2.11: Evaluación de la Función Cardiovascular

Introducción al ciclo cardiaco

Varios eventos físicos y eléctricos ocurren durante el ciclo cardíaco, lo que resulta en el flujo de sangre a través del corazón y los tejidos periféricos. En términos más simples, el ciclo cardíaco traza el flujo de sangre a través del corazón. La contracción física y relajación de aurículas y ventrículos es inducida por el correcto funcionamiento del sistema de conducción eléctrica del corazón.

Al inicio del ciclo cardiaco, las aurículas se relajan y se llenan de sangre proveniente de la vena cava y del seno venus cardíaco o de las venas pulmonares. El aumento de la presión en las aurículas debido al llenado auricular finalmente obliga a abrir las válvulas auriculoventriculares (AV) y la sangre fluye hacia los ventrículos. Las aurículas se contraen y fuerzan la sangre restante hacia los ventrículos, los cuales se relajan durante el llenado.

A medida que aumenta la presión de la sangre dentro de los ventrículos, las válvulas auriculoventriculares se cierran. Durante este tiempo la presión arterial se encuentra en su punto más bajo durante el ciclo cardíaco; esto se llama presión diastólica. La contracción ventricular aumenta la presión ventricular hasta superar la presión arterial, forzando a abrir las válvulas semilunares, provocando que la sangre fluya hacia las arterias pulmonares y la aorta. La sangre que ingresa al sistema arterial desde la aorta infla las arterias y aumenta la presión arterial a un máximo, que es la presión sistólica.

En este laboratorio registrarás un electrocardiograma (ECG) de un sujeto y escucharás los característicos sonidos cardíacos “lub-dub”. El sonido “lub” se produce durante la fase temprana de contracción ventricular y se produce mediante el cierre de las válvulas auriculoventriculares, lo que impide el reflujo de sangre hacia las aurículas. Cuando los ventrículos se relajan, la presión arterial baja por debajo de lo que hay en las arterias y las válvulas semilunares se cierran, produciendo el sonido “dub”. Estos sonidos pueden correlacionarse con las formas de onda básicas observadas en un ECG (Figura 1).

Figura de Open Stax Anatomía y Fisiología CC BY 4.0.

Sistema de conducción eléctrica del corazón

El corazón está compuesto por dos tipos básicos de células: contráctiles y no contráctiles. La mayoría de los cardiomiocitos son contráctiles, y cuando son estimulados por un potencial de acción, se contraen. Algunos cardiomiocitos son no contráctiles: es decir, solo conducen potenciales de acción a las células contráctiles. Estos cardiomiocitos especializados se denominan fibras conductoras (Figura 2).

Algunas de las células conductoras en el corazón normalmente generan potenciales de acción por sí mismas (sin estimulación del sistema nervioso). Estas células, que conducen a la naturaleza autorrítmica del corazón, controlan el momento de contracción en las aurículas y los ventrículos. Las células autorrítmicas más importantes del corazón se encuentran en el nódulo sinoauricular (SA) y el nódulo auriculoventricular (AV). El marcapasos del corazón, que establece el ritmo cardíaco general en individuos normales, es el nódulo SA. El nodo SA genera y transmite señales, estimulando la contracción de las aurículas y enviando un impulso al nodo AV.

La señal enviada desde el nodo SA al nodo AV informa a las celdas del nodo AV que las aurículas se han contraído. El nodo AV retrasa la transmisión de un impulso secundario al resto del corazón. Este breve retraso, normalmente 0.12 segundos, es muy importante porque permite tiempo suficiente para la contracción auricular completa antes de que los ventrículos se contraigan (es decir, tiempo suficiente para que los ventrículos terminen de llenarse de sangre auricular). Este retraso coordina las sucesivas contracciones de las aurículas y los ventrículos.

A partir de aquí, el nodo AV envía un impulso a través del Paquete de His, que rápidamente se ramifica en las ramas del haz interventricular derecho e izquierdo. Estas ramas envían el impulso a través del tabique ventricular del corazón. Una vez que el impulso alcanza el ápice del corazón, se produce una contracción ventricular. Las dos ramas del haz se estrechan para producir las fibras de Purkinje, que estimulan la contracción de las células miocárdicas que componen las paredes ventriculares. Las fibras de Purkinje conducen primero el impulso a cardiomiocitos contráctiles en el ápice y luego a los cardiomiocitos de las paredes laterales del corazón. El resultado es que los ventrículos se contraen de abajo hacia arriba, comenzando la contracción en el ápice y terminando la contracción en las regiones de los ventrículos proximales a las aurículas. Este método de contracción permite exprimir adecuadamente la sangre fuera de los ventrículos y entrar en sus respectivas arterias (ya sea la arteria pulmonar o la aorta), al igual que apretar un tubo de pasta de dientes de abajo hacia arriba para forzar la salida de toda la pasta de dientes.

