El corazón como bomba. El tejido cardíaco tiene una ritmicidad inherente debido a la presencia de células marcapasos que inician una secuencia eléctrica de despolarización y repolarización.
Un electrocardiograma (ECG) es un registro de la actividad eléctrica del corazón que mide los impulsos eléctricos que lo estimulan y producen la contracción.
El tejido cardiaco especializado en la transmisión del impulso eléctrico está formado por:

• El nódulo o seno auricular: es el punto donde se origina el estímulo en condiciones normales en un corazón miogénico. Se encuentra situado por debajo de la unión de la vena cava superior con la aurícula derecha, por detrás y por debajo de la vena coronaria.
• El nódulo auriculoventricular o seno de Aschoff-Tawara: situado en la parte inferior de la aurícula derecha, por encima del septo ventricular.
• El haz de His: forma un cordón o cinta en cada uno de los ventrículos. Tiene la misión de transmitir el impulso en las fibras de Purkinje.
• Fibras de Purkinje: se distribuyen por todo el endocardio y son las que provocan, en última instancia, la contracción de las fibras.

El nódulo auricular actúa como marcapasos e inicia todo el sistema de contracción coordinada de las aurículas y de los ventrículos.

Los marcapasos

Los marcapasos son capaces de despolarizarse de manera espontánea sin necesidad de estímulos externos. Tras un potencial de acción el potencial de membrana se sitúa alrededor de -60mV y a partir de este punto tiene lugar una progresiva despolarización de la membrana, debido a que la permeabilidad pasiva al K+ disminuye lentamente, a la vez que tiene lugar una corriente lenta de Na+ hacia el interior de la célula. Cuando la despolarización alcanza un valor umbral (-40mV) se abren los canales de Ca2+ dependientes de voltaje, lo que provoca una rápida despolarización de la membrana por la corriente de entrada de este ión. Pasados 200 milisegundos, los canales de Ca2+ se cierran, a la vez que se abren los canales de K+, entrando en la fase de repolarización. Enlace a animación del libro tut_cir.tbk, páginas 7 y 8

Fundamentos del electrocardiograma

• Componentes del ECG. El modelo normal de un ECG está representado por una línea basal que presenta diferentes ondas, intervalos y segmentos.
• La despolarización más o menos simultánea de las fibras cardíacas da lugar a una fuerte señal eléctrica que recorre todo el individuo y puede registrarse mediante el uso de electrodos colocados en la periferia del organismo. A ese registro lo denominamos electrocardiograma (ECG o EKG) y lo obtenemos mediante un electrocardiógrafo, que, esencialmente, es un oscilógrafo que traduce las variaciones de potencial eléctrico en oscilaciones de un sistema de registro (papel o pantalla)
• El impulso generado en el nódulo o seno auricular recorre la aurícula produciendo una onda de despolarización, la onda P del ECG. Esta actividad eléctrica tiene como consecuencia la contracción de ambas aurículas. Después de esta onda tiene lugar la pausa necesaria para que los ventrículos acaben de llenarse de sangre.
• La llegada de la onda al nódulo auriculoventricular provoca su despolarización y se inicia un impulso que se transmite hacia abajo por el haz de His y sus ramas. En el registro gráfico aparece el complejo QRS, que es un reflejo de la activación sucesiva de las fibras de Purkinje y las células del miocardio ventricular.
• Tras el complejo QRS aparece un último registro, la onda T, que es indicadora de la repolarización de los ventrículos. A diferencia de las ondas anteriores, a ésta no la acompaña ningún fenómeno mecánico.La repolarización auricular queda, generalmente, enmascarada por el complejo QRS.
• Los intervalos son la parte de ECG que contienen como mínimo una onda y un fragmento de línea basal. El intervalo PR incluye la onda P y la línea que la conecta con el complejo QRS e indica el tiempo que tarda el impulso en viajar desde el nódulo SA hasta el nódulo AV incluyendo su despolarización. El intervalo QT es el tiempo desde el principio del complejo QRS hasta el final de la onda T y representa la despolarización y repolarización ventriculares.
• Los segmentos se refieren sólo a los períodos de tiempo desde la finalización de una onda hasta el inicio de la siguiente. Son, por tanto, líneas entre ondas. El segmento PR representa el tiempo que tarda el nódulo AV en transmitir la señal a los ventrículos. El segmento ST es un indicador sensible de isquemia o lesión de miocardio.
  El orden en que se sitúan los electrodos se llama derivación y su posición está estandarizada

