BioinformaticsAndMe

Ventricular Repolarization (심실 재분극)

start

BioinformaticsAndMe

Ventricular Repolarization (심실 재분극)

: 심실 심근의 재분극은 탈분극의 반대 방향으로 발생

     *심방은 탈분극과 재분극이 같은 방향으로 진행됨

: 탈분극은 심내막(endocardium)에서 심외막(epicardium)으로 진행 (아래 그림 A)

: 재분극은 심외막(epicardium)에서 심내막(endocardium)으로 진행 (아래 그림 B)

    →이로 인해, QRS complex와 T파가 같은 방향으로 새겨짐

A. 심내막에서 심외막으로 진행하는 심실 심근의 탈분극을 보여주는 그림

  -탈분극의 wave가 기록 전극을 향해 전진하기 때문에, QRS 복합체가 positive deflection이 됨

  -화살표는 탈분극 방향을 가리킴

B. 심외막에서 심내막으로 진행하는 심실 심근의 재분극은 보여주는 그림

  -재분극의 wave가 기록 전극에서 멀어지기 때문에, T파가 positive deflection이 됨

  -화살표는 재분극 방향을 가리킴

#재분극 T파가 Positive deflection을 보이는 이유

1. 재분극은 심외막에서 심내막으로 진행하므로 기록 전극 입장에서 (-) 방향

2. 재분극이 되면, 막전위가 떨어지므로 아래와 같이 (-) 방향

    → '1.Negative'의 '2.Negative'는 → Positive

#Reference

1) doctorlib.info/cardiology/electrocardiography/7.html

Ventricular Repolarization (심실 재분극)

end

BioinformaticsAndMe

Cardiac axis determination

start

BioinformaticsAndMe

What is Cardiac Axis?

: 심장의 전기 활동 방향은 동방결절(SA node) → 방실결절(AV node)

: 이어서, 히스속(His bundle) 및 푸르키네섬유(Purkinje fiber)으로 퍼져 심실 수축을 유발

: 전기 활동 방향이 Lead를 향할 때마다, 해당 Lead에서 positive deflection을 보임

: 전기 활동 방향이 Lead에서 멀어질 때마다, 해당 Lead에서 negative deflection을 보임

: 심장 축(cardiac axis)은 전기 활동의 전반적인 방향 정보를 제공

Normal Cardiac Axis

: 건강한 사람의 경우 심장 축이 -30° ~ +90° 사이에 있을 것으로 예상

: 전기 활동의 전반적인 방향은 아래 그림 노란색 화살표

: 결과적으로 Lead I, II, III에서 positive deflection을 보임

: Lead II는 전체적인 전기 확산 방향에 가장 가깝게 정렬되므로, 가장 큰 positive deflection을 보임

: aVR은 심장의 반대 방향으로 정렬하므로(노란 화살표 반대), aVR에서 가장 큰 negative delfection을 보임

Right Axis Deviation (RAD)

: Right Axis Deviation(RAD; 오른쪽 축 편차)는 탈분극 방향이 오른쪽으로 왜곡되는 것을 포함 (+90º ~ +180º)

: RAD의 가장 흔한 원인은 right ventricular hypertrophy(우심실 비대)

: QRS파를 보면, Lead I에서 negative deflection이 되고, Lead aVF 및 Lead III에서 positive deflection이 됨

: RAD는 우심실 비대를 유발하기 때문에, 폐고혈압 상태와 관련될 수 있음

: 때때로, RAD는 키가 큰 사람에서도 발견될 수 있음

: RAD의 원인은 아래와 같음

• Normal variant
• Right bundle branch block
• Right ventricular hypertrophy
• Left posterior fascicular block
• Dextrocardia
• Ventricular rhythms (accelerated idioventricular or ventricular tachycardia)
• Lateral wall myocardial infarction
• Wolff-Parkinson-White syndrome
• Acute right heart strain/pressure overload — also known as McGinn-White Sign or S1Q3T3 that occurs in pulmonary embolus

Left Axis Deviation (LAD)

: Left Axis Deviation(LAD; 왼쪽 축 편차)는 탈분극 방향이 왼쪽으로 왜곡되는 것을 포함 (-30° ~ -90°)

