Khảo sát tín hiệu điện tim bằng thiết bị Biopac MP30

TS. Huỳnh Quang Linh, Trưởng khoa Khoa Học Ứng Dụng, trường Đại Học Bách Khoa TPHCM đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian làm khóa luận. Các thầy phòng thí nghiệm Kĩ Thuật Y Sinh trường Đại Học Bách Khoa TPHCM đã giúp đỡ em trong thời gian thực hành để hoàn chỉnh nội dung luận văn tốt nghiệp này. Tập thể thầy cô Khoa Vật Lí trường Đại Học Sư Phạm TPHCM đã chỉ bảo và cung cấp kiến thức khoa học cơ bản cho em trong suốt thời gian học tai trường. Các bạn học cùng khoa cũng như khác khoa đã cùng chia sẻ những khó khăn, giúp đỡ em nhiệt tình trong suốt thời gian qua. Cuối cùng em xin cảm ơn gia đình đã động viên giúp đỡ em về mặt tinh thần để em yên tâm trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn này. TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Trong những năm 60 của thế kỉ trước kỹ thuật điện tâm đồ đã được phát triển giúp cho việc chẩn đoán các bệnh lí tim mạch. Điện tâm đồ là đồ thị ghi lại các biến thiên của dòng điện do tim phát ra trong hoạt động co bóp. Máy ghi sóng điện tim ra đời với nhiệm vụ tiếp nhận, ghi lại tín hiệu điện tế bào do tim phát ra, trên cơ sở đó bác sĩ có thể chẩn đoán những bất thường của tim và một số bệnh lí về tim mạch. Ngày nay, ứng dụng những thành tựu của công nghệ thông tin và kỹ thuật số, thiết bị ghi sóng điện tim đã trở nên hiện đại hơn với nhiều tính năng và dễ dàng sử dụng, giúp cho việc ghi sóng điện tim nhanh chóng và chính xác. Đề tài đã xây dựng một quy trình thu nhận và khảo sát tính hiệu điện tim bằng thiết bị BIOPAC cũng như tổng hợp một tài liệu nhằm hướng dẫn người đọc quan tâm tiếp cận đến lĩnh vực này. Khảo sát tín hiệu điện tim bằng thiết bị BIOPAC MP30 cùng với phần mềm BIOPAC BLS 3.7, trên cơ sở đó xác định các thông số của tín hiệu điện tim nhằm thử nghiệm đánh giá đó là tín hiệu bình thường hay tín hiệu bệnh lí. Với mục tiêu trên, những nhiệm vụ chính đề ra đối với luận văn bao gồm: - Khảo sát cơ sở vật lý về điện tim và tín hiệu điện tim. Trình bày nguyên lý về điện sinh lý của điện tâm đồ. - Khảo sát thiết bị BIOPAC MP30 và khả năng thu nhận tín hiệu điện tim trong phòng thí nghiệm. - Khảo sát phần mềm BIOPAC BLS 3.7 và các chức năng xử lý tín hiệu y sinh. - Thực hành đo thực nghiệm điện tim cho một số trường hợp, xử lý và đánh giá tín hiệu các trường hợp chọn lọc. CHƯƠNG I MỞ ĐẦU 1.1) Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài: Trong thời đại ngày nay, kinh tế phát triển cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật làm cho đời sống người dân ngày càng tiện nghi. Tuy nhiên mặt trái của sự phát triển đó là cuộc sống ngày càng căng thẳng làm tỉ lệ người mang các chứng bệnh tim ngày càng cao như nhồi máu cơ tim, hở van tim, rung thất, rung nhĩ…ngày càng nhiều. Đây là các chứng bệnh rất nguy hiểm có thể gây tử vong hoặc các biến chứng nguy hiểm nếu không phát hiện kịp thời và chữa trị kịp thời. Những bệnh này còn gây tác hại về mặt kinh tế cho những gia đình có người mắc bệnh, nếu xét trên bình diện quốc gia thì những tổn thất về kinh tế là rất lớn. Trong những năm 60 của thế kỉ trước kỹ thuật điện tâm đồ đã được phát triển giúp cho việc chẩn đoán các bệnh lí tim mạch. Điện tâm đồ là đồ thị ghi lại các biến thiên của dòng điện do tim phát ra trong hoạt động co bóp. Máy ghi sóng điện tim ra đời với nhiệm vụ tiếp nhận, ghi lại tín hiệu điện tế bào do tim phát ra, trên cơ sở đó bác sĩ có thể chẩn đoán những bất thường của tim và một số bệnh lí về tim mạch. Khi mới ra đời máy ghi sóng điện tim đơn giản chỉ là máy vẽ biểu đồ mà các tín hiệu thu vào là tín hiệu điện tim. Sau khi được máy