Пример с одним сердечным волокном можно интерполировать на реальный случай, когда множество соседних волокон возбуждается синхронно, образуя фронт возбуждения. Возбуждение каждого волокна создает диполь, ориентированный в направлении возбуждения. Совместное действие всех диполей этого волнового фронта может быть выражено одним диполем с интенсивностью и ориентацией, определяемыми векторной суммой всех диполей, одновременно присутствующих в составе этого фронта.
Таким образом, распространение фронта возбуждения в сердце может быть представлено одним диполем, который создает положительные потенциалы тред собой, а отрицательные — позади себя.
Эта взаимосвязь между направлением возбуждения, ориентацией диполя тока и полярностью потенциалов лежит в основе концепции ЭКГ. Концепция описывает основную взаимосвязь между полярностью потенциалов, улавливаемых электродом, и направлением движения фронта возбуждения: электрод регистрирует положительные потенциалы, когда фронт возбуждения движется по направлению к нему, и отрицательные потенциалы, когда фронт возбуждения движется от него.
Дипольная модель, хотя она и полезна при описании полей сердца и понимания клинической ЭКГ, имеет значительные теоретические ограничения. Эти ограничения существуют главным образом потому, что одиночный диполь не может предоставить более одного волнового фронта, распространяющегося в сердце в любой момент времени. Как будет показано далее, на протяжении большей части периода возбуждения желудочков в них распространяется более одного волнового фронта.
Теорема пространственного - телесного угла
Для расчета величины потенциала в некоторой точке на удалении от фронта возбуждения обычно применяют теорему пространственного угла. Пространственный угол используют как геометрическую меру зоны, наблюдаемой с отдаленной точки. Размер этой зоны равен площади участка поверхности сферы единичного радиуса, построенной вокруг регистрирующего электрода и ограниченной линиями, проведенными от регистрирующего электрода ко всем точкам, расположенным на границе наблюдаемой зоны. Эта зона может быть фронтом волны, областью инфаркта или любым другим участком в сердце.
Согласно теореме пространственного угла, потенциал Ф, регистрируемый отдаленным электродом, представляется следующим уравнением:
Ф=(n/4p)(Vm2-Vm1)K,
где n — пространственный угол; Vm2 - Vm1 — разность потенциалов между сторонами пограничной поверхности; К — константа, отражающая различия клеточной проводимости (внутри и вне клетки).
Это уравнение показывает, что регистрируемый потенциал равен произведению двух величин. Первая величина — пространственный угол, который отражает такие пространственные факторы, как граница исследуемой зоны и расстояние от электрода до этой границы. Потенциал будет увеличиваться при увеличении размера этой границы и при уменьшении расстояния до регистрирующего электрода. Вторая величина включает разность потенциалов между сторонами поверхности этой зоны и разность между внутриклеточной и внеклеточной удельной проводимостью. К этим факторам относится, например, наличие ишемии миокарда, которая изменяет и форму трапемембранных потенциалов действия, и удельные проводимости.