Figura de Open Stax Anatomía y Fisiología CC BY 4.0.

Características del ECG

La actividad eléctrica (potenciales de acción) generada por los cardiomiocitos contráctiles del corazón durante la contracción auricular y ventricular se puede medir mediante un electrocardiograma (ECG). El ECG más simple se puede registrar colocando electrodos en las dos muñecas y tobillo izquierdo, formando el Triángulo de Einthoven. Los electrodos de ECG registran los potenciales eléctricos que se originan en las células del corazón a medida que los impulsos se propagan desde las aurículas hasta los ventrículos. Estos impulsos provocan cambios eléctricos muy pequeños en la piel que se producen en respuesta a potenciales de acción cardíaca.

Aunque el tiempo y las amplitudes para los hallazgos normales en el ECG pueden variar, la forma y dirección general (deflexión) de las formas de onda del ECG serán similares en condiciones fisiológicas normales (Figura 1, arriba). La combinación de la información del ECG con el estado clínico general de un paciente lo convierte en un método extremadamente valioso para determinar la función cardíaca. El análisis de ECG incluye el examen de ondas de ECG, intervalos (una sección del ECG que contiene una onda) y segmentos (una sección isoeléctrica, o plana, del ECG que está entre dos ondas secuenciales).

La onda P representa la despolarización de las membranas plasmáticas de los cardiomiocitos que conduce a la contracción secuencial de las aurículas derecha e izquierda. En ocasiones es posible ver esta activación secuencial como una onda bifásica que representa la propagación de la carga desde el lado derecho hacia el lado izquierdo del corazón. La duración de la onda P normalmente no es mayor a 0.12 segundos.

El complejo QRS representa la despolarización que conduce a la contracción simultánea de los cardiomiocitos de los ventrículos derecho e izquierdo. La mayor parte de la actividad eléctrica registrada por la onda QRS se deriva del ventrículo izquierdo, que es más grande y más muscular. La duración del complejo QRS es típicamente 0.06-0.10 segundos. La amplitud del complejo QRS puede variar, dependiendo del tamaño de los ventrículos y la proximidad de los electrodos a las cámaras ventriculares.

La onda T representa la repolarización de los ventrículos, lo que resulta en la relajación de las células musculares.

Nota: la onda de repolarización de las membranas celulares auriculares que resulta en relajación auricular se oculta dentro del complejo QRS.

Medir el tiempo transcurrido entre las características del ECG puede proporcionar información útil al diagnosticar anomalías cardíacas (Figura 3 y Tabla 1 a continuación):

El intervalo PR es la región de la gráfica que se extiende desde el inicio de la onda P (inicio de la despolarización auricular) hasta el inicio del complejo QRS (inicio de la despolarización ventricular). La duración de este intervalo normalmente es de entre .12-.20 segundos. La conducción relativamente lenta a través de este intervalo es importante porque asegura que las despolarizaciones auricular y ventricular se separen en el tiempo, permitiendo así un tiempo adecuado para el llenado ventricular antes de que los ventrículos se contraigan.

Patologías del Sistema de Conducción del Corazón: Bloqueo Cardíaco

El bloqueo cardíaco se refiere a la conducción de impulsos entre las aurículas y los ventrículos que es demasiado lenta o inexistente. Los intervalos PR largos pueden indicar bloqueo cardíaco de primer grado, el cual es causado por la conducción a través del nodo AV que es demasiado lenta. La conducción lenta a través del nodo AV se denomina retardo AV. El retraso AV puede ser causado por daños en los tejidos del nódulo AV debido a un infarto de miocardio (ataque cardíaco).

Cuando la conducción AV está completamente bloqueada, el ECG muestra ondas P consecutivas. Cuando las ondas P no son seguidas por el complejo QRS, los ventrículos no se contraen, y esto conduce a una presión arterial media reducida (MAP) que puede causar mareos y desmayos (debido a la caída de la presión arterial cerebral). Cuando el rastro del ECG muestra una onda P adicional ocasional, donde, de lo contrario, los impulsos aún viajan a través del nodo AV, se diagnostica bloqueo cardíaco de segundo grado.

