ECG
L'elettrocardiografo è lo strumento medico necessario per l'esecuzione dell'elettrocardiogramma (ECG), un esame diagnostico che consente di registrare e riprodurre graficamente in un tracciato l'attività elettrica del cuore e dunque verificarne il corretto funzionamento.
Il tracciato ha in genere un andamento caratteristico che varia in presenza di problemi o anomalie. I tratti che lo compongono si ripetono a ogni ciclo cardiaco e si chiamano onde. Ne sono un esempio: l'onda P, la prima che si genera, rappresenta l'attivazione degli atri (depolarizzazione) ed è di piccola portata. L'onda T rappresenta il recupero dei ventricoli cardiaci; se è di ampiezza aumentata può essere ricondotta a un infarto miocardico. Il complesso QRS rappresenta invece la diffusione dello stimolo elettrico nei ventricoli (depolarizzazione).
Le contrazioni cardiache sono accompagnate da un cambiamento del potenziale elettrico delle cellule dei muscoli cardiaci. Questi cambiamenti si riflettono nella corrente e nel potenziale elettrico presenti nel corpo e possono essere registrati sull’epidermide.
Il metodo usato per misurare e per registrare queste differenze di potenziale si chiama appunto elettrocardiogramma o ECG. All’inizio di ogni battito cardiaco regolare si sviluppa un impulso elettrico (scarica o depolarizzazione) in una regione dell’atrio destro: il nodo seno-atriale (SA). Da questo punto l’impulso elettrico si diffonde attraverso l’atrio in un decimo di secondo circa.
Gli atri sono separati dai ventricoli da una porzione di tessuto connettivo che impedisce il propagarsi dell’impulso nei ventricoli.
Il collegamento tra gli atri e i ventricoli è costituito da un centro nervoso o ganglio situato al confine tra atri e ventricoli (nodo atrio-ventricolare o AV) e il fascio di His, che è sito nelle fibre del Purkinje. Il nodo atrio-ventricolare si scarica attraverso le cellule degli atri, in modo da far decelerare l’impulso in un decimo di secondo circa.
Quindi si può osservare la rapida depolarizzazione attraverso il fascio di His e le fibre di Purkinje, dopo di che le cellule muscolari dei ventricoli si scaricano e si contraggono.
Durante l’intervallo di riposo del cuore (diastole) non si riscontra potenziale elettrico sulla superficie del corpo. La differenza di potenziale tra l’elettrodo collocato sul braccio destro e quello collocato sul piede sinistro è nulla. Durante la depolarizzazione negli atri si misura tra gli elettrodi una differenza di potenziale elettrico di circa 0,2 mV, dove un mV è uguale a 1/1000 di Volt.
Questa punta del grafico viene chiamata onda P dell’ettrocardiogramma, e dura circa 1/10 di secondo. Non appena l’impulso passa attraverso il nodo atrio-ventricolare cessa ogni differenza di potenziale tra gli elettrodi. La scarica nel tessuto muscolare dei ventricoli è accompagnata da una differenza di potenziale tra gli elettrodi che tocca punte massime di 1,5 mV. Tutta questa attività prende il nome di complesso QRS e dura circa 80 millisecondi. La frazione o tratto Q viene osservata durante la depolarizzazione della parete che separa entrambi i ventricoli. La frazione o tratto R è registrata durante la scarica che percorre le pareti a destra e a sinistra dei ventricoli e la frazione o tratto S durante la scarica della parete posteriore del ventricolo destro.
Dopodiché le cellule muscolari dei ventricoli si depolarizzano per una durata di 50-100 millisecondi. Durante questo intervallo di tempo non si verifica differenza di potenziale tra i due elettrodi. Mentre le cellule delle pareti muscolari dei ventricoli si ripolarizzano, la differenza di potenziale tra gli elettrodi può essere di nuovo misurata: l’onda T ha una durata di circa 200 millisecondi e un voltaggio di circa 2-5 mV.