thu nhận, các tín hiệu sẽ được ghi lại trên giấy ghi nhiệt biểu thị dưới dạng sóng. Ngày nay, ứng dụng những thành tựu của công nghệ thông tin và kỹ thuật số, thiết bị ghi sóng điện tim đã trở nên hiện đại hơn với nhiều tính năng và dễ dàng sử dụng, giúp cho việc ghi sóng điện tim nhanh chóng và chính xác. Những thiết bị đó với những chức năng chuyên dụng dành riêng cho y bác sĩ phục vụ chẩn đoán được xem là những hộp đen với những module phần cứng lẫn phần mềm là know-how đặc thù của nhà sản xuất, mà trong đào tạo cũng như nghiên cứu cơ bản, người sử dụng khó lòng khai thác hoặc điều chỉnh sửa đổi theo những ý đồ tìm hiểu căn bản quá trình thu nhận tín hiệu cũng như xử lí chúng. Mặt khác, thiết bị đo điện tim giao tiếp với máy tính sẽ cho phép các bác sĩ theo dõi sóng điện tim của bệnh nhân một cách liên tục, nếu kết nối với Internet sẽ cho phép bác sĩ theo dõi từ xa, nhờ đó mà có thể phát hiện ngay lập tức những triệu chứng bất thường của tim, giúp quá trình lưu trữ dữ liệu bệnh nhân một cách có hệ thống nhằm dự báo hoặc tránh được các sai sót đáng tiếc. Tóm lại, thiết bị đo điện tâm đồ hiện đại bằng kĩ thuật số với sự hỗ trợ của máy tính trong xử lí tín hiệu điện tim là một trong những thiết bị chính xác không thể thiếu được trong lĩnh vực chẩn đoán y khoa. Để góp phần cho việc nâng cao tính năng và sự chính xác trong chẩn đoán bằng kĩ thuật số, việc nghiên cứu sự thu nhận và xử lí tự động tín hiệu điện tim vẫn là vấn đề thời sự và cần thiết. Thiết bị BIOPAC MP30 cùng với phần mềm BIOPAC BLS 3.7 là thiết bị và phần mềm chuyên dụng cho mục đích trên đã được sử dụng tại phòng thí nghiệm Kĩ thuật y sinh trường Đại học Bách khoa Tp. HCM trong việc nhận dạng và xác định chính xác vị trí của các sóng đặc trưng như sóng P, QRS, T - những đặc điểm có vai trò quan trọng giúp ta tính được các thông số tín hiệu điện tim nhằm đánh giá các triệu chứng tim mạch và các bệnh lí liên quan. 1.2) Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài: Với những cơ sở khoa học và thực tiễn nêu trên, mục tiêu của luận văn được đề ra là: khảo sát tín hiệu điện tim bằng thiết bị BIOPAC MP30 cùng với phần mềm BIOPAC BLS 3.7, trên cơ sở đó xác định các thông số của tín hiệu điện tim nhằm thử nghiệm đánh giá đó là tín hiệu bình thường hay tín hiệu bệnh lí. Với mục tiêu trên, những nhiệm vụ chính đề ra đối với luận văn bao gồm: - Khảo sát cơ sở vật lý về điện tim và tín hiệu điện tim. Trình bày nguyên lý về điện sinh lý của điện tâm đồ. - Khảo sát thiết bị BIOPAC MP30 và khả năng thu nhận tín hiệu điện tim trong phòng thí nghiệm. - Khảo sát phần mềm BIOPAC BLS 3.7 và các chức năng xử lý tín hiệu y sinh. - Thực hành đo thực nghiệm điện tim cho một số trường hợp, xử lý và đánh giá tín hiệu các trường hợp chọn lọc. Các nhiệm vụ trên được thực hiện nhằm xây dựng một quy trình thu nhận và khảo sát tính hiệu điện tim bằng thiết bị BIOPAC cũng như tổng hợp một tài liệu nhằm hướng dẫn người đọc quan tâm tiếp cận đến lĩnh vực này. CHƯƠNG II TỔNG QUAN 2.1)GIẢI PHẪU HỌC VÀ SINH LÍ TUẦN HOÀN: 2.1.1)Cấu trúc giải phẫu và chức năng tim. Hình 2.1: Cấu trúc giải phẫu của tim.  Sinus Node: Nút xoang, đây là nơi phát sinh xung động nhịp nhàng.  Atrium: tâm nhĩ.  Atrioventricular (A-V node): nút nhĩ thất là nơi xung động từ nhĩ tới dừng lại đó một chút rồi mới đi xuống thất.  Right Bundle Branch: bó Branch phải.  Left Bundle Branch: bó Branch trái.  Ventricle: tâm thất.  Bundle of His: bó His là nơi truyền xung động từ nhĩ đến thất.  