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Lmwbg'mwbwelettrocardiogramma (denotato con la sigla mwcaECG o mwcqEKGcite-ref-3[N 1]) è una tecnica medica consistente nella riproduzione grafica dell'attività elettrica del mwdgcuore registrata sulla superficie del corpo, in particolare del mwdwcorpo umano.

Sulla superficie del corpo umano (come in tutti gli animali dotati di mweqmuscolo cardiaco), in particolare a livello del mwegtronco, sono presenti mwewcampi elettrici di bassa intensità che sono principalmente dovuti alle periodiche mwfadepolarizzazioni e mwfqripolarizzazioni del cuore.cite-ref-ritmi-4-0[3] I mwggpotenziali elettrici prodotti dal muscolo cardiaco sono la somma di minime differenze di potenziale generate dalle singole mwgwcellule muscolari cardiache.cite-ref-basi-5-0[4] Queste piccole tensioni sono registrabili attraverso un apparecchio denominato elettrocardiografo, modificato e migliorato da mwiaWillem Einthoven e mwiqÉtienne-Jules Marey nel 1903 per derivazione diretta da un mwiggalvanometro a corda.cite-ref-basi-5-1[4] Molte delle regole fissate da Einthoven sussistono in epoca moderna e costituiscono la base per interpretare molti aspetti dell'attuale ECG.cite-ref-basi-5-2[4]

Grazie alla conversione dell'mwlaenergia elettrica in mwlqenergia meccanica,cite-ref-ritmi-4-1[3] le variazioni elettriche producono il movimento di un "meccanismo o sistema scrivente".cite-ref-ecg12-16-6-0[5] L'energia elettrica è adeguatamente amplificata in modo da poter trascrivere escursioni abbastanza ampie che consentano la registrazione di un segnale leggibile. Le deflessioni vengono impresse su carta, che si muove a velocità costante a contatto con il sistema che riporta sulla carta le onde registrate in funzione del tempo.cite-ref-7[6] Contemporaneamente all'oscillazione verticale delle linee prodotte dalle variazioni di potenziale, la carta scorre verso sinistra.cite-ref-ecg12-16-6-1[5] Questa sincronizzazione permette di riportare il movimento verticale su un piano orizzontale, registrando le oscillazioni in rapporto alla loro durata nel tempo.cite-ref-ritmi-4-2[3]

Nell'ECG a 12 derivazioni, quattro mwqwelettrodi sono posizionati sugli mwraarti del paziente e sei sulla mwrqsuperficie del torace. Quindi il mwrgpotenziale elettrico complessivo del cuore viene misurato in dodici punti ("derivazioni") e viene registrato per un determinato periodo di tempo, in genere dieci secondi.cite-ref-basi1-8-0[7] In questo modo, l'ampiezza e la direzione generali della depolarizzazione elettrica del cuore vengono catturate in ogni momento e per tutto il mwswciclo cardiaco.cite-ref-lhc-9-0[8]

L'elettrocardiogramma è usato per numerosissimi scopi clinici.cite-ref-ritmi-4-3[3] Tra i più frequenti vi sono: misurare la frequenza e il ritmo dei battiti cardiaci, verificare le dimensioni e la posizione delle camere cardiache (ad esempio nella mwvqdestrocardia), individuare la presenza di possibili danni al mwvgmiocardio o al sistema di conduzione, controllare gli effetti indotti dai farmaci e verificare la buona funzionalità di un mwvwpacemaker.cite-ref-10[9]

• Storia

• Tracciato dell'elettrocardiogramma

• Le onde dell'elettrocardiogramma

• Determinazione della frequenza cardiaca

• Il dipolo elettrico e il dipolo cardiaco

• La registrazione dell'attività elettrica cardiaca

• Le derivazioni elettrocardiografiche

• Derivazioni bipolari

• Derivazioni unipolari aumentate di Goldberger

• Derivazioni unipolari precordiali di Wilson

• Asse cardiaco

• Lo sviluppo in multipolo

• Calcolo biomedico e diagnostica elettrocardiografica

• Diagnosi elettrocardiografiche

• Ritmi sinusali fisiologici

• Alcuni ritmi secondari a disturbi della conduzione elettrica

• Alterazioni secondarie a patologie cardiocircolatorie

• Note

• Bibliografia

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Nel mwegXIX secolo divenne chiaro che il cuore umano generava elettricità. Nel 1836 il mwewfisico italiano mwfaCarlo Matteucci iniziò i suoi studi di mwfqelettrofisiologia all'università di Pisa.cite-ref-11[10] Nel 1842 pubblicò i risultati delle sue sperimentazioni con la "pila muscolare", (una colonna di segmenti di muscolo), della mwggrana.cite-ref-12[11]cite-ref-13[12]cite-ref-0-14-0[13] Nel 1844 Matteucci nel suo trattato di elettrofisiologia descrisse l'attività elettrica della muscolatura cardiaca, attività dimostrata utilizzando una "pila muscolare" di cuore di piccione.cite-ref-15[14] Nel 1878 J.S. Burdon Sanderson e F.J.M. Page, due fisiologi britannici, collegarono gli elettrodi di un galvanometro alla base e all'apice del cuore di rana e descrissero per la prima volta la variazione del potenziale elettrico associata al ciclo cardiaco.cite-ref-16[15]

