Elettrocardiogramma
(Seminario Clinico)
CENNI STORICI:
WILLEM EINTHOVEN - Progettatore del primo elettrocardiogramma dell’ uomo (inizi ‘900):
Si trattava fondamentalmente di un galvanometro con amplificatore, che scriveva con del carbone su carta. Einthoven propose inoltre di inviare gli elettrocardiogrammi da un posto all’altro tramite telefono (intuendo già all’epoca l’importanza della telemedicina).
L’ipotesi di Einthoven:
Einthoven andò avanti su questa linea di pensiero, iniziando a registrare gli elettrocardiogrammi in varie situazioni.
Si noti che alcune delle sue idee però non sono propriamente vere:
o La trasmissione nel nostro corpo dell’elettricità non è omogenea (quindi l’organismo non è un conduttore omogeneo): l’acqua, l’aria, le ossa presenti in esso trasmettono l’elettricità (come ad esempio gli ultrasuoni) in modo diverso.
o Il segnale elettrico non viene generato da un unico punto, quindi le forze elettriche non originano da un solo dipolo al centro elettrico del cuore.
ISTITUTO DI CARDIOLOGIA, CITTA’ DEL MESSICO (seconda metà del ‘900) – Primo libro di cardiologia (“Electrocardiografia deductiva y poliparametrica”):
Fu scritto da un gruppo di persone, tra cui vi erano Demetrio Sodi Pallares, Ernesto Cabrera, Maria Vittoria de la Cruz, che posero così le basi dell’elettrocardiogramma. Fecero una serie di esperimenti negli animali e nell’uomo, osservando come si muovevano gli assi elettrici registrati dall’elettrocardiogramma nelle varie patologie.
TE CHUAN CHOU – Elenco malattie deducibili da un elettrocardiogramma:
In un suo libro, “Electrocardiography in Clinical practice”, fece un’ importantissima operazione di integrazione, andando ad elencare, guardando un ecg, le varie malattie da qui derivabili.
GRUPPO DI RICERCATORI (anni ’60): Trasformazione del segnale da analogico a digitale:
Questi ricercatori presero un segnale analogico – continuo – e lo trasformarono in digitale – “in pezzi” – costruendo un software di simulazione e poi di interpretazione. E’ questo procedimento che oggi permette di ricostruire le onde dell’elettrocardiogramma.
ELETTROCARDIOGRAMMA STANDARD
Nel corso del tempo ci si è resi conto che lavorare con solo tre derivazioni non permette di capire tutto quello che succede in un organo complesso come è il cuore; sono state quindi inserite nuove derivazioni rispetto a quelle di Einthoven per far dare un’idea più completa di tale organo (tra gli ideatori delle nuove derivazioni si ricordano Wilson - inventa quelle degli arti, quindi di gambe e braccia - e Cabrera).
Oggi si lavora con 12 derivazioni, 6 degli arti e 6 precordali: si posiziona il soggetto sdraiato su un lettino e gli si attaccano gli elettrodi in posizioni ben definite e fisse, in modo tale che gli elettrocardiografi possano essere visitabili e confrontabili tra loro. Il cuore si trova al centro del torace; la sua posizione esatta però è leggermente variabile da individuo ad individuo e può dipendere dalla posizione del torace, dalla presenza di alcune malattie, nonché da alcune azioni, quali ad esempio inspirazioni profonde (il cuore in questo caso si verticalizza rispetto alla posizione solita).
Con un ECG standard quindi si va a valutare dall’esterno com’è il segnale elettrico, rimanendo sempre nella stessa posizione con il cuore che invece cambia.
(per vedere come si esegue un ECG si invita a guardare il video del prof. De Biase presente sul sito della facoltà:
https://www.youtube.com/watch?v=LiHI6wb_-XU)
FUNZIONAMENTO DELL’ ECG STANDARD:
L’ attività elettrica del cuore dipende da un sistema di canali che polarizzano e depolarizzano (si tratta di un sistema molto complesso che può avere anche varie forme patologiche che condizionano tale attività).