Purkinje fiber: sợi Purkinje là nơi dẫn xung động khắp hai thất. 2.1.1.1) Đặc điểm cấu trúc chức năng tim:[1] Trái tim là một khối rỗng làm thành hai cái bơm riêng biệt ở hai nửa trái và phải của tim, áp sát nhau qua một cái vách dọc. Nặng khoảng 300g được bao bên ngoài bằng một bao sợi gọi là bao tim. Tim phải bơm máu lên phổi, còn tim trái bơm máu ra ngoại vi. 2.1.1.2) Sự phân buồng tim và van tim.[1] Mỗi bên tim có hai buồng: - Buồng trên gọi là nhĩ, có thành mỏng chủ yếu làm chứa máu. - Buồng dưới gọi là thất có thành dày là khối cơ lớn cung cấp lực chính đẩy máu vào động mạch. - Giữa nhĩ và thất của mỗi bên tim có van nhĩ thất chỉ cho máu đi một chiều từ nhĩ xuống thất chứ không cho đi ngược lại. Khi máu qua lỗ van đi xuống thì van mở, lá van áp vào thành thất. Khi thất co, áp suất ở thất làm van nhĩ thất đóng lại, máu không lộn trở về nhĩ được mà bị đẩy ra động mạch. Van nhĩ thất ở tim trái gọi là van hai lá, van nhĩ thất ở tim phải gọi là van ba lá. - Ở lỗ thông từ mỗi bên thất ra động mạch, có van động mạch. Bên trái là van động mạch chủ cho máu từ thất trái qua động mạch chủ ra ngoại vi nuôi cơ thể. Bên phải là van động mạch phổi cho máu từ thất phải đi lên phổi lấy oxi. Ở thì tâm trương, tim nghỉ không co bóp, các thất giãn ra, nhưng máu ở động mạch không lộn về thất được vì các van động mạch đóng lại, máu vẫn tiếp tục đi ra ngoại vi. 2.1.1.3) Sợi cơ tim:[1] - Sợi cơ tim là loại cơ vân có sợi actin và myosin có khả năng co ngắn rất giống cơ xương. Các sợi kết lại như một mạng lưới, sợi này tách khỏi sợi khác, rồi lại đan vào nhau, rồi lại chia ra. - Toàn bộ tim được cấu tạo bằng cơ tim. - Cơ tim là một hợp bào. Sợi cơ tim gồm nhiều tế bào riêng lẻ song song, có nhánh nối sang nhau. Các đĩa tới chạy ngang qua cơ tim có điện trở rất thấp, chỉ bằng 1/400 so với điện trở qua màng ra ngoài sợi cơ tim. Điện trở thấp vì màng tế bào lẫn nhau tạo thành những chỗ nối tế bào nọ sang tế bào kia. Đó là những chỗ nối có tính thấm cao, cho các ion dễ dàng khuếch tán qua. - Với cấu trúc này cho phép ion di chuyển dễ dàng dọc theo sợi cơ tim. Nhờ đó điện thế hoạt động chạy từ tế bào này sang tế bào khác. Vậy cơ tim là tập hợp tế bào đan vào nhau, khiến cho khi một tế bào hưng phấn thì điện thế hoạt động của nó lan ra khắp mọi tế bào của màng lưới sợi cơ tim đó. - Tim có hai khối hợp tế bào: + Hợp bào nhĩ làm các vách của hai nhĩ. + Hợp bào thất làm các vách của hai thất - Điện thế hoạt động được truyền từ khối hợp bào nhĩ xuống khối hợp bào thất, hoàn toàn chỉ do một hệ dẫn truyền đặc biệt gọi là nhĩ thất, viết tắt là bó A-V ( A: atrium: nhĩ; V: ventricle: thất). 2.1.1.4) Hệ nút của tim: - Tim có một hệ sợi cơ đặc biệt, thực hiện chức năng phát sinh hưng phấn và dẫn truyền sóng hưng phấn gọi là hệ nút hay hệ hưng phấn – dẫn truyền. 2.2) CHU KÌ HOẠT ĐỘNG CỦA TIM: Một chu kì hoạt động của tim gọi tắt là chu kì tim hay chu chuyển tim là một vòng hoạt động kể từ một lần tim đập đến lúc lại bắt đầu đập lần sau. 2.2.1) Phát sinh điện thế hoạt động nút xoang: Nút xoang nằm ở nhĩ phải, thành phía trên và bên, nơi tĩnh mạch chủ trên đổ vào nhĩ. Sóng điện thế tỏa nhanh ra khắp hai nhĩ, qua màng liên nhĩ đến nút nhĩ thất. đến nút nhĩ thất xung động lan truyền chậm lại 1/10 giây trước khi qua bó A- V để xuống thất. Sự chậm lại này có ý nghĩa chức năng là đợi cho nhĩ thu xong hoàn tất việc chuyển máu từ nhĩ xuống thất thì mới đến lượt thất co để bơm máu ra hệ động mạch đi khắp cơ thể. 2.2.2) Trình tự các hiện tượng trong chu kì hoạt động của tim: Ba giai đoạn chính: nhĩ thu, thất thu và tâm trương toàn bộ. a) Nhĩ thu: là kết quả của sự lan tỏa sóng điện thế dẫn nhịp từ nút xoang ra toàn bộ hai nhĩ. Lúc này van nhĩ thất vẫn đang mở, nhĩ co đẩy nốt lượng máu khoảng ¼ từ nhĩ xuống thất, làm áp suất nhĩ và thất tăng lên tạo