Электрофизиологическое исследование сердца

Электрическая волна

Возбуждающий импульс формируется на мембране клеток путем генерации потенциала действия. Деполяризация одной клетки вызывает уменьшение отрицательного потенциале покоя соседней клетки, в результате чего он достигает порогового значения, и происходит деполяризация. Форма, ориентация и присутствие щелевидных соединений между клетками миокарда обусловливают мгновенную передачу деполяризации, что может быть описано как волна деполяризации. После деполяризации клетка не может снова деполяризоваться до тех пор, пока не пройдет определенное время, необходимое для восстановления клетки, так называемый рефрактерный период. Клетки, способные деполяризоваться, называются возбудимыми, а неспособные — рефрактерными.

При синусовом ритме источником волн возбуждения служит синусовый узел, между предсердием и желудочком они передаются через атриовентрикулярный узел. Генерация импульсов (и ЧСС) регулируется вегетативной нервной системой и циркулирующими в крови катехоламинами. При тахиаритмии эта регуляция нарушается, и, как следствие, нарушается сердечный ритм.

Блокада проведения

Электрические волны будут распространяться до тех пор, пока на их пути существуют возбудимые клетки. Анатомические препятствия, такие как кольцо митрального клапана, полая вена, аорта и т.д., не содержат кардиомиоцитов и поэтому препятствуют распространению волн. Такое явление называют постоянной блокадой проводимости, так как данная блокада присутствует всегда Еще одним важным источником фиксированной блокады проводимости служат погибшие клетки, например, на месте рубца после ИМ.

Когда блокада присутствует только при определенных обстоятельствах, говорят о функциональной блокаде проведения. Примером служит ишемия, при которой клетки миокарде повреждаются и теряют способность к проведению возбуждения. Именно функциональный блок препятствует обратному распространению волны, поскольку клетки, находящиеся позади распространяющейся волны возбуждения, временно рефрактерны и не пропускают возбуждение ретроградно. Другие причины функциональных блокад — цианоз, растяжение миокарда, частота или направление волны.

Механизм развития аритмии

Выделяют 3 самостоятельных механизма:

• Повышение автоматизма.
• Re-entry (механизм «повторного входа» волны возбуждения).
• Триггерная активность.

Механизмы аритмий

Повышение автоматизма

Если группа клеток миокарда деполяризуется быстрее, чем синусовый узел, они будут выступать в роли источника волн возбуждения, проводящихся по всему миокарду. Этот очаг может находиться как в предсердиях, так и в желудочках. Если он находится в предсердии, то подавляет синусовый узел. Поскольку клетки обычно локализуются в одном месте, тахикардию называют очаговой. К местам, где кардиомиоциты чаще всего подвержены изменению размера/формы или действию высокого давления, относят участки впадения вен (верхней полой, легочных) в предсердия, терминальный гребень, коронарный синус, область атриовентрикулярного узла, кольцо митрального и трехстворчатого клапанов, выносящий тракт желудочков.

Механизм re-entry («повторного входа» волны возбуждения)

На его долю приходится более 75% клинических форм аритмий. Причина — неконтролируемое распространение волны возбуждения на фоне возбудимого миокарда. Для развития re-entry (реципрокной) тахикардии должно существовать, как минимум, 2 пути проведения вокруг зоны нарушенной проводимости. Наилучший пример — ЖТ из-за повторной циркуляции импульса вокруг рубца в левом желудочке.

1. Рубцовая ткань — участок блокады, вокруг нее нормальные импульсы из синусового узла проходят к здоровому миокарду (А). Через поврежденную ткань миокарда импульсы проходят медленно (Б). Получаются 2 отдельных пути проведения.
2. Сразу за импульсом из синусового узла следует желудочковая экстрасистола, которая проходит через участок А, но блокируется в участке В, все еще рефрактерном после предыдущего синусового сокращения.
3. Однако дистапьный конец участка В уже способен к возбуждению, и импульс проходит обратно по участку В, чья проводимость уже восстановилась в течение того периода, за который импульс достиг проксимального конца. В участке В скорость проведения импульса падает, в то время как клетки участка А снова способны к возбуждению и проведению импульса.

Таким образом формируется волна re-entry которую постоянно поддерживают участки возбуждения в миокарде.

Триггерная активность

Сочетает в себе черты обоих вышеописанных механизмов. Вызвана спонтанной (автоматической) постдеполяризацией, происходящей в фазу 3 (ранняя постдеполяризация) или в фазу 2 (поздняя постдеполяризация) потенциала действия. Такие постдеполяризации часто бывают вызваны экстрасистолами и индуцирукциямм подобно re-entry тахикардии. Когда постдеполяризация достигает порогового уровня образуется одиночный или групповой потенциал действия. Постдеполяризация может быть вызвана ишемией, препаратами, удлиняющими интервал QT, повреждением клетки или низким содержанием калия. По такому механизму развиваются тахикардия типа «пируэт» и нарушения ритма вследствие токсичности дигоксина.