: QRS파를 보면, Lead III에서 positive delfection이 보임

: LAD는 일반적으로 전기 전도 이상으로 인해 발생함

: LAD의 원인은 아래와 같은데, 처음 3 개는 LAD를 보이는 ECG의 약 90%를 차지함

• Normal variant
• Left anterior fascicular block
• Left ventricular hypertrophy (rarely with LVH; usually axis is normal)
• Left bundle branch block (rarely with LBBB)
• Mechanical shift of heart in the chest (lung disease, prior chest surgery, etc.)
• Inferior myocardial infarction
• Wolff-Parkinson-White syndrome with “pseudoinfarct” pattern
• Ventricular rhythms (accelerated idioventricular or ventricular tachycardia)
• Ostium primum atrial septal defect

#Reference

1) www.healio.com/cardiology/learn-the-heart/ecg-review/ecg-interpretation-tutorial/determining-axis

2) geekymedics.com/what-is-cardiac-axis/

Cardiac axis determination

end

BioinformaticsAndMe

심장전도시스템 (cardiac conduction system) ②

start

BioinformaticsAndMe

Atrioventricular (AV) node 

: 방실결절(AV node)은 내측 우심방에 위치하며, 심방과 심실 사이에서 전기적인 연결을 형성함

: 방실결절의 세포는 충격을 매우 느리게 전달하므로, 약 1cm 길이의 노드를 횡단에 필요한 시간은 60-125ms

: 이와 같은 전도 둔화는 급속한 심방 부정맥(심방세동, 심방조동)에 대한 반응으로 심실의 장애를 방지함

: 또한, 전도의 통과를 막을 수 있으며, 심장 전도 차단의 가장 일반적인 위치

: 방실결절은 자율신경계에 의해 조절됨

His-Purkinje System and Ventricles

: 심실에서 전도의 급속한 확산은 His-Purkinje system(HPS)의 세포에 의해 매개됨

: His bundle(히스속;히스다발)은 심실 중격의 꼭대기에 존재

: AV node는 His bundle의 상단에서 끝나고, His bundle은 왼쪽 및 오른쪽으로 분기됨

: AV node를 통과하는데 걸리는 시간은 일반적으로 60-125ms

: His bundle~Purkinje fiber에서 소요된 시간은 일반적으로 35-55ms

     *55ms가 넘어가면 HPS 전도 과정에 심각한 문제가 있음을 암시

동방결절 전도과정은 아래 링크 참조

▶심장전도시스템 (cardiac conduction system) ①

#Reference

1) www.brown.edu/Courses/Bio_281-cardio/cardio/EKGhandout2.pdf

2) www.youtube.com/watch?v=buT0JSmVjxI&list=PUUmD__F0ZGrvbDa92dR76qQ&index=7

심장전도시스템 (cardiac conduction system) ②

end

BioinformaticsAndMe

흉부유도 (Precordial lead)

start

BioinformaticsAndMe

흉부유도 (Precordial lead; Chest lead)

: 앞면에 수직인 평면에서 전기적 활동을 기록하기 위해, 심장의 여러 영역에 걸쳐 가슴 표면에 6개의 (+)극을 배치

: 6개의 unipolar precordial lead (단극 흉부유도) 명칭은 V1-V6

• V1: fourth intercostal space, to the right of sternum.
• V2: fourth intercostal space, to the left of sternum.
• V3: placed diagonally between V2 and V4.
• V4: between rib 5 and 6 in the midclavicular line.
• V5: placed on the same level as V4, but in the anterior axillary line.
• V6: placed on the same level as V4 and V5, but in he midaxillary line.

