biofÍsica da formaÇÃo das ondas do eletrocardiograma

BIOFÍSICA DA FORMAÇÃO DAS ONDAS DO

ELETROCARDIOGRAMA

Ana OliveiraRegiane Batista

Tatiana ReisThamy Motoki

INTRODUÇÃO

Eletrocardiografia

Eletrocardiograma:

a. Sobrecarga de pressão das câmaras cardíacas

b. Miocardiopatiasc. Insuficiência coronarianad. Infarto do miocárdio

Fenômeno elétrico

Fenômeno mecânico

O FEN

ÔM

ENO

ELETROM

ECÂNICO

NO

CORAÇÃO

REFERÊNCIAS ANATÔMICAS DE INTERESSE PARA A

ELETROCARDIOGRAFIA

Epicárdio

Miocárdio

Endocárdio

AO

VCS

VP

VEVDVCI

AD

AP

EIXOS DO CORAÇÃO•Órgão móvel•Suspenso pelos grossos vasos da base•Sua ponta é apoiada sobre o diafragma•Pode girar em torno dos eixos:a. Ântero posterior

(AP)b. Transverso (T)c. Longitudinal (L)

EIXOS DO CORAÇÃO•Órgão móvel•Suspenso pelos grossos vasos da base•Sua ponta é apoiada sobre o diafragma•Pode girar em torno dos eixos:a. Ântero posterior

(AP)b. Transverso (T)c. Longitudinal (L)

EIXOS DO CORAÇÃO•Órgão móvel•Suspenso pelos grossos vasos da base•Sua ponta é apoiada sobre o diafragma•Pode girar em torno dos eixos:a. Ântero posterior

(AP)b. Transverso (T)c. Longitudinal (L)

PLANOS GEOMÉTRICOS PARA A ELETROCARDIOGRAFIA

A posição dos vetores elétricos gerados pelo coração é referida com relação aos seguintes planos:

• Frontal (PF)• Horizontal (PH)• Sagital (PS)

PLANOS GEOMÉTRICOS PARA A ELETROCARDIOGRAFIA

PLANO FRONTAL

Para cima ou para baixo

Para a direita ou para a esquerda

Não identifica se o vetor está voltado para a frente ou para

trás

PLANOS GEOMÉTRICOS PARA A ELETROCARDIOGRAFIA

PLANO HORIZONTA

L

Para frente ou para trás

Para a direita ou para a esquerda

Não identifica se o vetor está voltado para cima ou para

baixo

A ATIVIDADE ELÉTRICA NO MIOCÁRDIO

O órgão se comporta como um sincício

As células cardíacas estão acopladas por ligações chamadas nexus

Vias preferenciais para a propagação do impulso elétrico = fibras cardíacas

VETORES DE DESPOLARIZAÇÃO E DE REPOLARIZAÇÃO

As fibras miocárdicas isoladas

que primeiro se despolarizam são aquelas que se

repolarizam mais precocemente

ESPALHAM

ENTO

DO

IMPU

LSO ELÉTRICO

DESPO

LARIZANTE N

O

CORAÇÃO60 a 80

cm/s

10 cm/s

200 a 400 cm/s

30cm/s

ATIVAÇÃO E REPO

LARIZAÇÃO D

OS ÁTRIO

S

VETORES ATRIAIS:

1. A posição do nódulo sinusal é alta e póstero lateral direita

2. O átrio direito está orientado para frente, para baixo e para a

esquerda

ATIVAÇÃO E REPO

LARIZAÇÃO D

OS ÁTRIO

S

VETORES ATRIAIS:

A onda de atividade elétrica, depois de ativar boa parte do átrio direito,

alcança o átrio esquerdo e, ao despolarizálo, determina o

aparecimento de um vetor resultante (AE) que se orienta para baixo, para a

esquerda e para trás

ATIVAÇÃO E REPO

LARIZAÇÃO D

OS ÁTRIO

S

VETORES ATRIAIS:

Vetor resultante que representa genericamente a excitação atrial (SÂP) e que se orienta para baixo, para a esquerda e para frente ou

para baixo

ATIVAÇÃO E REPOLARIZAÇÃO DOS VENTRÍCULOS

- Ondas transversais às paredes

- Septo, câmaras D e E- Despolarização: endo =>

epicárdio- Repolarização: epi =>

endocárdio- Pot.ação: céls Epicárdicas

< céls Endocárdicas.- Vd e Vr: msm sentido nos

ventrículos

FASES DA DESPOLARIZAÇÃO VENTRICULAR

Septal

Septo-ântero-apical

Ventricular

Póstero-basal

VARIAÇÃO ESPACIAL DOS VETORES RESULTANTES

Excitação Cada segmento de fibra miocárdica gera Vd Ativação progressiva das fibras Vetores em todas as direções Geometria das câmaras cardíacas Vetores simultâneos => resultantes

elétricas População de céls miocárdicas

despolarizadas

Direção e intensidade do Vr variam constantemente

Frente, trás, lados, cima, baixo ou horizontal

Movimento analógico (contínuo, sem interrupções)

É possível localizar Vr no espaço a qq instante

Igual na repolarização atrial e ventricular

ORIENTAÇÃO DO VR PRINCIPAL DE CADA CÂMARA

Cada fase da excitação ventricular

Vd de intensidade proporcional à quantidade de massa muscular ativada

Direção = orientação espacial das fibras

Orientação espacial da resultante = câmara cardíaca que a produziu

2 planos diferentes para definir posição do vetor

ECG: planos horizontal e vertical

DESPOLARIZAÇÃO VENTRICULAR• Nódulo AV => 10ms => septo (face voltada

para VE)=> invasão da massa septal=> 20ms=> regiões anteriores e apicais dos ventrículos D e E

Vetor septal:

• Para cima ou para baixo

• Para a frente• Para a D

Vetor septal-ântero-apical:• Para baixo

• Para a frente• Para a E ou

situado no plano sagital

40 a 60ms depois de iniciada a ativação septal

Despol. dos VD e VE

Maior magnitude de todos

Maior influência do VE devido à maior massa musc.• Para baixo• Para trás• Para a esquerda

Vetor ventricul

ar

Última fase

60 a 80ms depois do septo

Bases dos ventrículos não recebem fibras de PurkinjeDespol.: endo=>epicárdio• Para cima • Para trás• No plano sagital ou

próximo a ele

Vetor póstero-

basal

REPOLARIZAÇÃO VENTRICULAR Células epicárdicas:- Potencial ação mais curto- Últimas a despolarizar- Primeiras a repolarizar

Propagação da onda de repolarização em sentido oposto ao da onda de despolarização

Despolarização (Vd): - +

Repolarização (Vr): + -

•Onda T = Repolarização ventricular

•Onda T atrial (Ta) é invertida em relação à P

•Onda T tem mesma orientação de QRS

Obs.: A inversão do processo de repolarização (como ocorre nos ventrículos) gera vetores ventriculares de despolarização e repolarização de mesmo sentido

CAPTAÇÃO DOS POT. ELÉTRICOS CARDÍACOS NA SUPERFÍCIE DO CORPO

Waller (1887): captação de fenômenos elétricos cardíacos na superfície do corpo

Eletrodos na pele e ligados ao galvanômetro

Álcool e éter + geléia com NaCl: reduzir resist; melhorar transmissão do sinal elétrico

Moderna teoria eletrocardiográfica. Triângulo de Einthoven:-Equilátero; coração no centro-Forças elétricas (vetores dipolares) cujo

ponto de aplicação é no centro.-Meios em torno do coração:

Vol.condutores homogêneos

Obs.: Vol. Condutor = Sistema, constituído por uma fonte de pot elétrico envolvida por um meio condutor. Ex: nervos, músculos e coração.

MOMENTO DE UM DIPOLO

q = valor de uma das cargasδ = distância entre as cargas

Vetor aponta da carga – para a +; é dado em módulo

POTENCIAL PRODUZIDO POR UM DIPOLO

m = momento do dipolo α = ângulo entre o eixo do dipolo e a linha que

une o ponto P ao centro do dipolo r = Distância entre o centro do dipolo e o ponto P.

