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La señal ECG




Enviado por Diego Marin



  1. Resumen
  2. Introducción
  3. El potencial de acción cardiaca
  4. Generación de la señal ECG
  5. Periodo ECG
  6. Filtrado de la señal
  7. Las derivaciones
  8. Conclusiones
  9. Bibliografía

Resumen

Las señales bioeléctricas generadas por el cuerpo contienen información relevante sobre los sistemas biológicos subyacentes. La señal Electrocardiográfica (ECG) es un registro de la actividad eléctrica cardiaca, vamos a conocer acerca del potencial de acción cardiaca y las diferentes utilidades de la información de la ECG. También vamos a ver las principales conexiones o derivaciones que se pueden dar en el cuerpo humano y sus filtrados de baja y alta frecuencia.

Introducción

Si hay alguna técnica de diagnóstico médico que conozca gran parte de la población, esa es la electrocardiográfica. Todo el mundo tiene en mente una pantalla donde se monitorizan ondas ininteligibles, asociadas en ocasiones a sonidos característicos. Sabemos que son de vital importancia, ya sea para diagnosticar enfermedades, verificar la buena marcha de una intervención quirúrgica o para la simple realización de un test de esfuerzo físico.

Sin embargo, poca gente conoce las razones de estas señales, la información contenida en ellas y mucho menos su proceso de adquisición.

DESARROLLO DEL TEMA

El potencial de acción cardiaca

El potencial de acción es generado por células autorrítmicas. Ése tipo de célula se caracteriza porque se despolariza a sí misma al tiempo que transmite el potencial de acción a través de ondas de despolarización. La despolarización se difunde a las células contráctiles cardiacas por intermedio de uniones de hendidura. La figura 1 muestra una célula autorítmica junto a una célula contráctil.

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Figura 1. Célula autorítmica (en amarillo) y célula contráctil (rosado)

Cuando un potencial de acción se genera, las células se despolarizan, y su carga eléctrica pasa a ser positiva en el interior y negativa en el exterior.

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Figura 2. Proceso de despolarización de las células.

Luego, las células se repolarizan, y su carga eléctrica pasa a ser positiva en el exterior tomando como referencia la carga eléctrica en el interior. Las células pasan a una etapa de relajación. La etapa de repolarización se ilustra en la siguiente ilustración:

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Figura 3. Proceso de repolarización de las células.

Generación de la señal ECG

La naturaleza eléctrica de las señales que maneja el corazón para coordinar sus movimientos permite estudiar su comportamiento midiendo estas diferencias de potencial. Estos voltajes pueden registrarse desde distintos puntos de la superficie del cuerpo. Los electrocardiogramas son registros gráficos de las corrientes que circulan en el corazón. Éstos son útiles por que proveen información acerca de:

-Orientación anatómica del corazón

-Tamaño relativo de las cámaras

-Trastornos del ritmo y de la conducción

-Existencia y evolución de isquemias

-Alteración de los electrolitos.

El paso del potencial de acción a través de las células cardiacas genera formas de onda, las cuales, sumadas entre sí, generan una gráfica electrocardiográfica. La siguiente ilustración muestra los potenciales de acción de cada región del corazón:

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Figura 4. Potenciales de acción en el corazón.

Un esquema más ilustrativo sobre la formación de la onda ECG es la siguiente ilustración que muestra sucesos que ocurren en el corazón y su correspondiente variación de voltaje:

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Figura 5. Generación de gráfica ECG según el ciclo cardiaco.

Paso 1: El impulso sale del nodo SA

Paso 2: las aurículas se contraen y el impulso llega al nodo AV

Paso 3: el potencial de acción se bifurca y llega a las fibras de Purkinje

Paso 4: los ventrículos se contraen

Periodo ECG

Un período del ECG perteneciente a un individuo sano, consiste en una onda P, el complejo QRS, la onda T y la onda U, tal como se muestra en la siguiente figura.

