Electrocardiograma si respiratia la repaus dupa activitate fizica

Electrocardiograma si respiratia la repaus dupa activitate fizica

Electrocardiograma este un proces care masoara contractiile inimii folosind voltaje masurate de la electrozi pozitionati in parti diferite ale corpului.

In depolarizarea si repolarizarea muschiului cardiac sunt implicati ioni si molecule cu sarcini. Acestea pot fi molecule de potasiu, calciu, clor si molecule proteice cu sarcini. Suma potentialelor generate la depolarizarea si repolarizarea muschiului cardiac pot fi masurate de electrozi la suprafata pielii. Inregistrarea acestei activitati electrice a inimii se numeste electrocardiograma (EKG). Depolarizarea muschiului cardiac declanseaza contractia.

Celulele sistemului de conductie a inimii se vor depolariza spontan. Aceasta depolarizare spontana este cel mai vizibila intr-un grup de celule ale muschiului cardiac aflate in peretele de sus a atriului drept. Acest grup de celule se numeste pacemaker (nod sinoatrial). Depolarizarea pacemakerului genereaza un curent care duce la depolarizarea restului celulelor de muschi cardiac. Valul de depolarizare se deplaseaza de la atriul drept la cel stang asa de repede incat ambele se contracta in acelasi timp.

Atriile si ventriculele sunt izolate unele de celelalte de tesut care actioneaza ca izolatia de pe un cablu electric. Depolarizarea atriilor nu afecteaza in mod direct ventriculele. Exista un alt grup de celule in atriul drept, numit nodul atrioventricular, care vor conduce depolarizarea de la atrii printr-un grup de fibre conducatoare (numite Grupul His) spre ventricule. In peretele muscular al ventriculelor se afla fibrele Purkinje, care sunt un sistem special de fibre musculare care duc valul de depolarizare la toate partile ventriculelor aproape simultan. Acest proces cauzeaza o mica desincronizare, deci exista o mica pauza dupa ce se contract atriile pana se contracta si ventriculele. Deoarece celulele muschiului cardiac sunt conectate intre ele, acest val de depolarizare, contractie si repolarizare se imprastie de-a lungul muschiului inimii.

Cand o portiune a inimii este polarizata, si portiunea adiacenta este depolarizata, se creeaza un curent electric care se misca prin tot corpul. Acest curent are valoare maxima cand jumatate din inima este polarizata si jumatatea adiacenta nu este. Curentul scade cand raportul dintre tesutul polarizat si cel nepolarizat este mai mic de 1. Electrocardioagrama reprezinta suma tuturor potentialelor trimise de inima, asa cum sunt detectate pe suprafata corpului. Acesta nu masoara contractiile mecanice a inimii in mod direct.

Impulsul generat de nodul sinoatrial cauzeaza contractiile atriilor, fortand sangele in ventricule. La scurt timp dupa aceasta contractie, ventriculele se contracta din cauza semnalului primit de la atrii. Sangele paraseste ventriculele prin aorta si artera pulmonara. Polaritatea muschiului cardiac se intoarce la normal si ciclul incepe din nou.

Electrocardiograma

Electrocardiograma este un grafic al activitatii electrice a inimii. Un grafic tipic consta intr-o serie de forme de unda care apar intr-o ordine repetitiva. Aceste forme de unda se ridica de la o linie de baza numita linia izoelectrica. Orice abatare de la aceasta linie reprezinta activitate electrica.

Exista 5 abateri importante pe un EKG normal, si sunt notate cu literele P, Q, R, S si T. Un ciclul al inimii este reprezentat de un grup de forme de unda care incepe cu semnalul P, urmat de complexul QRS, terminandu-se cu semnalul T. Semnalul P reprezinta depolarizarea atriilor si este asociat cu contractia lor. Complexul QRS este compus din trei forme de unda. Prima abatare negativa este semnalul Q si este urmat de o abatere pozitiva numita semnalul R. Complexul se termina cu o abatere negativa numita semnalul S. Complexul QRS reprezinta depolarizarea ventriculelor si este asociat cu contractia lor. Repolarizarea atriala are loc in timpul depolarizari ventriculelor. Din acest motiv, forma de unda asociata cu repolarizarea atriala nu este detectabila pe un EKG. Ultima forma de unda este numita semnalul T, si este in general reprezentat de o abatere pozitiva. Forma de unda T indica repolarizarea ventriculara.