Dalle osservazioni sperimentali si passò ben presto agli studi clinici.cite-ref-17[16] mwnaAlexander Muirhead, un mwnqingegnere elettronico, è noto per aver collegato dei fili al mwngpolso di un mwnwpaziente febbrile per ottenere una registrazione del battito cardiaco nel 1872 al mwoaSt Bartholomew's Hospital.cite-ref-18[17] Il primo sistematico approccio al cuore dal punto di vista elettrico fu fatto da mwpqAugustus Desiré Waller, al St Mary's Hospital a Paddington, mwpgLondra. Nel 1887 Waller pubblicò il primo elettrocardiogramma, ottenuto usando un mwpwelettrometro capillare di Lippmann con elettrodi posti sul torace e sul dorso, dimostrando anche che l'attività elettrica del cuore precede la contrazione.cite-ref-waller1887-19-0[18] Nel 1911 si poterono apprezzare le prime applicazioni cliniche derivate dal suo lavoro.cite-ref-waller1887-19-1[18] Il suo elettrocardiografo consisteva in un elettrometro capillare fissato a un mwsaproiettore. La traccia del battito cardiaco fu proiettata su una mwsqlastra fotografica che a sua volta fu fissata a un mwsgtrenino giocattolo: ciò permise di registrare un battito cardiaco in tempo reale.

Il passo in avanti decisivo fu compiuto da mwuqWillem Einthoven con il suo mwuggalvanometro, costruito nel 1903.cite-ref-20[19] Questo apparecchio era molto più preciso dell'analogo strumento usato da Waller.cite-ref-21[20] Einthoven introdusse il termine elettrocardiogramma nel 1893.cite-ref-0-14-1[13] Assegnò le lettere dell'mwxwalfabeto «P, Q, R, S, T» alle varie onde, partendo arbitrariamente dalla lettera P che era stata già usata da mwyaCartesio per indicare i punti successivi di una mwyqcurva nei suoi studi sulla mwygrifrazione: questo potrebbe essere uno dei motivi che portarono lo studioso alla scelta delle lettere.cite-ref-naming-22-0[21] Snellen, il biografo ufficiale di Einthoven, scrisse a tal riguardo:

(inglese)

«The primary reason for changing the letters from ABCD to PQRST was to eliminate confusion [...]. I believe that Einthoven recognized, perhaps as an afterthought, that by choosing PQRST he allowed space to add letters before P and after T.»

(italiano)

«La ragione principale per cambiare le lettere da ABCD a PQRST era quella di eliminare la confusione [...]. Credo che Einthoven avesse riconosciuto, forse come ripensamento, che scegliendo PQRST avrebbe lasciato spazio per aggiungere lettere prima di P e dopo T.»

(Snellen HA, cite-ref-23[22])

Questo apparecchio permise la descrizione di vari tracciati elettrocardiografici, associati a diverse malattie cardiovascolari.cite-ref-24[23] Per questa scoperta nel 1924 Willem Einthoven fu insignito del mw2qPremio Nobel per la medicina.cite-ref-cooper-1986-25-0[24] A quell'epoca l'elettrocardiografo era un voluminoso apparecchio di laboratorio, ancora ignoto ai clinici.

Nel 1937 mw4wTarō Takemi inventò la prima macchina elettrocardiografica portatile.cite-ref-26[25]

L'importanza per la diagnosi medica andò di pari passo con la scrittura di testi sempre più ricchi di informazioni: il primo trattato italiano di elettrocardiografia, che gettò le basi dell'interpretazione clinica dell'ECG, fu pubblicato nel 1948 da Daniele Sibilia, cui si deve l'introduzione di questa disciplina in Italiacite-ref-27[26].

Sebbene i principi di base di quell'epoca siano tuttora in uso, molti progressi sono stati fatti nell'elettrocardiografia nel corso degli anni. Nel tempo la strumentazione si è notevolmente evoluta e sono disponibili sistemi elettronici compatti che spesso includono l'interpretazione computerizzata dell'elettrocardiogramma.cite-ref-28[27]

Alcune applicazioni della metodica permettono a livello ambulatoriale di utilizzare la mw8wregistrazione Holter nei pazienti che presentano sintomi fugaci ma indicativi per possibili aritmie e richiedono un monitoraggio di almeno 24 ore degli eventi elettrici cardiaci.

Il principio su cui si basa la misurazione dell'attività elettrica del cuore è prettamente mw9wfisiologico: l'insorgere degli impulsi nel mw-amiocardio porta alla generazione di mw-qdifferenze di potenziale che variano nello mw-gspazio e nel mw-wtempo e che possono essere acquisite tramite degli mw-aelettrodi. L'acquisizione della differenza di potenziale da parte di elettrodi posti sulla mw-qsuperficie corporea avviene grazie alla mw-gconducibilità del mw-wliquido interstiziale del mwaqacorpo umano. Il segnale acquisito viene trasformato nel tracciato elettrocardiografico che rappresenta il metodo più facile, meno dispendioso e più pratico per osservare se l'attività elettrica del cuore è normale oppure se sono presenti patologie di natura meccanica o bioelettrica. Il normale tracciato ECG presenta un aspetto caratteristico: il tracciato è caratterizzato da una sequenza di deflessioni positive e negative, denominate «onde», separate da alcuni tratti rettilinei, denominati «segmenti». La sequenza che si ripete a ogni mwaqeciclo cardiaco.cite-ref-lelettrocardiogramma-29-0[28].

Per convenzione, il tracciato ECG è riportato su mwaqccarta millimetrata con il tempo in mwaqgascissa (un secondo ogni 25mwaqk mm) e l'ampiezza in mwaqoordinata (un millivolt ogni 10mwaqs mm).