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Figura 6. Período del ECG

Las porciones del electrocardiograma entre las deflexiones se denominan segmentos, y las distancias entre ondas se denominan intervalos. El ECG puede ser dividido en los siguientes intervalos y segmentos:

> Onda P. En condiciones normales es la primera marca reconocible en el ECG. Corresponde a la llegada de la señal de activación a las aurículas. Su duración es menor de 100ms y su voltaje no excede los 2,5mV.

> Intervalo PR: Muestra el período de inactividad eléctrica correspondiente al retraso fisiológico que sufre el estímulo en el nodo auriculoventricular. Su duración debe estar comprendida entre los 120 y 200ms.

> Complejo QRS: Es la marca más característica de la señal electrocardiográfica. Representa la llegada de la señal de activación a ambos ventrículos. Su duración es de 80 a 100ms.

> Segmento ST: Comprende desde el final del complejo QRS hasta el inicio de la onda T.

> Onda T: Corresponde a la repolarización ventricular, aparece al final del segmento ST.

> Intervalo QT: Comprende desde el inicio del complejo QRS hasta el final de la onda T y representa la despolarización y repolarización ventricular. Su duración estará entre 320 y 400 ms. A continuación se muestra una tabla con la relación entre el ritmo cardiaco y la duración de este intervalo.

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TABLA 1. Ritmo cardiaco y duración QT(s)

Filtrado de la señal

La actividad eléctrica generada por el corazón se encuentra en el rango de los milivoltios (para la amplitud de voltaje) y de los milisegundos (para la duración de los eventos). El electrocardiograma tiene componentes de alta frecuencia y componentes de baja frecuencia.

Los primeros son aquellos que muestran un cambio rápido en la señal y corresponden al complejo QRS (particularmente la onda Q y los empastamientos del complejo QRS); los segundos son las ondas P, T y U.

La frecuencia fundamental del complejo QRS es cercana a 10 hertz, y la mayor parte de la información está contenida por debajo de los 100 hertz. En el paciente pediátrico puede existir información tan alta como 250 hertz. La frecuencia fundamental de la onda T es 1-2 hertz.

2.4.1 Filtrado de baja frecuencia

La frecuencia cardiaca se expresa clínicamente en latidos por minuto. Una frecuencia cardiaca de 75 latidos por minuto equivale a tener 1.25 latidos por minuto (75 latidos en 60 segundos). Esto corresponde a que la frecuencia del evento es de 1.25 hertz (Hz, ciclos por segundo). Sin embargo, desde la perspectiva clínica es de mayor utilidad calcular el período de tiempo (T) entre dos latidos, que es la recíproca de la frecuencia del evento. Para ello se debe emplear la siguiente fórmula: T=1/frecuencia. Para el ejemplo antes citado 1/1.25=0.8 segundos. Es decir, el intervalo entre latidos es de 0.8 segundos (800 milisegundos).

En la práctica clínica es poco común que el valor de frecuencia cardiaca sea menor de 40 latidos por minuto (0.67 Hz) y más aún que sea inferior a 30 latidos por minuto (0.5 Hz). En teoría, el filtrado de baja frecuencia debería programarse de acuerdo a estos valores. Sin embargo, con el filtrado tradicional, un punto de corte de 0.5 Hz para las señales de baja frecuencia se asocia a una distorsión considerable de la señal, particularmente en los componentes del electrocardiograma en los que la frecuencia y

la amplitud cambian abruptamente (fin del QRS e inicio del ST, desnivel del segmento ST). Por ello, la Asociación Americana del Corazón recomendó en 1975 (ratificado en 1990) un punto de corte de 0.05 Hz para la electrocardiografía diagnóstica. Se acepta, sin embargo, un filtro de hasta 0.5 Hz para equipos digitales nuevos que corrigen para la fluctuación de la línea de base mientras preservan la fidelidad de registro del segmento ST (ver Figura 7).

Un filtrado inadecuado de la señal de baja frecuencia puede afectar sensiblemente la repolarización ventricular.

