心電図の電極と、それを利用した誘導について

心臓の動きに伴って発生する電気反応から、心臓の状態を判別する心電図。その検査は、被験者身体の所定位置に電極を取り付けることによって行われます。どのような意味合いから電極の配置箇所が定められ、どのような仕組みで心電図が得られるのでしょうか。

心電図とは

心臓を構成する筋肉は、電気的刺激によって動作します。その電気反応の伝わり方を捉えることで、心臓の状態を知ることができます。その目的で行われるのが心電図検査です。

心電図は、心臓に生じる電気反応を電位差として捕捉し、その時間変化をグラフ上に記録したものです。その電位差の変化は波形となって現れ、心臓の拍動1回について、数種の波形の連続体として描写されます。

心電図電極

心電図描画に必要となる電位差は、被験者に電極を装着することによって導き出されます。
電極の装着位置は、左右両手首両足首の4箇所と左側胸部の6箇所です。そのうち右足首はアース用となり、データ検出には使われません。

所定の位置に電極を配することによって、特定の2点間における電位(電圧)の差を検出することが可能となります。その特定の2点間にはそれぞれ、+方向・-方向といった向きが定められています。+方向に電気が流れる場合、心電図波形は上向きに振れ、電気が-方向に流れる場合には、心電図波形が下向きに振れることになります。

12誘導心電図

前項で述べた、電極配置によって導き出される電位差検出の2点間のことを、誘導と言います。主流の心電図検査ではその誘導を12通り用いることになり、12誘導心電図と呼ばれます。

12誘導心電図で用いられる誘導の2点間には、両手左足首の電極装着箇所3点、左側胸部の電極装着箇所6点、そして心臓の電気的中心となる不関電極1点の10点が使われます。

ちなみに不関電極とは、両腕を広げたと想定した場合の両手左足首の電極3点を結ぶことで現れる3角形(アイントーベンの3角形)の中心のことを指します。これら各電極を特定の2点ずつ繋ぎ合わせることで、12通りの誘導が得られるわけです。

12誘導は、両手左足首の電極からなる四肢誘導6通りと、左側胸部の各電極からなる胸部誘導6通りに大別されます。また四肢誘導については、装着電極どうしを結ぶ双極誘導3通りと、各装着電極と不関電極を結ぶ単極誘導3通りに分類されます。

各誘導はそれぞれどのようなものなのでしょうか。

四肢誘導

まずは、四肢誘導における双極誘導から見ていきましょう。

▽Ⅰ誘導：左右両手の電極を結んだもので、左手側が+方向となります。主に左心室の側壁を見るものとされています。

▽Ⅱ誘導：右手と左足の電極が結ばれ、左足側が+方向となります。心臓を心尖部から見る誘導で、波形が最も明瞭に現れます。

▽Ⅲ誘導：左手と左足の電極からなります。左手側が+方向です。右心室側壁および左心室下壁観測について使われます。

次に、単極誘導について見ていきます。単極誘導では共通して、各装着電極側が+方向となり、不関電極側が-方向となります。

▽aVR誘導：右手電極と不関電極からなる誘導です。位置的に心臓の電流の向きが-方向となり、-側に振れた心電図となります。

▽aVL誘導：左手電極と不関電極を結んだ誘導です。

▽aVF誘導：左足電極と不関電極からなる誘導となります。

胸部誘導

左側胸部の各電極と不関電極を結ぶ誘導となります。共通して、装着電極側が+、不関電極側が-の方向となります。

▽V1誘導：第4肋骨間胸骨の右縁に配した電極が用いられます。右心室側から心臓を見た視点となる誘導です。

▽V2誘導：第4肋骨間胸骨の左縁に位置する電極を用います。右心室および左心室前壁側からの視点となります。

▽V3誘導：V2とV4誘導の電極間の中央付近に取り付けた電極が利用されます。心室中隔および左心室前壁からの視点を示します。

▽V4誘導：第5肋間と左鎖骨中線が交わる点に位置した電極による誘導です。心室中隔と左心室前壁の方向から心臓を見る形となります。

▽V5誘導：V4誘導電極と同じ高さの左前腋窩線上に配置した電極を用います。左心室の前壁と側壁からの視点となります。

▽V6誘導：V4誘導電極と同じ高さの左中腋窩線上に取り付けた電極による誘導です。左心室側壁側からの視点となります。

まとめ

以上、心電図の電極は、特定の2点間における電位差を検知するために取り付けられることを確認しました。加えて、電極の装着により得られる誘導についても併せて見てまいりました。電極と誘導の関係性について認識を深める一助となれば幸いです。