Электрическое поле источника тока. Понятие о сумма ци и и разложении векторов

Электродвижущую силу (ЭДС) любого источника тока (оди­ночного мышечного волокна или целого сердца) можно зарегис­ трировать, устанавливая электроды не только на поверхности воз­ будимой ткани, но и в проводящей среде, окружающей источник. Это возможно благодаря существованию вокруг каждого источ— ника тока электрического поля (рис. 112). Диполь создает в окру­ жающей его среде силовые линии, идущие от положительного к отрицательному заряду диполя. По нормали к ним располагаются изопотенциальные линии с одинаковым положительным или от­ рицательным потенциалом. На границе между положительной и отрицательной половинами электрического поля располагается линия нулевого потенциала.

Помещая электроды в любые точки электрического поля, можно зарегистрировать разность потенциалов, несущую определенную информацию об ЭДС источника тока. Следует подчеркнуть, что основные закономерности формирования ЭГ, присущие одиноч­ному мышечному волокну, остаются справедливыми и для элек­ трического поля источника тока в целом и для формирования ЭКГ. Это означает, что конфигурация ЭКГ прежде всего будет зависеть от направления вектора диполя по отношению к элек­ тродам отведения, точнее по отношению к направлению оси элек­трокардиографического отведения. В рассматриваемых нами слу­ чаях осью однополюсного электрокардиографического отведения

можно назвать гипотетическую линию, соединяющую положи­ тельный электрод, расположенный в выбранной точке электри­ ческого поля, с электродом, расположенным в центре источника тока (в центре диполя), — отрицательный полюс отведения (см. рис. 1.12).

Однако оси электрокардиографических отведений могут рас­ полагаться в электрическом поле не только параллельно и пер­ пендикулярно направлению диполя, как в случаях, подробно опи­ санных нами в предыдущих разделах (см. позиции электродов № 1,3, 5 и 7 на рис. 1.12), но и под некоторым углом к нему (см позиции электродов № 2, 4, 6 и 8). Чтобы в этих случаях опреде­ лить величину и конфигурацию электрокардиографических ком­плексов, необходимо воспользоваться хорошо известным Вам из курса физики правилом разложения векторов.

Например, нас интересует, как будет выглядеть ЭКГ, зарегис­ трированная с помощью отведения с положительным электро­ дом, установленным в позиции № 8 на рис. 1.12. Для этого доста­ точно из конца реального вектора источника тока провести пер­ пендикуляр к оси электрокардиографического отведения № 8 и получить проекцию ЭДС источника тока на ось данного отведения. Поэтому суммарная электрическая активность, зарегистрирован­ ная а этом отведении, окажется положительной, и основным от­ клонением на ЭКГ будет положительный зубец R несколько мень­ шей амплитуды, чем при расположении электрода в позиции № 1, совпадающей с направлением реального вектора ЭДС.

Наоборот, в отведении, записанном с помощью положитель­ ного электрода, установленного в позиции № 4, вектор проеци­ руется на отрицательную половину оси отведения. Поэтому ос­ новным отклонением на ЭКГ является отрицательный зубец S .

Аналогичным способом можно определить конфигурацию элек­ трокардиографических комплексов при любом другом располо­ жении электродов (см. рис. 1.12).

В сердце одновременно (в каждый момент систолы) происхо­ дит возбуждение многих участков миокарда, причем направление векторов деполяризации и реполяризации в каждом из этих учас­ тков может быть различным и даже прямо противоположным (рис. 1.13, а). При этом электрокардиограф записывает некоторую сум­ марную, или результирующую, ЭДС сердца для данного момента возбуждения.

Теоретически можно представить себе три случая суммирова­ ния векторов и получения суммарного результирующего вектора:

1)  если два вектора источника тока направлены в одну сторону и параллельны друг другу, то результирующий вектор представля­ ет собой сумму векторов и направлен в ту же сторону (рис. 1.13, б);

2)             если два вектора источников тока направлены в противопо­ложные стороны, то результирующий вектор равен их разности и ориентирован в сторону большего вектора (рис. 1.13, в);

3) если два вектора источников тока направлены под углом друг к другу, то результирующий вектор (ЭДС) равен по величи­ не и направлению диагонали параллелограмма, сторонами кото­ рого являются два данных (1 и 2) вектора (рис. 1.13, г). При этом допускается, что оба вектора исходят из одной точки,

В заключение следует отметить, что существенное влияние на амплитуду электрокардиографических зубцов оказывает также рас­ стояние от исследующего электрода до источника тока. Величина зубцов ЭКГ обратно пропорциональна квадрату расстояния от электрода до источника тока. Это означает, что чем дальше распо­ ложен электрод от источника тока, тем меньше амплитуда зубцов комплексов электрокардиограммы. Однако при удалении элект­ родов более чем на 12 см от сердца дальнейшее изменение ампли­ туды зубцов оказывается ничтожным.