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1 Elettrologia

2 ECG : STORIA Sin dal XIX secolo è stato accertato che il cuore genera elettricità. I potenziali elettrici del cuore sono la somma di minime quantità di elettricità generata dalle cellule cardiache che possono essere registrati attraverso le onde dell elettrocardiogramma (ECG). Applicando gli elettrodi su determinate zone del corpo,possiamo registrare questa attività da 12 punti di vista diversi e quindi avere una rappresentazione dell attività elettrica delle quattro camere cardiache (atrio e ventricolo destro, atrio e ventricolo sinistro). Il primo ECG è stato effettuato nel 1911 da W. Einthoven che assegnò le lettere P, Q, R, S e T alle varie onde e descrisse l ECG di molte malattie cardiovascolari. Per questa scoperta Einthoven fu insignito del premio Nobel per la Medicina nel 1924.

3 P = contrazione atriale PR = conduzione atrio-ventricolare (AV) QRS = contrazione ventricolare ST = ripolarizzazione del ventricolo sinistro (VS)

4 Elettrologia Alcuni concetti di elettrologia sono alla base della attività elettrica del cuore. Definizioni : Dipolo elettrico : sistema composto da due cariche elettriche uguali opposte di segno. Derivazione : la congiungente 2 dipoli Energia potenziale : (energia che la carica possiede in virtù della sua posizione in un campo elettrico ) : le cariche positive si muovono spontaneamente da punti in cui il potenziale è maggiore verso punti in cui il potenziale è minore. Le cariche negative si muovono in senso opposto. Perché vi sia movimento di cariche e presenza di energia cinetica è necessario che tra i punti dello spazio vi sia differenza di potenziale, determinata dalla presenza di un campo elettrico. L'unità di misura del potenziale elettrico è il volt (V).

5 Nella fibra cardiaca a riposo le cariche positive si trovano all esterno della membrana con all interno cariche negative. Se tra gli elettrodi A e B non si registrano differenze di potenziale non si registrerà all ECG alcuna deflessione e si osserverà una linea isoelettrica. Questa condizione di equilibrio viene definita stato di polarizzazione.

6 Depolarizzazione (o potenziale di azione ) di una fibra cardiaca : in corso di eccitazione di una fibra le cariche elettriche si invertono ( negative all esterno della membrana, positive all interno ) e si attua la depolarizzazione seguita da contrazione.

7 Ripolarizzazione : ritorno delle cariche elettriche allo stato di riposo con ritorno della fibra allo stato di rilasciamento.

8 Proprietà elettrofisiologiche delle cellule miocardiche Automatismo (capacità di generare impulsi) Eccitabilità (capacità di rispondere agli stimoli) Conducibilità (capacità di trasmettere gli impulsi) Contrattilità (azione di pompa)

9 IL nodo seno-atriale ( NSA) è il pacemaker naturale del cuore. Ha dimensioni di alcuni millimetri, situato nell atrio destro, invia da 60 a 100 impulsi al minuto ed ha la funzione di dare origine agli stimoli elettrici che si trasmettono al tessuto muscolare atriale provocando la contrazione atriale (onda P nell ECG). L'eccitazione raggiunge quindi il nod atrioventricolare ( NAV), situato nel setto interatriale. Da qui rallentato, origina un impulso che perfonde i ventricoli attraverso il fascio di His e dà avvio alla sistole con eiezione del sangue.

