Willem Einthoven, professor i Leyden, oppfant strenggalvanometeret (1901), som var mer følsomt og reagerte raskere enn de tidligere galvanometrene. Han var fysiolog, men arbeidet også med pasienter, og fikk Nobelprisen i 1924 for utviklingen av EKG.
Kroppen leder strøm godt, mens huden gir stor motstand. Einthoven senket derfor armer og ben ned i saltvann, og lot galvanometeret måle spenningsforskjellene parvis mellom dem (se bildet). Pasienten må være stille og slappe av: all muskelaktivitet gir strøm, og det er bare hjertets uforstyrrede aktivitet som skal fanges. Hjertet plasserer seg litt forskjellig i brystkassen når man sitter i forhold til når man står, og standardisering er viktig for å få presise normalgrenser / verdier for målingene. Derfor er det best at pasienten ligger under registreringen.
Willem Einthoven og en pasient tilkoblet EKG-apparatet (fra Wikipedia)
EKG-apparatet viser vanligvis 10 mm utslag for 1 mV spenning. Forsterkningen vises ved et skarpkantet kalibreringssignal, eller er skrevet på registreringen. Ved spesielt store utslag brukes 5 mm/mV forsterkning, og ved små utslag kan en bruke 20 mm/mV forsterkning.
Målsetting: Å få representative utslag med minimale forstyrrelser fra vekselstrøm, annen muskulatur og respirasjon. Frekvensområdet som skal registreres, er 0,05-150 Hertz. QRS-signalene er relativt høyfrekvente (10-100 Hz), mens ST (0.05-10 Hz) og T-bølgen (1-2 Hz) svinger langsommere.
Vekselstrøm forstyrrer. Derfor har apparatet et 50 Hz «stopp» filter. Et «high-pass» filter (0,05 Hz) tar bort de mest lavfrekvente signalene (respirasjon, bevegelse og andre årsaker til grunnlinjedrifting).En for høy terskel vil forstyrre ST-segmentet, som er viktig for iskemidiagnostikken. Et “low-pass" filter (150 Hz) tar bort høyfrekvent støy fra tverrstripet muskulatur, men hvis det er satt for lavt, mister man en del av QRS-signalet, og kan vanskelig vurdere størrelsen på hjertemuskelmassen (utslagene blir for lave og eventuelt oppsplittede QRS glattes ut).
Ved hvile-EKG ligger personen avslappet, puster rolig og litt overflatisk, og vi kan bruke standard filtersetting 0,05-150 Hz, som gir fine og representative signaler. Ved arbeids-EKG brukes ofte elektroder plassert på trunkus, hvor det er mindre muskelstøy, og en setter på et eget muskelstøyfilter, et «low-pass» filter som kutter vekk frekvenser >35 Hz. Det gir et EKG med pent utseende, men rundt 20% av QRS-utslaget forsvinner. Det er likevel brukbart når formålet er å oppdage ev. koronar iskemi, som sees i ST-segmentet, og arytmier. Ved langtids EKG-registrering vil både muskelfibre forstyrre med høyfrekvent støy, og kroppsbevegelser med lavfrekvente signaler, slik at da brukes sterk signalfiltrering både med high-pass og low-passfiltere. Likevel får vi tydelige P-bølger og QRS, slik at denne formen for EKG egner seg godt for diagnostikk av hjerterytmeforstyrrelser.
En tekniker som tar EKG, vil gjerne at det skal se pent ut, og noen fristes til å la 35 Hz muskelstøyfilteret stå på ved all vanlig bruk, dvs. også ved hvile-EKG. Det kan gi feil tolkninger.
IKKE BRUK MUSKELSTØYFILTER VED HVILE-EKG!EKG presenteres optimalt på et rutenett. Da kan man lett måle høyden på utslagene (amplitude) og tidsintervaller. Papirhastighet 50 mm/s er vanligst i Norden. Det gir mer presis (tids)intervallmåling enn med 25 mm/s, som er vanlig ellers i verden, og som tar mindre plass/samler flere hjerteslag på hvert ark. Med papirhastighet 50 mm/s, som vi bruker, vil 1 mm rute vise 1/50 s, eller 20 ms. En 5 x 5 mm storrute vil vise 100 ms eller 0,1 s, og 5 cm (50 mm) naturligvis 1 sekund. Et liggende A4-ark vil vise 5 sekunders registrering.
Hjertefrekvensen kan beregnes på flere måter:
EKG-utslaget:
Strømretningen i forhold til anoden bestemmer om utslaget vises
positivt (oppover), negativt (nedover) eller nøytralt (isoelektrisk, dvs
flatt eller like mye positivt som negativt, se figuren nedenfor.
Spenningsforskjellen bestemmer utslaget (amplituden). Med standard forsterkning 10 mm/mV vil hver mm tilsvare 0,1 mV.
Impulsvarigheten bestemmer bredden på utslaget. Med standard utskrifthastighet 50 mm/s vil 1 mm tilsvare 20 ms.