La carta elettrocardiografica ha una quadrettatura di dimensioni standard: le linee orizzontali e verticali sono esattamente a 1mwarg mm di distanza; come riferimento visivo, ogni 5 linee orizzontali e verticali, se ne riporta una più marcata. L'asse orizzontale, leggendo da sinistra a destra, rappresenta il «tempo». Alla velocità standard della carta di 25mwark mm/s, ogni mm rappresenta 0,04 secondi. L'asse verticale corrisponde allmwaro'«ampiezza» delle varie componenti elettrocardiografiche.cite-ref-30[29]

Durante ogni battito si susseguono, in una progressione ordinata, onde di depolarizzazione che incominciano dalle cellule pacemaker nel mwasanodo senoatriale, si diffondono attraverso gli mwaseatri, passano attraverso il mwasinodo atrioventricolare e proseguono nel mwasmfascio di His e nelle mwasqfibre del Purkinje, che si estendono verso il basso e a sinistra abbracciando entrambi i mwasuventricoli. Questo modello ordinato di depolarizzazione dà origine al caratteristico tracciato dell'elettrocardiogramma. Le deflessioni registrate sulla superficie corporea rappresentano la somma delle depolarizzazioni o delle ripolarizzazioni di tutte le mwasycellule miocardiche che, in ogni particolare momento, vengono attivate simultaneamente, poiché il mwascmiocardio è un mwasgsincizio funzionale.

Dato che le cellule cardiache non sottostanno a una depolarizzazione e ripolarizzazione simultanea, l'aspetto dell'ECG ha una forma particolare, completamente diversa dalle registrazioni di una singola mwasocellula o di un piccolo gruppo di cellule.cite-ref-ritmi-4-4[3] L'aspetto delle onde è determinato dallo stato elettrico presente negli elettrodi posizionati nelle diverse parti del corpo. Uno spostamento verso l'alto è detto «positivo», uno verso il basso «negativo».cite-ref-ecg12-16-6-2[5] L'estensione verticale, o «ampiezza», dello spostamento rappresenta l'intensità del mwatmpotenziale elettrico presente, momento per momento, nel sincizio miocardico: quindi l'ampiezza verticale sarà tanto maggiore quanto più grande è il potenziale elettrico registrato e in particolare normalmente maggiore nelle deflessioni di origine ventricolare rispetto a quelle atriali. Invece le misurazioni orizzontali forniscono l'istante in cui l'evento si verifica.cite-ref-31[30] L'intero tracciato va letto da sinistra a destra.cite-ref-ritmi-4-5[3]

L'ECG è composto da onde positive («P, R, T») e negative («Q, S»). La positività o negatività è riferita alla «linea isoelettrica» che rappresenta lo zero ed è la linea di base dell'elettrocardiogramma. L'isoelettrica è fondamentale per l'interpretazione, specie del segmento ST, che viene considerato nella norma solo se non si discosta da essa di oltre 1mwat0 mm, sia in alto sia in basso.cite-ref-ecg12-16-6-3[5]

Secondo le convenzioni adottate a livello internazionale, tramite il segnale ECG è possibile osservare le onde PQRST, corrispondenti alle fasi del ciclo cardiaco. L'ECG di soggetti sani è costituito da onde PQRST normali, dalla forma tipica. Al contrario, l'ECG di soggetti con condizioni cardiache patologiche o anomale presenta onde PQRST che deviano dalla norma in termini di forma e tempo. La forma del segnale ECG, e in particolare dell'intervallo QT, dipende dalla variabilità della frequenza cardiacacite-ref-1-32-0[31].

L'onda P è la prima onda che compare nel ciclo. Deriva dalla depolarizzazione degli atri in risposta all'attivazione del nodo seno-atrialecite-ref-2-33-0[32]cite-ref-34[33]. È indice del tempo necessario all'impulso elettrico affinché si diffonda a entrambi gli atri; questo indice di latenza è utile per identificare malattie cardiache. Dato che la sistole atriale, cioè la contrazione degli atri, non è molto forte, l'onda P è di piccole dimensioni, con ampiezza uguale o inferiore a 0,4 mV, la sua durata varia da 60 ms a 120 mscite-ref-1-32-1[31] e la sua forma è associata a condizioni di ipertrofia atriale e della conduzione atrioventricolare. Tipicamente l'onda P non è caratterizzata da altri picchi. Infine, l'assenza di un'onda P può implicare un blocco seno atrialecite-ref-3-35-0[34].

L'intervallo PQ, noto anche come PR, va dall'inizio dell'onda P all'inizio del complesso QRS; è piatto (senza alcuna onda) e fa riferimento al tempo che intercorre dall'attivazione degli atri all'attivazione dei ventricoli. La sua normale lunghezza è compresa tra 120 e 200 ms.cite-ref-2-33-1[32]

Il complesso QRS è un segnale che deriva dalla depolarizzazione dei ventricoli e costituito dal susseguirsi delle onde Q, R e S. L'onda Q è breve e decrescente e coincide con la depolarizzazione del setto, l'onda R (picchi R) è un picco positivo molto alto, è lunga e stretta e rappresenta la depolarizzazione dell'apice del ventricolo sinistro, l'onda S è piccola, discendente ed equivale alla depolarizzazione delle regioni basali e posteriori del ventricolo sinistro. Quando il cuore è in una condizione normale, la durata del complesso QRS varia da 60 ms a 90 ms. Ogni alterazione del complesso QRS indica la probabile presenza di anomalie o malattie cardiache, quali ad esempio aritmia, fibrillazione e infartocite-ref-1-32-2[31]cite-ref-2-33-2[32].

Il segmento ST va dalla fine del complesso QRS all'inizio dell'onda T. Questo tratto, equivalente alla baseline del segnale ECG, corrisponde all'intervallo di tempo in cui i ventricoli si contraggono e tornano a riposocite-ref-1-32-3[31]cite-ref-2-33-3[32]. La sua normale durata varia da 230 ms a 460 ms. Un'alterazione di questo segmento può suggerire problemi ischemicicite-ref-1-32-4[31].