Электрофизиологические исследования

Наиболее эффективны при диагностике тахикардий. Когда диагноз уже подтвержден или всерьез подозревается, эту процедуру сочетают с катетерной абляцией в рамках лечения аритмии. Надо заметить, что при электрофизиологических исследованиях обычно измеряют длину сердечного цикла (в мс), а не ЧСС, например, 60 в минуту равны 1000 мс, 100 в минуту равны 600 мс, 150 в минуту равны 400 мс.

Составление схемы (картирование) электрической активности сердца

Электрофизиологическое исследование ошибочно считают сложной процедурой. По существу, это регистрация сердечных импульсов, как при синусовом ритме, так и при аритмии, или в ответ на кардиостимуляцию различных зон сердца. ЭКГ содержит большую часть этой информации, потому во время электрофизиологических исследований регистрируют ЭКГ в 12 отведениях.

Внутрисердечная электрография

При ЭКГ суммируется сердечная активность в целом. Данные электрической активности определенного участка сердца получают путем расположения 2-миллиметровых электродов прямо на поверхности сердечной мышцы. Интракардиальная кардиография характеризуется большей точностью и дает наилучшие данные при частоте записи, в четыре раза быстрее, чем при ЭКГ.

Может быть зарегистрирована разность потенциалов как между двумя рядом расположенными электродами (биполярная электрограмма), так и между одним электродом и бесконечностью (униполярная электрограмма). Униполярная электрограмма более точна в отношении направления и локализации электрической активности, однако она и более чувствительна к помехам. Важно заметить, что через любой из этих электродов можно провести кардиостимуляцию.

Протоколы кардиостимуляции

При электрофизиологическом исследовании кардиостимуляцию проводят заранее определенным способом, называемым программной стимуляцией. Она бывает трех видов:

1. Кардиостимуляция по ступенчато-возрастающей методике (инкрементная стимуляция): интервал между стимулами устанавливают
   немного ниже синусового ритма и ступенчато снижают на 10 мс до наступления блокады или достижения заранее определенного нижнего уровня (обычно 300 мс).
2. Кардиостимуляция методом экстрастимулов: за цепочкой из 8 стимуляций с фиксированным интервалом следует дополнительный (экстрастимул), который подается в промежутке между последним импульсом ведущей цепочки и первым экстрастимулом. Импульсы ведущей цепочки обозначают S1, первый экстрастимул — S2, второй экстрастимул — S3 и т.д. Экстрастимул может быть подан после ощущаемого сердечного сокращения (добавочное сокращение).
3. Кардиостимуляция очередями: стимуляция с фиксированной циклической частотой в течение определенного времени.

Катетер вводят в правые отделы сердца через бедренные вены с рентгеноскопическим контролем направления. Эти изображения правой передней проекции (сверху) и левой передней проекции (снизу) отражают стандартное расположение катетера в верхней части правого предсердия (рядом с синусовым узлом, на пучке Гиса, на верхушке правого желудочка) и катетера, проведенного через ось коронарного синуса, огибающего сзади левое предсердие по предсердно-желудочковой борозде. Из этого положения регистрируют интракардиальную электрограмму от левого предсердия и желудочка. Катетеры часто вводят через правую или левую подключичные вены.

В интракардиапьной ЭКГ данные упорядочены следующим образом: верхняя часть правого предсердия, пучок Гиса, коронарный синус и правый желудочек. Показания каждого биполярного катетера выстроены от проксимального положения к дистальному. При синусовом ритме начало возбуждения регистрируется в верхней части правого предсердия, оно проходит через пучок Гиса, а затем вдоль катетера коронарный синус от проксимального к дистальному положению. Раннее желудочковое возбуждение регистрируют в верхушке правого желудочка (где присутствуют волокна Пуркинье).

Показатели нормального синусового интервала: РА — 25-55 мс, АН — 50-105 мс, HV — 35-55 мс, QRS <120 мс, корригированный ОТ <440 мс для мужчин и <460 мс для женщин.

Применение электрофизиологических исследований

Функция синусового узла

Показателями функционирования синусового узла служат скорректированное время восстановления синусового узла и синусовая проводимость. Однако данные исследования не являются достоверными, поскольку на функцию синусового узла влияют тонус вегетативной нервной системы, лекарственные препараты и ошибки при исследовании Дисфункция синусового узла лучше всего диагностируется с помощью амбулаторного мониторинга и нагрузочными пробами. Проведение инвазивного электрофизиологического исследования очень редко позволяет принять окончательное решение в отношении необходимости имплантации пациенту постоянного электрокардиостимулятора.

