Conducting System of Heart & ECG

심장은 혈액을 전신에 순환시키는 펌프로서 2개의 Atrium과 Ventricle로 구성이 된다.

Definition

• 심근을 수축시키는 전기적 자극을 발생시키며 해당 자극을 심장 전체에 전달하여
• 심장이 혈액을 전신에 순환시키도록 수축 및 이완을 할 수 있도록
• Atrium에서 Ventricle로 impulse를 빠르게 전도하는 특수한 심근(Myocardia) 세포들로 구성된 시스템.

Components

1. Five Components

1. Sinoatrial node (SA node, 동방결절)
2. Atrioventricular node (AV node, 방실결절, Node of Tawara)
3. Atrioventricular bundle (of His) : His bundle
4. Right and left branches of bundle of His : 좌우 분지
5. Subendocardial Purkinje fibres

Right/Left ! 심장에서 전기전도가 이루어지는 경로의 주요 5가지 component.

2. Details

2.1. SA node (Sinoatrial node, 동방결절)

• 상대정맥과 우심방의 경계 부분에 있는 구조물
• 전기적인 자극(심방 흥분)을 반복적으로 자동 생성 (75회/분)
• SA node의 전기적 자극은 Atrial conducting fibers(심방 전도 섬유 or Internodal pathway)로 전달됨.

2.2. AV node (Atrioventricular node, 방실결절)

• Artium(심방)과 Ventricle(심실)의 경계 부근

2.3. Atrioventricular bundle of His (His-bundle or AV-bundle, 방실속)

• Atrioventricular node(방실결절)에 연결되어 뻗어나가는 부분으로 두꺼운 전선과 같은 구조
• 말단 부위에서 좌, 우로 나누어짐.
• 심근 조직임!

2.4. Right and Left branches : 좌우 속가지(or 분지)

• Left branch (좌 분지)는 다시 두 줄기로 분리되어 Left ventricle(좌심실)의 앞쪽과 뒤쪽에 분포
• Right branch (우 분지)는 한 줄기로 Right ventricle(우심실) 쪽으로 내려감.

2.5 Subendocardial Purkinje fibers

• 자극 전도계가 끝나고 이 부위에서부터 전기적 자극이 시작하여 심내막에서 심외막 쪽으로 진행됨.
• U-wave에서 재분극?
  • 실은 중간부 심근의 M-cell의 긴 탈분극 시간 때문에 늦어진 재분극에 의해 생성된 것. (1994, antzelevitch)

ECG

Electrocardiogram (ECG)는

• 심근(Myocardia)의 활동에 의해 발생되는
• 수 mV 이내 (보통, 1mV이내)의 전위차(심장 표면의 두 지점 사이, 활동 전위 아님)를
• 피부 표면 (주로) 혹은 체내의 측정점에서 검출하는 측정법

심근세포 내부는 외부기준 -90mV의 전위차를 가지도록 polarization(분극)되어 있을 때를 안정상태라 하고, impulse에 의해 흥분되면 세포막의 이온투과도가 변하여 외부기준 내부가 +20mV의 전위차로 바뀌게 되며 이 때를 depolarization(탈분극)이라고 함. ECG의 lead(전극)에 가까워지는 depolarization wave는 positive wave로 기록되고 멀어지는 depolarization wave는 negative wave로 기록됨. lead와 직교하는 depolarization wave는 편평하거나 매우 작은 wave로 기록됨. (reploarization wave의 경우는 반대로 기록됨.) 

위 그림은 ECG의 각 wave와 conduction system의 전도 순서와의 관계를 간략히 보여줌.
아래 그림은 좀 더 자세히 이를 정리한 것임.

1. P wave : Atrium의 depolarization(탈분극) 으로 인해 발생되는 wave (Atrium의 흥분으로 발생되는 wave). Atrium 내 전도 시간 0.06~0.1초
2. QRS complex : Ventricle(Left and Right)의 depolarization 으로 인해 발생. Venticular 수축기 초기에 나타남. 0.08~0.1초 (Q-R: 심실의 수축기(systole)의 직전, R-T: 심실의 수축기 초반(R에서 시작한다고 보면 됨)
3. T wave : Ventricle의 repolarization(재분극) 으로 인해 발생됨. Repolarization은 depolarization보다 느리게 진행되므로 QRS complex보다 낮은 높이와 긴 기간을 가짐. 0.2초
   • Atrium의 repolarization로 인한 파형은 크기가 너무 작아 QRS complex에 가려져 ECG에선 보이지 않음.

• PR interval (PR 간격) : Atrioventricle Nodal Conduction Time. SA node에서 AV node로 impulse 전도. 전도시간 0.12~0.2초
• PR segment (PR 분절) : His bundle에서 전류가 흐르는 기간. 방실 지연. 0.1초
• ST segment : Ventricle의 depolarization 종료 시점에서 repolarization 시작 전까지의 시간. 0.08초
• QT interval : Ventricle의 depolarization(시작)에서 repolarization 하는 동안의 시간. (0.4초 정도로 심실의 수축기(흥분기)이자 불응기임.)
  • 심실수축기(systole) 시작: QRS complex에서,
  • 심실수축기(systole) 종료: T wave 중.
  • 심실이완기(distole) 초기: T wave.
    

    

1. ECG 유도법

표준 유도

• Standard Limb Leads(표준사지유도), Bipolar Limb Leads(쌍극 유도)로 불림.
• 아래 그림과 같이 I, II, III이 있음.

사지 증폭 유도

• Augmented Unipolar LImb Leads
• 아래 그림과 같이 aVR, aVL, aVF

흉부 유도

• unipolar chest leads or precordial lead
• 심장에 가까운 가슴에 + lead들을 부탁하여 단극 유도로 심전도 측정.
• 아래 그림과 같이 V1부터 V6가 있음.

• V1 : 4번째 늑간(intercostal space, ICS)의 우측 흉골
• V2 : 좌측 흉골(가장자리 4번째 늑간)
• V3 : V2와 V4사이 (V2와 V4의 중간 부위)
• V4 : 5번째 늑간(ICS)과 좌측 쇄골 중앙선(Left Midclavicular line, Lt. MCL)이 만나는 지점.
• V5 : V4와 V6 수평선상 사이 (= V4와 수평인 anterior axillary line (전액 와선 부위, AAL) 부위)
• V6 : V4와 V5의 수평선상에서 겨드랑이 중앙 (=V4와 수평인 midaxillary line (중액 와선, MAL) 부위)

2. ECG 임상적 의미

다음의 조사, 확인 등이 가능.

• 협심증, 심근경색 등의 관상동맥 질환
• 심실 혹은 심방의 비대 or 확대
• 심방에서 심실, 심실 내 전도 장애
• 부정맥 (arrhythmia), bradycardia(서맥)와 tachycardia(빈맥) 구분
• 심근 허혈(myocardial ischemia) 혹은 심근 경색 등등