Las derivaciones

En electrocardiografía, el concepto de derivación hace referencia a una combinación de electrodos situados en determinadas regiones de la superficie corporal, que forman una línea imaginaria en el cuerpo a lo largo de la cual se miden las señales eléctricas.
El ECG detecta la actividad eléctrica del corazón como un todo, particularmente la dirección del cambio de cargas eléctricas de sus fibras a lo largo del tiempo, que podemos representar como un vector (de despolarización o repolarización).
Un vector puede descomponerse en sus componentes o proyecciones sobre ejes de coordenadas, de manera que si consideramos a las derivaciones como tales ejes, lo que estaremos observando es la proyección de la actividad eléctrica total sobre los ejes (derivaciones) considerados.
Los electrodos que se utilizan para obtener el registro se conectan uno en cada brazo y unotercero en la pierna izquierda de manera que formen un triángulo equilátero, el centro del cualsería el corazón, constituyendo lo que se conoce como el triángulo de Einthoven.

Clases de derivaciones

Derivaciones de miembros o bipolares:
Las derivaciones I, II y III son las derivaciones de miembros, también denominadas bipolares porque tienen dos electrodos activos:

• La derivación I es un dipolo con el electrodo negativo (blanco) en el brazo derecho y el electrodo positivo (negro) en el brazo izquierdo.
• La derivación II es un dipolo con el electrodo negativo (blanco) en el brazo derecho y el electrodo positivo (rojo) en el tobillo izquierdo.
• La derivación III es un dipolo con el electrodo negativo (negro) en el brazo izquierdo y el electrodo positivo (rojo) en el tobillo izquierdo.

Derivaciones aumentadas o unipolares:

Las derivaciones aVR, aVL, y aVF son derivaciones de miembro aumentadas. Tienen un solo electrodo activo. Se obtienen con los mismos tres electrodos que las derivaciones I, II, y III; sin embargo, ven el corazón a través de ángulos diferentes (o vectores) porque el electrodo negativo para estas derivaciones es una modificación obteninida al considerar conjuntamente las derivaciones I, II, y III conectándolas en el borne negativo de la máquina del ECG. Esto anula el electrodo negativo y permite al electrodo positivo convertirse en el "electrodo que explorador" o derivación unipolar.

• La derivación aVR tiene el electrodo positivo (blanco) en el brazo derecho.
• La derivación aVL tiene el electrodo positivo (negro) en el brazo izquierdo.
• La derivación aVF tiene el electrodo positivo (rojo) en la pierna izquierda.

Convenciones eléctricas

• Cuando un frente de onda de despolarización (o vector eléctrico medio) se mueve hacia un electrodo positivo, crea una desviación positiva en el ECG de la derivación correspondiente.
• Cuando un frente de onda de despolarización (o vector eléctrico medio) se aleja de un electrodo positivo (o bien se acerca a un electrodo negativo), crea una desviación negativa en el ECG de la derivación correspondiente.
• Cuando un frente de onda de despolarización (o vector eléctrico medio) se desplaza perpendicularmente al eje definido por una derivación crea un complejo equifásico en el ECG.

El sistema hexaxial

El sistema de referencia hexaaxial esel diagrama basado en las derivaciones de miembros del ECG. Se utiliza para determinar el eje eléctrico del corazón (despolarización ventricular) en el plano frontal.

• Localice la derivación más isoelectrica (o equifásica) (I, II, III, aVR, aVL, o aVF).
• A continuación establezca la correspondencia entre la derivación y el diámetro en el sistema hexaxial.
• La derivación (diámetro) perpendicular señalará el eje eléctrico del corazón.

Alternativamente:

• Establezca un sistema de coordenadas utilizando los diámetros correspondientes a las derivaciones I y AVF.
• Proyecte sobre estos “ejes” el valor del complejo QRS de las derovaciones correspondientes, teniendo en cuenta su signo eléctrico.
• Haga una suma vectorial con estos dos vectores. El vector resultante corresponderá al vector de despolarización ventricular.