Muschii scheletici genereaza de asemenea energie electrica, acest lucru poate fi vazut ca eroare de muschi pe un EKG, daca pacientul isi misca mana cand este conectat la aparatul EKG. Secventa de la semnalul P la T reprezinta un ciclu al inimi iar numarul de ciclii intr-un minut este numit ritmul cardiac si are in general valoare de 70-80 de batai pe minut la repaos. Timpii tipici pentru portiuni ale EKG sunt:

intervalul P-R  0.12 - 0.20 s

intervalul QRS   < 0.1 s

intervalul Q-T    < 0.38 s

Echipament

Nova 5000

Analiza: Elixirul cristalin din Sare Analiza: Identificarea peroxidazei

Senzor EKG

Trei plasturi cu electrozi EKG

Spirometru (senzor de respiratie)

Pregatirea Experimentului

1. Lansati MultiLab

2. Conectati senzorul EKG la Input 1 (I/O-1) de pe Nova 5000

3. Conectati spirometrul la Input 2 (I/O-2) de pe Nova 5000

4. Apasati Logger in bara de meniu si apoi Preferences. Alegeti L/min in casuta pentru unitatile spirometrului.

5. Apasati Setup in bara de meniu si programati loggerul asa cum este specificat mai jos

Setarea Data Loggerului

Sensors:

Input1: EKG(0-5V)

Input2: Spirometer(+/-315 L/min)

Rate

100 samples per second

Samples

5000 samples

Procedura experimentala

. Aplicati cei trei electrozi EKG:

a. Pentru ca semnalul electric produs de inima si detectat la suprafata corpului este asa mic este foarte important ca plasturele electrodului sa faca contact perfect cu pielea. Stergeti zonele pielii unde vor fi aplicati plasturi cu un prosop de hartie pentru a elimina pielea moarta si sebumul.

b. Dezlipiti electrozii de pe hartia protectoare. Plasati primul electrod pe incheietura dreapta.

c. Plasati al doilea electrod cativa centimetrii mai sus de primul.

d. Plasati al treilea electrod pe interiorul incheieturii stangi.

e. Plasati fiecare electrod pe partea interioara a mainii. Firul electrodului trebuie sa atarne liber, fara sa indoaie plasturele.

f. Conectati micro-aligatorii la cei 3 electrozi

g. Conectati cele 2 fire etichetate R.A. (mana dreapta) la electrozii de pe mana dreapta.

h. Conectati firul L.A. (mana stanga) la electrodul de pe mana stanga.

. Tineti spirometrul in gura si respirati doar pe gura. In acest fel spirometrul va masura cu precizie cantitatile de aer respirat.

. Pozitionati-va in asa fel incat masuratoarea sa nu fie influentata de miscarea corpului. Electrozii sunt foarte sensibili la miscare.

. Apasati Run pentru a incepe inregistrarea datelor.

. Salvati datele cu Save.

. Executati cateva exercitii fizice si repetati pasii 4-5.

Analiza datelor

In graficele de mai jos EKG-ul este reprezentat in rosu iar spirometrul este reprezentat cu albastru.

1. Calculati rimtul cardiac in cele 2 situatii (repaos si dupa exercitii). Folositi primul cursor si al doilea cursor pentru a masura intervalul de timp intre 10 cicluri.

2. De exemplu, din graficele de mai sus, am calculat ritmul cardiac la repaos.

1/dt = 0.13Hz*600  = 78 batai/minut

3. Si dupa efortul fizic.

1/dt = 0.19hz = 114 batai/minut

4. Masurati parametrii EKG pentru ambele situatii.

7. Masurati rata respiratiei atat la repaos cat si dupa efort fizic.

8. Masurati volumul de aer respirat atat la repaos cat si dupa efort.

a. Spirometrul masoara rata respiratiei in L/min. Modalitatea de a masura volumul de aer intr-un ciclu de respratie este de a calcula integrala unui ciclu de respiratie daca unitatile spirometrului sunt L/s. Dupa care se masoara rata respiratiei in L/s. Apasati Logger apoi Preferences, in casuta pentru unitatile spirometrului alegeti L/sec. Repetati pasii 2-5 ale procedurii experimentale.

b. Folositi cursoarele pentru a selecta jumatate din ciclul respiratiei.

c. Apasati Analysis apoi Integral.

d. Suprafata este volumul de aer respirat

Mai multe sugestii

1. Puteti masura EKG si parametrii respiratiei in diverse pozitii (stand in picioare, stand jos, culcat)

2. Puteti masura diferentele dintre dumneavoastra si un prieten.

3. Puteti masura EKG si parametrii respiratiei intre o persoana tanara si una batrana.