En el caso más grave, las ondas P y los complejos QRS pueden ser regulados independientemente por los tejidos conductores del corazón porque los impulsos nunca pasan por el nodo AV. Esta condición conduce a que las aurículas y los ventrículos tengan su propio ritmo sinusal distinto, llamado bloqueo cardíaco de tercer grado. En este caso, el ECG puede mostrar varias ondas P adicionales antes de un complejo QRS.

El intervalo Q-T, como su nombre indica, mide el tiempo desde el inicio de la onda Q hasta el final de la onda T. Esto mide el tiempo de despolarización y repolarización, o contracción y relajación, de los ventrículos del corazón. El intervalo Q-T depende de la frecuencia cardíaca: una frecuencia cardíaca más rápida resulta en un intervalo Q-T más corto. Los valores reportados para intervalos QT normales en individuos en reposo son iguales o menores a 0.43 segundos. Intervalos Q-T más largos que el promedio podrían indicar arritmias ventriculares, dependiendo de la frecuencia cardíaca en reposo y la actividad del paciente.

El intervalo R-R es similar al intervalo Q-T en que también depende de la frecuencia cardíaca. El intervalo R-R es la latencia entre complejos QRS, o el tiempo entre despolarizaciones sucesivas de los ventrículos. El intervalo R-R mide la periodicidad del latido cardíaco: es decir, mide la regularidad del latido cardíaco. El intervalo R-R se puede utilizar para calcular la frecuencia cardíaca.

El intervalo R-R normal está entre 0.6 segundos y 1 segundo, y se correlaciona con una frecuencia cardíaca promedio en reposo de 60-100 lpm. La frecuencia cardíaca varía en adultos dependiendo de la edad, peso, estado físico y otros factores. Las frecuencias cardíacas normales oscilan entre 60-100 lpm, pero en atletas altamente entrenados, la frecuencia puede ser menor (40-60 lpm). Las frecuencias cardíacas inferiores a 60 lpm se consideran bradicardia, o anormalmente lentas. Las frecuencias cardíacas superiores a 100 lpm se consideran taquicardia, o anormalmente rápidas.

Para una frecuencia cardíaca normal, consideramos la velocidad de conducción de las células miocárdicas del sistema de conducción del corazón. Así como medimos la velocidad de conducción del nervio cubital en el laboratorio de la Semana 7, los tejidos conductores miocárdicos tienen sus propias velocidades de conducción normales, aunque no sean tejido neural. Es decir, se puede calcular la velocidad a la que los potenciales de acción se propagan dentro del tejido de un sitio al siguiente.

Las unidades para la velocidad de conducción son distancia/tiempo, o en términos de propagación de potenciales de acción, se calculan típicamente en metros/segundo (m/s).

La velocidad de conducción en el nodo AV es la más lenta de todos los tejidos miocárdicos (0.01-0.05 m/s). comparar este valor desde el nodo AV con las velocidades de conducción para otros tejidos miocárdicos: velocidades de conducción auricular y ventricular promedio de 1 m/s y el haz de fibras de His y Purkinje promedio 2-4 m/ s.

Figura 3. Segmentos de tiempo típicos e intervalos medidos a partir de datos de ECG durante la evaluación clínica.

Cuadro 1. Principales características del ECG y sus valores y descripciones de tiempo normal.

Característica de ECG	Duración (segundos)	Descripción
Onda P	.08-0.10 s	despolarización auricular
Complejo QRS	.08-0.10 s	despolarización ventricular
Onda T	160 ms	repolarización ventricular
Intervalo PR	0.12-0.2 s	tiempo entre el inicio de la despolarización auricular y la despolarización ventricular
Intervalo RR	0.6-1.2 s	frecuencia del ciclo ventricular
Intervalo PP	0.6-1.2 s	tasa de ciclo auricular
Intervalo QT	.40-.43 s	tiempo requerido para la despolarización ventricular y la repolarización
Ritmo Cardíaco		60-100 LPM

Métodos de Laboratorio

Realización del Electrocardiograma y su Análisis

Equipo Requerido

Cable de ECG iWire-B3G y cables conductores de electrodos, marcador de eventos EM-220, estetoscopio, hisopos con alcohol, electrodos de ECG desechables

Iniciar el Software

1. Encienda la unidad iWorx con el interruptor en la parte posterior de la caja.
2. Localice la unidad P y haga doble clic en el archivo de configuración de la semana 10 para abrir LabScribe.

