tiempo transcurrido, y la distancia en sentido vertical.

o profundidad) al voltaje que se está produciendo. El papel por el que discurre el registro de la línea se encuentra mili- metrado. Cada cuadrado pequeño del papel mide 1 mm y al observarlo con detenimiento puede comprobarse que cinco cuadrados pequeños forman un cuadrado grande, remar- cado por un grosor mayor en la tira de papel del ECg. Para conocer cómo transcurren los tiempos durante la actividad del corazón, basta con recordar que cinco cuadrados grandes en sentido horizontal equivalen exactamente a un segundo.

En un ECg normal, cada complejo consta de una serie de de exiones (ondas del ECg) que alternan con la línea basal. realizando la lectura de izquierda a derecha, se distinguen la onda P, el segmento P-r, el complejo qrS, el segmento St y nalmente la onda t. 

¿Qué es un electrocardiograma?

El ECG es un gráfico en el que se estudian las variaciones de voltaje en relación con el tiempo. Consiste en registrar en un formato especialmente adaptado, la actividad de la corriente eléctrica que se está desarrollando en el corazón. También puede ser registrada y visualizada de manera continua en un monitor similar a una pantalla de televisión (es decir, el paciente se encuentra monitorizado). La actividad eléctrica del corazón recogida en el ECG se encuentra en forma de un trazado que representa diferentes deflexiones (ondas del ECG), que se corresponden con el recorrido de los impulsos eléctricos a través de las diferentes estructuras del corazón.

http://clinica-natividad.com/serv-elect.php

¿Cómo surgió el ECG?

Para entender como funciona el electrocardiograma debemos conocer la historia que permitió hacer uso de la electricidad en el cuerpo humano.

• Grecia
• El descubrimiento de los fenómenos causados por la electricidad se remonta a la Grecia clásica. 
• Suele atribuirse a Tales de Mileto (620 – 546 A.C.), quien se dio cuenta que al frotar una barra de ámbar (resina vegetal fosilizada) con lana o una piel, esta adquiría la propiedad de atraer el polvo y objetos ligeros.
• Teofrasto (371 – 287 A.C.): Descubrió que diversas substancias se comportaban como el ámbar al ser frotadas, pero ni él ni Tales fueron capaces de proponer alguna explicación a estos fenómenos.

http://www.gmcon.net/cirlog/lec01.html

El ámbar, “electron” en griego, y principal protagonista de esta etapa temprana, fue el origen de nuestra palabra “electricidad” y sus derivados.

• 1.600 D.c William Gilbert: Se sabe desde antiguo que el ámbar, si se frotaba, era capaz de levantar objetos ligeros. Gilbert agregó otros ejemplos como el azufre y describió lo que más tarde se conocería como 'electricidad estática'.
• 1775 Abildgaard : Demuestra que puede matar gallinas con impulsos eléctricos y que pueden restaurar el pulso con descargas eléctricas a través del pecho. "Con una descarga en la cabeza, el animal se quedó sin vida, que recuperó con una segunda descarga al pecho; sin embargo, después de que el experimento se repitiera varias veces.
• 1780 Galvani: Sus estudios le permitieron descifrar la naturaleza eléctrica del impulso nervioso.En una de estas experiencias, el científico demostró que, aplicando una pequeña corriente eléctrica a la médula espinal de una rana muerta, se producían grandes contracciones musculares en los miembros de la misma. Estas descargas podían lograr que las patas (incluso separadas del cuerpo) saltaran igual que cuando el animal estaba vivo. " Electricidad animal"

http://www.afinidadelectrica.com.ar/articulo.php?IdArticulo=55

• 1794 Volta se enteró de los hallazgos de su amigo Galvani y inició su investigación en el mismo sentido prescindiendo, casi desde el principio, de la desdichada rana para centrarse únicamente en los metales. Concluyó que no se necesitaba la intervención de animales para generar corriente eléctrica.