Elektrodene sitter på huden og har definerte posisjoner der de fanger opp all elektrisk aktivitet. Det er mange muligheter for at et EKG ikke viser hjertet på helt korrekt måte:
Elektrodene bør festes på glatt hud. Hvis det er mye hår, bør det barberes bort. I dag brukes nesten bare klebeelektroder. De har elektrisk ledende gel som bløter opp huden og reduserer motstanden. Limet må klebe godt nok til å gi stabil god kontakt, men også være lett å få av og ikke etterlate merker. Gamle, tørre elektroder gir dårlig kontakt og støysignaler. Elektrodene må plasseres nøyaktig der de skal være, og strømkabler må ikke tvinnes, kveiles eller slenge – det gir støysignal.
Sett først på de 10 klebeelektrodene:
Så kobler en til kablene. Faste rutiner beskytter mot feil. Koble derfor alltid til pasienten i samme rekkefølge:
Brystelektrodene (prekordialene) plasseres ofte feil, og da kan EKG feiltolkes.
Dette var Einthovens tre avledninger. Han illustrerte dem med «Einthovens trekant», og hver avledning viser hjertet fra sin vinkel. Disse avledningene viser den elektriske aktiviteten i frontalplanet, som er når vi ser en pasient rett for- eller bakfra. Avledningene kan også projiseres i klokke- eller kompassformat: første avledning (I) er 0° (øst, kl. 3) andre (II) 60° (sør-sørøst, kl. 5) og tredje (III) 120° (sør-sørvest, kl. 7).
Bokstavene U og V ble brukt om hverandre i eldre medisinsk litteratur (neuro eller nevro, rheumatisk eller revmatisk osv.), og disse avledningene ble betegnet unipolar høyre (VR), venstre (VL) og ben (VF). Slik kobling gir imidlertid små utslag. Goldberger koblet senere i stedet den eksplorerende anoden mot de to motstilte: VR mot VL og VF, VL mot VR og VF, VF mot VR og VL, og fikk større utslag ("a" for augmented): aVR, aVL og aVF. Prekordialavledningene V1-V6 bruker den opprinnelige sentrale terminal.
Når en ser på de 6 standard og unipolare frontalavledningene, er det én som skiller seg ut: aVR «ser hjertet» ovenfra, fra høyre skulder. Spanjolen Cabrera koblet derfor om polene på aVR til –aVR inni apparatet. Da kunne kanalene presenteres med 30° vinkelforskjell, fra -30° til 120°: aVL - I - -aVR – II – aVF – III. På samme måte som hver prekordialavledning V1-V6 ligner på, og er en mellomting mellom naboavledningene på hver side, vil frontalplanavledningene være ordnet slik i det moderne oppsettet. Det gjør det lettere å oppdage ev. feilkoblinger og beregne akser.
De fleste norske sykehus bruker i dag Cabreras oppkobling og 50 mm/s som standard papirhastighet. Mange leverandører av EKG-apparater til allmennleger er imidlertid ikke oppmerksomme på fordelene ved det moderne oppsettet, så fortsatt forekommer gammel presentasjon med rekkefølgen I-II-III og aVR, aVL og aVF. Heldigvis er det lett å stille om apparatene.
De 12 EKG-avledningene "ser" hjertet fra ulike vinkler og i to plan:
En kan også starte med en avledning som er vinkelrett på aksen (flat, eller like store positive som negative utslag).
Her er det avledning I som er nærmest det isoelektriske. Da er aksen enten ca 90° (ned) eller -90° (opp). Vi ser så på aVF, som er positiv, dvs. aksen må være nedad. Justerer vi så for naboavledningene (aVL er litt nærmere isoelektrisk enn –aVR), kommer vi igjen til 75°.
Ikke sjelden har QRS-kompleksene en unormal (deviert) akse. Det ser vi i frontalplanavledningene.
V1-V6 plasseres i interkostalrom på en rekke fra høyre side av sternum (høyre hjertekammer) til venstre aksille (venstre hjertekammer), og avspeiler hjertets horisontalplan. Fordi høyre hjertekammer er tynnvegget og venstre vegg tykk, vil hovedutslaget gå vekk fra V1 (rS) og øke gradvis til største i V5-V6 (qR): det normale kalles jevn R-progresjon. R-takkene viser elektriske krefter som er rettet forover, mens S-takkene viser bakoverrettede krefter.
V1 og V2 er som regel preget av høyre ventrikkel, mens V5 og V6 er venstrepreget. Overgangen når R>S kalles transisjonssonen, og motsvarer noenlunde septums plass, som regel i v3-v4. aksen beskrives som rotert med klokken (tenk deg at du ser på hjertet rett nedenfra) hvis overgangen er i V4-V6 (medursrotert, "clockwise), og motursrotert ("counterclockwise") hvis overgangen er allerede i V1-V2.
De 12 kanalene i et vanlig hvile-EKG presenteres som regel slik at alle standardavledningene (fra armer og ben) vises på ett ark, i Cabreras rekkefølge aVL, I, -aVR, II, aVF og III, mens prekordialene V1-V6 vises på det neste arket. Legg merke til at R-takkene forandrer seg jevnt nedover kanalene både i standardavledningene og prekordialene.