Configurar

1. Instruir al sujeto para que se quite todas las joyas de sus muñecas y tobillos. Use un hisopo con alcohol para limpiar una región de la piel en el interior de la muñeca derecha, la muñeca izquierda y el tobillo izquierdo del sujeto. Dejar secar la zona.
2. Retire una almohadilla de electrodo de ECG desechable de su blindaje de plástico y aplique la almohadilla de electrodo en el área fregada
3. Enganche los cables conductores a los electrodos, de modo que:

• El cable RED (+1) está unido a la muñeca izquierda
• EL cable NEGRO (-1) está conectado a la muñeca derecha,
• EL cable VERDE (C o tierra) está conectado al tobillo izquierdo.

4. Indique al sujeto que se siente en silencio con las manos en su regazo sosteniendo la caja iWire B3G. Si el sujeto se mueve, la traza del ECG se moverá fuera de la parte superior o inferior de la pantalla. Si el sujeto mueve algún músculo en los brazos o la parte superior del cuerpo, los electromiogramas (EMG) de los músculos aparecerán en el registro del ECG como ruido.

Si en el Ejercicio 1 no ves un registro normal de ECG, puedes reubicar los electrodos del Plomo I al Plomo II o al Plomo II (ver figuras 1a y 1b a continuación).

Figura 1. La configuración del electrodo ECG Lead I se muestra como Triángulo de Einthoven.

Cuadro 2. Colocación de electrodos para Conductores I, II y III. Si la configuración estándar de Lead I no produce las formas de onda de ECG esperadas, cambie a Lead II o Lead III y reevalúe el ECG.

Plomo	Rojo (positivo)	Negro (negativo)	Verde (tierra)
I	Brazo izquierdo, distal a la zona antecubital	Brazo derecho, distal a la zona antecubital	Dentro del tobillo izquierdo, detrás del maléolo medial
II	Dentro del tobillo izquierdo, detrás del maléolo medial	Brazo derecho, distal a la zona antecubital	Dentro del tobillo derecho, detrás del maléolo medial
III	Dentro del tobillo izquierdo, detrás del maléolo medial	Ar m izquierdo, distal al área antecubital	Dentro del tobillo derecho, detrás del maléolo mediático

Ejercicio 1: El ECG en un sujeto en reposo

Objetivo: Medir el ECG en un individuo en reposo.

Procedimiento

1. Haga clic en el botón Grabar, ubicado en la parte superior derecha de la ventana principal de LabScribe3. La señal debe comenzar a desplazarse por la pantalla.
2. Haga clic en el botón AutoScale en el margen superior del canal de ECG. Si la señal en el canal ECG está al revés en comparación con los métodos figura 2 (abajo), haga clic en la flecha hacia abajo a la izquierda del título del canal y seleccione la función Invertir. El rastro ahora debería verse similar al de la figura.

3. Cuando tenga una traza adecuada, escriba <Nombre del Sujeto>ECG en reposo en el cuadro Marcar a la derecha del botón Marcar. Presiona la tecla Enter en el teclado para adjuntar el comentario a los datos. Grabe por un minuto o dos. Mira la hora en la esquina superior derecha de la pantalla.

4. Haga clic en Detener para detener la grabación.

5. Seleccione Guardar como en el menú Archivo, escriba un nombre para el archivo. Elija un destino en la computadora en el que guardar el archivo, como la carpeta de su grupo de laboratorio. Haga clic en el botón Guardar para guardar el archivo de datos.

Análisis de datos

1. Desplácese por la grabación y encuentre una sección de datos con 4 a 6 ciclos óptimos de ECG en sucesión.
2. Usa el ratón para hacer clic y arrastra los cursores a puntos específicos de la grabación del ECG para medir lo siguiente:

• • La amplitud de la onda R. Para medir la amplitud de la onda R, coloque un cursor sobre la onda Q que precede a la onda R y el segundo cursor en el pico de la onda R. El valor para V2-V1 en el canal ECG es esta amplitud. Mida las amplitudes de dos ondas R adicionales en mV.
  • La amplitud de onda P. Para medir la amplitud de la onda P, coloque un cursor en la línea base que precede a la onda P y el segundo cursor en el pico de la onda P. El valor para V2-V1 en el canal ECG es esta amplitud. Mida las amplitudes de dos ondas P adicionales en mV.
  • La amplitud de onda T. Para medir la amplitud de la onda T, coloque un cursor en la línea base que precede a una onda P y el segundo cursor en el pico de la onda T que se encuentre en el mismo ciclo que esa onda P. El valor para V2-V1 en el canal ECG es esta amplitud. Mida las amplitudes de dos ondas T adicionales en mV.
  • El periodo de latido, que es el intervalo de tiempo entre dos ondas R adyacentes (intervalo R-R). Para medir el periodo de latido, coloque un cursor en el pico de una onda R y el segundo cursor en el pico de la onda R adyacente. El valor para T2-T1 en el canal ECG es el periodo de latido. Mida el periodo de latido para dos pares adicionales de ondas R en segundos.
  • Registre los valores de amplitud e intervalo de tiempo en su informe de laboratorio.