  

  Experimentos de Volta
  http://www.cell.com/trends/neurosciences/fulltext/S0166-2236(00)02003-
  
  

  El fisiólogo llamó a esta forma de producir energía "bioelectrogénesis". A través de numerosos y espectaculares experimentos —como electrocutar cadáveres humanos para hacerlos bailar la "danza de las convulsiones tónicas"— llegó a la conclusión de que la electricidad necesaria no provenía del exterior, sino que era generada en el interior del propio organismo vivo, que, una vez muerto, seguía conservando la capacidad de conducir el impulso y reaccionar a él consecuentemente.
• 1842: Carlo Mateucci: Al proporcionar una fuente de electricidad útil y constante Volta revolucionó la física pero, curiosamente, también detuvo los experimentos sobre la electricidad animal. Así, no fue sino cuarenta años más tarde que Carlo Matteucci demostró en forma convincente su existencia. Matteuci usó el galvanómetro diseñado veinte años antes por Leopold Nobili para demostrar que había una corriente eléctrica entre un segmento dañado y una parte intacta de un músculo.
• 1843 El fisiologo alemán Emil Dubois Reymond describe un potencial de acción que acompaña cada contracción muscular. Detecto la presencia de un pequeño voltaje en el músculo relajado y notó que este disminuía con la contracción del músculo. Para llegar a esta conclusión había desarrollado uno de los galvanómetros más sensibles de su tiempo.

A este instrumento le faltaba sensibilidad y las mejoras implementadas llevaron al desarrollo del Electrómetro Capilar, hecho por Gabriel Lippmann en 1872. 

Augustus De'sire Waller descubrió que la actividad eléctrica del corazón humano podría ser registrada por el Electrómetro Capilar sin necesidad de abrir el pecho para exponer el corazón. Fue el primero en grabar la actividad eléctrica del corazón en 1887. En un artículo inicial que él escribió, llamó a este registro "Electrograma". Un año después, le cambió el nombre a "Cardiograma". Einthoven luego introdujo el nombre que hoy se conoce como "Electrocardiograma". 

http://tecnologiahumanidades.blogspot.com.co/2014/06/el-electrocardiografo-en-el-siglo-xvii.html

Einthoven empezó a desarrollar su propio galvanómetro en el año 1900, luego de comprobar que el Electrómetro Capilar no le satisfacía para lo que necesitaba. El aparato se conoció como Galvanómetro de cuerda y fue introducido en 1903. 

https://electromedicinacr.wordpress.com/historia-de-la-ingenieria-biomedica/

Durante el desarrollo de este instrumento, el tamaño disminuyó radicalmente.

Los dispositivos terminales se mejoraron, los electrodos se hicieron en plata para situarlos directamente en la piel del paciente a través de correas. El electrodo de succión se le debe a Rudolph Berger en 1932, para sujetar el terminal que va en el pecho. Se implementó también el tubo de vacío para la amplificación. La primera compañía en usar ésto fue General Electric®. 

El dispositivo hecho por Einthoven fue la base para los fisiógrafos análogos implementados desde 1903.

Einthoven encontró la forma de graficar las corrientes que el corazón genera al funcionar. Él sabía que las corrientes eléctricas del corazón se movían a través del fluido extracelular, entonces, efectuando una medición de las diferencias de potencial entre partes diferentes del cuerpo se obtiene una corriente eléctrica cambiante que podría ser representada gráficamente.

Cada derivación simplemente mide diferencia de voltaje. El problema que surgió fue la sensibilidad. Un galvanómetro estándar no tiene la sensibilidad suficiente para detectar los milivoltios que se generan en el cuerpo. 

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/magnetic/galvan.html

El galvanómetro se compone de dos imanes permanentes y un conductor. La corriente que pasa a través del conductor causa una interacción con los magnetos y por lo tanto la aguja se mueve. Éste movimiento es proporcional a la corriente que pasa a través del conductor. Puesto que el sistema no es muy sensible para ser usado en detección de señales cardíacas, Einthoven hizo un aparato similar pero en vez de un conductor grueso, usó un hilo metálico muy delgado y liviano que fuera capaz de moverse incluso con corrientes muy pequeñas.

La aguja del galvanómetro era iluminada por un haz de luz. Se creaba una sombra que barría de un lado a otro dependiendo de la corriente que pasaba por el hilo metálico. La sombra se exponía a través de una ranura delgada y se producía un punto, el cual daba contra una película fotosensible registrando la señal electrocardiográfica. 

El electrocardiógrafo es un galvanómetro que permite registrar la actividad eléctrica cardíaca a partir de una serie de terminales o electrodos conectados en la superficie de cuerpo del paciente. La señal es amplificada y posteriormente enviada a un oscilógrafo capaz de hacer modificar la posición de un elemento de registro gráfico que se mueve al paso de un papel milimetrado. 

