Bases físicas de la electrocardiografía
La actividad eléctrica del corazón genera un campo electromagnético complejo. La cadena de fenómenos físicos es la siguiente:
- Una corriente local variable en el tiempo crea a su alrededor un campo magnético variable.
- Un campo magnético variable induce en los tejidos corporales un campo eléctrico vorticoso (sus líneas de fuerza son cerradas y su magnitud es proporcional a la velocidad de cambio del campo magnético).
- Alrededor del corazón se forma un campo electromagnético unificado.
El ECG registra exclusivamente la componente eléctrica de este campo. Las corrientes de Foucault modifican las cargas en la superficie corporal, generando una diferencia de potencial. Dicha diferencia es registrada por el aparato en forma de ondas.
Para describir el campo se utiliza el concepto de vector eléctrico (VE), el cual caracteriza la intensidad de la componente eléctrica y se dirige del polo negativo al positivo. Debido a la compleja arquitectónica de las vías de conducción, el vector cambia constantemente de amplitud y dirección. La proyección de estos cambios instantáneos sobre las líneas que conectan los electrodos conforma el trazado del ECG.
Formación de las ondas y de la línea isoeléctrica
Las ondas en el ECG aparecen únicamente cuando se produce un proceso de cambio de carga: despolarización (excitación) o repolarización (recuperación). Para que el aparato registre una diferencia de potencial, una parte significativa de las fibras musculares debe estar involucrada en la excitación.
La línea isoeléctrica (una línea recta sin ondas) se registra en los momentos en que la carga de las membranas celulares es estable y no existe diferencia de potencial. Esto ocurre en tres situaciones:
- Potencial de reposo (sin excitación).
- Meseta del potencial de acción (la carga de los cardiomiocitos se mantiene a un nivel constante).
- Excitación completa de todo el miocardio.
Cabe destacar que la excitación del propio sistema de conducción del corazón (nodo sinusal, nodo auriculoventricular, haz de His) no se visualiza en el ECG de superficie. Este contiene muy pocos cardiomiocitos atípicos como para generar un campo electromagnético de potencia suficiente.
Relación del ECG con el potencial de acción celular
La actividad eléctrica total del corazón está claramente sincronizada con las fases del potencial de acción (PA) de los cardiomiocitos individuales (con un ciclo de 800 ms y una frecuencia cardíaca de 75 lpm):
- Onda P (~80 ms): Corresponde a la fase 0 (despolarización) de los cardiomiocitos auriculares. La repolarización auricular no es visible en el ECG, ya que queda enmascarada por el potente complejo ventricular.
- Complejo QRS (~80 ms): Fase 0 (despolarización) del miocardio de trabajo ventricular.
- Segmento ST (~120 ms): Fase 2 (meseta, repolarización lenta). Los ventrículos están completamente excitados y refractarios, registrándose la línea isoeléctrica.
- Onda T (~130 ms): Fase 3 (repolarización terminal rápida). Restablecimiento del potencial de reposo ventricular.
ECG y contracción mecánica
El ECG refleja únicamente los procesos electrofisiológicos (excitación y conducción) y no está relacionado directamente con la contracción mecánica del miocardio. Existe el fenómeno de disociación electromecánica: la presencia de actividad eléctrica en ausencia de función de bomba.
Pruebas de esta disociación:
- Experimento con calcio: Si se hace pasar una solución libre de iones de $Ca^{2+}$ a través de un corazón aislado, las contracciones mecánicas cesan, pero el ECG y los PA celulares continúan registrándose sin cambios.
- Corazón agonizante: En estados terminales, la parada mecánica del corazón suele producirse antes de que cese la generación eléctrica de impulsos (se registran ondas en el ECG a pesar de la ausencia de pulso).
Derivaciones y triángulo de Einthoven
El ECG clínico utiliza 12 derivaciones para la localización precisa de las alteraciones cardíacas:
- 3 estándar (bipolares): Miden la diferencia entre dos extremidades. Forman el triángulo de Einthoven. Derivación I: brazo derecho (BD) — brazo izquierdo (BI). II: BD — pierna izquierda (PI). III: BI — PI. El vector se proyecta sobre los lados de este triángulo.
