Derivación I de un electrocardiograma.
1 Historia
En el siglo XIX se hizo evidente que el corazón generaba electricidad. La actividad bioeléctrica correspondiente al latido cardiaco fue descubierta por Kolliker y Mueller en 1856. El primero en aproximarse sistemáticamente a este órgano bajo el punto de vista eléctrico fue
Augustus Waller, que trabajaba en el hospital St. Mary, en
Paddington(
Londres).
4 Aunque en 1911 aún veía pocas aplicaciones clínicas a su trabajo, el logro llegó cuando
Willem Einthoven, que trabajaba en
Leiden (
Países Bajos), descubrió el
galvanómetro de cuerda, mucho más exacto que el
galvanómetro capilar que usaba Waller.
5 Einthoven asignó las letras P, Q, R, S y T a las diferentes deflexiones y describió las características electrocardiográficas de gran número de enfermedades cardiovasculares. Le fue otorgado el
Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1924 por su descubrimiento.
6
Por otro lado la compañía Cambridge Scientific Instruments, ubicada en Londres, fabricó por primera vez la máquina de Einthoven en 1911, y en 1922 se unió con una compañía en Nueva York para formar Cambridge Instruments Company, Inc. Desde entonces, ambas compañías se han beneficiado con el intercambio mutuo de tecnología. Poco tiempo después el electrocardiógrafo demostró su valor en el diagnóstico médico y hoy se mantiene como uno de los instrumentos electrónicos más empleados en la medicina moderna, aunque ha evolucionado desde el enorme aparato original hasta el sistema electrónico compacto actual, que a menudo incluye una interpretación computarizada de electrocardiograma.
7 j
[editar]2 Actividad eléctrica del corazón
Sistema de conducción eléctrica del corazón:
1. Nódo SA;
2. Nódulo AV.
El
corazón tiene cuatro cámaras: dos
aurículasDesam y dos
ventrículos, izquierdos y derechos. La aurícula derecha recibe la sangre venosa del cuerpo y la envía al ventrículo derecho el cual la bombea a los
pulmones, lugar en el que se oxigena y del que pasa a la aurícula izquierda. De aquí la sangre se deriva al ventrículo izquierdo, de donde se distribuye a todo el cuerpo y regresa a la aurícula derecha cerrando el
ciclo cardíaco.
Para que la contracción cíclica del corazón se realice en forma sincrónica y ordenada, existe un sistema de estimulación y conducción eléctrica compuesto por fibras de
músculo cardíaco especializadas en la transmisión de impulsos eléctricos. Aunque el corazón tiene inervación por parte del
sistema nervioso simpático, late
aun sin estímulo de este, ya que el sistema de conducción es autoexcitable. Es por esto que el corazón sigue latiendo aún cuando lo extirpamos, para un trasplante de corazón, por ejemplo.
En el
cuerpo humano se generan una amplia variedad de señales eléctricas, provocadas por la actividad
químicaque tiene lugar en los
nervios y
músculos que lo conforman. El
corazón, por ejemplo, produce un patrón característico de variaciones de
voltaje. El registro y análisis de estos eventos bioeléctricos son importantes desde el punto de vista de la práctica clínica y de la investigación. Los potenciales se generan a nivel celular, es decir, cada una de las
células es un diminuto generador de voltaje.
Aunque es posible, con el empleo de microelectrodos, medir el potencial de una sola de ellas, las
señales bioeléctricas de interés clínico se producen por la actividad coordinada de grandes grupos celulares. Es este tipo de actividad sincronizada, en el que intervienen muchas células, el que puede registrarse mediante métodos no invasivos, es decir, con el empleo de electrodos de metal colocados en la superficie del cuerpo.
8
Un electrocardiograma (
ECG) es una prueba física ampliamente utilizada para valorar la condición del corazón en forma no invasiva. Dicha prueba se usa para evaluar el estado del sistema de conducción del corazón, el del músculo, y también, en forma indirecta, la condición de este órgano como una bomba y la aparición de ritmos
patológicos causados por daño al tejido de conducción de las señales eléctricas, u otros trastornos no-cardíacos.
