61 Biológia laboratóriumi vizsgálatok a 11-12. évfolyamos tehetséggondozó program számára Tanulókísérlet B-068. Ajánlott évfolyam 11T. Emberi Elektrokardiográfia Idıtartam 50 perc K.Gy. Kötelezı védıeszközök Balesetvédelmi figyelmeztetések! Ügyeljünk a készülék épségére, tisztaságára. A mérések elıtt alaposan olvassuk el a készülék használati útmutatójának a mérésre vonatkozó részét. Szükséges eszközök Elektrokardiográf-készülék Vatta Törlıpapír EKG-gél Etanol-oldat Szükséges anyagok A vizsgálat menete Bevezetés: A szívizom mőködése során létrejövı elektromos változások a szív körül egy ciklikusan változó irányú és erısségő elektromos erıteret hoznak létre. Ez a szervezet szöveteinek jó vezetıképessége miatt elektromos potenciálkülönbséget hoz létre a testben. (Egy adott viszonyítási ponthoz képest mért elektromos feszültséget nevezünk elektromos potenciálnak. Elektromos potenciálkülönbség: ha egy elektromos mezı két pontja között eltérı értékő az elektromos potenciál.) Eme, a szívmőködés gerjesztette testfelületi potenciáloknak az idıbeni függvényét nevezzük elektrokardiogramnak, a megjelenítésére illetve rögzítésére szolgáló eljárást pedig elektrokardiográfiának. A milliméterpapírra rajzolt EKG-görbe függıleges tengelye a feszültséget (U(mV)), míg a vízszintes tengelye az eltelt idıt (t(s)) ábrázolja. A gyakorlat során az Einthoven-féle végtagelvezetést alkalmazzuk: a vizsgált személy csuklóira és bokáira helyezzük az elektródokat. Az így kapott bipoláris elvezetések: I.: jobb kar (- pólus) bal kar (+ pólus) II.: jobb kar (- pólus) bal láb (+ pólus) III.: bal kar (- pólus) bal láb (+ pólus) A jobb láb a földelés. (Bipoláris az elvezetés, ha a potenciálkülönbséget a testfelület valamely két pontja között mérjük.) A mérés: 1) Állítsuk be a készüléket a kívánt mérési módra: Standard elvezetés. Mindhárom elvezetés mérése. 25 mm/sec papíradagolás nyomtatáskor. Alapvonal szőrı bekapcsolása. (Lásd: Használati útmutató) 2) A vizsgálandó alany feküdjön le a hátára, helyezkedjen el kényelmesen. A végatgok lazán nyújtva legyenek. A karok a törzs mellett. 3) Töröljük le (zsírtalanítsuk) alkoholos vattával a csuklók és a bokák belsı részét! (A zsír szigetelı.) 4) Nyomjunk kevés gélt az elektródák belsı fémlapjára!
62 Biológia laboratóriumi vizsgálatok a 11-12. évfolyamos tehetséggondozó program számára 5) Helyezzük fel az elektródákat (csipesz szerőek) úgy, hogy a belsı fémlapocskák a csuklók illetve a bokák belsı részét érintsék! R: jobb kar, L: bal kar, N: jobb láb, F: bal láb A kijelzın ekkor már látni lehet a mérést. 6) Indítsuk el a nyomtatást, majd 5 másodperc múlva állítsuk le! 7) Tépjük le a papírt, jelöljük, hogy melyik 8) Ültessük fel a vizsgált személyt. 9) Ismételjük meg az 5-6 lépéseket! 10) Állítsuk fel a vizsgált személyt! 11) Ismételjük meg az 5-6 lépéseket! 12) Állítsuk át a készüléket csak a II. elvezetés mérésére. A lassú ki- és belégzés hatása: 1) Indítsuk el a mérést! Kérjük meg a vizsgált személyt, hogy a jelünkre kezdjen el lassan ki- és belélegezni, majd az őjabb jelünkre térjen vissza a természetes légzéséhez. 2) Indítsuk el a nyomtatást, majd 3 másodperc után jelezzünk a vizsgált társunknak, hogy kezdehti a lassú ki- és belégzést! 5 másodperc múlva újra jelezzünk neki, hogy visszaválthat természetes légzésre! 3 másodperc múlva állítsuk le a nyomtatást! 3) Tépjük le a papírt, jelöljük, hogy melyik Az izommunka hatása: 1) A vizsgált társunk 20 guggolása után rögtön indítsuk el a nyomtatást, majd 5 másodperc múlva álítsuk le! 2) Tépjük le a papírt, jelöljük, hogy melyik Egy érzelmileg hatékony szó hatása: 1) Indítsuk el a nyomtatást, majd rögtön mondjunk valamely érzelmileg a társunkra ható szót, mondatot. 2) 5 másodperc múlva állítsuk le a nyomtatást! 3) Tépjük le a papírt, jelöljük, hogy melyik Számítási, mérési feladatok Az EKG-görbe a szívciklust kísérı potenciálváltozások (hullámok) sorozatából áll. (A pozitívak az alapvonalhoz képest felfelé, a negatívak lefelé állnak.) 1) A mellékelt ábrák segítségével azonosítsuk be a kapott EKG görbén az egyes hullámokat.