10 Il NAV è il relais del sistema d conduzione del cuore. Il NAV Il nodo ha forma ovale, da origine al fascio di His, che porta lo stimolo alla contrazione nel ventricolo. La funzione di relais del NAV consiste nel rallentare la frequenza del NSA, così da far contrarre i ventricoli qualche frazione dopo gli atri. In alcune situazioni, se si riduce la frequenza intrinseca del NSA, il NAV può divenire il segnapassi principale e può emettere impulsi al minuto. Nodo atrio-ventricolare (NAV)

11 Fascio di His Il fascio di His è una parte del sistema di conduzione del cuore, formato da miocardio specifico. Conduce l'impulso elettrico cardiaco dal NAV ai ventricoli. Il fascio, che prende il nome dal suo scopritore Wilhelm His Jr., si irradia dal NAV discendendo lungo il setto ventricolare e si divide in due branche, una destra e una sinistra. Il fascio di sinistra si divide in 2 emibranche : anteriore sinistra ( AS) e posteriore sinistra (PS). I fasci di His si collegano alle fibre di Purkinje le quali penetrano nel miocardio ventricolare. Cellule del fascio di His o ventricolari possono assumere in alcune situazioni patologiche il ruolo di segnapassi secondario con frequenza di scarica di battiti per minuto.

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15 QT allungato: ipokalemia, ipomagnesemia, ipocalcemia. QT accorciato:ipercalcemia e FC molto rapida

16 Derivazioni bipolari e regioni cardiache L esplorazione dell'attività cardiaca mediante 6 derivazioni permette di dividere il piano frontale di 360 in zone da 60 l'una. Ciascuna derivazione bipolare o standard vede una regione del cuore : I, AVL : anteriore e laterale AVF, II e III : inferiore AVR : è sempre negativa, non da alcuna informazione in quanto vede il piano valvolare e non il muscolo cardiaco. Dalla somma dei vettori ottenuti dalla registrazione dalle sei derivazioni bipolari si ottiene il vettore complessivo dell attività elettrica del cuore sul piano frontale che corrisponde all asse cardiaco. Questo parametro riflette caratteristiche fisiologiche del cuore e solitamente corrisponde all asse anatomico del cuore.

17 Derivazioni bipolari Si usano tre elettrodi posizionati rispettivamente sui polsi sinistro e destro e sulla caviglia sinistra per formare un triangolo equilatero: il triangolo di Einthoven, che ha al suo centro il cuore che viene esplorato da 6 derivazioni che ci permettono di dividere il piano frontale in zone da 60 l'una, dandoci un dettaglio abbastanza accurato.

18 Derivazioni precordiali Si posizionano 6 elettrodi vicini al cuore per identificare eventuali lesioni che sfuggono con l'uso delle sole altre derivazioni : V1: nel 4 spazio intercostale sulla linea parasternale destra V2: nel 4 spazio intercostale sulla linea parasternale sinistra V3: tra V2 e V4 V4: nel 5 spazio intercostale sulla linea emiclaveare sinistra V5: nel 5 spazio intercostale sulla linea ascellare anteriore sinistra V6: nel 5 spazio intercostale sulla linea emi-ascellare sinistra.

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20 ECG : 12 derivazioni

21 ECG : 12 derivazioni

22 Asse elettrico Esiste una correlazione tra l asse elettrico del QRS o asse della depolarizzazione ventricolare e l anatomia del cuore. Ipertrofie rilevanti di uno dei ventricoli tendono a deviare l asse nella direzione del ventricolo ipertrofizzato. L area compresa oltre 30 rappresenti un area di deviazione sinistra. L ipertensione arteriosa,patologie valvolari aortiche o altre malattie che interessano in ventricolo sinistro sono condizioni legate a deviazione assiale sinistra. L asse elettrico spostato a destra oltre +105 è indicativo di una deviazione atriale destra. Le bronco-peumopatie croniche ostruttive, l embolia polmonare, alcuni tipi di cardiopatie congenite, ipertensione polmonare, cuore polmonare sono condizioni legate a deviazione assiale destra.