2.4.2 Filtrado de alta frecuencia

Entre mayor sea el valor de la frecuencia contenido dentro del filtro, la precisión de las mediciones de los componentes de la fase rápida de ascenso, la amplitud pico y las ondas de poca duración será mayor. Los equipos digitales tienen una resolución temporal en el rango de los milisegundos y una resolución de amplitud en el rango de los microvoltios.

Para la medición rutinaria de la amplitud y duración de las ondas del electrocardiograma en adultos, adolescentes y niños se recomienda un punto de corte superior de por lo menos 150 Hz; para los infantes es más apropiado un punto de corte de 250 Hz. (ver Figura 1A).

Un filtrado inadecuado de la señal de alta frecuencia resulta en una infraestimación del pico de la onda R (y por tanto de la amplitud de la onda), así como en un amortiguamiento de la onda Q y de las muescas o empastamientos electrocardiográficos.

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Figura 7. Electrocardiograma de 12 derivaciones correspondiente a un sujeto masculino adulto sano

Las derivaciones

En el momento se dispone de un sistema de 12 derivaciones, los cuales permiten observar la actividad eléctrica desde 12 posiciones diferentes. Las derivaciones son las siguientes:

??Derivaciones bipolares: DI, DII, DIII

??Derivaciones unipolares: aVR, aVL, aVF

??Derivaciones precordiales: V1, V2, V3, V4, V5, V6

2.5.1 Derivaciones bipolares

Registran la diferencia de potencial entre las extremidades del cuerpo de la siguiente forma:

-el brazo izquierdo (LA) y el brazo derecho (RA): DI

-la pierna izquierda (LF) y el brazo derecho (RA): DII

-la pierna izquierda (LF) y el brazo izquierdo (LA): DIII

La figura presenta la ubicación de los electrodos para lograr medir las derivaciones bipolares:

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Figura 8. Ubicación de los electrodos para medir derivaciones bipolares.

Estas tres derivaciones forman un sistema triaxial, llamado triángulo de Einthoven.

2.5.2 Derivaciones unipolares

Forman el plano frontal. Se denominan aumentadas (a) porque miden los potenciales absolutos de las siguientes extremidades:

-brazo derecho: aVR

-brazo izquierdo: aVL

-pie izquierdo: aVF

La figura ilustra la ubicación de los electrodos para medir la actividad eléctrica en el plano frontal:

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Figura 9. Derivaciones unipolares en plano frontal.

La figura (a) corresponde a la derivación aVR, la figura (b) corresponde a la derivación aVL y la figura (c) corresponde a la derivación aVF.

2.5.3 Derivaciones precordiales

Se localizan en el plano transverso. Las derivaciones son unipolares y los electrodos precordiales miden el potencial absoluto en la zona donde se encuentren ubicados. La figura 14 muestra la posición en la cual debe estar el electrodo respecto la ubicación de las costillas para obtener las derivaciones precordiales:

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Figura 10. Ubicación en el pecho de las derivaciones precordiales

V1: Cuarto espacio intercostal paraesternal derecho

V2: Cuarto espacio intercostal paraesternal izquierdo

V3: Punto intermedio entre V2 y V4

V4: Quinto espacio intercostal izquierdo

V5: Al nivel horizontal de V4 en la línea axilar anterior izquierda

V6: Al nivel horizontal de V4 en la línea media axilar izquierda

Conclusiones

De acuerdo con los resultados obtenidos de un ECG y con la ayuda de otros análisis se puede diagnosticar alguna enfermada, trastorno o complicación cardiaca.

Se conoció y aprendió lo concerniente al funcionamiento del corazón como lo es la actividad eléctrica del mismo.

De acuerdo con las diferentes derivaciones electrocardiográficas, podemos monitorear diferentes partes del corazón.

Por medio de la investigación realizada, detectamos la gran necesidad del electrocardiógrafo, por parte de la población para su preservación de vida.

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Autor:

Diego Mauricio Marín Zúñiga

Facultad de Ingeniería, Ingeniería Eléctrica

Universidad Politécnica Salesiana

Cuenca-Ecuador

 

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