910 El
ECG es la representación gráfica de la actividad bioeléctrica del
músculo cardíaco, por lo que un equipo de registro de ECG (
electrocardiógrafo) es comparable a un voltímetro que realiza una función de registrador.
[editar]2.1 Despolarización y repolarización del corazón
En el corazón existen tres tipos de células morfológica y funcionalmente diferentes:
- las células contráctiles, responsables de la contracción del miocardio de estas existen células contractilesauriculares y células contractiles ventriculares
- las células especializadas, que son las que generan y conducen los impulsos nerviosos, y constituyen los nódulos sinusal y atrio-ventricular (de conducción lenta), el haz de His y las células de Purkinje (de conducción rápida).
- las células endocrinas del corazón, que secretan el peptido natriuretico atrial, que es un auxilar en el control y regulación del la tension arterial
Las células cardiacas presentan tres propiedades:
- automatismo: son capaces de generar espontáneamente el impulso eléctrico que se propaga; el automatismo máximo se encuentra en las células del nodo sinusal, el marcapasos del corazón, y si éste falla, el nodo AV toma el relevo;
- excitabilidad: capacidad de responder a un impulso eléctrico; las células especializadas generan ellas mismas los impulsos, mientras que las contráctiles son estimuladas por los impulsos propagados por las células adyacentes; existen diferentes fases de excitabilidad diferenciadas por el potencial de acción (PA) de las células cardíacas, y diferentes periodos refractarios (tiempo requerido para recuperar la excitabilidad);
- conducción: capacidad de transmitir un impulso eléctrico a las células adyacentes; las velocidades de conducción normales en las diferentes estructuras cardíacas son las siguientes:
- aurículas: 1 - 2 m/s
- nodo AV: 0.02 - 0.05 m/s
- sistema His - Purkinje: 1.5 -3.5 m/s
- ventrículos: 0.4 m/s
La velocidad de conducción depende de la rapidez del inicio del PA, que es rápido en las células de respuesta rápida, y lento en las células de respuesta lenta.
Mecanismo de activación celular:
Fases de un potencial de acción (PA) cardíaco. La elevación rápida del voltaje ("0") corresponde a la entrada de iones
sodio, mientras que los dos descensos ("1" y "3", respectivamente) corresponden a la inactivación de los canales para el sodio, y a la salida de iones
potasio durante la repolarización. La plataforma característica del PA cardíaco ("2") resulta de la apertura de los canales para el
calcio sensibles al voltaje.
En reposo, durante la
diástole eléctrica, hay un equilibrio entre:
11
- las cargas positivas al exterior de las células, debidas a la acumulación de iones sodio (Na+: 20mM int. frente a 145mM ext.) ycalcio (Ca2+: 0.0001mM int. frente a 2.5mM ext.); por otro lado, también hay una mayor concentración de iones cloro en el exterior (Cl-: 25mM int. frente a 140mM ext.);
- las cargas negativas al interior, debidas a la acumulación de ciertos aniones impermeables, como el aspartato y el glutamato, a pesar de la presencia de iones potasio (K+: 150mM int. frente a 4mM ext.).
Esta diferencia de cargas genera una diferencia de potencial eléctrico denominado
potencial de membrana diastólico o potencial de reposo (-70 a -90 mV), que se mantiene debido a la diferente permeabilidad de la membrana externa cardiaca (el
sarcolema) para estos iones, así como a la presencia de bombas iónicas que transportan iones de forma activa a través de la membrana, con consumo de energía en forma de
ATP.
Las células del sistema de conducción se despolarizan de forma espontánea, modificando el transporte transmembrana de los iones Na+, K+ y Ca2+, lo que genera un PA; esta es la base del automatismo de las células cardiacas especializadas. El grado de automatismo es diferente en las distintas estructuras: nodo sinusal > nodo AV > células del haz de His y de Purkinje.