23 Deviazioni dell asse elettrico sinistra destra

24 Il metodo più semplice per valutare l asse elettrico consiste nella osservazione delle onde R nel piano verticale. L onda R più alta indica la direzione del vettore dell impulso eletttrico. La direzione dell asse potrà quindi essere così valutata : R alta in : D 1 asse orizzontale D 2 asse normale D 3 deviazione assiale destra AVR asse fortemente anormale AVL deviazione assiale sinistra AVF asse verticale Metodo n 2 : MISURA DELL ASSE ELETTRICO Per calcolare l'esatta direzione dell'asse elettrico bisogna individuare la derivazione in cui il complesso QRS è iso-difasico ( dove la somma algebrica delle componenti positive e negative si avvicina allo zero ). L'asse elettrico sarà diretto verso una delle due derivazioni che si trovano ad angolo retto rispetto a questa e precisamente verso quella in cui la componente positiva sarà predominante.

25 Asse elettrico normale

26 Asse elettrico a destra

27 Asse elettrico a sinistra

28 FC = 61 bpm ; PR = 0.19 sec QT = 43.6 sec ;QTc = 43.9 sec ; Blocco di branca destro incompleto ; Asse a sinistra

29 Elettrostimolazione cardiaca Esistono pacemaker temporanei e pacemaker permanenti. I pacemaker temporanei sono applicati in alcune complicanze aritmiche ( blocco AV ) in corso di infarto acuto del miocardio,nel caso di intossicazione da farmaci cardioattivi o,in alcuni casi, nella profilassi di aritmie in occasione di interventi chirurgici. Il pace maker viene inserito per via transvenosa e rimosso quando l urgenza è superata o quando la situazione clinica ne indichi la sua sostituzione con pacemaker permanente..vi sono pacemaker permanenti che consentono la stimolazione di una sola camera cardiaca o di 2 camere cardiache e sono identificati da lettere mediante un codice. La prima lettera identifica la camera in cui ha luogo la stimolazione: A = atrio ; V = ventricolo ; D = doppia camera, sia A che V. La seconda lettera identifica la camera o le camere in cui ha luogo il sensing. La terza lettera si riferisce alla modalità di funzionamento : I indica che la rivelazione di un evento inibisce lo stimolo ; T significa che un impulso viene erogato in risposta ad un evento rilevato ; D significa che si possono osservare entrambe le risposte T ed I. Questa ultima modalità è riservata ai sistemi bicamerali. Sono ormai di uso clinico i pacemaker che consentono la stimolazione biventricolare per alcuni casi di scompenso cardiaco cronico : Cardiac-Resynchronization-Therapy ( CRT) I progressi ottenuti per i pacemaker hanno consentito anche lo sviluppo dei defibrillatori impiantabili : Implatable-Cardioverter-Defibrillator (ICD ). Questi apparecchi vengono impiantati in soggetti selezionati ad alto rischio di aritmie fatali.

30 U, 86 a, con elettrostimolazione permanente in VVI

31 Pacemaker VVI (V = camera ventricolare ; V = stimolazione ventricolare; I = lo stimolo del pacemaker può essere inibito da parte della attività ventricolare, se presente. Se il ritmo del paziente si abbassa sotto una certa soglia,il pacemaker entra in funzione consentendo un ritmo valido. Il pacemaker viene invece inibito se il ritmo del paziente ha una frequenza valida. La stimolazione è presente quindi «a demand». VD VD

32 Pacemaker DDD : Le prime 2 D indicano stimolazione atriale e ventricolare. L ultima D indica che il pacemaker può essere sia inibito che stimolato dal cuore. In questo caso osserviamo gli spikes della stimolazione atriale e ventricolare

33 AD VD Pacemaker DDD La stimolazione in DDD consiste quindi in una modalità di stimolo sequenziale, iniziata da uno stimolo atriale del pacemaker con successiva conduzione ventricolare. In una seconda modalità DDD, una onda P spontanea è seguita da successiva stimolazione ventricolare (atrio-guidata).

34 Elettrostimolazione permanente bi-ventricolare : la sincronizzazione dei 2 ventricoli aumenta la efficacia della gittata in soggetti selezionati con scompenso cardiaco cronico. VD VD VS VS

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