Princípios Básicos da Eletrocardiografia

Princípios Básicos da Eletrocardiografia

Curso: "Eletrocardiograma - entendendo o traçado eletrocardiográfico"

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I --- PPPRRRINNNCCCÍÍÍPPPIOOOSSS BBBÁÁÁSSSICCCOOOSSS DA EEELLLEEETTTRRROOOCCCAAARRRDDDIOOOGGGRRRAAAFFFIAAA Autor: Dr. Alexandre Durand

1- INTRODUÇÃO

O primeiro eletrocardiograma (ECG) foi realizado em 1903 pelo Dr. Willem Einthoven, um médico alemão. Os primeiros registros já demonstravam a atividade elétrica atribuída aos átrios e ventrículos e o próprio Einthoven descreveu as deflexões P, QRS e T. Por este feito, este médico recebeu o merecido prêmio Nobel em 1924. Não há como negar que o eletrocardiograma é um dos exames de maior utilidade e praticidade em toda a medicina e certamente já ajudou diversos médicos a salvar um incomensurável número de vidas.

Embora o aparelho de Einthoven fosse grande, pesado (270 kg) e trabalhoso (eram necessários 7 operadores), o princípio básico era o mesmo dos aparelhos mais modernos de ECG. O dispositivo é capaz de detectar e amplificar os diminutos potenciais elétricos (da ordem de microvolts) que varrem o coração a cada batimento cardíaco. Este fenômeno elétrico é registrado em projeções padronizadas, às quais chamamos de “derivações”.

2- O SINAL ELÉTRICO CARDÍACO

como isto funciona, vamos primeiro relembrar algumas noções básicas sobre eletricidade

O que o eletrocardiograma mede é basicamente a variação cíclica do potencial elétrico na superfície cutânea corporal. A fonte geradora deste potencial elétrico é o coração. O nosso coração é uma verdadeira bateria elétrica! Para entender

2.1- POTENCIAL ELÉTRICO Para compreender o que é potencial elétrico, observe a figura 2 abaixo:

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A pilha (ou bateria) é um gerador elétrico, isto é, um dispositivo capaz de gerar energia elétrica. Todo gerador elétrico possui uma “força eletromotriz” (f.e.m.), que significa a “capacidade de energizar cargas elétricas” (apesar do nome, a f.e.m. nada tem a ver com “força”, fisicamente falando!). Chamamos de voltagem, ou diferença de potencial elétrico, a energia cedida a cada unidade de carga elétrica que passa pelo gerador. A unidade Volt (V) significa 1 Joule (J) de energia por Coulomb (C) de carga (1 V = 1 J/C). Por estarem ligados às extremidades, os terminais A e B apresentam a diferença de potencial elétrico (d.d.p) fornecida pela bateria, neste caso de 1,5 Volts.

Através dos fios condutores, a pilha puxa elétrons de A e empurra elétrons para B, produzindo um acúmulo de cargas elétricas de sinais opostos entre os terminais A e B. Esta diferença de carga elétrica é medida como diferença de potencial elétrico (d.d.p.), pois se depositarmos partículas de carga positiva em A, elas adquirem uma forte tendência para alcançar o terminal B, ou seja, estas partículas tornam-se energizadas (ganham energia potencial). Como a tendência natural das cargas positivas é de se deslocarem de A em direção à B, dizemos que o terminal A possui um potencial elétrico MAIOR do que o terminal B (VA > VB). Por isso, o voltímetro marca um potencial elétrico positivo (+1,5 V). Se trocarmos as ligações do voltímetro (figura 2), ele passará a marcar -1,5 V (potencial negativo), pois o terminal B tem um potencial elétrico menor do que o terminal A (VB < VA).

Sempre que surgir uma diferença de carga elétrica entre dois pontos do espaço, automaticamente aparecerá um potencial elétrico (ou, mais precisamente, uma diferença de potencial elétrico).

VOCÊ DECIDE: Na figura 3 abaixo, circule com a caneta qual é o maior potencial elétrico, ponto A ou B.

EM OUTRAS PALAVRAS

Potencial elétrico (voltagem) mede a tendência natural das cargas elétricas positivas de se deslocarem no sentido positivo negativo. O termo “potencial” mede apenas a tendência, ou seja, o potencial adquirido pelas cargas para se deslocarem. Elas só o farão se existir um caminho a percorrerem. Neste caso, o potencial elétrico produzirá uma Corrente elétrica. Enquanto o potencial elétrico é medido em Volts (energia potencial por unidade de carga, ou Joules por Coulomb), a corrente elétrica é medida em Ampères (fluxo de carga elétrica, em Coulombs por segundo).

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2.2- CAMPO ELÉTRICO

Vimos que a separação de cargas elétricas gera um potencial elétrico, medido em Volts. Porém, este potencial não precisa ser medido necessariamente numa linha reta que liga dois pontos. Por exemplo: na figura 4 abaixo, qual é o ponto de maior potencial elétrico, A ou B?

