Bases físicas da eletrocardiografia
A atividade elétrica do coração gera um campo eletromagnético complexo. A cadeia de fenômenos físicos é a seguinte:
- Uma corrente local que varia no tempo cria ao seu redor um campo magnético variável.
- O campo magnético variável induz um campo elétrico vorticoso nos tecidos corporais (suas linhas de força são fechadas e a magnitude é proporcional à taxa de variação do campo magnético).
- Um campo eletromagnético unificado é formado ao redor do coração.
O ECG registra exclusivamente a componente elétrica desse campo. As correntes de Foucault alteram as cargas na superfície do corpo, criando uma diferença de potencial. Essa diferença é registrada pelo aparelho na forma de ondas.
Para descrever o campo, utiliza-se o conceito de vetor elétrico (VE) — ele caracteriza a intensidade da componente elétrica e aponta do pólo negativo para o positivo. Devido à complexa arquitetura das vias de condução, o vetor muda constantemente sua amplitude e direção. A projeção dessas alterações instantâneas nas linhas que conectam os eletrodos forma a curva do ECG.
Formação das ondas e da linha isoelétrica
As ondas no ECG surgem apenas quando ocorre um processo de alteração de carga: despolarização (excitação) ou repolarização (recuperação). Para que o aparelho registre uma diferença de potencial, uma parte significativa das fibras musculares deve estar envolvida pela excitação.
A linha isoelétrica (linha reta sem ondas) é registrada nos momentos em que a carga das membranas celulares está estável e não há diferença de potencial. Isso ocorre em três casos:
- Potencial de repouso (sem excitação).
- Platô do potencial de ação (a carga dos cardiomiócitos é mantida em um nível constante).
- Envolvimento total do miocárdio pela excitação.
Vale ressaltar que a excitação do próprio sistema de condução do coração (nó sinusal, nó AV, feixe de His) não é exibida no ECG de superfície. Há muito poucos cardiomiócitos atípicos nele para criar um campo eletromagnético de potência suficiente.
Relação do ECG com o potencial de ação celular
A atividade elétrica total do coração está claramente sincronizada com as fases do potencial de ação (PA) de cardiomiócitos individuais (para um ciclo de 800 ms e FC de 75 bpm):
- Onda P (~80 ms): Corresponde à fase 0 (despolarização) dos cardiomiócitos atriais. A repolarização atrial não é visível no ECG, pois é mascarada pelo complexo ventricular potente.
- Complexo QRS (~80 ms): Fase 0 (despolarização) do miocárdio de trabalho ventricular.
- Segmento ST (~120 ms): Fase 2 (platô, repolarização lenta). Os ventrículos estão totalmente excitados e refratários, registrando a linha isoelétrica.
- Onda T (~130 ms): Fase 3 (reparação final rápida). Restauração do potencial de repouso ventricular.
ECG e contração mecânica
O ECG reflete apenas processos eletrofisiológicos (excitação e condução) e não está relacionado diretamente à contração mecânica do miocárdio. Existe o fenômeno da dissociação eletromecânica — a presença de atividade elétrica na ausência de função de bomba.
Evidências dessa descorrelação:
- Experimento com cálcio: Se uma solução sem íons $Ca^{2+}$ for perfundida através de um coração isolado, as contrações mecânicas cessarão, mas o ECG e o PA das células serão registrados sem alterações.
- Coração moribundo: Em estados terminais, a parada cardíaca mecânica frequentemente ocorre antes que a geração elétrica de impulsos cesse (as ondas do ECG são registradas na ausência de pulso).
Derivações e triângulo de Einthoven
O ECG clínico usa 12 derivações para a localização exata de distúrbios no coração:
- 3 padrão (bipolares): Medem a diferença entre dois membros. Formam o triângulo de Einthoven. Derivação I: braço direito (BD) — braço esquerdo (BE). II: BD — perna esquerda (PE). III: BE — PE. O vetor é projetado nos lados deste triângulo.
