Explorări mecanografice cardiovasculare 83

EXPLORĂRI MECANOGRAFICE CARDIOVASCULARE Dr. Dobreanu Dan

Mecanocardiogramele sunt înregistrări neinvazive a manifestărilor externe determinate de activitatea mecanică a inimii. Valoarea măsurătorilor creşte prin folosirea de trasee poligrafice, cuprinzând înregistrarea simultană a mai multor mecanograme, raportate la ECG, ca şi traseu de referinţă. CAROTIDOGRAMA

► Carotidograma sau pulsul carotidian (PC) reprezintă înregistrarea grafică a variaţiilor de volum ale arterei carotide în timpul ejecţiei ventriculului stâng (VS). ► Tehnica de înregistrare este prin pletismografie fotoelectrică sau folosind transductori mecanici plasaţi în dreptul arterei carotide, la nivelul marginii interne a muşchiului sternocleidomastoidian. ► Analiza morfologică distinge două faze (Figura nr. 66): – faza sistolică începe cu punctul E ce corespunde deschiderii sigmoidelor aortice la debutul ejecţiei VS. Cuprinde unda anacrotă sau de percuţie, cu o ascensiune rapidă la un vârf notat B, o undă în platou sau uşor descendentă, terminată printr-un umăr notat C şi o undă rapid descendentă, întreruptă de o incizură notată cu I (incizura dicrotă). – faza diastolică cuprinde unda dicrotă, de reascensiune, care apare prin ciocnirea undei sanguine de valvele sigmoide atunci când ele se închid; urmează de o pantă descendentă lentă, până la o nouă contracţie.

EJ

QZ 2

PEJ

t 1/2

PC

FCG

ECG

E

B

C

I

Z1 Z2

Figura nr. 66. Înregistrarea sincronă a carotidogramei (PC) fonocardiogramei (FCG) şi electrocardiogramei (ECG). Este reprezentată modalitatea de calculare a timpilor sistolici (QZ2, EJ, PEJ) şi a timpului de semiascensiune (t1/2).

84 Lucrări practice de fiziologie ► Analiza cronologică a PC permite calcularea următoarelor perioade: – timpul de semiascensiune (Duchosal), reprezintă timpul necesar PC pentru a ajunge la jumătate din amplitudinea maximă. Este folosit în aprecierea contrac-tilităţii VS deoarece se corelează bine cu gradientul de presiune transaortic creat de ejecţia VS. Normal: 0.04-0.06 secunde. – timpii sistolici (vezi evaluarea mecanografică a performanţei cardiace).

APEXOCARDIOGRAMA

► Apexocardiograma (ACG) reprezintă înregistrarea grafică a vibraţiilor produse de mişcările vârfului inimii. ► Tehnica de înregistrare constă în plasarea un microfon la nivelul spaţiului intercostal V, pe linia medioclaviculară, loc în care se palpează şocul apexian. ► Analiza morfologică a ACG permite identificarea unor momente ale revoluţiei cardiace (Figura nr. 67).

ECG

FCG

ACG

Z1 Z2CDM

Z3

a

V

E

O

F

CIV EJ

RIV PURX

Figura nr. 67. Înregistrare simultană a electrocardiogramei (ECG), fonocardiogramei (FCG) şi apexocardiogramei (ACG). Unda a: sistola atrială, apare după mijlocul undei P pe ECG. Punctul V: începutul contracţiei ventriculare. Punctul E: deschiderea valvei aortice. Punctul X: începutul relaxării izovolumetrice. Punctul O (oppening): deschiderea valvelor mitrale. Punctul F (filling): sfârşitul umplerii ventriculare rapide. Se pot măsura timpii sistolici (CIV=contracţia izovolumetrică, EJ= faza de ejecţie) şi timpii diastolici (RIV=relaxarea izovolumetrică, PUR = perioade de umplere rapidă).

Indicii de amplitudine ai diverselor unde au importanţă diagnostică redusă. ► Analiza cronologică a ACG permite măsurarea următoarelor grupe de intervale (Figura nr. 67): – timpii sistolici au aceeaşi valoare ca şi cei determinaţi de pe alte mecanograme.