α = 90° => Pot = 0

α = 0° => Pot = máximo e +

α = 180° => Pot = máximo e –

CAMADA DIPOLAROcorre nas tiras de miocárdioOnda elétrica propaga ordenadamenteFrente de onda planaLimite entre porções + e porções -Conjunto de vetores dipolares (despolarização de cada fibra)Tronco cilíndricoRaio = raio da tira de miocárdioEspessura = distância δ entre as cargas de cada dipoloM = momento dipolar resultante/u.a

MOMENTO DIPOLAR/U.A

M= qA.δ

M = momento dipolar qA = quantidade de carga/u.a δ = espessura da camada

POTENCIAL NUM PONTO PRODUZIDO POR UMA CAMADA DIPOLAR

Camada dipolar em torno dos tec excitáveisVariações do pot elétrico dos pontos ao redor

Vm = pot transmembranaM = momento dipolar/u. árear = distância entre o centro da camada dipolar e P

músc. envolvido com a onda elétrica, M, VP. Eixo de obs.paralelo ao de M, VP é máx.; cos α = 1

Pot nas superfícies do coração: 1mV (0,1mV a 5mV)

A intensidade do campo elétrico decai mais rápido com a distância do que com o pot elétrico (Vp) induzido em cada ponto. (cargas +q e -q)

Em pontos remotos; elas exercem a mesma influência

Pontos muito afastados da camada dipolar (>>δ), a intensidade decai com o cubo da distância

ELETROCARDIÓGRAFO

Registra variações do pot elétrico na superfície do corpo

Sensível (captar pot de pequena magnitude)

Discriminar e atenuar ruídos elétricos do ambiente

Componentes: Eletrodos

Amplificador

Registrador

ELETRODOSPequenas placas metálicasFixadas ao corpo com faixa elástica ou vácuoPele: desengordurada + eletrodos: limposResistência pele-eletrodo baixa

AMPLIFICADOR E SISTEMA DE REGISTRO

A: entrada capacitativa balanceada

Sinais cuja voltagem varia com o tempo

AC (corrente alternada): sinal contínuo (DC => eletrodo+pele+pasta eletrolítica) é rejeitado.

R1 e R2 (resistores de entrada): balanço de sinais que chegam às entradas + e – do A

Sinais de mesma amplitude em fase são cancelados

Sinais espúrios (rede elétrica e outros equipamentos) são atenuados.

π = RC: cte de tempo; limita velocidade de resposta do equipamento para sinais rápidos. ≤ 3ms

Pena móvel aquecida eletricamente => papel termossensível => ondasVelocidade = 25mm/s ou 50mm/s

DERIVAÇÕES ELETROCARDIOGRÁFICAS

Derivações bipolares dos membros:Potencial de cada um dos eletrodos varia constantemente

Derivações unipolares:Potencial de um dos eletrodos é mantido inalterado; já o eletrodo explorador pode variar

DERIVAÇÕES BIPOLARES DOS MEMBROS

Plano frontal ECG

D1 = VL – VRD2 = VF – VRD3 = VF –VL

D2 = D1 + D3

DERIVAÇÕES UNIPOLARES DOS MEMBROS

Central Terminal de Wilson- Wilson et al (1934).- Potencial sempre nulo.- União de três membros: - Braço esquerdo - Braço direito - Perna esquerda

Base Teórica: Leis de Kirchoff.

Eletrodo CTW: indiferente Eletrodo explorador

VRw = 2 VRw - VLw - VFw _______________ 3VFw = 2 VFw - VRw - VLw _______________ 3

VLw = 2 VLw - VRw - VFw _______________ 3

DERIVAÇÕES UNIPOLARES DOS MEMBROS

Central Terminal de Goldberger- Derivações CTW: ondas de baixa amplitude.- Ligação dos membros a um ponto.- Exceção: membro cujo potencial seria determinado.- Eletrodo explorador: é ligado ao membro em estudo.- CTG: derivações unipolares aumentadas (aVL, aVR e

aVF) - Positividade: voltada para os membros.

DERIVAÇÕES UNIPOLARES DOS MEMBROS

Derivações Unipolares dos Membros

O círculo de Eithoven - Conjunto das derivações dos membros. - Ângulos positivos e ângulos negativos. - Plano frontal eletrocardiógrafo.