Métodos figura 2. Grabación de ECG. Se agregaron líneas y etiquetas para indicar las ubicaciones donde se deben colocar los cursores para medir las amplitudes de las ondas R (Q-R), P (Baseline-P) y T (Baseline-T) y R-Wave a R-Wave (intervalo R-R).

3. Calcule los siguientes valores y registre en su reporte de laboratorio:

• Amplitudes promedio para ondas ECG y periodo de latido promedio, en latidos por segundo.
• La frecuencia cardíaca, que se expresa en latidos por minuto y se calcula a partir del período promedio de latidos mediante la siguiente ecuación:

Frecuencia cardíaca (latidos/minuto) = (60 segundos/minuto)/(# segundos/latido)

Exericse 2: El ECG y los sonidos cardíacos

Objetivo: Estudiar la relación de los sonidos cardíacos con el ECG.

Métodos figura 3. Posiciones de auscultación para escuchar las cuatro válvulas cardíacas.

Procedimiento

1. Coloque la cabeza del estetoscopio en el lado izquierdo del pecho del sujeto y escuche los sonidos del corazón. Mueva la cabeza del estetoscopio a las diferentes posiciones de auscultación que se muestran arriba. Decide qué posición tiene los sonidos cardíacos mejor definidos.
2. Haga clic en el botón Grabar (grabará durante 30 segundos). Con una mano, sostenga la cabeza del estetoscopio en el pecho del sujeto donde mejor se escuche el “lub-dub”, y sostenga el marcador del evento en la otra mano. Presione el marcador de eventos cuando escuche el “lub”, o el primer sonido del corazón, y suéltelo cuando escuche el “doblaje”, o el segundo sonido cardíaco. ¡Esto sucederá muy rápido! Deberías practicar varias veces.
3. Después de grabar durante al menos veinte segundos, haga clic en Detener para detener la grabación. Después de varios intentos, si el marcador de evento para el “Lub” no ocurre después de la Onda R y el marcador de evento para el “Dub” no se alinea o viene justo después de la Onda T, pídele ayuda a tu TA.
4. Seleccione Guardar en el menú Archivo de la ventana LabScribe3.

Análisis de datos

1. Desplácese por la grabación y encuentre una sección de datos con 4 a 6 formas de onda de ECG ejemplares y respuestas consistentes en el canal marcador de eventos, en sucesión.

Métodos figura 4. Grabaciones de ECG y marcadores de eventos mostrados en la ventana Análisis. Se agregaron líneas y etiquetas a la figura para indicar las ubicaciones donde se deben colocar los cursores para medir los intervalos de tiempo entre la onda R y la “lub” y la onda T y el “dub”.

Use el mouse para hacer clic y arrastre los cursores a puntos específicos en la grabación del ECG para medir lo siguiente:

Nota: Haga la medición para el Intervalo R-Lub y el Intervalo T-Dub en la misma onda, asegurándose de que el marcador de evento para el Lub esté después de la onda R y el marcador de evento para el Dub sea después de la Onda T (Métodos Figura 4).

1. El Intervalo R-Lub, que es el intervalo de tiempo entre el pico de una onda R y el inicio del marcador de eventos. El inicio del marcador de eventos indica la ocurrencia del primer sonido cardíaco o “lub”. Registre el valor para T2-T1 en segundos. Mida este intervalo de tiempo para dos ciclos adicionales de ECG.
2. El Intervalo T-Dub, que es el intervalo de tiempo entre el pico de una onda T y el desplazamiento del marcador de evento. El desplazamiento del marcador de evento indica la ocurrencia del segundo sonido cardíaco o “dub”. Registre el valor para T2-T1 en segundos. Mida este intervalo de tiempo para dos ciclos adicionales de ECG.
3. Calcule los siguientes valores y registre en su tabla de datos: el intervalo R-Lub promedio en segundos; el intervalo T-Dub promedio en segundos.