Explorări mecanografice cardiovasculare 85

– timpii diastolici au o importanţă practică deosebită, ei reflectând complianţa VS; în unele afecţiuni cardiace ei sunt modificaţi înaintea timpilor sistolici care sunt indicatori ai contractilităţii. ACG este mecanograma de elecţie pentru măsurarea timpilor diastolici.

JUGULOGRAMA

► Jugulograma (PJ) reprezintă înregistrarea grafică a pulsului venos jugular corespunzând aspectului curbei de presiune din atriul drept. ► Tehnica de înregistrare este prin folosirea unor captatoare speciale plasate la nivelul venei jugulare drepte. Este mecanograma cel mai dificil de înregistrat din punct de vedere tehnic. ► Analiza morfologică a PJ distinge undele reprezentate în Figura nr. 68.

ECG

PJ

a c

x

v

y

P QRST

P

Figura nr. 68. Înregistrare simultană a electrocardiogramei (ECG) şi a jugulogramei (PJ). Unda a: corespunde contracţiei atriale. Unda c: corespunde debutului contracţiei VD, care împinge în sus planşeul atrioventricular. Unda x: coincide cu sistola VD şi este produsă golirea venelor jugulare în AD. Unda v: corespunde creşterii presiunii în AD (partea ascendentă), deschiderii tricuspidei (vârful) şi debutului golirii AD în VD (partea descendentă). Unda y: corespunde fazei de umplere a VD.

► Analiza cronologică nu are importanţă diagnostică deoarece pe traseul PJ pot apare numeroase artefacte.

FONOCARDIOGRAMA

► Fonocardiograma (FCG) reprezintă înregistrarea grafică a fenomenelor acustice care iau naştere în timpul activităţii cordului. Zgomotele cardiace sunt datorate vibraţiilor miocardului, vaselor şi coloanei de sânge, în timpul fazelor ciclului cardiac. Recent, este reactualizată teoria valvulară, care acordă importanţă mişcării valvelor cardiace.

86 Lucrări practice de fiziologie ► Tehnica de înregistrare a FCG: se folosesc microfoane piezoelectrice, cu filtre de selectare a componentelor sonore având frecvenţele cuprinse între anumite limite (benzi sau game de frecvenţă). Microfoanele se plasează în focarele clasice de ascultaţie ale cordului (Figura nr. 69).

Figura nr. 69. Focarele de auscultaţie ale cordului. Focarul aortei: spaţiul intercostal II, parasternal drept; focarul pulmonarei spaţiul intercostal II parasternal stâng; focarul mitralei spaţiul intercostal V, pe linia medioclaviculară; focarul tricuspidal: la nivelul apendicelui xifoid.

► Analiza morfologică a FCG studiază localizarea zgomotului în cadrul ciclului cardiac, durata, intensitatea şi frecvenţa (Figura nr. 70). – Zgomotul I (Z1): frecvenţă 30-40 Hz, durată 0.12-0.15". Se înscrie ca un grup de vibraţii cu 3 componente (a, b, c). Debutează după unda Q pe ECG, fiind datorat vibraţiilor pereţilor ventriculari, valvelor cardiace şi coloanei de sânge din timpul sistolei ventriculare. – Zgomotul II (Z2): frecvenţă 50-70 Hz, durată 0.08-0.10". Se înscrie ca un grup de vibraţii care apare la sfârşitul undei T pe ECG; este determinat de vibraţiile produse la închiderea valvelor sigmoide aortice şi pulmonare. – Zgomotul III (Z3): apare ca un grup de vibraţii de joasă frecvenţă, în diastolă, la 0.12" de Z2, determinate de umplerea ventriculară rapidă. – Zgomotul IV (Z4): apare ca un grup de vibraţii de frecvenţă joasă şi amplitudine redusă, care precede Z1, determinat de sistola atrială. ► Modificările patologice ale FCG sunt reprezentate de: – dedublarea zgomotelor interesează mai ales Z2, prin îndepărtarea componentelor sale aortică şi pulmonară. Apare fiziologic în inspir, patologic în hipertensiunea pulmonară. – apariţia de zgomote cardiace suplimentare sub forma unor vibraţii de frecvenţă mijlocie sau înaltă şi durată foarte scurtă, numite clacmente sau clicuri. – apariţia de sufluri cardiace, vibraţii de frecvenţă variabilă şi durată peste 0,15". Se produc datorită circulaţiei turbulente, prin micşorarea diametrului orificiilor valvu-lare sau creşterea vitezei de circulaţie a sângelui. După localizarea în cadrul ciclului cardiac, se clasifică în: - sufluri sistolice între Z1 şi Z2. După mecanismul de producere pot fi de ejecţie (anterograde) sau de regurgitare (retrograde). - sufluri diastolice între Z2 şi Z1. După mecanismul de producere pot fi de obstrucţie (anterograde) sau de regurgitare (retrograde).