Las diferencias de potencial se interpretan con movimientos de la aguja hacia arriba o hacia abajo en consonancia con la polaridad registrada y la magnitud del potencial, mientras que en el papel se obtiene un trazo con ondas positivas y negativas que reflejan la actividad cardíaca observada desde los diferentes terminales o electrodos.

Actividad eléctrica del corazón

¿Cómo es la anatomía del corazón? ¿Cómo trabaja el corazón para distribuir la sangre al cuerpo?

La función del corazón es llevar a cabo la circulación de la sangre por todo el organismo, para distribuir el oxígeno y demás nutrientes a las células del organismo, y recoger sus productos metabólicos de desecho para su eliminación. 

El corazón tiene cuatro cavidades. Las cavidades superiores se denominan «aurícula izquierda» y «aurícula derecha» y las cavidades inferiores se denominan «ventrículo izquierdo» y «ventrículo derecho». Una pared muscular denominada «tabique» separa las aurículas izquierda y derecha y los ventrículos izquierdo y derecho. El ventrículo izquierdo es la cavidad más grande y fuerte del corazón. Las paredes del ventrículo izquierdo tienen un grosor de sólo media pulgada (poco más de un centímetro), pero tienen la fuerza suficiente para impeler la sangre a través de la válvula aórtica hacia el resto del cuerpo.

Las válvulas que controlan el flujo de la sangre por el corazón son cuatro:

• La válvula tricúspide controla el flujo sanguíneo entre la aurícula derecha y el ventrículo derecho.
• La válvula pulmonar controla el flujo sanguíneo del ventrículo derecho a las arterias pulmonares, las cuales transportan la sangre a los pulmones para oxigenarla.
• La válvula mitral permite que la sangre rica en oxígeno proveniente de los pulmones pase de la aurícula izquierda al ventrículo izquierdo.
• La válvula aórtica permite que la sangre rica en oxígeno pase del ventrículo izquierdo a la aorta, la arteria más grande del cuerpo, la cual transporta la sangre al resto del organismo.

http://www.texasheart.org/HIC/anatomy_Esp/anato_sp.cfm

No obstante la circulación del corazón no se desarrolla de manera independiente, necesita de un impulso eléctrico para transmitir el flujo sanguíneo.

Sistema de conducción: 

Es el tejido especializado mediante el cual se inician y se conducen los impulsos eléctricos en el corazón. Se puede describir como una intrincada red de cables a través de los cuales, y de una manera organizada, se realiza la transmisión de la microcorrientes eléctricas que generan el movimiento del corazón. 

La respresentación gráfica de estos impulsos eléctricos es el ECG. En el corazón normal, la frecuencia cardíaca debe ajustarse a la necesidades concretas que en un determinado momento se precisen ( No tenemos las mimas pulsaciones durante el sueño que después de subir 4 pisos ). Por otro lado, las diferentes cámaras ( Auriculas y ventrículos) deben tener un movimiento sincronizado para que el latido cardíaco sea eficaz.

La frecuencia cardíaca, así como la fuerza y sincronizado en la contracción del corazón, se encuentren reguladas, entre otros factores, por el sistema de conducción, que consta de los siguientes elementos:

• Nodo sinoauricular ( SA)
• Nodo auriculoventricular ( AV)
• Sistema His - Purkinje

http://es.slideshare.net/azanero33/sistema-de-conduccin-cardiaco

• El nodo sinoauricular: Es una estructura en forma de semiluna localizada por detrás de la aurícula derecha y constituida por un acú- mulo de células especializadas en el inicio del impulso eléctrico. Es quien marca el paso en condiciones normales en cuanto al ritmo con que late el corazón, pues en él se originan los impulsos eléctricos cardíacos responsables de la actividad del corazón.

• El nodo auriculoventricular: Es una estructura ovalada y su tamaño es la mitad que el del nodo SA. Se encuentra situado próximo a la unión entre aurículas y ventrículos (de ahí su nombre), en el lado derecho del tabique que separa los dos ventrículos. Durante el paso por el nodo AV, la onda de activación eléctrica sufre una pausa de aproximadamente una décima de segundo, permitiendo así que las aurículas se contraigan y vacíen su contenido de sangre en los ventrículos antes de producirse la propia contracción ventricular.

