[심장] ECG (배경지식)

1.     배경 지식

1-1  심장의 주기능

심장의 주요한 기능은 두 순환계에 혈액을 퍼 올리는 것이다.

1)     폐 순환: 혈액에 산소를 공급하고 이산화탄소를 제거하기 위하여 폐를 거침.

2)     조직 순환: 세포에 산소와 영양분을 전달하고 이산화탄소를 제거함.

 

1-2   심장 박동에 대한 전기적이고 기계적인 절차

심장은 박동하기 위해서 세 종류의 세포가 필요하다.

1)     전기 신호를 만드는 리듬 생성기들(SA node 또는 일반적으로 심박 조율기)

2)     심박 조율기의 신호를 퍼뜨리는 도체들

3)     기계적으로 혈액을 퍼 올리는 수축성 세포들

심장은 전기적으로 탈분극과 재분극을 반복하는 특수한 심박 조율기 세포를 가지고 있다. 이 전기적 신호는 SA node에서 생성되고 특정한 전도성 길을 거쳐서 심실 근육에 전달된다. Intermodal pathway와 atrial fiber, AV node, bundle of His, 오른쪽과 왼쪽 bundle branch들, 그리고 Purkinje fibers.

탈분극의 전기 신호가 수축성 세포에 도달하면, 이것들은 기계적으로 수축(systole)한다. 재분극 신호가 심근 세포에 도달하면, 이것들은 기계적으로 이완(diastole)한다. 그래서 전기적 신호들은 심장의 기계적 운동을 일으킨다. 기계적 운동은 항상 전기적 사건에 뒤따른다.

SA node는 일반적인 심박 조율기인데, 이것은 각 전기적이고 기계적인 주기를 시작한다. SA node가 탈분극화 되면, 전기적 자극은 심방 근육을 통해 전달되고 근육을 수축하도록 한다. 그래서 SA node의 탈분극화 다음에는 심방 수축이 뒤따른다.

SA node의 신호는 intermodal fiber을 통하여 AV node에 전달된다. (탈분극화 신호는 심실에 곧 바로 전달되지 않는데, 그 이유는 심방과 심실을 분리하는 비전도성 세포가 있기 때문이다.) 이 전기적 신호는 AV node에서 약 0.20초 동안 심방이 수축할 때 지연된다. 그리고 나서 이 전기적 신호는 bundle of His, 오른쪽과 왼쪽 bundle branches, 그리고 Purkinje fiber들을 통하여 좌심실과 우심실에 전달된다. Purkinje fiber들은 전기 신호를 심실 근육에 곧바로 전달하고 심실들은 수축한다(심실 systole). 심실이 수축하는 동안, 심실들은 재분극하기 시작하고 탈분극 주기로 들어간다.

심장은 고유의 박동을 만들지만 심장 박동수(beat per minute or BPM)와 심장이 수축하는 힘은 자동 신경 시스템인 교감부와 부교감부에 의하여 변한다. 교감부(sympathetic)는 SA node의 민감도와 자동성을 높이므로 심장 박동수를 증가시킨다. 또한 심방실 전도 시스템을 지나는 전기 충격들의 전도도를 증가시키고 심방실이 수축하는 힘을 증가시킨다. 숨을 들이마시는 동안 교감부의 영향은 커진다. 부교감부(parasympathetic)는 SA node의 민감도와 자동성을 떨어뜨려 심장 박동수를 떨어뜨린다. 또한 심장의 전도도와 수축력을 감소시킨다. 부교감부의 영향은 숨을 내쉴 때 커진다.

 

1-3   Electrocardiogram (ECG)

심박 조율기에 의한 전기적 활동은 심장 근육을 움직이기 때문에 심장의 탈분극과 재분극의 ‘메아리들’이 나머지 인체에 전파된다. 몸의 다른 부분에 아주 민감한 전극 한쌍을 둠으로써, 심장의 전기적 활동의 메아리들을 감지할 수 있다. 이러한 전기 신호를 기록하는 것을 Electrocardiogram (ECG)라고 한다. ECG를 통하여 우리는 심장의 기계적 움직임을 추론할 수 있다. 전기적 활동성은 아래 그림과 같이 ECG 주기마다 다르다.

ECG는 심장 내의 변화를 진단하는데 유용하다. 하지만 운동하고 난 후 심장의 위치가 변하기 때문에, 우리는 이러한 전압 변화는 표준화 할 수 없다.

 

1-4   ECG의 구성 요소

심장의 전기적 사건(ECG)은 보통 P wave와 QRS complex, 그리고 T wave로 쪼개진 등전위 상의 패턴으로 기록된다. ECG의 wave 구성 요소뿐만 아니라, interval들과 segment들이 있다. 등전위 선은 심장의 탈분극과 재분극 순환에 전기적 활동의 시작점이고 ECG 전극들이 전기적 활동을 감지하지 못했음을 나타낸다. Interval은 wave나 complex들을 포함한 시간이다. Segment는 wave와 complex를 포함하지 않은 시간이다.

ECG 구성 요소		측정 영역	의미	기간 (s)	진폭 (mV)
W A V E S	P	등전위 선 상의 시작과 끝;	좌, 우심방의 탈분극화	0.07– 0.18	<0.25
	QRS complex	등전위 상에의 Q wave의 시작에서 S wave의 끝까지	좌, 우심실의 탈분극화. 심방의 재분극 또한 이 부분에 있지만 더 큰 QRS complex에 의하여 가려져 있음.	0.06- 0.12	0.10- 1.50
	T	등전위 선 상의 시작과 끝;	좌, 우 심실의 재분극화	0.10- 0.25	<0.5
I N T E R V	P-R	P wave의 시작에서부터 QRS complex 시작까지	심방의 탈분극화의 시작에서 심실의 탈분극화의 시작까지 걸린 시간	0.12- 0.20
	Q-T	QRS complex 시작에서부터 T wave의 끝까지	심실의 탈분극화의 시작에서부터 심실의 재분극의 끝까지 걸린 시간.	0.32- 0.36
	R-R	R wave의 최고치에서부터 다음 R wave의 최고치까지	연속적인 심실의 탈분극 사이에 시간	0.80
S E G M E	P-R	P wave의 끝에서 QRS complex의 시작까지	AV node에서부터 심실근까지 전도 시간	0.02- 0.10
	S-T	S wave 끝과 T wave 시작 사이	심실들이 더, 또는 덜 균등하게 흥분하는 재분극화의 초기 부분을 나타내는 시간	<0.20
	T-P	T wave 끝에서부터 다음 P wave의 시작까지	심실의 재분극화의 끝에서부터 심방의 탈분극까지 걸리는 시간	0.0- 0.40

 

[BEEL]- 안유진 Preliminary Report1 2015-10-15.docx