- 3 aumentadas (unipolares): aVR, aVL, aVF. Eletrodo ativo em um membro, enquanto o indiferente é combinado dos outros dois. O vetor é projetado nas perpendiculares traçadas dos cantos do triângulo para os lados opostos.
- 6 precordiais (unipolares): V1 – V6. O eletrodo ativo é colocado em 6 pontos do tórax.
Para eliminar interferências, utiliza-se o aterramento — um eletrodo separado é sempre colocado na perna direita (PD).
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Em que pontos específicos do tórax os eletrodos ativos das derivações precordiais V1-V6 estão localizados?
Os eletrodos ativos das derivações precordiais unipolares estão localizados na parede torácica anterior nos seguintes pontos:
- Derivação V1 — 4º espaço intercostal na borda esternal direita.
- Derivação V2 — 4º espaço intercostal na borda esternal esquerda.
- Derivação V3 — no 4º costela na linha paraesternal esquerda (ou no meio da distância entre os eletrodos V2 e V4).
- Derivação V4 — 5º espaço intercostal na linha hemiclavicular esquerda (linea medioclavicularis).
- Derivação V5 — na mesma horizontal que V4, na linha axilar anterior (linea axillaris anterior).
- Derivação V6 — na mesma horizontal que V4 e V5, na linha axilar média esquerda (linea axillaris media).
Como calcular o eixo elétrico (ângulo alfa) para a determinação exata da posição do eixo elétrico do coração?
O ângulo $\alpha$ é o ângulo entre o vetor do eixo elétrico do coração (EEC) e a linha zero horizontal correspondente à derivação I padrão.
Para uma determinação precisa, utiliza-se o método geométrico (de cálculo): constrói-se o vetor no triângulo de Einthoven usando a amplitude das ondas do complexo QRS em duas derivações padrão. A direção do vetor resultante no plano frontal corresponde ao EEC, e o ângulo entre ele e a linha da derivação I é o ângulo $\alpha$.
A posição do EEC pode ser estimada pela proporção das ondas do complexo QRS:
- +QRS (R > S) — o eixo aponta para a derivação;
- ±QRS (R = S) — o eixo é perpendicular à derivação;
- –QRS (R < S) — o eixo afasta-se da derivação.
O que os intervalos PQ e QT refletem no eletrocardiograma?
Os intervalos PQ e QT no eletrocardiograma refletem o tempo de sístole de diferentes partes do coração.
- Intervalo PQ — corresponde ao tempo da sístole atrial. Tem duração de cerca de 100 ms e inclui a despolarização atrial (onda P) e sua repolarização lenta em segundo plano com o atraso da condução atrioventricular (segmento PQ).
- Intervalo QT — representa a sístole elétrica ventricular, igual ao tempo de sua despolarização e repolarização. Este intervalo é medido desde o início do complexo QRS até o final da onda T, e seu valor normal em adultos é de 0,35–0,44 s.
Questões de aulas e exames
Por que o ECG não apresenta uma onda separada para a repolarização atrial?
A repolarização atrial ocorre simultaneamente com a despolarização ventricular. O sinal potente do complexo QRS mascara completamente o sinal fraco de recuperação atrial.
Qual é a diferença entre o vetor elétrico e o eixo elétrico do coração (EEC)?
O vetor muda constantemente de amplitude e direção a cada fração de segundo — isso desenha as ondas. O EEC é uma constante para o paciente, refletindo a principal direção da excitação. Eles coincidem apenas em um momento — no pico da onda R.
Como determinar a posição do eixo elétrico do coração?
Ele é determinado pela amplitude da onda R em quaisquer duas derivações padrão. Os valores são plotados como vetores nos eixos, traçam-se perpendiculares, e a interseção delas indicará a direção principal no plano frontal.
O que mais estudar sobre o tema
- Análise detalhada do vetor-eletrocardiograma e das alças P, QRS, T
- Localização dos eletrodos ativos V1-V6 no tórax
- Cálculo do eixo alfa para determinação precisa do Eixo Elétrico do Coração (EEC)
- Alterações patológicas do segmento ST
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