Se você chutou o ponto A, acertou em cheio! Perceba que o ponto A está mais próximo do terminal positivo do que do terminal negativo. Se segurarmos uma carga elétrica positiva no ponto A, perceberemos uma força puxando-a para direita. Por que isto acontece?

Isto ocorre, pois a interação entre duas regiões eletrizadas se transmite por todo espaço a sua volta. Em outras palavras, os terminais eletrizados induzem um campo elétrico em torno dos mesmos. Podemos representar este fenômeno utilizando linhas abstratas (linhas de campo) que sempre fogem do terminal positivo e procuram o terminal negativo, conforme mostrado na figura 5:

2.3- DIPOLO ELÉTRICO

O arranjo de cargas elétricas da figura acima é chamado dipolo elétrico, definido pela presença de cargas de sinais contrários e mesma intensidade, posicionadas perto uma da outra. Quando ligamos o voltímetro entre dois pontos próximos às extremidades do dipolo, sempre obteremos uma leitura diferente de zero. Abaixo, temos três dipolos semelhantes (figura 6), mas de diferentes inclinações em relação a esta página:

Agora fica mais fácil perceber que o potencial de A (VA) é maior que o potencial de B (VB). O que importa, na verdade, é a diferença VA – VB, que neste caso é de +1,5 V [confira a conta: +1,0 V – (- 0,5 V) = 1,0 V + 0,5 V = + 1,5 V]. Perceba também que o potencial de B (VB) é maior que o de C (VC) [confira a conta: - 0,5 V – (- 1,2 V) = 1,2 V – 0,5 V = + 0,7 V]. Em resumo, caminhando na direção das linhas do campo elétrico, o potencial vai sempre se reduzindo.

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Ligando o ponto A (próximo ao pólo positivo) à “entrada” do voltímetro, e o ponto B (próximo ao pólo negativo) à “saída” do voltímetro, obteremos sempre uma diferença de potencial positiva. Se invertermos as ligações, o voltímetro lerá uma diferença de potencial negativa.

A eletrocardiografia é explicada pela formação de infinitos micro-dipolos elétricos no miocárdio. Em cada instante da ativação elétrica cardíaca, o miocárdio apresenta uma “linha divisória” (frente de ativação), que separa uma superfície positiva de uma superfície negativa. Os campos elétricos dos micro-dipolos da frente de ativação se somam, constituindo um grande campo elétrico cardíaco, como se o miocárdio formasse um único mega-dipolo elétrico.

Podemos representar este fenômeno como na figura 7 abaixo:

Como vimos, o campo elétrico está presente no espaço em volta das cargas elétricas e dos dipolos elétricos. Podemos detectá-lo à distância da frente de ativação cardíaca, como você pode perceber na figura acima. É claro que a intensidade deste campo vai se reduzindo à medida que nos afastamos do dipolo (ou da linha de dipolos). No corpo humano, o campo elétrico cardíaco pode ser detectado na superfície cutânea, permitindo que o aparelho de eletrocardiograma seja capaz de registrar diferenças de potencial elétrico entre regiões da pele. Este é o princípio básico da eletrocardiografia! Observe a figura 8:

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ordem de grandeza

O paciente acima se encontra num determinado instante da ativação elétrica cardíaca. Observe que neste momento, surge um campo elétrico que se propaga pelos tecidos corporais e alcança a superfície da pele. Com isso, surgem pequenas diferenças de potencial elétrico entre as diversas regiões da pele, da ordem de miliVolts (mV). A grande façanha do Dr. Willem Einthoven (e colaboradores) foi a de perceber estas pequenas diferenças de potencial e registrálas através de um aparelho chamado “galvanômetro de fio” - um dispositivo capaz de detectar potenciais elétricos desta

2.4- Registro do potencial de superfície versus tempo

Durante a ativação elétrica do miocárdio, a cada batimento cardíaco, o coração é varrido por uma “frente de ativação” (conjunto de dipolos elétricos), cujo sentido e direção se modificam em frações de segundo. O aparelho de eletrocardiograma mede o potencial elétrico cardíaco no tempo. Uma pena magnética se move para cima e para baixo, de acordo com o potencial elétrico de cada instante (para cima: potencial positivo; para baixo: potencial negativo). Enquanto a pena se move, o papel é “puxado” numa velocidade específica (25 m/seg). O resultado é o aparecimento do traçado de ECG, que você já conhece (mas certamente irá conhecer com mais detalhes). Veja a figura

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO: 1) O que é potencial elétrico?

2) A presença de cargas elétricas de sinais contrários sempre produz uma diferença de potencial elétrico. Por quê? 3) Durante a ativação cardíaca, surgem diferenças de potencial. Como isto acontece? 4) O que é campo elétrico? Desenhe as linhas de campo entre duas cargas elétricas de sinais contrários. 5) O que é dipolo elétrico. Cite as três condições necessárias para caracterizar um dipolo elétrico. 6) Como se explica o surgimento de diferenças de potencial elétrico na superfície cutânea durante a ativação cardíaca? 7) O que faz um galvanômetro?

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