thành sóng a. Giai đoạn này kéo dài chừng 0.1 giây. b) Thất thu: là kết quả của co thất khi sóng điện thế lan khắp thất. Thất thu làm áp suất thất tăng vọt, điều đó làm thay đổi các tương quan áp suất và chia giai đoạn thất thu làm hai thời kì con: tăng áp và tống máu. Thời kì tăng áp bắt đầu từ lúc áp suất thất vượt áp suất nhĩ làm đóng van nhĩ thất và kết thúc là lúc áp suất thất vượt áp suất động mạch chủ làm mở van động mạch. Thời kì này rất ngắn, chỉ 0.02s đến 0.03s à còn gọi là thời kì đẳng tích. c) Tâm trương toàn bộ: là giai đoạn toàn tim nghỉ cả nhĩ lẫn thất, không có sóng điện thế nào làm co cơ. Giai đoạn này kéo dài 0.4s, bắt đầu lúc đóng van động mạch và kết thúc khi nhĩ sắp bắt đầu co. 2.2.3) Nguồn gốc điện thế màng tế bào – cơ chế điện học của tế bào tim: Hầu hết mọi tế bào của cơ thể đều có điện thế ở hai bên màng tế bào. Ngoài ra tế bào thần kinh và tế bào cơ có tính hưng phấn tức là có khả năng phát sinh những xung động điện hóa ở màng, những xung động đó truyền đạt tín hiệu dọc theo màng. a) Điện thế khuếch tán: Điện thế khuếch tán là điện thế màng được tạo ra do sự khuếch tán ion qua màng.  Giả sử đến một lúc màng chỉ thấm một loại ion là ion kali. Kali có xu thế khuếch tán ra ngoài, như vậy kali mang điện tích dương ra ngoài màng, để lại các ion âm bên trong. Sự phân li các điện tích đó làm xuất hiện một hiệu điện thế kéo các ion kali mang điệnt ích dương trở về phía trong màng. Trong khoảnh khắc thời gian, điện thế đát tới mức ngăn không cho ion kali ra ngoài màng nữa, tuy nồng độ kali bên trong tế bào vẫn cao hơn bên ngoài.  Giả sử lúc này có tình huống tương tự như trên, nhưng thay vì cho ion kali, lần này là ion natri nồng độ cao ngoài màng, lúc này màng chỉ thấm ion natri. Sự khuếch tán ion natri tạo điện thế màng trái dấu với trường hợp ion kali, tức là âm ngoài màng, dương trong màng. Điện thế tăng vọt lên đến giá trị đủ ngăn không cho ion natri khuếch tán vào nữa, lúc này điện thế 61mV, điện tích dương ở bên trong màng. b) Điện thế nghỉ:  Từng tế bào có khả năng bị kích thích sẽ duy trì trạng thái ổn định giữa hai môi trường trong và bên ngoài màng tế bào. Nếu lấy trạng thái ngoài màng tế bào làm gốc thì điện thế trong màng ở trong khoảng -50mV đến -100mV.  Màng ở trạng thái nghỉ cho thấm rất ít các ion Na+ còn cho tự do thẩm thấu với K+ và Cl-. Tính thấm của màng đối với màng K+ và Cl- gấp hơn 50 đến 100 lần so với Na+. Nồng độ K+ bên trong cao hơn bên ngoài màng tế bào. Chính sự chên lệch nồng độ này tạo ra gradient tạo lực làm K+ khuếch tán từ trong ra tế bào. Sự di chuyển này làm mất ion dương trong màng và tăng ion dương ngoài màng. Kết quả là bên ngoài màng tế bào sẽ có điện thế dương hơn bên trong và tạo ra một hiệu điện thế. Sự dư ion dương bên ngoài và ion âm ở bên trong làm chúng hút nhau tạo ra hai vùng chứa hai loại ion trái dấu bên trong màng và bên ngoài màng và tạo thành một tụ điện. xuất hiện một điện trường hướng vào trong tế bào. Ion K+ chịu một lúc hai lực ngược chiều nhau: lực điện trường hướng vào bên trong và lực gradient hướng ra ngoài. Đến một lúc nào đó hai lực cân bằng nhau. Điện thế màng là điện thế mà tại đó sự cân bằng được duy trì và được gọi là cân bằng điện thế cho ion K+. Công thức tính điện thế màng được cho bởi hệ thức NERST        iinF R    00 ln061.0ln Trong đó: T=370C n là hóa trị của nguyên tố R là hằng số Avogadro, F hằng số Faraday.    ivà  0 là nồng độ của ion kali ở ngoài và trong tế bào. Khi bên trong màng tế bào có thêm các loại ion khác như có 2 ion dương hóa trị I là Na và K, một ion âm hóa trị I là Cl thì điện thế màng được tính bởi phương trình Goldman: 0 0 0 . . . ( ) 61.log . . i i i Na Na K K Cl Cl Na Na K K Cl Cl C P C P C P EMF mV C P C P C P.                  