- 3 aumentadas (unipolares): aVR, aVL, aVF. El electrodo activo se sitúa en una extremidad, mientras que el indiferente se obtiene combinando las otras dos. El vector se proyecta sobre las perpendiculares trazadas desde los vértices del triángulo hacia los lados opuestos.
- 6 precordiales (unipolares): V1 – V6. El electrodo activo se coloca en 6 puntos de la pared torácica.
Para eliminar interferencias se utiliza una toma de tierra: un electrodo independiente que siempre se coloca en la pierna derecha (PD).
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿En qué puntos específicos del tórax se sitúan los electrodos activos de las derivaciones precordiales V1-V6?
Los electrodos activos de las derivaciones precordiales unipolares se sitúan en la pared torácica anterior en los siguientes puntos:
- Derivación V1 — 4.° espacio intercostal en el borde esternal derecho.
- Derivación V2 — 4.° espacio intercostal en el borde esternal izquierdo.
- Derivación V3 — En el 4.° costilla sobre la línea paraesternal izquierda (o a mitad de distancia entre los electrodos V2 y V4).
- Derivación V4 — 5.° espacio intercostal en la línea medioclavicular izquierda (linea medioclavicularis).
- Derivación V5 — En la misma horizontal que V4, sobre la línea axilar anterior (linea axilar anterior).
- Derivación V6 — En la misma horizontal que V4 y V5, sobre la línea axilar media izquierda (linea axilar media).
¿Cómo calcular el ángulo alfa para determinar con precisión la posición del eje eléctrico del corazón?
El ángulo α es el ángulo entre el vector del eje eléctrico del corazón (EEC) y la línea horizontal cero correspondiente a la derivación I estándar.
Para su determinación exacta se utiliza el método geométrico (de cálculo): se construye un vector en el triángulo de Einthoven utilizando la amplitud de las ondas del complejo QRS en dos derivaciones estándar. La dirección del vector resultante en el plano frontal corresponde al EEC, y el ángulo entre este y la línea de la derivación I es el ángulo α.
De forma orientativa, la posición del EEC se puede determinar mediante la relación entre las ondas del complejo QRS:
- +QRS (R > S) — el eje se dirige hacia la derivación;
- ±QRS (R = S) — el eje es perpendicular a la derivación;
- –QRS (R < S) — el eje se aleja de la derivación.
¿Qué reflejan los intervalos PQ y QT en el electrocardiograma?
Los intervalos PQ y QT en el electrocardiograma reflejan el tiempo de sístole de las diferentes regiones del corazón.
- Intervalo PQ — corresponde al tiempo de sístole auricular. Tiene una duración aproximada de 100 ms e incluye la despolarización auricular (onda P) y su repolarización lenta durante el retraso de la conducción auriculoventricular (segmento PQ).
- Intervalo QT — representa la sístole eléctrica ventricular, equivalente al tiempo de su despolarización y repolarización. Este intervalo se mide desde el inicio del complejo QRS hasta el final de la onda T, siendo su valor normal en adultos de 0,35–0,44 s.
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué no hay una onda separada de repolarización auricular en el ECG?
La repolarización auricular ocurre simultáneamente con la despolarización ventricular. La potente señal del complejo QRS enmascara por completo la débil señal de recuperación auricular.
¿Cuál es la diferencia entre el vector eléctrico y el eje eléctrico del corazón (EEC)?
El vector cambia constantemente de amplitud y dirección en cada fracción de segundo, lo que dibuja las ondas. El EEC es una constante para el paciente que refleja la dirección principal de la excitación. Ambos coinciden en un solo momento: en el pico de la onda R.
¿Cómo determinar la posición del eje eléctrico del corazón?
Se determina a partir de la amplitud de la onda R en dos derivaciones estándar cualesquiera. Los valores se representan como vectores en los ejes, se trazan perpendiculares y su intersección indicará la dirección principal en el plano frontal.
Qué más repasar sobre el tema
- Análisis detallado del vectorcardiograma y de los bucles P, QRS, T
- Localización de los electrodos activos V1-V6 en la pared torácica
- Cálculo del ángulo alfa para la determinación precisa del eje eléctrico cardíaco
- Alteraciones patológicas del segmento ST
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