Explorări mecanografice cardiovasculare 87

► Analiza cronologică a FCG permite calcularea timpilor sistolici prin înregistrarea simultană cu alte mecanograme.

ECG

FCG-t

FCG-h

Z1 Z2

Z3Z4

a b cA2 P2

P

QRST

U

Figura nr. 70. Înregistrarea simultană a electrocardiogramei (ECG) şi fonocardiogramei (FCG) în banda frecvenţelor joase (FCG-t) şi înalte (FCG-h).

DETERMINAREA TIMPILOR SISTOLICI

► Timpii sistolici definesc duratele diverselor faze ale sistolei ventriculare. Sunt consideraţi indici importanţi ai performanţei cardiace, determinarea lor prin polimecanografie reprezentând o modalitate simplă, şi neinvazivă folosită pentru explorarea activităţii mecanice a cordului. ► Tehnica de măsurare cea mai răspândită foloseşte înregistrarea simultană a trei trasee: ECG, fonocardiograma şi carotidograma. De pe acestea se pot măsura următoarele intervale (Figura nr. 66): – sistola electromecanică (QZ2) se măsoară de la începutul undei Q pe ECG şi până la începutul zgomotului 2 pe fonocardiogramă. – perioada de ejecţie (EJ) se apreciază pe carotidogramă, măsurând distanţa de la baza pantei ascendente până la incizura dicrotă. – perioada de preejecţie (PEJ) se calculează indirect, scăzând din sistola electro-mecanică durata ejecţiei. Există posibilitatea utilizării şi a altor mecanograme (apexocardiogramă, jugulogramă), fie pentru a înlocui, fie pentru a completa informaţiile obţinute prin această metodă. ► Interpretare. Chiar la omul sănătos, durata intervalelor sistolice este influenţată de mai mulţi factori, dintre care cel mai important este frecvenţa cardiacă. Valorile ideale, în funcţie de frecvenţa cardiacă, sunt date de ecuaţiile de regresie propuse de Weissler (Tabelul nr. 6). Diferenţele mai mari de 15% faţă de valoarea ideală sunt considerate patologice.

88 Lucrări practice de fiziologie

Tabelul nr. 6. Parametrul Bărbaţi Femei QZ2 QZ2=546-2.1xFc QZ2=549-2.0xFc EJ EJ=413-1.7xFc EJ=418-1.6xFc PEJ PEJ=131-0.4xFc PEJ=133-0.4xFc

În condiţiile unei alterări a contractilităţii miocardului, se produce alungirea PEJ, scurtarea EJ, cu modificarea corespunzătoare a raportului dintre ele; durata QZ2 se menţine în general constantă. Ca urmare, raportul EJ/PEJ, numit indice hemodinamic Blumberger este considerat un indicator mult mai fidel al contractilităţii decât fiecare din componentele sale luate separat. În mod normal are valori cuprinse între 2.5-5. Pe baza timpilor sistolici poate fi apreciată fracţia de ejecţie (Fej) conform formulei:

EJ

PEJFej 250.1125.1

Explorări mecanografice cardiovasculare 89

ÎNREGISTRAREA SIMULTANĂ A ECG ŞI A PLETISMOGRAFIEI BRAHIALE LA OM

Dr. Perian Marcel, Dr. Albu Sorin

Înregistrarea semnalelor biologice în sisteme digitale (implicit cele gestionate de PC-uri) presupune conversia acestora din format analogic în format digital. Acest lucru se realizează cu ajutorul convertoarelor analog-digital, disponibile in variate tipuri, dar de obicei la un cost destul de ridicat. Pe lângă convertoarele analog-digitale dedicate, există şi convertoare uşor accesibile, cel mai simplu exemplu fiind plăcile de sunet ale PC-urilor, capabile sa transforme semnalele analogice (de obicei sunet de la intrarea de microfon sau linie) in informaţie digitală (wav, mp3). Singurul impediment în utilizarea plăcilor de sunet pentru achiziţia de semnal biologic îl constituie banda de frecvenţe, limitată între 20Hz-20KHz a acestor dispozitive. Acest impediment poate fi depăşit prin modificarea hardware a filtrului de la intrarea plăcii de sunet. Cu o astfel de placă modificată si un soft de vizualizare a semnalelor de audiofrecvenţă (Cool Edit, Audacity, etc.) vom putea înregistra concomitent ECG-ul şi diverse mecanograme. Pentru înregistrare se vor conecta, la intrarea „video” a plăcii de sunet, amplificatorul ECG (realizat cu un circuit integrat amplificator operaţional diferenţial) şi traductorul mecano-electric (un traductor piezoceramic pentru pletismogramă sau un microfon ataşat la un stetoscop pentru fonocardiogramă). Din setările de volum, secţiunea „recording” se va selecta „Video in”. Se porneşte softul de vizualizare şi se înregistrează stereo la o frecvenţă de eşantionare la alegere între 10 şi 24 KHz, cu o rezoluţie de 16bit. Vom observa electrocardiograma în partea superioară a ferestrei şi mecanograma în partea inferioară. Pentru măsurarea pletismogramei brahiale se foloseşte un manşon de tensiometru la care este ataşat un cristal piezoelectric. Se umflă manşonul astfel încât el să preseze dar să u comprime total artera brahială astfel încât să se poată măsura oscilaţiile arterei respective. (Figura nr. 71). Cu ajutorul celor două calipere de care dispune soft-ul, putem măsura diverse intervale ale ciclului cardiac (după cum se va arăta mai departe) precum şi amplitudinea diverselor semnale (Figura nr. 72).

Figura nr. 71. Înregistrarea simultană a electrocardiogramei şi a pletismografiei arteriale.

90 Lucrări practice de fiziologie

Figura nr. 72. Măsurarea parametrilor. Pentru înregistrarea fonocardiogramei se foloseşte un microfon cu electret conectat la tubul unui stetoscop clasic. Fiind vorba despre o înregistrare în spectrul audio, evident că va fi foarte parazitată (foşnituri ale pielii şi firelor de păr prinse sub stetoscop, zgomote din mediul ambiant, etc), de aceea necesită un filtraj care să elimine frecvenţele prea înalte sau prea joase. Practic filtrajul se va face din soft, cu un filtru de tip „band-pass” cu frecvenţa minimă la 25Hz şi cea maximă la 150 Hz. În acest fel se pot observa foarte uşor toate componentele zgomotelor cardiace, în paralel cu ECG-ul. Înregistrarea pletismogramei brahiale nu necesită filtrare, deoarece semnalele sunt ample iar cristalul piezoceramic are un zgomot propriu foarte redus. Electrocardiograma nu necesită nici ea filtraj, decât în situaţia lucrului în mediu cu paraziţi electrici intenşi. În acest caz, se poate recurge la un filtraj „trece-jos” în banda 50-60Hz, care va anula brumul reţelei electrice. Utilizarea plăcilor de sunet modificate pentru înregistrarea semnalelor biologice au avantajul posibilităţii stocării în format MP3 sau wav, dar au şi un dezavantaj major, acela al necesităţii calibrării aparaturii după fiecare ajustare a nivelului de înregistrare.