L'onda T è l'onda derivante dalla ripolarizzazione dei ventricoli, ovvero il momento in cui i ventricoli hanno terminato la loro fase di attivazione e sono pronti per una nuova contrazionecite-ref-1-32-5[31]cite-ref-2-33-4[32]. Non sempre è identificabile in quanto può essere di ampiezza molto piccola. La sua durata varia tra 100 ms e 250 ms e ogni alterazione potrebbe indicare ipertrofia cardiaca, insufficienza cardiaca e cardiopatia ischemicacite-ref-1-32-6[31]. Quest'ultima, i cui sintomi cardiaci sono soffio cardiaco e dolore toracico, sono indicati da onde T negativecite-ref-3-35-1[34].

L'intervallo QT rappresenta la sistole elettrica, ovvero il periodo di tempo in cui avviene la depolarizzazione e ripolarizzazione dei ventricoli. La lunghezza di questo intervallo varia tra 350 ms e 440 mscite-ref-1-32-7[31].

L'onda U segue l'onda T e proviene anch'essa dalla ripolarizzazione ventricolare. Non è sempre apprezzabile in un elettrocardiogramma perché spesso di dimensioni minime. La sua durata è compresa tra 185 ms e 228 mscite-ref-1-32-8[31].

Una frequenza cardiaca regolare può essere facilmente stimata misurando l'intervallo fra due complessi QRS.cite-ref-basi18-36-0[35]

Il tracciato ECG è rappresentato su carta millimetrata che scorre alla mwaa4velocità di 25mwaa8 mm al secondo (cinque quadrati con lato di 5mwaba mm rappresentano 1 secondo): la mwabefrequenza cardiaca è l'inverso del tempo trascorso tra due picchi "R" successivi.cite-ref-ritmi35-39-37-0[36]

Esempio: un complesso QRS ogni quattro quadrati da 5 millimetri significa che la frequenza è circa 75 bpm (battiti al minuto). Infatti, dato che ogni quadrato da 5mwabs mm corrisponde a 0,2mwabw s, quattro quadrati corrispondono a 0,8; si calcola la frequenza dividendo 60mwab0 s (1 minuto) per 0,8mwab4 s, ovvero 75 bpm.

Più semplicemente: dato che ci sono 300 quadrati in un minuto, la frequenza di un complesso QRS che si verifichi ogni due quadrati è 150 bpm, pari a 300 diviso 2. Analogamente, i complessi che si verificano ogni quattro quadrati hanno una frequenza di 300 diviso 4, cioè 75/min.cite-ref-basi18-36-1[35] Un complesso QRS ogni sei quadrati ha una frequenza di 300 diviso 6, cioè 50 bpm e così via.cite-ref-basi18-36-2[35]

In caso di ritmo irregolare, per esempio durante una mwackfibrillazione atriale, ogni metodo di calcolo basato sulla distanza fra due battiti è inapplicabilecite-ref-basi20-38-0[37], pertanto si considerano i battiti in un determinato arco di tempo. Generalmente si opta per due periodi di tre secondi ciascuno, in cui si contano i QRS e li si moltiplica per 10, in modo da esprimere la frequenza in battiti al minuto.cite-ref-basi20-38-1[37]

Sono riconosciuti diversi metodi per la misurazione della frequenza, ma quasi sempre ci si riferisce all'utilizzo di un «regolo»: a un battito se si considera la distanza fra due "R"cite-ref-31-32-39-0[38] e a tre battiti, se vengono considerate tre "R", cosa che permette una misura più accurata per effetto della media.cite-ref-ritmi35-39-37-1[36]cite-ref-31-32-39-1[38]

Il mwaekcuore dal punto di vista elettrico è, in prima approssimazione, modellizzabile come un mwaeodipolo. Se si isola una fibra miocardica, ponendo due elettrodi (mwaesmwaewA e mwae0mwae4B) all'inizio e alla fine della fibra e collegandoli a un mwae8voltmetro, si misura una mwafadifferenza di potenziale. In condizioni di riposo, il voltmetro non segnerà nulla perché in condizioni di riposo l'intera superficie esterna della cellula è positiva rispetto all'interno (il mwafecitoplasma) che è negativo. Essendo la superficie esterna della fibra isopotenziale, non si ha alcun passaggio di corrente nello strumento.

Quando la fibra viene eccitata il mwafmpotenziale d'azione comincia a diffondersi. Laddove il potenziale d'azione si propaga, la polarità tra esterno e interno della fibra si inverte: l'esterno diviene negativo e l'interno diviene positivo. Ciò accade perché, durante il potenziale d'azione, si verifica il fenomeno dell'inversione di carica da positiva a negativa della superficie cellulare a causa dell'apertura dei mwafqcanali ionici di membrana. Di conseguenza l'elettrodo che è posto sulla parte interessata dalla depolarizzazione sarà a un potenziale negativo rispetto all'altro. Nel caso di una miocellula è l'elettrodo A che viene investito per primo dal potenziale d'azione: esso sarà quindi negativo, al contrario dell'elettrodo B che, essendo posto su una parte di fibra a riposo, rimane ancora positivo. Si parla in questo caso di dipolo in movimento.

Ogni singola fibra cardiaca durante il potenziale d'azione si comporta come un dipolo, pertanto l'attività elettrica di ogni singola fibra miocardica può essere rappresentata da un mwafyvettore elettrico o vettore di dipolo. L'elettrocardiogramma non registra l'attività elettrica per singola fibra, ma quella del mwafcmiocardio nel suo insieme. Tuttavia la massa cardiaca si comporta anche a livello elettrico come un mwafgsincizio, per cui l'intero miocardio può essere considerato come un unico mwafkdipolo, caratterizzato da un proprio vettore: il mwafovettore cardiaco. Infatti in ogni istante vengono contemporaneamente attivate numerose fibre, ognuna delle quali produce il suo potenziale elettrico, il suo vettore di dipolo. La somma di questi vettori istantanei costituisce il vettore cardiaco, il vettore risultante dell'attività elettrica del cuore mwafsin toto.