Durante la fase de despolarización (fase 0 y 1 del PA, paso de -90 a 20 mV) cada una de las células miocárdicas (y todas las células del ventrículo izquierdo simultáneamente, por lo que se puede considerar como una gran célula única) pierde cargas eléctricas positivas en el exterior, que pasan al interior celular, primero a través de los canales rápidos de Na+ y luego a través de los canales lentos de Na+/Ca2+. De esta forma, durante la despolarización, el exterior celular es más negativo y el interior más positivo (en comparación con la situación de reposo).
La fase de despolarización se sigue de una fase 2 que forma una plataforma, antes ocurre una breve repolarización por la salida rápida de iones K+ (fase 1), y posteriormente esa entrada se equilibra con la salida de iones calcio por los canales lentos, produciendo se una meseta que dura hasta que los canales lentos de calcio comienzan a cerrarse (fase 2) y finalmete tenemos una fase 3 descendente, que se caracteriza por la salida masiva de iones K+, para compensar la negatividad exterior, que dura hasta el final de la repolarización. Al final de la fase 3, se alcanza el equilibrio eléctrico. Finalmente, para restablecer el equilibrio iónico, existen diferentes bombas iónicas (inicio de la fase 4):
- una bomba sodio-potasio, con actividad ATPasa, que extrae el Na+ del interior hacia el exterior celular, y reintroduce el K+ al interior celular; ésta es una bomba electrogénica, ya que se extraen 3 Na+ por cada 2 K+ que se introducen;
- una bomba que extrae Ca2+ de forma activa, dependiente de ATP;
- un intercambiador Na+/Ca2+ (3:1), que puede funcionar en los dos sentidos.
Si estas bombas se bloquean, por ejemplo en condiciones de
hipoxia (que produce una caída en la producción de ATP) o por drogas como la
digitalina (que inhibe la bomba sodio-potasio), la concentración intracelular de Na+ aumenta, por lo que hay menos iones sodio para intercambiar por Ca2+, por lo que se extrae menos Ca2+, que permanece en el interior produciendo la disfunción celular.
En resumen, tenemos cinco fases:
- Fase 0: despolarización rápida, por entrada masiva de Na+ y mas tarde de Na+/Ca2+.
- Fase 1: repolarización transitoria, por salida rápida de iones K+.
- Fase 2: meseta, por equilibrio entre la salida de K+ y la entrada de Ca2+.
- Fase 3: repolarización, por salida de K+ estando el resto de canales cerrados.
- Fase 4: equilibrio basal, se llega otra vez al equilibrio por el intercambio ionico que realizan las bombas antes descritas.
Por tanto:
- durante la diástole, en el exterior celular se acumulan cargas positivas;
- durante la sístole, el exterior celular es más negativo.
Estas variaciones de voltaje en el corazón son las que se detectan con el electrocardiógrafo.
[editar]2.2 Sistema de conducción eléctrica del corazón
Animación sobre el ECG normal.
Desde el nódulo sinusal, el impulso eléctrico se desplaza, diseminándose por las auriculas a través de las
vías internodales, produciendo la
despolarizaciónauricular y su consecuente contracción.
1 En adultos sanos, el nodo sinusal descarga a una velocidad de 60 impulsos por minuto, definiendo así el ritmo sinusal normal, que se traduce en contracciones por minuto.
La onda eléctrica llega luego al
nódulo auriculoventricular(AV) o de Aschoff-Tawara, una estructura ovalada, un 40% del tamaño del nódulo sinusal, ubicada en el lado derecho de la aurícula derecha, en el
tabique interauricular, anterior al orificio del
seno coronario y encima de la inserción de la lámina septal de la
válvula tricúspide. En el 90% de los casos, este nodo está irrigado por una rama de la arteria coronaria derecha. El nodo AV también tiene una rica inervación
simpática y
parasimpática. Aquí, la onda eléctrica sufre una pausa de aproximadamente 0,1 segundo.
