Acquisizione ECG

Fig. 6 e fig. 7 da Wikipedia (Andrewmeyerson e Agateller,Anthony Atkielski)

Gli impulsi elettrici provenienti dal cuore portano alla generazione di differenze di potenziale che variano in spazio e tempo e sono misurabili con elettrodi posti sulla superficie corporea. Il normale tracciato ECG presenta un aspetto caratteristico: il tracciato è caratterizzato da una sequenza di deflessioni positive e negative, denominate «onde», separate da alcuni tratti rettilinei, denominati «segmenti», sequenza che si ripete a ogni ciclo cardiaco. La derivazione viene misurata tra tempo e ampiezza in millivolt del segnale delle onde. Durante ogni battito si susseguono, in una progressione ordinata, onde di depolarizzazione che incominciano dalle cellule pacemaker nel nodo senoatriale. Dato che le cellule cardiache non sottostanno a una

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depolarizzazione e ripolarizzazione simultanea, l'aspetto dell'ECG ha una forma particolare, completamente diversa dalle registrazioni di una singola cellula o di un piccolo gruppo di cellule. L'aspetto delle onde è determinato dallo stato elettrico presente negli elettrodi posizionati nelle diverse parti del corpo. Uno spostamento verso l'alto è detto “positivo”, uno verso il basso “negativo”. L'estensione verticale, o “ampiezza”, dello spostamento rappresenta l'intensità del potenziale elettrico presente, momento per momento, nel sincizio miocardico: quindi l'ampiezza verticale sarà tanto maggiore quanto più grande è il potenziale elettrico registrato (Costantini, M., 2012). L'ECG è composto da onde positive (P, R, T) e negative (Q, S). L’Onda P è la prima onda che si identifica nel ciclo e corrisponde alla depolarizzazione degli atri e ha origine dal nodo senoatriale. Segue l’intervallo PR (o PQ) per cui il fronte d'onda, attraversati gli atri, passa nel nodo atrio-ventricolare. Il Complesso QRS è un insieme di tre onde che si susseguono l'una all'altra, corrispondente alla depolarizzazione dei ventricoli. L'onda Q è negativa, di piccole dimensioni, e corrisponde alla depolarizzazione del setto interventricolare, il vettore prodotto si dirige da sinistra a destra. L'onda R è un picco molto alto, positivo, corrispondente alla depolarizzazione della parte apicale dei ventricoli ed è così evidente, poiché legata alla massa muscolare particolarmente rilevante, soprattutto quella del ventricolo sinistro. L'onda S è un'onda negativa, anch'essa di piccole dimensioni come la Q, e corrisponde alla depolarizzazione delle regioni basale e posteriore del ventricolo sinistro. Segue il Tratto ST che rappresenta il periodo in cui le cellule ventricolari sono tutte depolarizzate e pertanto non sono rilevabili movimenti elettrici, sino all'inizio della ripolarizzazione. L’Onda T rappresenta la prima onda della ripolarizzazione dei ventricoli e l’ intervallo QT rappresenta la sistole elettrica, cioè il tempo in cui avviene la depolarizzazione e la ripolarizzazione ventricolare. Una frequenza cardiaca regolare può essere facilmente stimata misurando l'intervallo fra due complessi QRS (Scheidt, S., 1991).

Se consideriamo che il tracciato ECG è rappresentato su carta millimetrata che scorre a una velocità di 25 mm al secondo (cinque quadrati con lato di 5 mm rappresentano 1 secondo), si può facilmente ricavare la frequenza cardiaca valutando il tempo trascorso tra un ciclo e il successivo, prendendo come riferimento due picchi "R" successivi. A titolo di esempio: se abbiamo un complesso QRS ogni quattro quadrati