I dipoli in movimento delle fibre miocardiche, prodotti dai potenziali d'azione, generano nell'organismo un campo elettrico che può essere registrato sulla superficie corporea. Ponendo due elettrodi in punti diversi di questo campo elettrico è, infatti, possibile registrare la differenza di potenziale che si viene a creare nel campo stesso in seguito al propagarsi ordinato (dagli atri verso i ventricoli) del dipolo cardiaco.

A livello di registrazione dell'ECG, se ne desume che: l'elettrodo che vede il fronte d'onda avvicinarsi diventa positivo rispetto a quello che lo vede allontanarsi. Nel caso invece in cui si pongano due elettrodi A e A' mwagqperpendicolari al propagarsi dell'impulso, la misurazione del mwaguvoltmetro sarà nulla, perché il fronte d'onda investe i due elettrodi contemporaneamente e non vi sarà differenza di potenziale.

Se l'elettrocardiogramma costituisce la rappresentazione grafica delle differenze di potenziale registrate nel campo elettrico cardiaco, la rappresentazione visiva del vettore cardiaco costituisce invece il mwahmvettorcardiogramma. Per poter arrivare alla costruzione di un vettorcardiogramma è stato usato un artificio matematico, ricorrendo a una grandezza vettoriale, il mwahqvettore mwahudipolo, al posto di una grandezza scalare (la differenza di potenziale), come nel caso dell'elettrocardiogramma. Sulla congiungente degli elettrodi, che viene chiamata «derivazione», viene rilevata la proiezione del vettore dipolo. Di conseguenza due elettrodi paralleli al vettore misurano la mwahydifferenza di potenziale massima, due elettrodi perpendicolari non misurano nulla. Combinando le proiezioni sulle diverse derivate è possibile avere una rappresentazione bidimensionale o tridimensionale del vettore dipolo, che costituisce appunto il vettorcardiogramma.

È necessario introdurre più di una derivazione per mappare il cuore in tutta la sua superficie e tali derivazioni debbono avere posizioni diverse. In definitiva, in ogni derivazione si registrano gli stessi eventi, presi da diversi punti di vista elettrici, esattamente come un soggetto fotografico può essere ripreso da diverse angolazioni: il soggetto non cambia, ma la prospettiva è diversa in ogni foto.cite-ref-ritmi39-45-41-0[40]cite-ref-37-42-42-0[41] Poiché non siamo in grado di visualizzare direttamente l'attività cardiaca, le diverse derivazioni sono utilizzate per avere una visione totale e completa della sequenza di attivazione del cuore.cite-ref-ritmi39-45-41-1[40]

È noto che per registrare un elettrocardiogramma è necessario disporre di elettrodi posti sulla superficie corporea, formando delle derivazioni sistemate in maniera tale da poter analizzare al meglio le variazioni del vettore dipolo del cuore. Per poter registrare i potenziali, si poggiano sul corpo 10 elettrodi: 4 periferici (polsi e caviglie) e 6 precordiali, così da registrare 12 derivazioni.cite-ref-ritmi39-45-41-2[40]cite-ref-37-42-42-1[41] Nella registrazione bipolare si utilizza una coppia di elettrodi esploranti, mentre in quella unipolare si impiega un solo elettrodo esplorante e si registra la differenza di potenziale tra esso e un elettrodo indifferente a potenziale zero. Le derivazioni sono così nominate:

• derivazioni bipolari degli arti: DmwajaI, DmwajeII, DmwajiIII;cite-ref-37-42-42-2[41]

• derivazioni unipolari degli arti: aVR, aVL, aVF;cite-ref-37-42-42-3[41]

• derivazioni precordiali: Vmwaj01, Vmwaj42, Vmwaj83, Vmwaka4, Vmwake5, Vmwaki6.cite-ref-37-42-42-4[41]

Nelle derivazioni bipolari si usano due coppie di elettrodi posizionati rispettivamente la prima sul mwalmpolso destro e polso sinistro, la seconda su mwalqcaviglia destra e caviglia sinistra. Si definisce linea di derivazione la congiungente il punto di applicazione virtuale degli elettrodi; in questo modo viene a formarsi, con questa disposizione degli elettrodi, un triangolo equilatero, noto come il mwalutriangolo di Einthoven, che ha al suo centro il cuore.cite-ref-fisiologiamedica-43-0[42]cite-ref-44[43]

Per queste derivazioni è necessario porre delle convenzioni tali per cui:

• in DmwameI il tracciato va verso l'alto quando la mwamispalla sinistra è positiva rispetto alla destra;

• in DmwamqII il tracciato va verso l'alto quando la gamba sinistra è positiva rispetto alla spalla destra;

• in DmwamyIII il tracciato va verso l'alto quando la mwamcgamba sinistra è positiva rispetto alla spalla sinistra.

Si consideri che a questo punto si hanno 3 derivazioni e che il mwamkpiano frontale su cui noi dobbiamo analizzare il vettore dipolo è di 360°: ne deriva che si ha una suddivisione del piano in tre parti da 120° ciascuna. Questo tuttavia non è sufficiente per registrare in maniera adeguata tutti gli eventuali cambiamenti del vettore, pertanto si rese necessario individuare altre derivazioni che permettessero una migliore valutazione degli eventi: ecco il motivo per il quale si misero a punto le derivazioni "aumentate" di Goldberger.

Le derivazioni aVR, aVL, aVF esplorano il mwamwpiano frontale lungo le mwam0bisettrici degli mwam4angoli del mwam8triangolo di Einthoven, derivano dagli stessi tre elettrodi di DmwanaI - DmwaneII - DmwaniIII, ma usano il terminale centrale di Goldberger come polo negativo.