El impulso cardíaco se disemina luego a través de un haz de fibras que es un puente entre el nódulo auriculoventricular y las ramas ventriculares, llamado
haz de His, irrigado por ramas de la arteria coronaria derecha y la
arteria descendente anterior (interventricular ant.). El haz de His se divide en 4 ramas: las ramas derecha e izquierda y esta última se divide en el fascículo izquierdo anterior y el fascículo izquierdo posterior, desde donde el impulso eléctrico es distribuido a los ventrículos mediante una red de fibras que ocasionan la contracción ventricular llamadas
fibras de Purkinje, desencadenando la contracción ventricular.
1
En la mayor parte de los casos, las células que pertenecen al sistema de conducción del corazón están irrigadas por ramas de la
arteria coronaria derecha, por lo que un
trombo en esta arteria tiene un efecto negativo inmediato sobre la actividad cardíaca.
[editar]2.3 Secuencia de activación cardíaca
El impulso eléctrico generado en el nódulo sinusal se transmite a todo el corazón por el sistema de conducción, a partir de las células auriculares hasta las células ventriculares.
El estímulo sinusal despolariza las aurículas, comenzando por la parte lateral derecha de la aurícula derecha, y siguiendo un recorrido anti-horario (en dirección contraria a las agujas del reloj), despolarizando primero el septum interauricular y finalizando en la aurícula izquierda.
La onda de despolarización llega luego al nodo AV, y se propaga lentamente en la parte superior del nodo. Al llegar a la parte distal del nodo, la onda de despolarización se acelera y entra en el haz de His, continuando a izquierda y a derecha por las dos ramas del haz. La despolarización ventricular comienza simultáneamente en 3 puntos: las regiones de inserción de los haces supero-anterior, infero-posterior y medio-septales de la rama izquierda. Una vez iniciada, comienza la despolarización de la gran masa ventricular izquierda y derecha. La despolarización termina en las zonas menos ricas en fibras de Purkinje: las zonas basales y septales altas.
La repolarización comienza siempre en las regiones del miocardio mejor irrigadas, que son las regiones sub-
epicárdicas, y termina en las zonas peor irrigadas (se dice que sufren
isquemia fisiológica), que son las regiones sub-[[endocardio|endocárdicas
[editar]3 Derivaciones del ECG
Imagen que muestra un
pacienteconectado a los 10 electrodos necesarios para un ECG de 12 derivaciones.
En electrocardiografía, la palabra "derivaciones" se refiere a la medida del voltaje entre dos electrodos. Los electrodos se colocan sobre el cuerpo del paciente, sujetándolos con cintas de velcro, por ejemplo, y conectados al aparato mediante cables.
12 Las derivaciones de un ECG utilizan diferentes combinaciones de electrodos para medir distintas señales procedentes del corazón: en forma figurada, cada derivación es como una "fotografía" de la actividad eléctrica del corazón, tomada desde un ángulo diferente.
Colocación de los electrodos
Para realizar un ECG estándar de 12 derivaciones, hacen falta 10 electrodos. Ya que Cada uno de ellos se numera y se coloca sobre el paciente de la forma siguiente:
1 2
| Nombre del electrodo (en USA) | Localización del electrodo |
|---|
| RA | En el brazo derecho (right arm), evitando prominencias óseas. |
| LA | En el mismo sitio que se colocó RA, pero en el brazo izquierdo (left arm). |
| RL | En la pierna derecha (right leg), evitando prominencias óseas. |
| LL | En el mismo sitio que se colocó RL, pero en la pierna izquierda (left leg). |
| V1 | En el cuarto espacio intercostal (entre las costillas 4 & 5) a la derecha del esternón. |
| V2 | En el cuarto espacio intercostal (entre las costillas 4 & 5) a la izquierda del esternón. |
| V3 | Entre V2 y V4. |
| V4 | En el quinto espacio intercostal (entre las costillas 5 & 6), en la línea medio-clavicular (la línea imaginaria que baja desde el punto medio de la clavícula). |
| V5 | En la misma línea horizontal que V4, pero verticalmente en la línea axilar anterior (línea imaginaria que baja desde el punto medio entre el centro de la clavícula y su extremo lateral, que es el extremo más proximo al brazo). |
| V6 | En la misma línea horizontal que V4 y V5, pero verticalmente en la línea medioaxilar (línea imaginaria que baja desde el centro de la axila del paciente). |
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Colocación adecuada de los electrodos precordiales, con el código de color recomendado por la American Health Association. Observar que los electrodos periféricos pueden situarse sobre las muñecas y tobillos, o próximos a los hombros y caderas, pero deben estar equilibrados (derecho vs izquierdo).3
12 derivaciones
3.2 Derivaciones periféricas y precordiales
Lugares para las colocaciones precordiales.