: 해석 규칙은 사지 리드와 동일하며, 흉부 표면의 특정 전극을 향해 이동하는 탈분극 파동은 (+) deflection을 유발

: Standard Limb Leads(I, II, III) 및 Augmented Limb Leads(aVF, aVR, aVL)의 사지 리드는 탐색 전극과 기준점이 정면에 배치됨

     →따라서, 이러한 리드는 정면에서 이동하는 벡터를 감지하는데 탁월함

: Precordial Leads(V1, V2, V3, V4, V5, V6)에는 탐색 전극이 흉벽 앞쪽에 위치하고 기준점은 흉부 내부에 존재

     →따라서, 가슴 리드는 수평면으로 이동하는 벡터를 감지하는데 탁월함

#Reference

1) ecgwaves.com/topic/ekg-ecg-leads-electrodes-systems-limb-chest-precordial/

2) www.cvphysiology.com/Arrhythmias/A013c

흉부유도 (Precordial lead)

end

BioinformaticsAndMe

증폭사지유도 (Augmented limb lead)

start

BioinformaticsAndMe

증폭사지유도 (Augmented limb lead)

: Lead aVR, aVL, aVF는 증폭사지유도(Augmented limb lead)임

     Lead augmented vector right (aVR) → (+)극은 오른팔, (-)극은 왼팔 전극과 왼다리 전극의 조합

     Lead augmented vector left (aVL) → (+)극은 왼팔, (-)극은 오른팔 전극과 왼다리 전극의 조합

     Lead augmented vector foot (aVF) → (+)극은 왼다리, (-)극은 오른팔 전극과 왼팔 전극의 조합

: 상대적으로 전위가 0인 Null point를 사용하여 한 사지에서 기록된 전기력 그래프를 얻으므로, 단극(Unipolar)

: 표준 ECG를 구성하는 Lead 시스템은 아래와 같이 3가지가 존재함

• Standard Limb Leads (Bipolar) - I, Il, III
• Augmented Limb Leads (Unipolar) - aVR, aVL, aVF
• Precordial Leads  (Unipolar) - V1, V2, V3, V4, V5, V6

#Reference

1) en.wikipedia.org/wiki/Electrocardiography

2) thephysiologist.org/study-materials/the-ecg-leads-polarity-and-einthovens-triangle/

증폭사지유도 (Augmented limb lead)

end

BioinformaticsAndMe

아인트호벤 삼각형 (Einthoven’s Triangle)

start

BioinformaticsAndMe

아인트호벤 삼각형 (Einthoven’s Triangle)

: Standard Limb Lead(표준사지전극)은 한 번에 두 사지(팔다리) 사이에 기록된 전위차 그래프를 표시하는데 사용

: Lead에서 한 사지에는 (+)극이 있고 다른 사지에는 (-)극이 위치함

: 세 개의 사지 전극 I, II, III은 오른팔(RA), 왼팔(LA), 왼다리(LL)에서 아인트호벤 삼각형 (Einthoven’s Triangle)을 형성

: Einthoven’s Law은 Lead II complex가 Leads I 및 III complex의 합과 같으며 II = I + III로 주어짐

: 예를 들면,

     Lead I complex에서 R파는 7mm이고 S파가 2mm인 ECG가있는 경우, R에서 S를 빼면 5mm

     Lead III complex에서 R파는 1mm이고 S파가 16mm인 ECG가있는 경우, S에서 R을 빼면 -15mm

          →Lead II complex에서 위 법칙으로 II = 5 + -15 = -10mm을 얻을 수 있음

#Reference

1) www.youtube.com/watch?v=tTwld2jNy28&list=PUUmD__F0ZGrvbDa92dR76qQ&index=2

2) thephysiologist.org/study-materials/the-ecg-leads-polarity-and-einthovens-triangle/

3) www.medicalopedia.org/2148/electrocardiography-ekg-an-introduction/einthoven-triangle-ecg/

아인트호벤 삼각형 (Einthoven’s Triangle)

end

BioinformaticsAndMe

심전도의 3가지 규칙

start

BioinformaticsAndMe

Three Basic “Laws” of Electrocardiography

1. 첫번째 규칙 (A 그림)

: 탈분극의 wave가 해당 Lead의 (+)극으로 확산되면, 모든 Lead에서 positive(upward) deflection이 나타남

: 심방 자극 경로가 환자의 왼쪽 아래로 향하면,  Lead II에서 positive P파가 보임

: 심실 자극 경로가 환자의 왼쪽 아래로 향하면, Lead I에서 positive R파가 보임

2. 두번째 규칙 (B 그림)
: 탈분극의 wave가 해당 Lead의 (-)극으로 확산되면(또는 (+)극에서 멀어짐), 모든 Lead에서 negative(downward) deflection이 나타남