Insieme con le derivazioni DmwanqI, DmwanuII, DmwanyIII, le derivazioni degli arti aumentate «aVR, aVL e aVF» costituiscono la base del mwancsistema di riferimento esassiale, che viene utilizzato per calcolare l'asse elettrico del cuore nel piano frontale.

Il terminale centrale di Goldberger è una combinazione di mwankmwanoinput provenienti dai due elettrodi degli arti, con un'associazione diversa per ciascuna derivazione aumentata. Fu definito come "il polo negativo": collegando gli estremi di ciascuna derivazione con due mwansresistenze uguali e utilizzando la giunzione tra di esse come riferimento, rispetto all'elettrodo posto sul vertice opposto del triangolo, si ottenne la registrazione lungo altre tre mwanwdirettrici, corrispondenti appunto alle mwan0bisettrici del mwan4triangolo stesso.

In questo modo, considerando la giunzione delle due resistenze come l'elettrodo di riferimento e gli elettrodi su spalla sinistra-destra-gamba sinistra come elettrodi esploranti, si ottengono le tre derivazioni unipolari degli arti. Esse sono denominate:

• Vfoot (VF)-aVF fra punto centrale delle spalle e la gamba sinistra:

mwaog a V F = L L − − 1 2 ( R A + L A ) = 3 2 ( L L − − V W ) {\displaystyle aVF=LL-{\frac {1}{2}}(RA+LA)={\frac {3}{2}}(LL-V_{W})}

• Vright (VR)-aVR tra punto centrale spalla sinistra-gamba e spalla destra:

mwao0 a V R = R A − − 1 2 ( L A + L L ) = 3 2 ( R A − − V W ) {\displaystyle aVR=RA-{\frac {1}{2}}(LA+LL)={\frac {3}{2}}(RA-V_{W})}

• Vleft (VL)-aVL tra punto centrale spalla destra-gamba e spalla sinistra:

mwapi a V L = L A − − 1 2 ( R A + L L ) = 3 2 ( L A − − V W ) {\displaystyle aVL=LA-{\frac {1}{2}}(RA+LL)={\frac {3}{2}}(LA-V_{W})}

Anche in questo caso è necessario dare delle convenzioni:

• tutti i valori ottenuti vengono amplificati, in modo da poter essere raffrontati con quelli delle derivazioni bipolari e si indicano con aVR, aVL e aVF;

• per convenzione il "meccanismo scrivente" va verso l'alto quando l'elettrodo esplorante diviene positivo rispetto a quello di riferimento, ovvero quando l'onda di depolarizzazione va verso l'elettrodo esplorante;

• poiché nella derivazione aVR, il tracciato diviene negativo, per facilitare la lettura si moltiplica questo segnale per -1 (questa è un'operazione che l'elettrocardiografo attua automaticamente).

Così facendo, si è potuti arrivare a esplorare l'attività cardiaca con 6 derivazioni che ci permettono di dividere il piano frontale in zone da 30° l'una, dandoci un dettaglio abbastanza accurato, ma non sufficiente, dell'attività cardiacacite-ref-fisiologiamedica-43-1[42].

Vi era comunque la necessità di avere una maggior definizione dell'attività cardiaca e per questo furono approntati degli elettrodi che fossero abbastanza vicini al cuore, al contrario di quelli delle derivazioni uni e bipolari che si trovavano lontane. In particolare questi nuovi elettrodi sono utili per identificare e localizzare, in maniera molto più precisa, delle lesioni che potrebbero sfuggire con l'uso delle sole altre derivazioni, e per analizzare il vettore della depolarizzazione cardiaca sul piano trasversale (orizzontale), diverso da quello frontale precedentemente analizzato e disposto mwaqmperpendicolarmente a esso.

Si usa in questo caso un elettrodo di riferimento, detto di Wilson, ottenuto come media dei potenziali di Einthoven, e sei elettrodi esploranti posti rispettivamente:cite-ref-37-42-42-5[41]

• Vmwaq81: nel 4º spazio intercostale sulla linea parasternale destra;

• Vmware2: nel 4º spazio intercostale sulla linea parasternale sinistra;

• Vmwarm3: tra Vmwarq2 e Vmwaru4;

• Vmwarc4: nel 5º spazio intercostale sulla linea emiclaveare sinistra, corrispondente alla punta cardiaca;

• Vmwark5: nel 5º spazio intercostale sulla linea ascellare anteriore sinistra;

• Vmwars6: nel 5º spazio intercostale sulla linea ascellare media sinistra.

I sei elettrodi precordiali fungono da poli positivi per le sei derivazioni precordiali corrispondenti. Il terminale centrale di Wilson è usato come polo negativo.cite-ref-fisiologiamedica-43-2[42]

Con le precordiali di Wilson, si è arrivati ad avere 12 derivazioni che permettono una completa e particolare analisi dell'attività elettrica del cuore mwasiin toto.cite-ref-fisiologiamedica-43-3[42] In realtà si possono identificare altre derivazioni, utilizzate molto più raramente, per situazioni specifiche come la mwascdestrocardia (derivazioni destre: da Vmwasg2R a Vmwask5R)cite-ref-dx-e-post-45-0[44] o l'mwas4infarto miocardico posteriore (derivazioni precordiali posteriori: da Vmwas87 a Vmwata9).cite-ref-dx-e-post-45-1[44] . In caso di un arto mwatuamputato, l'elettrodo verrà posizionato nella parte del moncone presente.