1. L’ impulso parte dal nodo seno atriale (NAS), procedendo poi verso il basso (se non dovesse verificarsi questo, c’è qualcosa che non va)
Generazione ONDA P
2. Il segnale arriva al nodo atrioventricolare (NAV), rallentando di conseguenza, perché gli altri ventricoli possano così muoversi – contrarsi - in successione; dopo essere stato rallentato, il segnale si propaga lungo fasci di fibre nervose che lo conducono ad una maggiore velocità.
La contrazione del muscolo cardiaco è un evento un po’ più complesso di come lo si potrebbe immaginare: il cuore non è “banalmente” formato da due atri e due ventricoli, come si è soliti descriverlo, ma risulta essere nella realtà una lunga striscia muscolare girata intorno al suo asse (“tagliandolo” con le mani si separano le fibre lungo il gradiente); il cuore quindi, piuttosto che contrarsi, si strizza: adopera un movimento verso il centro – come si farebbe con un asciugamano bagnato – un movimento in cui si accorcia ed un movimento in cui si gira. Per fare ciò ha bisogno di un sistema elettrico che faccia attivare e disattivare “pezzi” di muscolo in modo sequenziale, in modo da fare questi movimenti di twisted ed untwisted. Nel caso in cui questa sequenza
venisse interrotta, il cuore cambierebbe il proprio movimento (qui è dunque necessario che torni a contrarsi normalmente e, per far ciò, esistono dei pacemaker in grado di ristabilire il corretto movimento).
3. Dopo il breve ritardo nel NAV, l’ impulso passa nel setto interventricolare, causando una depolarizzarione miocardica.
Generazione ONDA Q (deflessione negativa nella derivazione I) Generazione ONDA R (deflessione positiva nella derivazione aVF)
4. La depolarizzazione prosegue per i ventricoli:
Generazione ONDA S
Alla fine quindi il cuore si riattiva: si depolarizza tutto e poi si ripolarizza.
La sommatoria dei vettori principali – ossia la sommatoria dei tanti microdipoli - va a formare quello che si vede sul tracciato:
SOMMATORIA DEI VETTORI = ELETTROCARDIOGRAMMA STANDARD
P: Vettore della depolarizzazione atriale
Q : Vettore fondamentale del setto interventricolare
R: Vettore della parete libera (si tratta solitamente della parete del ventricolo sinistro, poiché di solito l’impulso nel ventricolo destro è minore)
S: Vettore riguardante la parte basale del cuore
COMPLESSO QRS: Complesso della depolarizzazione ventricolare
T: Vettore della ripolarizzazione atriale
(L’onda della ripolarizzazione ventricolare è piccola e viene nascosta dal complesso QRS)
(tutto questo avviene con tempi di polarizzazione e depolarizzazione diversi)
In questa maniera – grazie dunque all’elettrocardiogramma – si può capire se un soggetto è “normale” o meno (se un paziente presenta, ad esempio, un ventricolo con un’alterazione della sequenza che interrompe una delle vie della comunicazione elettrica, avrà sicuramente un ECG anomalo).
Cosa succede quando c’è un’alterazione degli elettroliti?
Tutto il discorso finora fatto è dovuto alla presenza, sulle membrane cardiache, di un gradiente elettrolitico tra l’interno e l’esterno (dovuto non solo dalla presenza del calcio, ma anche di altri elettroliti, come ad esempio il magnesio, importante per la prevenzione delle aritmie).
Un’alterazione degli elettroliti può cambiare un’elettrocardiogramma.
BATTITI ATIPICI
SCORRETTA SEQUENZA DELL’ECG: ARTIMIA
Le aritmie sono dovute alla nascita di un battito in varie zone del cuore. In alcuni casi più gravi possono condurre alla morte (l’80% circa delle morti improvvise è data proprio da queste); sapere dunque quali sono gli elementi che le favoriscono o che le contrastano risulta molto importante.
Per distinguere i vari tipi di aritmie bisogna considerare da dove partono, in modo da poter confrontare eventuali differenze con un ECG standard:
se, ad esempio, si ha un’aritmia che parte dall’atrio – ARITMIA ATRIALE - ma da una zona diversa da dove parte di solito, il segnale andrà a diffondersi negli atri, poi nel nodo AV e infine ai ventricoli. La parte
nell’ECG corrispondente all’attivazione ventricolare (QRS) risulterà NORMALE, in quanto non viene
intaccata la parte ventricolare; inoltre, essendo il segnale passato dal setto interventricolare, risulterà ormai fisiologico.