• Sistema de His-Purkinje: Después de atravesar el nodo AV, el impulso cardíaco se propaga por el haz de His y sus ramas —una serie de fibras especializadas en la conducción eléctrica que discurren de arriba hacia abajo a lo largo del tabique interventricular; dicho haz de His se divide, después de un tronco común, en dos ramas: izquierda y derecha.  Después de atravesar el haz de His, el impulso eléctrico se distribuye por toda la masa ventricular gracias a una red de microfibrillas denominadas fibras de Purkinje; se produce entonces la contracción (y consiguiente expulsión de la sangre) de ambos ventrículos.

Potencial de acción cardíaco

Un potencial de acción o también llamado impulso eléctrico, es una onda de descarga eléctrica que viaja a lo largo de la membrana celular modificando su distribución de carga eléctrica. Los potenciales de acción se utilizan en el cuerpo para llevar información entre unos tejidos y otros, lo que hace que sean una característica microscópica esencial para la vida.

El potencial de acción es el mecanismo básico que utiliza el musculo cardíaco para transmitir un impulso eléctrico. Es el primer responsable del movimiento,por lo tanto el corazón puede generar un latido, a partir de un fenómeno muy breve (milisegundos) en el cual la membrana de la célula se “despolariza”, es decir el interior de la membrana se hace menos negativo que en reposo, haciéndose incluso positivo.El corazón puede latir en ausencia de inervación,puesto que la actividad eléctrica(marcapaso) que da la actividad eléctrica se origina en el propio corazón siendo así tiene una importante propiedad de ser autónomo.

Los potenciales de acción que se originan se conducen a lo largo de todo el miocardio en una secuencia temporal específica, posterior a la cual se presentaran los fenómenos físicos, que también son desarrollados de una forma secuencial y única.

Fases del potencial de acción cardíaco

El modelo estándar para comprender el potencial de acción cardíaco es el PA del miocito ventricular y las células de Purkinje. El PA tiene 5 fases, numeradas del 0 al 4. La fase 4 es el potencial de reposo de la membrana, y describe el PA cuando la célula no está estimulada.

• Fase 0: La fase 0 es la fase de despolarización rápida.Se debe a la apertura de los canales rápidos de Na+ , lo que genera un rápido incremento de la conductancia de la membrana para el Na+ (gNa+) y por ello una rápida entrada de iones Na+ (INa) hacia el interior celular. Al mismo tiempo, K+ disminuye. Estos dos cambios en la conductancia modifican el potencial de membrana, alejándose del potencial de equilibrio del potasio (-95 mV,) y acercándose al potencial de equilibrio del sodio (+52 mV).
• Fase 1: La fase 1 del PA tiene lugar con la inactivación de los canales rápidos de sodio. La corriente transitoria hacia el exterior que causa la pequeña repolarización ("notch") del PA es debida al movimiento de los iones K+ , y la inactividad o cierre de los canales de Na .
• Fase 2: "plateau" o meseta del PA cardíaco se mantiene por un equilibrio entre el movimiento hacia el interior del Ca2+ a través de los canales iónicos para el calcio (que se abren cuando el potencial de membrana alcanza -40mV) y el movimiento hacia el exterior del K+ a través de los canales lentos de potasio.
• Fase 3: Durante la fase 3 (la fase de "repolarización rápida") del PA, los canales voltaje-dependientes para el calcio se cierran, mientras que los canales lentos de potasio permanecen abiertos. Esto asegura una corriente hacia fuera, que corresponde al cambio negativo en el potencial de membrana, que permite que más tipos de canales para el K+ se abran. Estos son principalmente los canales rápidos para el K+. Esta corriente neta positiva hacia fuera (igual a la pérdida de cargas positivas por la célula) causa la repolarización celular. Los canales de K se cierran cuando el potencial de membrana recupera un valor de -80 a -85 mV.
• Fase 4:  El potencial de membrana de reposo por actividad de la bomba .
Durante las fases 0, 1, 2 y parte de la 3, la célula es refractaria a la iniciación de un nuevo PA: es incapaz de despolarizarse. Este es el denominado periodo refractario efectivo. Durante este periodo, la célula no puede iniciar un nuevo PA porque los canales están inactivos. Este es un mecanismo de protección, que limita la frecuencia de los potenciales de acción que puede generar el corazón. Esto permite al corazón tener el tiempo necesario para llenarse y expulsar la sangre.