Атриовентрикулярная проводимость

Атриовентрикулярная блокада. Степень блокады оценивают с помощью ЭКГ, кроме этого, можно установить еще и уровень блокады (непосредственно атриовентрикулярный узел, или система Гиса-Пуркинье, или блокада ниже узла). Уровень блокады с легкостью устанавливается с помощью электрофизиологического исследования. При блокаде атриовентрикулярного узла увеличено время АН, при подузловой блокаде — HV. Время АН (но не HV) может быть уменьшено при физической нагрузке, введении атропина или изопреналина и увеличено с помощью вагусных проб.

Функцию атриовентрикулярного узла оценивают как антеградно (от предсердий к желудочкам), так и ретроградно (от желудочков к предсердиям), с использованием стимуляции по ступенчато-возрастающей методике и метода экстрастимуляции. При инкрементной стимуляции верхней части правого предсердия проведение наблюдается в точках пучка Гиса, верхушки правого желудочка до наступления блокады. Самый большой интервал стимуляции, при котором случается блокада при антеградном исследовании, называется периодом Венкебаха (точкой Венкебаха). Нормальное значение менее 500 мс, но оно может увеличиваться с возрастом или под влиянием тонуса вегетативной нервной системы. Период Венкебаха измеряют также при ретроградном исследовании, но в этом случае отсутствие желудочко-предсердной проводимости может быть вариантом нормы. В точке верхней части правого предсердия применяется экстрастимуляция Уменьшая интервал между S1 и S2, оценивают атриовентрикулярное проведение. Самый длительный интервал при котором наблюдают блокаду, называют узловым атриовентрикулярным эффективным периодом рефрактерности. Показатель измеряют при интервалах ведущей цепочки 600 и 400 мс. При наличии желудочко-предсердного проведения измеряется ретроградный показатель эффективного периода рефрактерности атриовентрикулярнэго узла.

Затухание проводимости: является ключом к физиологические свойствам атриовентрикулярного узла. С уменьшением интервале между прошедшими через атриовентрикулярный узел импульсами уменьшается скорость проведения через него. На атриовентрикулярной проводимости это проявляется при уменьшении интервале предсердной стимуляции удлинением интервала АН (время AV). Это феномен может наблюдаться во время инкрементной и экстрастимуляции. Если построить график зависимости интервала АН от S1S2 (= А1А2) во время экстрастимуляции, можно получить кривую антеградного проведения.

Двойственная физиология атриовентрикулярного узла: у многих пациентов (но не у всех) удается определить два электрически) соединения между миокардом предсердие, плотно окружающие атриовентрикулярный узел, и непосредственно атриовентрикулярный узлом, которые обладают разными свойствами проводимости. Медленный путь, в отличие от быстрого, имеет более низкую скорость проведения и более короткий эффективный период рефрактерности. Это выявляется при построении кривой антеградного проведения. При более длительном времени А1А2 проведение импульса в основном осуществляется по быстрому пути, однако, когда в нем будет достигнута точка эффективного периода рефрактерности, проведение пойдет по медленному пути, и произойдет внезапное удлинение времени АН. Это явление называют разрывом АН интервала, и оно характеризуется удлинением периода АН на >50 мс после уменьшения интервала А1А2 на 10 мс. Наличие двойных путей атриовентрикулярного узла является предрасполагающим фактором для развития АВУРТ.

Определение аномальных атриовентрикулярных проводящих путей

В норме между предсердием и желудочком существует только одна связь. Активация предсердия (через стимуляцию желудочка) или желудочка (через стимуляцию предсердия или при синусовом ритме) должна начинаться в атриовентрикулярном узле. Дополнительные проводящие пути должны проводить импульс без затухания. Их наличие можно выявить по аномальным способам активации, а также с помощью инкрементной или экстрастимуляции.

Предсердная стимуляция. По мере снижения импульсации атриовентрикулярного узла активация желудочков в большей степени происходит с помощью добавочных путей. Соответственно будут наблюдаться сохраняющееся атриовентрикулярное проведение и увеличение длительности комплекса ORS. Важно заметить, что если эффективный период рефрактерности добавочных путей активации короче эффективного периода рефрактеэности атриовентрикулярного узла, то комплекс QRS будет резко сужаться, а время атриовентрикулярного проведения внезапно удлинится, когда наступит блокада дополнительных проводящих путей.

Желудочковая стимуляция. Нормальный порядок предсердной активации таков: пучок Гиса, коронарный синус (от проксимального конца к дистальному) и, наконец, верхняя часть правого предсердия — такой путь активации называется концентрическим. Если активация предсердия происходит по дополнительным проводящим путям, наблюдают эксцентрический тип активации Место ранней активации предсердия будет локализовано в дополнительных проводящих путях, при этом также будет наблюдаться незатухающее желудочково-предсердное проведение.