Trong đó : P là tính thấm của màng đối với mỗi ion. CI là nồng độ của ion bên TRONG màng. C0 là nồng độ của ion bên ngoài màng. EMF : là lực điện động tức điện thế. Ngoài ra để duy trì sự ổn định điện thế trong và ngoài màng tế bào còn có một hệ thống bơm đẩy Na+ và K+. Cứ mổi vòng bơm có ba ion Na+ đi ra ngoài màng và hai ion K+ đi vào trong màng, tạo ra một hiệu điện thế âm ở trong màng. Như vậy các yếu tố ảnh hưởng đến dòng ion là lực khuếch tán, lực điện trường hướng vào trong, cấu trúc màng tế bào và cơ chế vận chuyển tích cực ion ngược chiều với gradient. c) Điện thế hoạt động:[3]  Điện thế hoạt động là quá trình biến đổi rất nhanh của điện thế màng lúc nghỉ. Mỗi điện thế hoạt động biến đổi bằng sự biến đổi đột ngột từ điện thế âm lúc nghỉ sang điện thế dương của màng, rồi quay trở lại cũng rất nhanh trở về điện thế âm.  Nguồn gốc của điện thế hoạt động là sự thay đổi tính thẩm thấu của màng tế bào đối với các loại ion Na+, K+ phụ thuộc vào thời gian và điện áp.  Các giai đoạn hoạt động của điện thế hoạt động: + Giai đoạn khử cực: Màng đột nhiên trở thành rất thấm ion Na+ làm cho một lượng lớn ion Na+ ùa vào bên trong sợi trục nơron. Trạng thái cực hóa ở -90mV bị mất, điện thế chuyển nhanh sang điện thế dương. Hiện tượng này gọi là khử cực. Ion Na+ dồn vào bên trong tế bào làm điện thế tăng từ: -90mV đến 0mV. Ở những sợi thần kinh lớn có hiện tượng “ quá đà” tức còn đạt giá trị dương. + Giai đoạn tái cực: Trong khoàng vài phần vạn giây sau khi màng tăng vọt tính thấm với ion Na+ thì kênh Na+ đóng lại, kênh K+ mở rộng ra, K+ khuếch tán ra ngoài tái tạo lại trạng thái cực hóa lúc nghỉ do đó gọi là giai đoạn tái cực. Điện thế nghỉ của màng cũng được tái tạo lại với trị số -90mV. + Hậu điện thế dương: Sau giai đoạn tái cực điện thế màng không chỉ trở về mức điện thế lúc nghỉ (-90mV) mà còn trở thành âm tính hơn nữa (-100mV) trong vài miligiay.  Nguyên nhân của điện thế hoạt động: là sự thay đổi hoạt động của các kênh và bơm trong đó có vai trò kênh natri, kênh kali, và vai trò của các ion khác. d) Điện thế tim: Tế bào tim cũng giống như nhiều tế bào khác ở trạng thái bình thường năng lượng được dùng để duy trì trạng thái giàu kali và nghèo Natri ở môi trường bên trong tế bào so với trạng thái nghèo kali giàu natri ở bên ngoài màng tế bào. Do có sự không cân bằng nồng độ đó dẫn đến màng tế bào tồn tại một điện thế tĩnh khoảng -90mV bên trong so với bên ngoài. Khi tế bào bị kích thích (có thể bằng dòng điện), các tế bào màng tế bào thay đổi theo chu trình với pha thứ nhất là độ thẩm mạnh natri, dòng natri này đúng tạo ra dòng điện và trong khi chuyển tiếp tế bào về cơ bản có tính chất như nguồn lưỡng cực điện. Dòng natri chuyển tiếp này chịu trách nhiệm về dòng mạch điện nội tại vốn liên kết các tế bào lân cận và có tác dụng như tác nhân khởi phát hoạt động của chúng. Theo cách này, hoạt động của tế bào tim sẽ được mở rộng mật tiếp với tế bào lân cận. Ngoài tế bào cơ tim, các tế bào nút xoang nhĩ tồn tại ở nút SA. Trong khi thế nghỉ có thể được duy tri vô hạn ở những tế bào bình thường thì đối với các tế bào nút xoang nhĩ thế qua màng tự phát tăng cho tới khi đạt được ngưỡng kích thích, làm tăng thế tác động. Như vậy các tế bào nút xoang nhĩ là những tế bào tự kích thích. Các dao động của chúng truyền tới các tế bào lân cận bằng các dòng mạch nội tại và theo cách đó sự kích thích tuần hoàn được thiết lập ở mọi phần của tim. Sự truyền điện của cơ qua da và khả năng kích thích tuần hoàn của tim là cơ sở của ECG. Bằng cách đo điện thế ở một số điểm trên cơ thể ta có thể xác định được tình trạng của tim – đó chính là đặc điểm cơ bản của ECG. 2.3) ĐIỆN TÂM ĐỒ: 2.3.1) Sơ lược lịch sử:[3] 1887: điện tâm đồ được phát minh lần đầu tiên bởi Waller. 