Derivación II.
El ECG se estructura en la medición del potencial eléctrico entre varios puntos corporales. Las derivaciones I, II y III son periféricas y miden la diferencia de potencial entre los electrodos situados en los miembros:
- la derivación I mide la diferencia de potencial entre el electrodo del brazo derecho y el izquierdo
- la derivación II, del brazo derecho a la pierna derecha.
- la derivación III, del brazo izquierdo a la pierna izquierda.
Los electrodos periféricos forman los ángulos de lo que se conoce como el
triángulo de Einthoven.
16 A partir de estos tres puntos se obtiene el punto imaginario
V (el
baricentrodel triángulo, denominado el
terminal central de Wilson), localizado en el centro del pecho, por encima del corazón. Estas tres derivaciones periféricas son
bipolares, es decir, tienen un polo positivo y un polo negativo.
17
Las otras nueve derivaciones miden la diferencia de potencial entre el punto imaginario
V y cada uno de los electrodos; todas ellas son
unipolares, porque aunque tienen dos polos, el polo negativo
V es un polo compuesto por las señales procedentes de diferentes electrodos.
18 Así tenemos las derivaciones periféricas aumentadas (aVR, aVL y aVF) y las seis derivaciones precordiales (V
1-6).
Las derivaciones unipolares de los miembros aVR, aVL y aVF (aVR por
augmented vector right, por ejemplo, en referencia al electrodo del brazo derecho), se obtienen a partir de los mismos electrodos que las derivaciones I, II y III. Sin embargo, "ven" el corazón desde ángulos diferentes, porque el polo negativo de estas derivaciones es una modificación del punto terminal central de Wilson. Esto anula el polo negativo, y permite al polo positivo ser el "electrodo explorador" o
derivación unipolar. Esto es posible porque, según la
ley de Kirchhoff: I + (-II) + III = 0. Esta ecuación también se escribe como I + III = II. No se escribe I - II + III = 0 porque Einthoven invirtió la polaridad de la derivación II en el triángulo de Einthoven, probablemente porque prefería ver el pico QRS hacia arriba. La definición del terminal central de Wilson preparó el camino para el desarrollo de todas las derivaciones unipolares.
- La derivación aVR (augmented vector right) tiene el electrodo positivo (blanco) en el brazo derecho. El electrodo negativo es una combinación del electrodo del brazo izquierdo (negro) y el electrodo de la pierna izquierda (rojo), lo que "aumenta" la fuerza de la señal del electrodo positivo del brazo derecho.
- La derivación aVL (augmented vector left) tiente el electrodo positivo (negro) en el brazo izquierdo. El electrodo negativo es una combinación del electrodo del brazo derecho (blanco) y la pierna izquierda (rojo), lo que "aumenta" la fuerza de la señal del electrodo positivo del brazo izquierdo.
- La derivación aVF (augmented vector foot) tiene el electrodo positivo (rojo) en la pierna izquierda. El electrodo negativo es una combinación del electrodo del brazo derecho (blanco) y el brazo izquierdo (negro) lo que "aumenta" la señal del electrodo positivo en la pierna izquierda.
Las derivaciones periféricas aumentadas aVR, aVL, y aVF se amplifican de este modo porque, cuando el electrodo negativo es el terminal central de Wilson, la señal es demasiado pequeña para ser útil. Bailey desplazó los tres lados del triángulo de Einthoven (formados por las derivaciones I, II y III), haciéndolas pasar por el terminal central de Wilson, obteniendo el sistema triaxial de Bailey. La combinación de las derivaciones bipolares (I, II y III) con las derivaciones aumentadas constituye el
sistema de referencia hexaxial de Bailey, que se usa para calcular el eje eléctrico del corazón en el
plano frontal.