Il cuore ha diversi assi elettrici (ciascun asse corrisponde alla direzione di un vettore di dipolo), ma il più comune è l'asse del mwat0complesso QRS (i riferimenti all'asse cardiaco implicitamente si riferiscono all'asse del QRS, poiché rappresenta la massa ventricolare e quindi la parte maggiore del muscolo cardiaco). Ogni asse può essere determinato con il metodo del parallelogramma per ottenere un numero che rappresenta i gradi di deviazione dall'asse di simmetria del corpo (o asse di riferimento zero). L'asse del QRS rappresenta la direzione del fronte d'onda della mwat4depolarizzazione ventricolare (o vettore elettrico medio) nel mwat8piano frontale.

È spesso sufficiente classificare l'asse cardiaco in una delle tre varianti: normale, deviato a sinistra (definito anche «deviazione assiale sinistra») o deviato a destra (anche definita «deviazione assiale destra»). I dati sulla popolazione mostrano che il normale asse del QRS è compreso fra -30° e +105° con 0° lungo il DmwaueI, positivo in sede inferiore e negativo in superiore (descritto graficamente dal mwauisistema di riferimento esassiale).cite-ref-46[45] Oltre +90°/+105° si parla di deviazione assiale destra e oltre -30° di deviazione assiale sinistra (il terzo quadrante compreso tra 90° e 180° è molto raro ed è un asse indeterminato).

Il modo più pratico per usare il sistema esassiale è invertire la polarità della derivazione aVR e presentare i complessi ECG nell'ordine (aVL, DmwaugI, -aVR, DmwaukII, aVF, DmwauoIII); quindi determinare la direzione del QRS: in quella derivazione ci sono le ampiezze positive massime – questa direzione è l'asse elettrico – come si può vedere dallo schema. Esempio: se la derivazione DmwausI ha la massima ampiezza (superiore a aVL o a -aVR), l'asse è di circa 0°. Viceversa, se la derivazione DmwauwIII ha l'ampiezza più negativa significa che il vettore si allontana dalla stessa, cioè andrà verso i -60°.

Possiamo utilizzare anche un altro sistema: si individua la derivazione più isoelettrica fra Dmwau4I, Dmwau8II, DmwavaIII, aVR, aVL e aVF, quindi si individua il raggio corrispondente sul sistema di riferimento esassiale. Il punto che si troverà alla perpendicolare risulterà essere l'asse elettrico del cuore. Esempio: se la derivazione più isoelettrica è aVL, la derivazione perpendicolare sul sistema di riferimento esassiale è il DmwaveII. Se DmwaviII è positivo sull'ECG, l'asse elettrico sarà di circa +60°.

L'asse del QRS normale è generalmente diretto "in basso e a sinistra", seguendo l'orientamento anatomico del mwavgcuore all'interno del mwavktorace. La tabella seguente riassume le caratteristiche dell'asse cardiaco.

| Classificazione | Angolo | Note |

|---|---|---|

| Normale | −30° a +90°/105°** | Normale |

| Deviazione assiale sinistra | −30° a -90° | Può indicare ipertrofia ventricolare sinistra , emiblocco anteriore sinistro , o, se presenti delle piccole "onde q" inferiori, un infarto miocardico inferiore pregresso [ 46 ] [ 47 ] |

| Deviazione assiale destra | +90°/105** a +180° | Può indicare ipertrofia ventricolare destra , emiblocco posteriore sinistro , o, se presenti delle piccole "onde q" laterali, un infarto miocardico laterale pregresso [ 48 ] |

| Asse indeterminato | -180°/+180° a −90° | Raramente visibile [ 49 ] |

mwayk**Un asse normale può essere compreso tra +90° o +105° a seconda delle classificazioni usate.

Studi sempre più accurati a partire dagli anni quaranta e cinquanta negli Stati Uniti hanno dimostrato che il comportamento elettrico del cuore è più simile a un mway0multipolo che a un mway4dipolo.

Il lavoro pionieristico dei due ricercatori Nelson e Gaborcite-ref-51[50] puntò sul fatto che la teoria del dipolo fosse inadeguata e valesse solo come approssimazione per grandi distanze dalle regioni dove sono situati i dipoli. I loro studi permisero un nuovo approccio all'interpretazione dell'ECG.cite-ref-52[51]

Le diverse ricerche cliniche portarono alla ricostruzione del cuore attraverso la sua "mappatura elettrica": una mappa è un insieme di «n» componenti, ciascuna delle quali rappresenta il valore del potenziale cardiaco misurato a un certo istante di tempo in un punto preciso della superficie del tronco. Pertanto si può considerare una mappa come un'«istantanea» di come si distribuisce il potenziale elettrico sul torace. Per avere una buona rappresentazione delle mappe ECG gli studiosi ricorsero all'mwa0einterpolazione con un sistema di mwa0iarmoniche sferiche. In pratica il cosiddetto sviluppo in multipolo consiste in uno sviluppo mwa0mortogonale del potenziale di superficie in armoniche sferiche, immaginando il mwa0qtorace come una porzione di mwa0ucilindro con sezione circolare.cite-ref-53[52]

Una ricostruzione molto buona delle mappe, tale da preservare un grande numero di dettagli, può essere ottenuta ricorrendo ad almeno 64 armoniche sferiche: questo significherebbe che la mappa del potenziale può essere ricostruita facilmente attraverso 64 segnali ECG da diverse posizioni sul torace. È importante ricordare che la mappatura del cuore viene utilizzata non negli esami di routine, ma solo nei laboratori di emodinamica per procedure di mwa0sablazione da utilizzare in determinate aritmie come la mwa0wfibrillazione atriale o la mwa00tachicardia sopraventricolare.cite-ref-54[53]