De pe înregistrare se măsoară sistola electromecanică, perioada de ejecţie (Figura nr. 72). Aceste măsurători trebuie raportate la nişte parametri consideraţi ideali. Se ştie că timpii sistolici şi cei diastolici variază în funcţie de frecvenţa cardiacă. Se măsoară frecvenţa cardiacă pentru înregistrarea aleasă pe care s-au măsurat parametrii de mai sus. Din tabele se calculează timpii sistolici ideali şi se raportează faţă de valorile măsurate; se exprimă procentual. În mod normal nu trebuie să existe diferenţe mai mari de 15%. Completaţi Fişa de lucru!

Explorări mecanografice cardiovasculare 91

ÎNREGISTRAREA SIMULTANĂ A ECG ŞI A SFIGMOGRAMEI PERIFERICE UTILIZÂND SISTEMUL BIOPAC

Dr. Orbán-Kis Károly

OBIECTIVELE LUCRĂRII

► înregistrarea simultană a electrocardiogramei şi a pletismografiei arteriale ► analizarea relaţiei dintre ECG şi sfigmogramă periferică

APARATURA NECESARĂ

► calculator cu software BIOPAC instalat (sistem operare Windows) ► BIOPAC DAU (Data Acquisition Unit): MP30 (Figura nr. 39) ► BIOPAC cabluri SS2L (Figura nr. 39), traductor SS4L ► electrozi de unică folosinţă, gel conductor

ÎNREGISTRAREA SIMULTANĂ A ECG ŞI A PLETISMOGRAFIEI ARTERIALE 1. Se porneşte calculatorul şi apoi programul Biopac Student Lab. 2. Se conectează cablurile şi electrozii pentru derivaţia standard II (Figura nr. 73).

Figura nr. 73. Conectarea electrozilor pentru derivaţia standard II. 3. Se conectează traductorul pentru înregistrarea pletismografiei conform Figura nr. 74. 4. Se selectează „Lesson 6 (ECG and pulse)”. 5. Se introduce numele.

92 Lucrări practice de fiziologie

6. Pentru înregistrare subiectul stă în decubit dorsal, relaxat. În vederea unei înregistrări bune verificaţi următoarele:

► trebuie evitate mişcările din timpul înregistrării ► scoateţi orice obiect de metal de pe mână (ceas, brăţară) ► verificaţi conexiunile de la cabluri.

Figura nr. 74. Conectarea traductorului pentru pletismografie arterială. 7. Click pe butonul „Setup”. Va urma o înregistrare de 15 sec. Trebuie să vedeţi o electrocardiogramă normală cu unde de amplitudine mică (traseul de sus) respectiv o undă pulsatilă (sfigmograma periferică - traseul de jos). Dacă există un zgomot marcat înseamnă că electrozii nu realizează contact corespunzător. În acest caz verificaţi conexiunile şi daţi click pe "Redo setup".

Figura nr. 75. Înregistrarea simultană a electrocardiogramei respectiv a sfigmogramei periferice.

Explorări mecanografice cardiovasculare 93

8. Click pe butonul „Record 6”. Va urma o înregistrare de 30 sec. În timpul înregistrării staţi cât mai comod. La sfârşitul înregistrării aţi obţinut ceva asemănător cu Figura nr. 75.

Folosiţi unealta de mărire a softului şi măriţi o porţiune din traseu. Folosiţi unealta de selecţie a softului („│”) şi selectaţi intervalul dintre amplitudinea maximă a unei unde R respectiv amplitudinea maximă a undei pulsatile (Figura nr. 76). Citiţi valoarea Δt. Măsuraţi distanţa dintre inimă şi vârful degetului. Calculaţi viteza de propagare a undei pulsatile.

Figura nr. 76. Măsurarea duratei de timp dintre unda R şi amplitudinea maximă a undei pulsatile. În acest caz Δt este egal cu 0.3 secunde.