Los electrodos para las derivaciones precordiales (V1, V2, V3, V4, V5, y V6) están colocados directamente sobre el pecho. Debido a su proximidad con el corazón, no es necesario aumentarlas. El electrodo negativo en este caso es el terminal central de Wilson, y por ello estas derivaciones se consideran unipolares (el terminal central de Wilson es la media de las tres derivaciones periféricas; se aproxima al potencial promedio de la superficie corporal). Las derivaciones precordiales ven la actividad eléctrica del corazón en el denominado plano horizontal. El eje eléctrico del corazón en el plano horizontal se denomina el eje Z.
Por lo tanto, hay doce derivaciones en total. Cada una de las cuales registra información de partes concretas del corazón:
- Las derivaciones inferiores (III y aVF) detectan la actividad eléctrica desde el punto superior de la región inferior (pared) del corazón. Esta es la cúspide del ventrículo izquierdo.
- Las derivaciones laterales (I, II, aVL, V5 y V6) detectan la actividad eléctrica desde el punto superior de la pared lateral del corazón, que es la pared lateral del ventrículo izquierdo.
- Las derivaciones anteriores, V1 a V6 representan la pared anterior del corazón o la pared frontal del ventrículo izquierdo.
- aVR raramente se utiliza para la información diagnóstica, pero indica si los electrodos se han colocado correctamente en el paciente.
La comprensión de las direcciones o vectores normales y anormales de la despolarización y repolarización comporta una importante información diagnóstica. El ventrículo derecho posee muy poca masa muscular, por lo que solamente imprime una pequeña marca en el ECG haciendo más difícil diagnosticar los cambios en éste que los producidos en el ventrículo izquierdo.
Los electrodos miden la actividad eléctrica media generada por la suma total de la capacidad cardiaca en un momento concreto. Por ejemplo, durante la
sístoleDesam auricular normal, la suma de la actividad eléctrica produce un vector eléctrico que se dirige del nódulo SA (
sinusal) hacia el nódulo AV (
auriculoventricular) y se extiende desde el atrio derecho al izquierdo ( puesto que el nódulo SA reside en el atrio derecho). Esto se convierte en la onda P en el ECG, la cual es recta en I, II, III, AVL y aVF (ya que la actividad eléctrica general se dirige hacia esas derivaciones), e invertida en aVR (dado que se aleja de esa derivación)
[editar]4 El ECG normal
Dibujo de un ECG con etiquetas de ondas e intervalos. P=onda P, PR=segmento PR, QRS=
complejo QRS, QT= intervalo QT, ST=segmento ST, T=onda T.
El trazado típico de un electrocardiograma registrando un latido cardíaco normal consiste en una onda P, un
complejo QRS y una onda T. La pequeña onda U normalmente es invisible. Estos son eventos eléctricos que no deben ser confundidos con los eventos
mecánicos correspondientes, es decir, la contracción y relajación de las cámaras del corazón. Así, la sístole mecánica o contracción ventricular comienza justo después del inicio del complejo QRS y culmina justo antes de terminar la onda T. La
diástole, que es la relajación y rellenado ventricular, comienza después que culmina la
sístoleDesam correspondiendo con la contracción de las aurículas, justo después de iniciarse la onda P.
[editar]4.1 El eje eléctrico
El eje eléctrico es la dirección general del impulso eléctrico a través del corazón. Normalmente se dirige en forma de vector hacia la parte inferior izquierda, aunque se puede desviar a la parte superior izquierda en gente anciana, embarazada u
obesa. Una desviación extrema es anormal e indica un bloqueo de rama,
hipertrofia ventricular o (si es hacia la derecha)
embolia pulmonar. También puede diagnosticar una
dextrocardia o una inversión de dirección en la orientación del corazón, pero esta variedad es muy rara y a menudo ya ha sido diagnosticada por alguna prueba más específica, como una
radiografía del
tórax.
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