L'elettrocardiogramma a 12 derivazioni (ECG) è la tecnologia più utilizzata nella cardiologia clinica. È fondamentale per la gestione di pazienti con mwa1qinfarto miocardico acuto, sospetta mwa1uischemia cardiaca, mwa1yaritmie cardiache, mwa1cinsufficienza cardiaca e mwa1gdispositivi cardiaci impiantabili. In contrasto con molte altre tecniche utilizzate in mwa1kcardiologia, l'ECG è semplice da eseguire, l'apparecchio è piccolo e portatile, facilmente disponibile, e quindi particolarmente utile sotto tutti i punti di vista, anche se considerassimo quelli economici. Nonostante la metodica sia ormai "vetusta", la ricerca non si è mai fermata e anzi nel 2015 una mwa1omwa1sreview ne ha sottolineato l'importanza anche associata alla mwa1wvettorcardiografia a 3 derivazioni. Questo ha facilitato l'utilizzo dell'elettrocardiografia e della vettorcardiografia combinate senza la necessità di un sistema di registrazione differente e speciale.cite-ref-pmid26027545-55-0[54]

L'interpretazione mwa2imwa2mstandard dell'ECG si basa principalmente sulla valutazione visiva diretta, ma progressi nel mwa2qcalcolo biomedico e nell'elaborazione dei segnali (come per gli studi del mwa2umwa2ymultipole expansion), uniti alla potenza mwa2ccomputazionale disponibile, hanno permesso la ricerca e l'applicazione di nuove e interessanti opzioni per l'analisi ECG pertinenti a tutti i campi della cardiologia. Numerosi indicatori ECG mwa2gdigitali e tecnologie ECG avanzate hanno prodotto risultati interessanti.cite-ref-pmid27124801-56-0[55] In questa ricerca la componente chiave del sistema di mappatura è rappresentato dai 252 elettrodi incorporati in un giubbotto che può essere facilmente posizionato sul torace del paziente. Con il giubbotto indossato, una scansione mwa20tomografica computerizzata (CT) ottiene la precisa mwa24relazione anatomica tra gli elettrodi sul gilet e la mwa28superficie epicardica del cuore. Una volta definita l'mwa3aanatomia, possono essere calcolati sino a 1mwa3e 500 elettrocardiogrammi unipolari che verranno poi processati dal sistema digitale.cite-ref-pmid27124801-56-1[55] Tale metodica necessita di un ulteriore perfezionamento e una più ampia validazione in grandi mwa3ycoorti di pazienti non selezionate, ma la sua utilità sarà tanto maggiore quanto più sarà introdotta nella pratica clinica, sostituendosi, potenzialmente, a esami molto più invasivi e costosi.cite-ref-pmid27124801-56-2[55]

L'utilità dell'ECG risulta evidente nel monitoraggio e nella diagnosi medica sia per quanto riguarda situazioni normali, sia nella gestione di situazioni patologiche derivanti da cause fisiche, chimiche, fisiologiche o patologiche. L'obiettivo generale è quello di ottenere informazioni sulla struttura e sulla funzione del cuore. Gli usi medici di queste informazioni sono molteplici e utili nella pratica clinica quotidiana.cite-ref-lelettrocardiogramma-29-1[28] Si riportano solo alcune delle indicazioni che richiedono l'esecuzione di un elettrocardiogramma:

• controllo della mwa4ofrequenza cardiaca,

• valutazione del mwa4writmo cardiaco, se le aritmie sono percepite mediante il mwa40polso arterioso o sintomi come le mwa44palpitazioni,

• monitoraggio di aritmie cardiache note,

• screening della mwa5ecardiomiopatia ipertrofica nei soggetti che si accingono a praticare mwa5isport a livello agonistico,

• monitoraggio degli effetti di un mwa5qfarmaco sul cuore (ad es. mwa5uprolungamento del QT indotto da mwa5yfarmaci),

• valutazione della presenza di eventuali slivellamenti del tratto isoelettrico (ad esempio uno slivellamento del mwa5gtratto ST può essere indice di ischemia miocardica),

• alterazioni delle varie onde elettriche che possono indicare anomalie morfologiche delle camere cardiache.

• Ritmi atriali:

• Ritmi ventricolari:

• mwbceSindrome coronarica acuta:

• mwbfyIschemia: produce un sottolivellamento o un sopralivellamento del segmento ST, a seconda se la lesione sia intramurale, coinvolga cioè solo la porzione interna del miocardio o transmurale che attraversa l'intero spessore del mwbfcmiocardio. L'ischemia talvolta può non essere associata a una modificazione immediata del mwbfgtratto ST nelle prime ore dalla insorgenza sintomatologica per cui l'elemento diagnostico deve essere sempre interpretato da specialisti e integrato dal dosaggio enzimatico. Il sovra- o sottolivellamento di ST è spesso associato all'inversione dell'mwbfkonda T, che rappresenta la "memoria elettrica" della recente ischemiacite-ref-59[58].

cite-note-3N 1. ↑ L'abbreviazione «EKG», derivata dal mwbgytedesco mwbgcElektrokardiogramm, entrò nell'uso soprattutto negli mwbggStati Uniti dall'inizio del XX secolocite-ref-1[1], quando la medicina tedesca era all'avanguardia nello studio della metodica. Al giorno d'oggi, il manuale di stile dell'mwbg0American Medical Association (mwbg4AMA Manual of Style: A Guide for Authors and Editors) che influenza buona parte delle pubblicazioni mediche statunitensi, prescrive la sigla «ECG» invece di «EKG».cite-ref-2[2] Le due sigle in uso sono comunque derivate dalle indicazioni del mwbhmNew Latin-International scientific vocabulary, che unì elektro- (affine a electro-) a kardi- (affine a cardi-), derivando quest'ultimo dal mwbhqgreco antico mwbhuκαρδία, -αςmwbhymwbhc?, mwbhkkardía, -as, "mwbhocuore").

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