Attività elettrica del cuore

Design di un ECGPrima di addentrarci nella elettronica vediamo come vengono prodotte  attività elettriche dai muscoli cardiaci con tensioni nell'ordine di centinaia di microvolt. Il segnale generato ha un ampiezza molto bassa e presenta del rumore elettrico significativo. Due fattori da tenere in mente nel design di un monitor per ECG. Questo segnale rappresenta l'elettrocardiogramma è molto utile nella diagnosi di aritmie cardiache, anomalie di conduzione, ipertrofia ventricolare, infarto miocardico e altre malattie cardiache.


Animazione di una traccia ECG normale
Questa animazione è una traccia ECG normale. È tratto da Wikipedia


Il nostro cuore sotto forma di segnale...



Come detto il cuore ha un'attività elettrica relativa alla depolarizzazione ripolarizzazione del miocardio, che accompagna il flusso sanguigno. Questa attività elettrica è la fonte della nostra capacità di misurare il battito cardiaco con mezzi elettronici. L'impulso elettrico inizia nel nodo seno-atriale e scorre in primo luogo attraverso gli atri, raggiungere il nodo atrio-ventricolare e generare la contrazione dell'atrio. Dopo di che, vi è una pausa e la corrente passa attraverso il suo fascio verso i ventricoli, generando la contrazione. Infine, arriva corrente alle fibre di Purkinje e avviene la ripolarizzazione ventricolare.















Vediamo brevemente le sei fasi:

Atrium begins to depolarize

Il ciclo inizia dalla parte alta del cuore dove ci sono le due cavità chiamate atri
La depolarizzazione degli atri provoca onda P. La contrazione non è molto forte provocando un segnale con un ampiezza ridotta e una durata tra i 60 e 120 millisecondi. 






Atrium depolarizes

In questa fase lo stimolo elettrico depolarizza il cuore, permetto agli atri di contrarsi. Pertanto otteniamo un segnale piatto fino alla prossima onda Q che è negativa.






Ventricles begin to depolarize at apex. Atrium repolarizes.

Le tre onde QRS in sequenza corrisponde alla depolarizzazione dei ventricoli. L'onda Q è negativa e di piccole dimensioni, e corrisponde alla depolarizzazione del setto interventricolare; la R ha un picco positivo molto elevato, e corrisponde alla depolarizzazione dell'apice del ventricolo sinistro; la S è un'onda negativa anch'essa di piccole dimensioni.
In questa finestra avviene un onda di ripolarizzazione atriale che assomiglia a un'onda P inversa. Questa però non risulta visibile perché mascherata dalla depolarizzazione ventricolare QRS di maggior ampiezza.






Ventricles depolarize

Questa è una pausa senza attività elettrica e corrisponde alla depolarizzazione dei ventricoli sinistro.
La durata dell'intero QRS e questa pausa è compresa tra i 60 e 90 ms, prima che venga ripresa l'attività elettrica





Ventricles begin to repolarize at apex

Onda T è positiva la cui ampiezza è abbastanza variabile dove a volte può essere non rilevata. Inizia la ripolarizzare dei ventricoli.








Ventricles repolarize


Questa pausa viene postata a termine la ripolarizzare ventricolare
Onda U (non visibile nella figura che segue) non sempre visibile in un tracciato, è dovuta alla ripolarizzazione dei muscoli papillari.










Il periodo di tempo che va da QT rappresenta la sistole elettrica, cioè il tempo in cui avviene la depolarizzazione e la ripolarizzazione ventricolare. La sua durata varia al variare della frequenza cardiaca, generalmente si mantiene tra i 350 e i 440ms.










Ora il ciclo riprenderà...

Questo segnale deve essere catturato e analizzato. Vedremo nel design di un ECG e Holter come.




Le fonti per questa breve descrizione sono state prese consultando wikipedia e la nota applicativa AN4323  e la presentazione How to Create a Heart Rate Monitor and One-Lead EKG  della Freescale



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