1903: Tiến sỹ W.Einthoven chế tạo ra chiếc máy ghi điện tâm đồ lần đầu tiên. 2.3.2) Sự hình thành điện tâm đồ:[3] Tim hoạt động được nhờ một xung động truyền qua một hệ thống thần kinh tự kích của tim. Đầu tiên xung động đi từ nút xoang tỏa ra cơ nhĩ làm cho tâm nhĩ khử cực trước. Tâm nhĩ khử cực trước đẩy máu xuống tâm thất, tiếp đó nút nhĩ thất tiếp nhận xung động truyền qua bó His xuống thất làm thất khử cực, lúc này thất đã đầy máu sẽ bóp mạnh đẩy máu ra ngoại biên. Hiện tượng nhĩ và thất khử cực trước và sau như vậy chính là để duy trì quá trình huyết động bình thường của hệ thống tuần hoàn, đồng thời chia điện tâm đồ ra làm hai phần: nhĩ đồ và thất đồ. Do đó tại hai điểm bất kì trên cơ thể khi đặt điện cực lên ta đều có thể thu được một điện thế động. với quy ước đặt điện cực dương bên trái quả tim còn điện cực âm bên phải quả tim thu được các dạng sóng điện tim.  Nhĩ đồ: ghi lại hoạt động của tâm nhĩ ( điện thế dương). Xung động đi từ nút xoang sẽ tỏa ra làm khử cực cơ tâm nhĩ, tạo nên các đợt sóng với hướng chung là từ trên hướng xuống và từ phải sang trái hình thành một điện thế dương. Khi cơ tâm nhĩ tái cực nó cũng phát ra một dòng điện có cực tính âm nhỏ nhưng vì lúc này xuất hiện khử cực tâm thất với điện thế mạnh hơn nên trên điện tâm đồ ta không thấy.  Thất đồ: ghi lại hoạt động của tâm thất. + Khử cực: Ngay khi nhĩ còn đang khử cực thì xung động đã bắt đầu truyền vào nút nhĩ thất xuống thất làm khử cực thất rồi truyền qua thân và hai nhánh bó His xuống khử cực thất. Khử cực thất bao gồm 3 làn sóng cao nhọn là Q, R, S biến thiên phức tạp nên gọi là phức bộ QRS. + Tái cực: Sau khi thất khử cực xong sẽ qua một thời kì tái cực chậm, không thể hiện trên điện tâm đồ bằng làn sóng mà chỉ là đường đẳng điện gọi là đoạn ST. Tái cực tiến hành từ vùng điện dương tới vùng điện âm nên tuy nó tiến hành ngược chiều so với khử cực nó có vecto tái cực từ trên xuống dưới làm phát sinh một làn sóng dương gọi là sóng T. Ngay sau khi sóng T kết thúc có thể còn thấy một sóng chậm nhỏ oại là sóng U. Người ta cho rằng sóng U là một giai đoạn muộn của tái cực. 2.4) PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN TIM; 2.4.1) Điện trường của tim: Cơ thể con người là một môi trường dẫn điện, do đó dòng điện do tim phát ra được truyền đi khắp cơ thể, tới da biến cơ thể thành điện trường của tim. Nếu ta đặt hai điện cực lên bất kì hai điểm nào của cơ thể có điện thế khác nhau ta sẽ thu được dòng điện thể hiện điện thế giữa hai điểm đó gọi là một chuyển đạo hay một đạo trình. Đường thẳng nối hai điểm đặt điện cực trên cơ thể gọi là trục chuyển đạo. 2.4.2) Các chuyển hai cực chi:[7] Ở loại chuyển đạo này cả hai điện cực đều là điện cực thăm dò và điện thế ghi được là hiệu điện thế giữa hai điểm đặt điện cực trên cơ thể. Hình 2.2: các chuyển đạo hai cực chi Chuyển đạo hai cực chi còn được gọi là chuyển đạo thông dụng hay chuyển đạo cổ điển của Einthoven. Loại này gồm có ba chuyển đạo đánh dấu bằng các số La Mã I, II, III. Đạo trình I: điện cực ở tay phải nối với cực âm của máy ghi điện tim. Điện cực ở tay trái nối với cực dương. Đạo trình II: điện cực ở tay phải nối với cực âm. Điện cực ở chân trái nối với cực dương. Đạo trình III: điện cực ở tay trái nối với cực âm. Điện cực ở chân trái nối với cực dương. * Theo quy ước quốc tế, điện thế tay phải đánh dấu bằng VR. Điện thế tay trái đánh dấu bằng VL và điện thế chân trái đánh dấu bằng VF. Do đó từ khái niệm trên ta có thể viết:  VL – VR  VF – VR  VF VL   Ở các chuyển đạo này,các điện cực được đặt trên các khoảng cáh nhất định gần bằng nhau nếu kể từ tim. Hơn thế nữa về mặt điện học các chi đóng vai trò như một dây dẫn. Do đó điện thế gần như không đổi nếu các điện cực đặt gần nhau , ngay trên gốc các chi và ngay trên lồng ngực. Khi ấy nếu nối các điện cực lại ta sẽ có một tam giác đều. Tâm tam giác ấy là trái tim. Tam giác này được gọi là tam giác Einthoven.  