심전도는 신체표면에서 측정가능한 심장의 전기적 활성단계를 반영하는 미약한 전기(엄밀히 말하면 전위차) 신호입니다.
심장의 전기적 활성단계는 크게 심방 탈분극, 심실 탈분극, 심실 재분극 시기로 나뉘며, 이러한 각 단계는 다음 그림과 같이 P, QRS, T파라고 불리는 몇 개의 파의 형태로 반영됩니다.
이러한 파들은 표준 형태를 갖추어야 심장의 전기적 활성이 정상이라고 볼 수 있습니다. 표준 형태인지 아닌지를 파악하기 위해서는 다음과 같이 각 파가 유지되는 시간, 각 파끼리의 간격, 각 파의 진폭, 첨도 등... 이 표준범위에 속하는 지를 검사하여야 합니다.
심전도 측정시 전극위치는 표준사지유도, 증폭사지유도, 흉부유도법을 사용하고 있습니다. 착의/착석한 상태에서 심전도를 측정할 경우엔 팔목, 발목에만 전극을 부착하는 표준사지유도를 주로 사용하며, 더욱 정밀한 진단이 필요한 경우엔 상의를 올리고 침대에 누워 측정해야하는 흉부유도까지 포함하여 사용합니다.
이러한 전극 유도법을 사용하면 심장의 전기축에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 표준사지유도법을 이용하면 다음 그림과 같이 P,QRS,T파의 Frontal plane상의 심장전기축의 방향을 알 수 있으며, 흉부유도를 사용할 경우엔 Frontal plane에 수직한 평면상의 심장전기축 방향을 알 수 있습니다.
 
상기 심전도파형의 형태정보와 심장전기축 정보는 비정상 심장리듬정보와 함께 임상적으로 심실 혹은 심방의 비대나 확대, 심방내 심방에서 심실 또는 심실내의 전도 장애, 심방과 심실의 부정맥, 심근허혈 혹은 경색, 선천성 심기형에서의 특이한 소견, 전해질 이상 심근 및 심낭염과 심낭삼출, 심장약의 효과 판정, 인공심박기 기능의 평가등 환자의 질환이나 상태의 진단에 결정적 혹은 중요한 보조적인 역할을 해 오고 있습니다.
상기 P-QRS-T파는 매번 심장이 박동할 때마다 주기적으로 발생되므로 다음과 같이 반복 출현하는 파형형태로 나타납니다.
시각적으론 R파와 R파사이의 간격이 균일해 보여도, 실제 정량적으로 값을 추려내면 R-R 간격이 조금씩 변하고 있습니다.
정상인의 경우, R-R간격의 변화는 자율신경계가 심장리듬 발생부에 길항 제어를 하기 때문에 발생합니다. 따라서 RR간격의 변화를 분석하면 자율신경계를 구성하는 교감/부교감 신경계의 활성양상을 파악할 수 있습니다. 이러한 교감/부교감 활성도는 신체의 스트레스 상태를 잘 반영하는 민감한 변수 중의 하나로 알려져 있습니다.
보통 자율신경계 기능이상 또는 신체 스트레스, 심장부하, 심장질환 예후 등.. 의 심장기능 또는 자율신경계 기능, 인체 전기생리반응... 등과 관련된 연구를 수행할 경우, 다양한 실험상황에서 일정시간(보통 5분이 추천됨)동안 심전도를 측정한 후, RR-Interval Variability(RRV)파형을 추출하게 됩니다. RRV파형은 다음 그림과 같이 복잡하게 진동하는 파형형태로 보통 파워 스펙트럼 분석, 또는 일차 통계분석등을 통해 mean HR, mean RRI, SDNN, norm LF, norm HF, LF/HF, pNN50, HRV-Index....등의 변수를 추출하여 관찰합니다.
최근 연구자들은 PCA, Wavelet, 상관분석, 고차원 통계분석, 카오스 분석 등...여러가지 추가 분석을 시행함으로써 더욱 정확한 특징 추출 방법을 제시하기도 합니다.
임상활용과 임상연구가 둘 다 가능한 락싸의 심전도 솔루션과 함께라면 소중한 건강과 관련된 앞선 연구들이 가능해집니다.
[심전도 관련이론 더 자세히 보기]
→심전도 P-QRS-T 파형
→심장 전기축
→심전도 R피크간 간격변화 분석
[관련 연구논문 리스트]
1. Lown B, Verrier RL. Neural activity and ventricular fibrillation. N Engl J Med. 1976;294:1165-1170.
2. Corr PB, Yamada KA, Witkowski FX. Mechanisms controlling cardiac autonomic function and their relation to arrhythmogenesis. In: Fozzard HA, Haber E, Jennings RB, Katz AN, Morgan HE, eds. The Heart and Cardiovascular System. New York, NY: Raven Press; 1986:1343-1403.
3. Schwartz PJ, Priori SG. Sympathetic nervous system and cardiac arrhythmias. In: Zipes DP, Jalife J, eds. Cardiac Electrophysiology: From Cell to Bedside. Philadelphia, Pa: WB Saunders Co; 1990:330-343.
4. Levy MN, Schwartz PJ, eds. Vagal Control of the Heart: Experimental Basis and Clinical Implications. Armonk, NY: Futura; 1994.
5. Dreifus LS, Agarwal JB, Botvinick EH, Ferdinand KC, Fisch C, Fisher JD, Kennedy JW, Kerber RE, Lambert CR, Okike ON, Prystowsky EN, Saksena SV, Schroeder JS, Williams DO. Heart rate variability for risk stratification of life-threatening arrhythmias. J Am Coll Cardiol. 1993;22:948-950.
6. Hon EH, Lee ST. Electronic evaluations of the fetal heart rate patterns preceding fetal death: further observations. Am J Obstet Gynecol. 1965;87:814-826.
7. Sayers BM. Analysis of heart rate variability. Ergonomics. 1973;16:17-32.
8. Penaz J, Roukenz J, Van der Waal HJ. In: Drischel H, Tiedt N, eds. Spectral Analysis of Some Spontaneous Rhythms in the Circulation. Leipzig, Germany: Biokybernetik, Karl Marx University; 1968:233-241.
9. Hirsh JA, Bishop B. Respiratory sinus arrhythmia in humans: how breathing pattern modulates heart rate. Am J Physiol. 19 |