Se invece si fa nascere il battito all’interno dei ventricoli, supponendo nasca nella parte sinistra del cuore, il segnale - l’onda QRS - risulterà più dilatato, poiché per attivare tutta la parte ventricolare dovrà fare un giro più lungo (ventricolo sx -> setto interventricolare -> ventricolo dx).
Una cosa importante riguarda le extrasistoli: se si ha un’ extrasistole atriale e la diffusione del segnale elettrico, tale segnale andrà non solo verso il nodo atrioventricolare, ma anche negli atri dove c’è il nodo del SA (che verrà quindi depolarizzato, iniziando un ritmo completamente diverso).
le extrasistoli ventricolari NON interferiscono con il ritmo atriale le extrasistoli atriali interferiscono con il ritmo atriale
Può verificarsi anche che la conduzione tra gli atri e i ventricoli rallenti o addirittura si interrompa:
se si ha un rallentamento della conduzione, ci saranno delle complicanze; con blocco invece si formerà piano piano un centro al di sotto del nodo AV con una sua attività elettrica (che però solitamente risulta essere particolarmente lenta). In un tracciato del genere quindi si andranno a vedere le onde P, che però non attiveranno abbastanza il ventricolo (esso si attiva, ma tale l’attivazione è talmente lenta da comportare la morte - classica causa della sindrome di Morgagni-Stokes-Adams: il paziente presenta una frequenza pari a 20/25 bpm).
Naturalmente tutto ciò va contestualizzato (basti pensare che di notte la frequenza cardiaca tende sempre a diminuire).
AUMENTO DI UNA PARTE DEL CUORE: IPERTROFIA
Con l’ipertrofia si ha l’aumento della massa di una parte del cuore; in questo caso aumenta anche la quantità di energia prodotta, quindi i vettori diventano più grandi.
Se accade a destra, le derivazioni che vedono meglio l’atrio destro diventano più evidenti;
se accade a sinistra saranno invece ingrandite le derivazioni che guardano meglio l’atrio sinistro.
BLOCCO DI BRANCA
Si verifica in questo caso che una parte delle vie di conduzione sia, per vari motivi, rallentata ed avere così un blocco di branca (di vari livelli) a destra o a sinistra.
Se si ha un blocco di branca destra, lo stimolo - partendo dal ventricolo sinistro - impiegherà più tempo a viaggiare su vie a bassa velocità per arrivare al ventricolo destro (che si attiva dopo); questo comporta l’insorgenza di un QRS largo in V1 e V2.
A sinistra si avrà la situazione contraria:
(il blocco di branca sinistra è rilevante, in quanto va ad interessare il ventricolo più importante e porterebbe quindi ad un cambiamento del movimento delle pareti con conseguenze più o meno considerevoli in alcuni pazienti).
Esistono anche dei blocchi incompleti delle vie di conduzione ( come il blocco anteriore sinistro o posteriore).
ISCHEMIA E NECROSI
L’ ischemia è una situazione nella quale si riduce la quantità di sangue e quindi di ossigeno. Ciò comporta una serie di alterazioni biochimiche, dovute al fatto che il nostro organismo cercherà di ovviare il problema.
La necrosi ,invece, è la morte cellulare.
Considerando la necessità di energia dell’ organo per la contrazione e per mantenere in buona funzione le pompe dedite alla conservazione di una normale concentrazione di elettroliti dentro e fuori dal cuore, in situazione di ischemia cambiano rapidamente le concentrazioni elettrolitiche e, siccome l’ECG dipende fondamentalmente da tali concentrazioni, è possibile osservare facilmente sul tracciato elettrocardiografico queste alterazioni.
Quindi l’ECG è un sistema rapido e poco costoso che permette di individuare alterazioni di questo tipo e distinguerle tra loro.
Se un paziente che arriva in pronto soccorso ha un forte dolore al petto, per prima cosa si cerca di capire cosa è successo parlando col paziente, come seconda cosa si inserisce un ago che consente di prendere prelievi di sangue ma anche di infondere farmaci in caso di necessità; in seguito si misura la pressione e poi si può procedere con l’ECG. Spesso se c’è qualche problema evidente il solo ECG è in grado di suggerire la diagnosi opportuna.