Einthoven xem trái tim nằm ngay trọng tâm của một tam giác đều mà 3 đỉnh là vai phải , vai trái, đỉnh xương mu. Tam giác Einthoven được định hướng trong mặt phẳng trực diện của cơ thể do đó chỉ có hình chiếu của vecto điện học của tim trên mặt phẳng trực điện mới được khám phá bởi các chuyển đạo này.  Định luật Einthoven được phát biểu dưới dạng toán học như sau: Đạo trình 2 = Đạo trình 1 + Đạo trình 3. Nếu biết được hai đạo trình ta có thể xác định dạng tón học của đạo trình thứ ba.  Hình vẽ trên chỉ ra cách nhìn ra tam giác Einthoven. Ta có thể dịch chuyển trục ngang và trục dọc mà vẫn có cùng kết quả biểu diễn, điều đó cũng tạo điều kiện dễ dàng cho việc xác định trục chính của tim.  Điện thế hoạt động của tim tại bất kì thời điểm có thể biểu diễn bằng vecto. Trục chính của tim là tổng hợp của tất cả vecto xuất hiện trong chu kì tim. 2.4.3) Các chuyển đạo đơn cực:[7] Các chuyển đạo đơn cực có những ưu việt nhất định, bởi vì các chuyển đạo này cho phép ta giải thích những biểu hiện của điện tâm đồ phức tạp. Điều kiện để ghi các chuyển đạo đơn cực là một trong các điện cực phải hoàn toàn trung hòa nghĩa là điện thế của nó phải băng 0 hoặc gần bằng 0. Theo Wilson, các dây dẫn từ ba chi được nối lại với nhau ở một điểm. Khi đó mỗi dây sẽ có giá trỊ tương đương với một điện trở 5000 . Kết quả tính toán cũng như thực nghiệm cho thấy rằng điện thế của điện cực trung tâm bằng 0.  Theo hình 4: dòng điện tim cơ thể đi tới điện cực trung tâm (VT) qua tay phải  và từ đó trở về cơ thể qua tay trái và chân trái. 1 Theo định luật Kirchoff, ta có: 1 2 3     (1) Theo định luật Ohm ta lại có: 1 1 VR VT R   2 2 VT VL R   (2) 3 3 VT VF R   Thay (2) vào (1) ta có: 1 2 V R V T V T V L V T V F R R R     3 Nhưng R1 = R2 = R3 nên: 3 V R V L V FV T   Mặt khác ta biết rằng tam giác Einthoven với 3 đỉnh R, L, F là một tam giác đều và tâm ở tim nên ta có thể viết: VR 0VL VF   VT = 0 2.4.3) Các chuyển đạo đơn cực chi: Khi ta muốn nghiên cứu từng điểm thì ta phải biến một điện cực thành ra trung tính. Điện cực dương còn lại đặt lên vùng cần đo. Thông thường người ta đặt lên 3 vị trí sau: Cổ tay phải(VR), cổ tay trái (VL), chân trái (VF). Năm 1947, Golderberger cải tiến cách ghi của mìn bằng cách biến đổi điện cực trung tín. Cụ thể là điện cực trung tính hình thành chỉ bằng cách nối hai đầu dây dẫn từ chi. Còn dây dẫn từ chi thứ ba được coi như là điện cực thăm dò nối vào cực dương của máy ghi điện tim. Làm cho các sóng điện tim ở các chuyển đạo đó tăng biên độ lên gấp rưỡi mà vẫn giữ được hình dạng cũ ta gọi là các chuyển dạo đơn cực chi tăng thêm , ,aVR aVL aVF. 2 2 2 2 2 2 VL VR VFaVL VR VL VFaVR VF VL VRaVF       2.4.4) Các chuyển đạo trước tim:[3] Đây là các chuyển đạo đơn cực, cực trung tính nằm ở trung tâm, còn các điện cực thăm dò được gắn lên 6 vùng ở trước tim. V1: khoang liên sườn 4 bên phải. V2: khoang liên sườn 4 bên trái. V3: điểm giao giữa đường nối V2 và V4. V4: giao điểm của điểm nối giữa đường dọc đi qua điểm giữa xương đòn trái và xương đòn ngang. V5: giao điểm của đường nách trước với đường ngang đi qua V4. V6: giao điểm của đường nách giữa với đường ngang qua V4 và V5. V1 và V2 coi như điện cực thăm dò đặt lên