De pe înregistrare se măsoară sistola electromecanică, perioada de ejecţie (Figura nr. 72). Aceste măsurători trebuie raportate la nişte parametri consideraţi ideali. Se ştie că timpii sistolici şi cei diastolici variază în funcţie de frecvenţa cardiacă. Se măsoară frecvenţa cardiacă pentru înregistrarea aleasă pe care s-au măsurat parametrii de mai sus. Din tabele se calculează timpii sistolici ideali şi se raportează faţă de valorile măsurate; se exprimă procentual. În mod normal nu trebuie să existe diferenţe mai mari de 15%. Completaţi Fişa de lucru!

94 Lucrări practice de fiziologie

ÎNREGISTRAREA SIMULTANĂ A ECG ŞI A FONOCARDIOGRAMEI UTILIZÂND SISTEMUL BIOPAC

Dr. Orbán-Kis Károly

OBIECTIVELE LUCRĂRII

► înregistrarea simultană a fonocardiogramei şi a electrocardiogramei ► măsurarea unor parametrii ai timpilor sistolici (QZ2)

APARATURA NECESARĂ

► calculator cu software BIOPAC instalat (sistem operare Windows) ► BIOPAC DAU (Data Acquisition Unit): MP150 ► modul de amplificare pentru ECG (ECG100C), cablu SS2L pentru conectarea electrozilor ECG ► modul de amplificare pentru sunete fiziologice (DA100C) cu traductor pentru sunete fiziologice TSD108 ► modul stimulare STM100C pentru semnalul audio conectat la cască audio OUT100

Pentru înregistrarea fonocardiogramei se foloseşte un microfon piezoceramic conectat la un modul de amplificare. Înregistrarea se efectuează din punctul Botkin-Erb (spaţiul intercostal 3 parasternal stâng) sau la nivelul vârfului inimii. Fiind vorba despre o înregistrare în spectrul audio, ea va fi foarte parazitată (foşnituri ale pielii şi firelor de păr prinse sub stetoscop, zgomote din mediul ambiant, etc), de aceea necesită o filtrare. Practic filtrarea se va face din soft, cu un filtru de tip trece banda cu frecvenţa minimă la 40Hz şi cea maximă la 100 Hz. În acest fel se pot observa foarte uşor toate componentele zgomotelor cardiace, în paralel cu ECG-ul. ÎNREGISTRAREA SIMULTANĂ A ELECTROCARDIOGRAMEI ŞI FONOCARDIOGRAMEI 1. Se porneşte calculatorul şi apoi programul AcqKnowledge. 2. Se conectează cablurile şi electrozii pentru derivaţia standard II (roşu membrul inferior stâng, alb membrul superior drept, negru membrul inferior drept). 3. Se plasează traductorul pentru înregistrarea fonocardiogramei în punctul Botkin-Erb. 4. Se deschide fişierul fonocardiograma.acq (acesta fiind setat deja pentru înregistrare). 5. Pentru înregistrare subiectul stă în decubit dorsal, relaxat. În vederea unei înregistrări bune verificaţi următoarele:

► trebuie evitate mişcările din timpul înregistrării ► scoateţi orice obiect de metal de pe mână (ceas, brăţară) ► verificaţi conexiunile de la cabluri.

Explorări mecanografice cardiovasculare 95

Figura nr. 77. Fonocardiogramă înregistrată cu sistemul BIOPAC. 6. Click pe butonul „Start”. Va urma o înregistrare de 30 sec. Trebuie să vedeţi o electrocardiogramă normală (traseul de sus) respectiv un traseu mai zgomotos de pe care se disting cu uşurinţă Z1 respectiv Z2 (Figura nr. 77).

De pe înregistrare se măsoară sistola electromecanică (Figura nr. 72). Aceste măsurători trebuie raportate la nişte parametri consideraţi ideali. Se ştie că timpii sistolici şi cei diastolici variază în funcţie de frecvenţa cardiacă. Se măsoară frecvenţa cardiacă pentru înregistrarea aleasă pe care s-au măsurat parametrii de mai sus. Din tabele se calculează timpii sistolici ideali şi se raportează faţă de valorile măsurate; se exprimă procentual. În mod normal nu trebuie să existe diferenţe mai mari de 15%. Completaţi Fişa de lucru!