DERIVAÇÕES PRECORDIAISWolferth & Wood (1932): seis derivações unipolares.Superfície do tórax. - V1 – 4º EID, junto ao

esterno.- V2 – 4º EIE, junto ao esterno.- V3 – Entre V2 e V4.- V4 – 5º EIE, linha hemiclavicular.- V5 – Nível de V4, linha axilar anterior esquerda.- V6 – Nível de V4, linha axilar média esquerda.

REGISTRO DOS VETORES DE DESPOLARIZAÇÃO E REPOLARIZAÇÃO

Conceitos em fibra miocárdica isolada - Miocárdio quiescente: sem atividade elétrica

detectada. - Eletrocardiógrafo amplifica sinais com variação

temporal. - Antes do estímulo e completada a despolarização:

linha isoelétrica.

AB

C

1 - Súbita despolarização no eletrodo A: capta influência elétrica da cauda do vetor de despolarização.

REGISTRO DOS VETORES DE DESPOLARIZAÇÃO E REPOLARIZAÇÃO

AB

C

2 – Eletrodo B: inicialmente capta influência da ponta do vetor. A despolarização continua e a cauda do vetor exerce influência elétrica.

REGISTRO DOS VETORES DE DESPOLARIZAÇÃO E REPOLARIZAÇÃO

AB

C

3 – Eletrodo C: quando a onda de despolarização chega no eletrodo C, este capta o máximo valor do potencial dessa região, porém a onda se extíngue abruptamente e o potencial retorna para o nível isoelétrico.

REGISTRO DOS VETORES DE DESPOLARIZAÇÃO E REPOLARIZAÇÃO

AB

C

No tecido miocárdico isolado e nos átrios: repolarização começa na mesma região onde começa a despolarização, apresentando mecanismos de formação semelhantes, porém com ondas invertidas.

As ondas de despolarização e repolarização nos átrios são invertidas.

Nos ventrículos, porém a onda de repolarização tende a apresentar a mesma polaridade da onda de despolarização.

REGISTRO DOS VETORES DE DESPOLARIZAÇÃO E REPOLARIZAÇÃO

REGISTRO DA DESPOLARIZAÇÃO ATRIAL

Vetocardiograma atrial

Curva que une os pontos percorridos pelo vetor atrial.

Vetor atrial tem pequena intensidade inicialmente.

Primeiro se dirige para frente e levemente para a esquerda.

Progride, gira no sentido anti-horário e para trás.

Ao final, situa-se no plano sagital e se anula.

REGISTRO DA DESPOLARIZAÇÃO ATRIAL

Formação da Onda P - Resulta da soma das ondas de despolarização dos

átrios. - Átrio esquerdo depois do átrio direito.

REGISTRO DA DESPOLARIZAÇÃO ATRIAL

REGISTRO DA REPOLARIZAÇÃO ATRIAL Nos átrios: propagação do vetor

de repolarização produz onda invertida em relação à onda de despolarização.

Não perceptível devido coincidir com a despolarização ventricular.

Massas ventriculares: forças elétricas mais intensas.

Onda de repolarização atrial é mascarada.

REGISTRO DA REPOLARIZAÇÃO VENTRICULAR

Segmento STFinal da despolarização ventricular

(ponto J) e começo da sua repolarização

(onda T)

Linha quase isoelétrica

Indivíduos normais: desnivelamento de

0,1mv (1mm)

Taquicardia: grande amplitude

REGISTRO DA DESPOLARIZAÇÃO VENTRICULAR

Fibras de Purkinje Septo Interventricular Vetor resultante da

despolarização Alças vetoriais

Alça maior (sentido anti-horário)

Alça menor (sentido horário)

REGISTRO DA DESPOLARIZAÇÃO VENTRICULAR

4 Vetores principais da despolarização ventricular Septal (1) Ântero-lateral (2) Ventricular (3) Basal (4)

REGISTRO DA DESPOLARIZAÇÃO VENTRICULAR Conjunto de ondas –

Complexo QRS Ponto J – termina o

QRS e se inicia o segmento ST

Ondas: Q R S R' S' QS

ADRENALINA

Maior entrada de cálcio nas células cardíacas

Acelera a abertura dos KCa

Sincronização das células atriais em repolarização

Onda Ta maior e desnivelamento do segmento ST

REGISTRO DA REPOLARIZAÇÃO VENTRICULAR

Linha isoelétrica – entre o final da onda T e o começo da onda P

Desnivelamentos normais pequenos nos segmentos :