Si possono avere porzioni più o meno grandi di cuore che vanno in ischemia o in necrosi e dall’esame dell’ECG è possibile distinguere il tracciato di una necrosi dal tracciato di un’ischemia.
L’immagine mostra un’alterazione della zona sub-endocardica, regione facilmente colpita da processi di questo genere (necrosi o ischemia). Nell’alterazione transmurale, che attraversa tutto lo spessore del miocardio, si osserva un tracciato diverso: il tratto ST va verso l’alto, e ciò è spesso segno di una classica lesione che prevede l’insorgenza di un infarto.
Cosa succede nell’ECG? La zona necrotica non produrrà più contrattilità e neanche vettori elettrici perché non c’è più attività e di conseguenza con l’ECG si osserveranno le onde della parete opposta.
Se vi è un occlusione dell’arteria discendente anteriore non si avranno più i potenziali nella zona irrorata della discendente anteriore (nettamente il vaso più importante). Quindi si avrà assenza di onde R.
Se si ha un infarto anteriore o laterale, la zona interessata del cuore è quella dove stanno V4, V5 e V6 e dove si avrà l’assenza di onde R.
Se vi è l’occlusione di una arteria che irrora la parte inferiore del cuore, nel tracciato dell’infarto inferiore dovuto all’occlusione dell’arteria coronaria destra, le alterazioni possono essere individuate anche in V5 e V6.
Parlando di arteria che irrora la parte inferiore del cuore non è stata specificata quale arteria, questo perché le coronarie sono diverse, ognuno ha le proprie, perché durante la vita fetale le coronarie vengono riassorbite. Il processo di assorbimento varia da persona a persona.
Nell’infarto posteriore abbiamo un tracciato in cui non ci sono le onde R della parte posteriore del cuore. Le onde osservabili nel tracciato sono in realtà quelle prodotte dalla porzione anteriore del cuore che vengono osservate specularmente.
MORTE IMPROVVISA
La morte improvvisa è una morte inaspettata. Per il medico è sempre Importante chiedere al paziente se in famiglia qualcuno ha avuto delle malattie cardiache. Se il paziente risponde che in famiglia un parente è morto di infarto, è importante per il medico chiedere se c’è stato un ricovero in ospedale oppure se il famigliare è morto all’improvviso. Nel caso si sia verificata questa seconda ipotesi, il medico deve controllare l’informazione del paziente in quanto spesso si scambia la morte improvvisa per un infarto. Nella popolazione generale la morte improvvisa è molto presente e i pazienti cardiologici sono ad alto rischio. Nell’80-85% dei casi i pazienti presentano tachicardia ventricolare e fibrillazione ventricolare.
Questo è il tracciato di una tachicardia ventricolare caratterizzato dal rapido susseguirsi di battiti veloci e regolari QRS.
QT LUNGO
La sindrome del QT lungo è un’anomalia del battito cardiaco, causata da mutazioni genetiche che controllano le correnti al potassio e la sodio, ma può anche essere indotta da alcuni farmaci in particolare psichiatrici ed oncologici che inducono alterazioni nei canali ionici.
Importante nel mestiere del medico è il lavoro di integrazione delle informazioni per non rischiare di cadere in diagnosi sbagliate.
Esempio: un ragazzo di 12 anni è stata diagnosticata la sindrome del QT lungo, quindi gli è stato vietato di svolgere attività sportiva di alcun tipo, gli sono stati somministrati farmaci e ovviamente ha creduto di avere una malattia mortale. All’età di 18 anni, in seguito a un incidente, viene ricoverato e i medici trovano magnesio sodio e potassio bassi. Si scopre che il ragazzo in realtà era affetto dalla sindrome di Gilteman, una malattia genetica dovuta ad un cattivo riassorbimento dei sali a livello renale, con valori di potassio e magnesio bassissimi nel sangue. Il QT lungo era dovuto quindi alle alterazioni elettrolitiche.
Test sotto sforzo
Un altro utilizzo molto utile dell’ECG è il test sotto sforzo, il quale serve per fare molte cose:
La diagnosi di una malattia, per esempio sotto sforzo si può indurre ischemia e osservare le relative alterazioni elettrocardiografiche;
Studiare la presenza di aritmie sotto sforzose oppure se una malattia valvolare peggiora.