vùng mặt thất phải gần khối tâm nhỉ do đó chúng có khả năng chẩn đoán các rối loạn điện học ở thất phải và khối tâm nhĩ. V5 và V6 ở thành ngực sát thất trái. V3 và V4 ở khu cực trung gian giữa hai thất, ngay trên vách liên thất nên được gọi là các chuyển đạo trung gian. Hình 2.3: các chuyển đạo trước tim 2.5) DẠNG ĐIỆN TIM ĐẶC TRƯNG: 2.5.1) Nhịp tim:[4] Nhịp tim hay tần số là số lần tim đập trong một phút. Kí hiệu là f. Có nhiều cách đo nhịp tim: 1) Dùng công thức: Đo khoảng RR, tính ra giây. Ví dụ: RR=0.75gy. Một phút có 60 giây, tim co bóp: 60 80 0.75  lần/ phút. 2) Phương pháp khác: Tìm một sóng R rơi đúng vào đường gạch đậm của giấy đo điện tim. Nếu sóng R tiếp theo cách sóng R trước:  1 ô lớn, tần số là 300 lần/ phút  2 ô lớn, tấn số là 150 lần/ phút  3 ô lớn, tấn số là 100 lần/ phút  4 ô lớn, tấn số là 75 lần/ phút  5 ô lớn, tấn số là 60 lần/ phút  6 ô lớn, tấn số là50 lần/ phút ( ghi theo tốc độ giấy là 25mm/gy) 2.5.2) Hình dạng của một sóng điện tâm đồ bình thường:[2] [6] Sự phát sinh điện tim là do quá trình khử cực và phân cực lại xảy ra trong tim ở trạng thái bình thường. quá trình này diễn ra phức tạp. từ nút xoang phát ra những sóng kích thích đi vào cơ nhĩ và dừng lại khoảnh khắc ở nút nhĩ thất. từ đó kích thích được lan truyền một cách nhanh chóng theo hệ thống dẫn truyền ( bó His và mạng Purkinger) đến nội tâm mạc. Vách liên thất được kích thích so với thành thất và sau đó kích thích được lan truyền từ trái sang phải. Kết quả tim bị phân cực, ở vùng đáy tim tích điện âm tối đa và mỏn tim tích điện dương tối đa. Về phương diện giải phẫu đáy và mỏn tim va trục tim đi qua hai cực đó. Hình 2.4:  Một điện tâm đồ bình thường với các sóng P, Q, R, S, T, U.  Sóng P:  Sóng khử cực.  Thời gian sóng P là thơi gian để khử cực lan từ nhĩ đến nút nhĩ thất. o Thời gian sóng P: 0.08 – 0.11 giây. o Biên độ sóng: 0.5 – 2.5 mm.  Sóng P dương ở , , , 3 6aVF V V   .  Sóng P âm ở aVR.  Sóng P thay đổi ở 2, , 1aVL V V  . Những bất thường thường gặp ở sóng P:  Cao có đỉnh hoặc rộng có khía hình chữ V.  Sóng P âm ở đạo trình II. Hình 2.5: vài ví dụ sóng P [6]  Khoảng PR: Hình 2.6: khoảng PR [6] Biểu hiện thời gian cần để xung động trên thất khử cực nhĩ, ngang qua nút nhĩ thất và tạo hệ thống dẫn truyền của thất.  Đo từ đầu sóng P đến phần đầu của phức bộ QRS (Q hoặc R) ở những chuyển đạo mặt phẳng trán có khoảng PR dài nhất.  Khoảng PR bình thường từ 0.12 – 0.20 s.  Khoảng PR thường ngắn hơn khi nhịp tim tăng và dài hơn khi nhịp tim chậm.  Những biểu hiện bất thường ở khoảng PR:  Khoảng PR dài hơn 0.20s: biểu hiện cản trở xung động qua chỗ nối AV. Sóng P liên kết với PR kéo dài có thể là bình thường hoặc bất thường.  Khoảng PR ngắn hơn 0.12s.  Khoảng PR bị thu ngắn lại. Hình 2.7: The PR interval consists of the P wave and PR segment[6]  Phức bộ QRS:  Biểu hiện sự khử cực thất.  Sóng Q: sóng âm đầu tiên sau sóng P và đi trước một sóng dương đầu tiên.  Sóng R: sóng dương đầu tiên sau sóng P.  Sóng S: sóng âm sau sóng R.  Sóng QS: sóng âm đơn độc không có sóng dương đi trước hoặc đi sau.  Sóng R’: sóng dương thứ hai sau sóng R.  Thời gian phức bộ QRS cho biết thời gian dẫn truyền trong thất, nên được đo ở chuyển đạo mặt phẳng trán có QRS rộng nhất. Thời gian bình thường < 0.10s.  Trục QRS: -300  +900.  Hình dạng: sóng Q khởi đầu biểu hiện sự khử cực vách nhìn thây ở hoặc , .aVF5, 6 à , aVL V V v    Thời gian hoạt động điện của thất được đo từ đầu của phức bộ QRS đến đỉnh của sóng R cuối cùng ở những chuyển đạo trước tim: < 0.035s ở bên phải: V1, V2. < 0.045S ở bên trái: V5, V6.  Những biểu hiện bất thường phức bộ QRS:  Khoảng thời gian của phức bộ QRS lớn h._.