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da 5 millimetri, significa che la frequenza si aggira intorno ai 75 bpm (battiti al minuto). Infatti, dato che ogni quadrato da 5 mm corrisponde a 0,2 s, quattro quadrati corrispondono a 0,8 s, così basterà dividere 60 s (1 minuto) per 0,8 s per ottenere la frequenza di 75 bpm. Sono riconosciuti diversi metodi per la misurazione della frequenza, ma quasi sempre ci si riferisce all'utilizzo di un ‘regolo’: a un battito se si considera la distanza fra due "R" e a tre battiti, se vengono considerate tre "R", cosa

che permette una misurazione più accurata (Scheidt, S., 1991). La frequenza cardiaca misura la differenza temporale tra due battiti successivi ovvero

il numero di battiti al minuto ed è mediata sia dal sistema simpatico che parasimpatico (Dimberg, U., 1990; Lang, P.J. et al., 1993). La misura della sua variabilità (heart rate variability, HRV) è un indice classico nello studio dei correlati fisiologici dell’emozione: cambiamenti dell’HRV sono associati a cambiamenti nell’emozione, attenzione, memoria e altre funzioni cognitive. I disturbi d’ansia rappresentano la causa più comune di disordini psichiatrici, ed aumentano il livello di rischio di malattie cardiache e di mortalità a causa di una diminuzione della naturale variabilità della frequenza cardiaca nel corso del tempo. Nel caso di un soggetto ansioso nel bel mezzo di un esame orale, la variabilità della frequenza cardiaca diminuisce e viene percepito un aumento delle palpitazioni. Nel caso dell’ansia si registra un aumento della frequenza cardiaca (uno dei sintomi anche nell’ansia per esami è la forte tachicardia) segno della maggiore attività simpatica rispetto a quella parasimpatica. Attraverso analisi ottenute con la trasformata di Fourier possiamo calcolare la densità di potenza spettrale delle componenti oscillatorie che caratterizzano HRV, nel dominio delle frequenze. Nel dominio delle frequenze abbiamo: le alte frequenze (HF, high frequency), espressione dell’attività vagale parasimpatica, sono influenzate molto dal ritmo e dalla profondità del respiro; le basse frequenze (LF, low frequency), espressione sia dell’attività simpatica che della regolazione dei barorecettori; il rapporto LF/HF espressione del balance tra attività simpatica e vagale. In funzione del tempo, misurando ogni intervallo RR, possiamo misurare la radice quadrata delle deviazioni standard degli intervalli RR adiacenti (RMSSD) e questo è indice principalmente dell’attività parasimpatica. Il ‘balance’ tra basse frequenze (LF) e alte frequenze (HF) costituisce una chiave di lettura del funzionamento cardiovascolare in

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soggetti con ansia sociale: i livelli sono più alti rispetto ai soggetti sani, soprattutto nelle donne (Gàrcia-Rubio, M.J. et al., 2016).

Le bassissime frequenze (VLF, Very Low Frequency) sono frequenze comprese fra 0.01 e 0.04 Hz. La banda VLF è dovuta in parte all'attività del Sistema Nervoso Simpatico, con i cambiamenti nella termoregolazione, ed in ambito psicologico è influenzata dalle preoccupazioni e dai pensieri ossessivi (worry and rumination). Per quanto riguarda la frequenza cardiaca e l’attività elettrocardiaca durante processi di regolazione emotiva in situazioni stressanti o ansiogene, possiamo prendere in considerazione qualche studio, che ci mostra l’importanza di monitorare questo tipo di attività elettrofisiologica. In un esperimento di Ioana A. Cristea e colleghi del 2014, i partecipanti con ansia sociale dovevano parlare davanti ad un pubblico virtuale. Nella fase anticipatoria, da un punto di vista cognitivo, avviene un procedimento di regolazione emotiva costituito da: reappraisal negativo funzionale, accettazione, reappraisal negativo disfunzionale. Diminuisce perciò l’attività parasimpatica e aumenta il ritmo cardiaco durante la fase anticipatoria. La reattività parasimpatica sembra essere quindi un fattore utile per le strategie di regolazione emotiva, in fase anticipatoria di uno stato ansioso (fare un discorso).

Uno studio sugli studenti universitari (Cassese, F., 2012) evidenziò che la totalità degli studenti sottoposti alla rilevazione della HRV presentavano un maggiore livello di ansia nei 20 – 30 minuti prima dell’esame, associata ad una minore HRV, con riduzione significativa della componente parasimpatica.