Para el registro del EKG se utilizará el programa BIOPAC Student Lab v 3.7.1 de BIOPAC Systems, Inc. (Santa Barbara, California, USA) y los electrodos correspondientes dispuestos para obtener las derivaciones unipolares y bipolares según el triángulo de Einthoven.
A partir del EKG, se hará un análisis de la frecuencia cardíaca, del del ritmo cardíaco, y se calculará el eje de despolarización

• PC Intel Celeron CPU 3.2 GHz, 448 Mb RAM amb Windows XP 2002.
• Programa BIOPAC Student Lab v 3.7.1.
• Unidad de adquisición BIOPAC M30 o M35.
• Set de cables de electrodos BIOPAC SS2L.
• Electrodos de un solo uso.

• Encender el ordenador y la pantalla

• Asegurase que la unidad de adquisición MP30 o MP35 está enchufada a la corriente y conectada al PC vía un cable USB. La unidad de adquisición ha de estar inicialmente apagada.

• Colocar el set de cables de eléctrodos BIOPAC SS2L al canal 2 (CH 2) de la unidad de adquisición.

• Encender la unidad de adquisición con el interruptor de la parte de detrás.

• Preparar los eléctrodos de un solo uso y los cables del set SS2L.

• Iniciar el programa BIOPAC Student Lab a partir del accéso directo del escritorio “BSL Lessons 3.7”. Escoger la lección 05: “Electrocardiografía (ECG) I”.

• Dar un nombre a la sesión, por ejemplo las iniciales del alumno, y aceptar con OK.

• La pantalla estándar que aparecerá será la mostrada en la figura adjunta

Esquema pantalla programa BIOPAC Student Lab v 3.7.1 de BIOPAC Systems, Inc. (Santa Barbara, California, USA). En este ejemplo se muestran cuatro canales de datos (parte superior), tres canales de medida (parte central) y algunas de las diferentes herramientas que se pueden utilizar.

Colocación de los electrodos
Disponer los eléctrodos de un solo uso y los cables del set SS2L tal como se muestra en la figura, respetando el código de colores indicado.

Las derivaciones
— Derivaciones bipolares (dos electrodos activos)
Derivación I: brazo derecho (–) a brazo izquierdo (+)
Derivación II: brazo derecho (–) a pierna (+)
Derivación III: brazo izquierdo (–) a pierna (+)

— Derivaciones unipolares (un solo electrodo activo)
AVR: brazo derecho (+) al resto del cuerpo (–)
AVL: brazo izquierdo (+) al resto del cuerpo (–)
AVF: pierna (+) al resto del cuerpo (–)

Disposición electrodos según Triángulo de Einthoven
 

Calibrado

El individuo ha de estar estirado y relajado durante el procedimiento de calibrado.

Clicar sobre la casilla la casilla “calibrar” en la parte superior izquierda de la pantalla.

Si no se observa un EKG se tendrá que repetir el calibrado.

Registro de datos

• Leer atentamente todo el procedimiento antes de iniciar el registro. Cada fase tiene una duración de 20 segundos.
• El registro se hará en reposo con el individuo estirado en el suelo.
• Clicar la casilla “adquirir” y dejar que la unidad de adquisición registre durante unes 20 s.
• Clicar la casilla “Listo”.
• Escoger “Si” i “Analizar el archivo actual”.
   

Obtención del EKG

• Realiza los pasos siguientes para cada cuna de las dos partes en que se ha dividido el registro: fase R y fase P.
• Con la herramienta de zoom (lupa) de la parte inferior derecha, selecciona un ciclo de la zona central del gráfico de la primera parte. Para ajustar la escala vertical puedes ir al menú “Ver” y escoger “Autoescala”.
• Con la herramienta del cursor (I) de la parte inferior derecha, selecciona la longitud entre dos ondas R, como indica la figura (página p19b). Anota los valores de ?T y BPM. Repetir esta operación con 3 ciclos diferentes.
• ?T es la duración en tiempo real de cada segmento seleccionado
• BPM es la frecuencia cardíaca.
• Anota los resultados en las tablas del apartado de “Resultados”.
• Repetir la operación anterior de escoger tres ciclos diferentes y completar las tablas correspondientes del apartado de conclusiones a partir de los valores de los canales de medida ?T (duración) y Max (amplitud)

Análisis del electrocardiograma

A partir E un ECG podemos obtener la frecuencia cardíaca, el ritmo y el eje de despolarización.

Frecuencia: número de batidos por minuto. Normalmente esta frecuencia depende del nódulo auricular, aunque hay otras regiones del corazón con capacidad de actuar como marcapasos (focos ectópicos) cuando el habitual no funciona correctamente.