La ripolarizzazione delle cellule degli atri avviene simultaneamente alla depolarizzazione delle cellule dei ventricoli e non viene registrata nell’elettrocardiogramma sotto forma di onde particolari. L’attività elettrica corrispondente a un battito cardiaco viene così registrata: onda P (scarica atriale), complesso QRS (scarica ventricolare) e onda T (ripolarizzazione ventricolare). Questo schema si ripete, accompagnando ogni battito cardiaco, circa ogni secondo. L’ECG o elettrocardiogramma viene di norma registrato usando uno strumento appropriato di registrazione detto elettrocardiografo. L’ampiezza della registrazione grafica è stabilita in modo che un centimetro di deflessione verticale sulla carta corrisponda a un potenziale di un mV. Il rullo scorre a una velocità di 25 mm/sec sotto il pennino scrivente, per cui 25 mm di carta corrispondono a un secondo di attività e un millimetro di carta a 0,4 secondi di attività. Lo schema così risultante registra le onde P, T e il complesso QRS.
Le relazioni intercorrenti tra un’onda e l’altra dipendono da:
- L’attività elettrica del cuore specifica dell’individuo sottoposto all’esame.
- Il tipo do conduzione della corrente elettrica attraverso il corpo.
- Il punto in cui sono collocati gli elettrodi.
Ammettendo che tre coppie di elettrodi siano poste sul corpo (uno sulla mano destra e uno sulla sinistra, uno sulla mano destra e uno sul piede sinistro, e uno sulla mano sinistra e sul piede sinistro) e che sei elettrodi vengano posti sulla parte sinistra del torace, ne segue che verranno normalmente registrate 12 misurazioni elettrocardiografiche. Anche la gamba destra viene collegata mediante un elettrodo all’elettrocardiografo. In questo modo vengono collegati 12 elettrodi conduttori, ognuno dei quali fornisce un particolare tracciato per ogni individuo sano.
Inoltre possono essere osservati dei particolari cambiamenti in uno o più di questi dodici conduttori, nel caso in cui siano presenti taluni disordini cardiaci, il che permette in molti casi di localizzare la fonte di tali disordini.
L’impulso elettrico che accompagna ogni battito di un cuore normale si sviluppa nell’atrio destro. Se l’impulso si sviluppa in un’altra regione possiamo dire di essere in presenza di una alterazione del ritmo cardiaco.
Se una parte della parete ventricolare viene stimolata, ad esempio da corrente elettrica, durante la fase di riposo del cuore (diastole), una o più cellule muscolari di questa zona possono scaricarsi. Questa depolarizzazione può trasmettersi alle altre cellule muscolari dei ventricoli risolvendosi in una contrazione dei ventricoli stessi (battito ventricolare extrasistolico). Questo è un battito che si sviluppa prematuramente in una zona non deputata, cioè i ventricoli, anziché nel nodo SA dell’atrio destro.
Una contrazione aritmica del ventricolo può riflettersi nell’elettrocardiogramma (ECG) provocando una deflessione nel braccio scrivente dello strumento che viene ad inclinarsi anticipatamente.
Questo tipo di alterazione del ritmo cardiaco può presentarsi in un individuo sano, e non è pericolosa. Dopo un attacco cardiaco (infarto) si può verificare una serie consecutiva di battiti extra sistolici diminuendo così la quantità di sangue pompata fuori dal cuore, il che può portare al decesso. Il battito extrasistolico è un battito cardiaco prematuro, durante il quale i ventricoli non hanno tempo sufficiente per riempirsi di nuovo di sangue cosicché non possono pompare fuori la normale quantità di sangue. Una serie di queste contrazioni premature, che in assenza del normale ritmo cardiaco possono ripetersi, viene definita tachicardia ventricolare. Questo tipo di disturbo, se diagnosticato in tempo, può essere curato facendo arrivare al muscolo cardiaco una forte scossa elettrica (defibrillazione) dopo di che si ristabilisce il normale ritmo cardiaco. Tuttavia, nei giorni che seguono immediatamente un infarto, quando c’è la possibilità che insorgano alterazioni del ritmo, i pazienti vengono ricoverati in un reparto in cui l’attività cardiaca può essere continuamente sorvegliata mediante l’uso di un elettrocardiografo provvisto di monitor visualizzatore. In questo modo le eventuali alterazioni del ritmo cardiaco possono essere immediatamente individuate e curate.