REGISTRO DA REPOLARIZAÇÃO VENTRICULAR

PR Forças elétricas fracas

ST Repolarização atrial e ventricular - ondas de sentidos opostos

Análise do segmento ST deve considerar o comportamento do segmento PR

ECG dos simpaticotônicos Lesões isquêmicas do

miocárdio

REGISTRO DA REPOLARIZAÇÃO VENTRICULAR

Onda T Repolarização ventricular Onda assimétrica

Intervalo QT Do início do QRS até o

final da onda T Tempo total da sístole

ventricular Onda U

Onda pequena e achatada Repolarização tardia

REGISTRO DA REPOLARIZAÇÃO VENTRICULAR

ANÁLISE VETORIAL DOS FENÔMENOS ELÉTRICOS DO CORAÇÃO

Projeção dos vetores cardíacos nas derivaçõesVetor v partindo do

centro elétrico do coração

Componentes v1, v2 e v3

Derivações D1, D2 e D3

ECG = Amplitude de cada componente

Onda bifásica ou inexistente

ANÁLISE VETORIAL DOS FENÔMENOS ELÉTRICOS DO CORAÇÃO

O ELETROCARDIOGRAMA NORMAL

Calibração do traçadoPapel

termossensível, milimetrado e quadriculado

1mV = 10 mm1mm = 40ms

O traçado eletrocardiográficoOnda PSegmento PRComplexo QRSSegmento STOnda TOnda U*

O ELETROCARDIOGRAMA NORMAL

O ELETROCARDIOGRAMA NORMAL

O ELETROCARDIOGRAMA NORMAL

O intervalo QT corrigido (Qtc)Normalização da duração do intervalo QT

Valor médio para frequências entre 65 e 90 bpm = 440 ms

Qtc = QT √RR

Duração da onda PAumenta com a idade

Diminui com a frequência cardíaca

Duração do QRSAdultos – 50 a 100 ms

>110 adultos/ 90 crianças – patológico

Duração da onda T

O ELETROCARDIOGRAMA NORMAL

INTRODUÇÃO À INTERPRETAÇÃO CLÍNICA DO ECG

Identificar sinais que permitam determinar alterações:

Ritmo cardíaco

Ativação das câmaras cardíacas

Condução do impulso

Volume e massa muscular das câmaras cardíacas

Irrigação sanguínea

RoteiroMorfologia das ondas

Entalhes e espessamentos

Ondas P e T achatadas e de inscrição mais lenta

Medida das durações e amplitudes

INTRODUÇÃO À INTERPRETAÇÃO CLÍNICA DO ECG

INTRODUÇÃO À INTERPRETAÇÃO CLÍNICA DO ECGFrequência cardíaca

Átrios e ventrículos

Frequência média

RitmoSinusal

Anormalidades de conduçãoBloqueios

Condução lenta

F = 1.500 bpmRR

Eixos elétricosEixo elétrico do coração – posição espacial do vetor ventricularOnda P, Complexo QRS e Onda TDerivações do plano frontal – vetor não registrado/ onda isodifásicaDerivações do plano horizontal – vetor para frente ou para trás

INTRODUÇÃO À INTERPRETAÇÃO CLÍNICA DO ECG

Sinais de hipertrofia da parede muscular ou de crescimento de cavidade cardíaca

INTRODUÇÃO À INTERPRETAÇÃO CLÍNICA DO ECG

SOBRECARGA SISTÓLICA

SOBRECARGA DIASTÓLICA

ESFORÇO DE BOMBEAMENTODO CORAÇÃO

HIPERTROFIA

Ponto de vista elétrico: maior intensidade dos vetores elétricos

na despolarização e repolarização

Sinais de isquemia ou de infartoRedução do fluxo sanguíneo coronariano

Inversão da onda T

Desnivelamento do ST

Ondas Q anormais

INTRODUÇÃO À INTERPRETAÇÃO CLÍNICA DO ECG