Ritmo: por ritmo normal se entiende una secuencia regular de batidos cardíacos sin pausas prolongadas. Los focos ectópicos emiten, a veces, impulsos eléctricos en situaciones patológicas (por ejemplo: marcapasos migratorios o extrasístoles auriculares).

Eje: se entiende por eje la dirección de despolarización que recorre el corazón y estimula las fibras. Para obtenerlo se ha de dibujar el vector de despolarización resultante de la suma de los vectores de cada derivación. Este vector se obtiene de la medida del complejo QRS (despolarización ventricular) en cada derivación y se representa en una circunferencia graduada (ver en el apartado de “Resultados”).

Obtención del eje

La despolarización ventricular la podemos señalar por un conjunto de vectores que afectan pequeñas porciones del músculo, de manera que la suma ofrece un vector resultante, que se conoce como vector QRS medio, ya que el complejo QRS indica la despolarización ventricular.

La orientación exacta del vector QRS se da en grados, en una circunferencia dibujada sobre el tórax. El origen del vector es siempre el nodo AV. Los vectores de las diferentes derivaciones se representaran en la hoja de resultados anexa, teniendo presentes las orientaciones positiva-negativa de cada derivación. Por ejemplo, en la derivación I la mitad de la esfera situada a la izquierda es positiva y la mitad derecha es negativa, de manera que si el complejo QRS es positivo, el vector correspondiente QRS se dirige hacía algún punto de la mitad izquierda.

Una vez representados los vectores QRS para las seis derivaciones se procede a la suma vectorial para obtener el vector QRS resultante o medio.

1.Estudio del electrocardiograma personal:

a) Registrad las seis derivaciones:

I AVL

II AVF

III AVR

b) Calculad la frecuencia cardíaca en ciclos/minuto.

c) Describid el ritmo cardíaco.

2. Calculad la dirección y el sentido del vector de despolarización de vuestro electrocardiograma:

3. Sobre este electrocardiograma, que corresponde a un infarto, calculad la dirección y el sentido del vector de despolarización:

4. Identificar cada uno de los electrocardiogramas utilizando les descripciones siguientes:

a) Arritmia sinusal: ritmo variable, ondas P idénticas y generalmente causada por lesiones en las arterias coronarias.

b) Marcapasos migratorio: ritmo variable, cambios de forma en la onda P, causado por cambios de posición del marcapasos.

c) Fibrilación auricular: ritmo variable, no hay ondas P verdaderas sino muchas espigas auriculares ectópicas, causada por disparo de marcapasos múltiples.

d) Fibrilación ventricular: ritmo irregular, ondas totalmente irregulares, causada por el disparo de muchos focos ectópicos en el ventrículo.

e) Extrasístole ventricular: disparo prematuro ectópico con ondas que aparecen más pronto del que es habitual y aumento del complejo QRS.

f) Escape ventricular: aparición de una pausa en el ritmo normal y distorsión del complejo QRS por disparo en el foco ectópico ventricular.

5. Realiza los pasos siguientes para cada una de las dos partes en que se ha dividido el registro: fase R y fase P.

a) Con la herramienta de zoom (lupa) de la parte inferior derecha, selecciona un ciclo de la zona central del gráfico de la primera parte. para ajustar la escala vertical puedes ir al menú “Ver” y escoger “Autoescala”.

b) Con la herramienta del cursor (I) de la parte inferior derecha, selecciona la longitud entre dos ondas R, como indica la figura. Anota los valores de ?T y BPM. Repite esta operación con 3 ciclos diferentes.

?T es la duración en tiempo real de cada segmento seleccionado.

BPM es la frecuencia cardíaca. Anota los resultados en las tablas del apartado de Resultados.

6. Repite la operación anterior de escoger tres ciclos diferentes y completa las tablas correspondientes del apartado de conclusiones a partir de los valores de los canales de medida ?T (duración) y Max (amplitud).

7. Utiliza la HOJA 1 (BPM–T) del fichero Excel ECG–Plantilla de Resultados para calcular las medias y los valores de las P del test t-Student. Da una interpretación fisiológica de los resultados.

8. Utiliza la hoja 1 (Ones–Int-Seg) del fichero Excel ECG – Plantilla de Resultados para calcular las medias y los valores de las P del test t-Student. Da una interpretación fisiológica de los resultados.