Se la depolarizzazione delle cellule muscolari del cuore si verifica in modo corretto dal punto di vista anatomico, ma l’impulso non viene propagato attraverso le normali vie di conduzione, si è in presenza di disturbi della conducibilità elettrica. Questo fenomeno può presentarsi se, ad esempio, l’impulso partito dal nodo AV tra gli atri e i ventricoli non passa attraverso il fascio di His (blocco atrio-ventricolare). Gli atri ricevono il normale stimolo e si contraggono secondo un ritmo regolare. La stimolazione dei ventricoli non proviene dagli atri e si rivela essere una contrazione spontanea. Proprio come le cellule del nodo SA si scaricano spontaneamente, così anche le cellule del fascio di His e quelle delle fibre di Purkinje si depolarizzano allo stesso modo.
Il ritmo delle contrazioni dei ventricoli, in questa situazione, è molto più lento del normale; in un minuto si hanno circa 30-40 battiti anziché 70-80. L’onda P nell’elettrocardiogramma normale compare con la frequenza di 60-90 battiti al minuto.
Il blocco cardiaco viene curato con l’uso del cosiddetto “pacemaker”, un piccolo strumento con cui si stimolano i ventricoli sfruttando un impulso elettrico che ha un ritmo pari al normale ritmo cardiaco. Il pacemaker può essere collocato sotto la parte del torace o dell’addome in modo che la sua presenza non dia al paziente alcun problema. Le batterie devono essere rinnovate periodicamente, circa una volta ogni due anni, ma un pacemaker dotato di batterie atomiche è attualmente allo stadio di collaudo avanzato e una volta a punto solleverebbe il paziente dai ripetuti interventi chirurgici necessari al ricambio delle vecchie batterie. Gli impulsi elettrici del pacemaker raggiungono il cuore attraverso un catetere, cioè un tubicino conduttore che raggiunga l’atrio destro attraverso la vena giugulare.
Grazie alle informazioni che fornisce l'elettrocardiogramma è possibile identificare la presenza di disturbi del ritmo cardiaco o della propagazione dell'impulso elettrico che provoca la depolarizzazione delle fibre muscolari (alterazioni della conduzione) e di alterazioni miocardiche conseguenti a sofferenza ischemica (coronaropatie). I problemi cardiaci nei quali il ruolo dell’elettrocardiogramma risulta fondamentale sono:
- Angina pectoris;
- Aritmie;
- Cardiopatia ischemica nelle sue varie forme cliniche
- Disturbi di conduzione
- infarto miocardico
- malattie delle valvole cardiache;
- scompenso cardiaco
La particolare morfologia dell'onda elettrica consente di mettere in luce alterazioni della diffusione dello stimolo, localizzate in una delle branche nelle quali il tessuto di conduzione si dirama a livello dei ventricoli.
Nell'infarto del miocardio l'ECG risulta alterato sia nella fase acuta, con comparsa delle caratteristiche onde di lesione, sia nella fase post-acuta, quando si evidenziano le onde di necrosi, espressione dell'avvenuta morte di una porzione di cellule miocardiche.
Infine l'elettrocardiogramma può essere utilizzato per valutare lo stato del muscolo cardiaco (in caso, per esempio, di malattia arteriosclerotica o nell'ipertensione arteriosa) o per mettere in luce piccoli disturbi metabolici (come squilibri elettrolitici, intossicazione da digitale).
L'elettrocardiografo è un dispositivo dotato di un voltmetro registratore e di fili elettrici, che collegano l'apparecchio al paziente mediante elettrodi applicati sulla cute.
Gli Elettrodi, cioè quelle ventose metalliche che si applicano al paziente, nell’esecuzione di un tracciato di base, sono 10, 4 si applicano agli arti, 6 al torace, in regione precordiale. Questi elettrodi registrano 12 derivazioni, ossia 12 punti di vista del cuore.
Un monitor infine consente di visualizzare graficamente il tracciato.
L'elettrocardiogramma può essere eseguito con paziente a riposo o sotto sforzo.
Nel primo caso il paziente è sdraiato sul lettino, gli vengono applicati gli elettrodi sulla cute che captano i segnali elettrici del cuore e li trasmettono – mediante i fili elettrici – all'elettrocardiografo. Questo li elabora e li riproduce graficamente sul monitor. L'esame sotto sforzo si esegue mentre il paziente cammina su un tapis roulant o pedala in cyclette.