63 Biológia laboratóriumi vizsgálatok a 11-12. évfolyamos tehetséggondozó program számára 2) Számítsuk ki a fekvı-ülı-álló testhelyzetnél kapott EKG-görbe alapján a szívfrekvenciát mindhárom elvezetésre! Ez nem más, mint az átlagos R-R távolság (átlagos periódusidı) reciproka: Szívfrekvencia [perc -1 ] = 60/RR [s] 3) Ábrázoljuk a kapott eredményeket (9 db) táblázatban! 4) Milyen következtetéseket tudunk levonni az eredményekbıl? (Melyik testhelyzetnél milyen a szívfrekvencia értéke? Mi lehet az eltérések oka?) 5) Rajzoljuk meg a szív elektromos tengelyét! Az elvezetések (I., II. és III.) a test elülsı síkjában egy egyenlı oldalú háromszöget képeznek (Einthoven-háromszög), amelynek a középpontjában van a feszültségforrás: a szív. (A különbözı elvezetések távosága a szívtıl nagyjából azonos, így ezen elvezetések tengelyébıl szerkeszthetó meg az egyenlı oldalú háromszög. Ez persze durva megközelítés, de a gyakorlatban jól alkalmazhatónak bizonyult.)
64 Biológia laboratóriumi vizsgálatok a 11-12. 12. évfolyamos tehetséggondozó program számára A szív elektromos tengelye vektorként ábrázolható. Ennek megszerkesztéséhez meg kell határoznunk az egyes elvezetések QRS-komplexusainak nagyságát.(lásd a mellékelt ábrákat.) Érdemes lehet kiválasztani a három legnagyobb R hullámmal rendelkezı komplexust, és ezekbıl számolni átlagot. A kapott értékeket felveszzük az egyenlı oldalú háromszög (nagyot érdemes rajzolni) oldalaira úgy, hogy kiindulásnak az oldalfelezı pontokat vesszük, és a pozitív pólus felé haladunk. Az így ábrázolt QRS komplexus nagyság-vonalak kezdı és végpontjaira merılegest állítunk. A keresett vektorunk talppontját az oldalfelezı merılegesek (kezdıpontokra állított merılegesek) ) metszéspontja adja. A vektor végpontját a QRS komplexus nagyság-vonalainak végpontjaira állított merılegesek metszéspontjában kapjuk meg. (Lásd a mellékelt ábrákat.) Ez a vektor a szív elektromos fıtengelye, ami közelítıleg leg megegyezik a szív anatómiai hossztengelyének állásával. 6) Állapítsuk meg, hogy a szív elektromos fıtengelyének szögállása a normális határain belül van-e! (A tengelyállást a vízszintes egyeneshez képest viszonyított szögfokban adják meg. Az óramutató járásával megegyezı irány a pozitív szögtartományt, az ellentétes irány pedig a negatív szögtartományt jelöli. 0-90 között normáisnak tekinthetı a szögállás. Ábra) )
65 Biológia laboratóriumi vizsgálatok a 11-12. évfolyamos tehetséggondozó program számára 7) Számítsuk ki a szívfrekvenciát a többi mérésnél is! 8) Milyen következtetéseket tudunk levonni az eredményekbıl? Forrás Fonyó Attila: Az orvosi élettan tankönyve Medicina Könyvkiadó Rt. 1999; 553-563. oldal. http:// physiology.elte.hu/gyakorlat/jegyzet/emberi%20ekg.pdf Kép: http://www.education.science-thi.org/edu_ecg/images/limbleads_480.jpg; http://www.ekg-interpretation.de/wordpress/wp-content/uploads/2011/01/einthoven3.png (módosítva Konéta György által) http://csm.jmu.edu/biology/danie2jc/ekg.gif (módosítva Konéta György által)