Индуцирование аритмии

Наличие дополнительных проводящих путей, двойной физиологии атриовентрикулярного узла или рубца в стенке желудочка является предрасполагающим фактором для развития тахикардии, но это не значит, что она обязательно возникнем Диагноз может быть подтвержден индуцированием тахикардии.

В дополнение к описанным методам кардиостимуляции применяют стимуляцию очередями, экстрастимупяцию множественными экстрастимулами и добавочные стимулы. При невозможности индукции тахикардии все эти методики повторяю- на фоне введения изопре налина (1-4 мкг/мин) или болюсного его вливания (1-2 мкг). Этим методом особенно хорошо выявляют тахикардии, развивающиеся по механизму повышенного автоматизма. Активные протоколы индукции повышают вероятность возникновения нежелательной аритмии. Такой как ФП или ФЖ.

При появлении индуцированной тахикардии необходимо сравнить ЭКГ пациента с его ЭКГ в 12 отведениях зарегистрированной ранее во время появления симптомов.

Программируемая стимуляция желудочков

Электрофизиологические исследования, ставящие своей целью индукцию ЖТ (исследование по стимуляции ЖТ), раньше использовались для стратификации риска внезапной сердечной смерти, оценки эффективности противоаритмических препаратов при подавлении ЖТ и необходимости имплантации кардиовертера-дефибриллятора. В настоящее время имеются данные о небольшой прогностической роли данного исследования, поэтому решение относительно проведения имплантации кардиовертера-дефибриллятора необходимо принимать с учетом других факторов риска, в частности функции левого желудочка. Электрофизиологическое исследование может быть полезным перед установкой искусственного водителя ритма по другим причинам:

• Для помощи в программировании устройства.

1. Хорошо ли переносится пациентом ЖТ в гемодинамическом отношении?
2. Легко ли она прерывается с помощью овердрайв-кардиостимуляции?
3. Есть ли желудочково-предсердная проводимость? Во время стимуляции желудочков или ЖТ?

• Для оценки возможности проведения абляции ЖТ (например, абляция ножки пучка Гиса).
• Для выяснения наличия других нарушений ритма, в том числе легко вызываемых аритмий.

Программируемая желудочковая стимуляция выполняется с помощью протокола, разработанного Уэлленсом, или его модификацией.

Клинические показания

• Подтвержденная тахикардия с наличием клинической симптоматики (в качестве первой стадии диагностики и процедуры абляции).
• Стратификация риска внезапной сердечной смерти.
• Предполагаемая, но не подтвержденная тахикардия с наличием клинической симптоматики (только с диагностической целью).
• Синдром Вольфа-Паркинсона-Уайта.
• Обморок неясного генеза (предположительно связанный с аритмией).
• Подозрение (в редких случаях) на внутрипредсердную блокаду или блокаду атриовентрикулярного узла (не подтвержденную документально).

Протокол программируемой желудочковой стимуляции

• С верхушки правого желудочка экстрастимуляцией снижают интервал между импульсами до достижения рефрактерного периода:

1. 1 экстрастимул во время синусового ритма;
2. 2 экстрастимула во время синусового ритма;
3. 1 экстрастимул после 8 стимулированных сокращений при 600 мс;
4. 2 экстрастимула после 8 стимулированных сокращений при 600 мс;
5. 1 экстрастимул после 8 стимулированных сокращений при 400 мс;
6. 2 экстрастимула после 8 стимулированных сокращений при 400 мс;
7. 3 экстрастимула во время синусового ритма 0 мс;
8. 2 экстрастимула после 8 стимулированных сокращений при 600 мс;
9. 3 экстрастимула после 8 стимулированных сокращений при 400 мс.

• Если желудочковую аритмию не удапось индуцировать, следует повторить шаги от выносящего тракта правого желудочка. Таким образом, активность протокола кардиостимуляции постепенно повышается, вместе с тем снижается специфичность процедуры. Наиболее ценным с диагностической точки зрения результатом является индукция длительной мономорфной ЖТ одним или двумя экстрастимулами, что свидетельствует о потенциальном риске развития желудочковой аритмии. Кратковременная ЖТ, полиморфная ЖТ и ФЖ относятся к неспецифическим результатам.

Новые технологии

Электрофизиологические процедуры становятся все более сложными (например, при ФП или ВПС) и сопровождаются все большей лучевой нагрузкой для пациента. Обе эти проблемы были решены с помощью нерентгеноскопической трехмерной системы картирования Формируется генерируемое компьютером изображение интересующей нас полости сердца, на которое накладываются электрическая активность и месторасположение электрофизиологического катетера (рис. 10-4). В некоторых случаях есть возможность провести электро физиологическое исследование и абляцию без использования рентгеновского излучения. Более того, трехмерная КТ или МРТ-изображения пациента могут быть импортированы и использоваться в качестве направляющего изображения.