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)





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)


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


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


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

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.


AB

C

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


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.


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 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.


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

átrios. - Átrio esquerdo depois do átrio direito.


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


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

Desnivelamentos normais pequenos nos segmentos :


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


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


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 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


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 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


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


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


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