: 심방 자극 경로가 환자의 왼쪽 아래로 향하면,  Lead aVR에서 negative P파가 보임

: 심실 자극 경로가 Lead의 (+)극에서 완전히 멀어지면, negative QRS complex가 보임

 3. 세번째 규칙 (C 그림)
: 탈분극 경로가 Lead에 대해 직각(수직)으로 향하는 경우, biphasic deflection이 나타남 (동일한 크기의 positive, negative delfection으로 구성)

: 심방 자극 경로가 모든 Lead에 직각으로 퍼지면, 해당 Lead에서 biphasic P 파가 보임

: 심실 자극 경로가 모든 Lead에 직각으로 퍼지면, QRS complex는 biphasic임

: biphasic QRS complex는 RS 패턴 또는 QR 패턴으로 구성 될 수 있음

#Reference

1) doctorlib.info/cardiology/electrocardiography1/5.html

심전도의 3가지 규칙

end

BioinformaticsAndMe

심장전도시스템 (cardiac conduction system) ①

start

BioinformaticsAndMe

심박 조율기 세포 (동결절; 동방결절; 박동조율기 세포) 전도 과정

: 심장에는 활동 전위를 생성하는 심박 조율기 세포(Sino-Atrial[SA] node; Sinus node; Pacemaker cell)가 존재

    →자발적으로 리드미컬한 심박수를 설정

: 수축하는 심장 근세포(심장 근육 섬유; contractile cell; cardiac muscle cell)의 신호는 신경계에서 직접 오는 것이 아니라 SA node의 심박 조율기 세포에서 시작함

    →심장의 전기 공급원(Origin of Life)

: SA node의 세포는 심방 근세포를 탈분극시킴

: 힘을 발생시키는 심장 근세포는 간극연접(gap junction)에 의해 서로 연결

    →한 세포의 탈분극이 인접한 세포로 빠르게 확산되고, 활동 전위는 심방 근세포의 막에 의해 생성됨

: 위 그림에서 심방 주위에 표시된 녹색 섬유는 활동 전위를 방실 결절(Atrioventricular[AV] node)로 전도

: 심박 조율기 세포(Sinus node)는 아래 Phase 4에서 slow spontaneous depolarization함으로써 자동능을 갖음

    →심박수(Heart rate) 조절

: 전체적인 심장 전기 흐름의 방향은 '우상 → 좌하'

방실결절, 히스다발 전도과정은 아래 참조

▶심장전도시스템 (cardiac conduction system) ②

#Reference

1) www.quora.com/Does-the-cardiac-conduction-system-work-more-like-nerves-or-more-like-wires

2) www.youtube.com/watch?v=7NRuLlgI1zM&list=PUUmD__F0ZGrvbDa92dR76qQ

3) www.slideserve.com/alaric/arrhythmias

심장전도시스템 (cardiac conduction system) ①

end

BioinformaticsAndMe

가족성 고콜레스테롤혈증 (Familial Hypercholesterolemia)

 Start

BioinformaticsAndMe

1. 가족성 고콜레스테롤혈증 (Familial Hypercholesterolemia;FH)

: 가족성 고콜레스테롤혈증(FH)은 저밀도지단백질 콜레스테롤(LDL-C)이 높은 상염색체 우성 유전 질환

: 유전성 질환으로 부모로부터 유전되며, 높은 콜레스테롤로 인하여 심장질환과 사망률에 영향을 줌

: 핀란드/레바논/독일/폴란드/러시아/프랑스/캐나다인 등에게 평균 이상의 발병률을 보임

 

 

#Reference

1) https://debuglies.com/2019/01/02/familial-hypercholesterolemia-fh-pcsk9-inhibitors-a-very-promising-class-of-drugs-for-the-management-of-such-patients/

2) http://www.cdc.go.kr/CDC/cms/content/mobile/59/13859_view.html

3) http://health.cdc.go.kr/health/mobileweb/content/group_view.jsp?CID=FDDEE4547A

4) http://www.heartpatientalliance.ca/general-information/types-of-cardiovascular-disease/what-is-fh/

가족성 고콜레스테롤혈증 (Familial Hypercholesterolemia)

 End

BioinformaticsAndMe

동맥경화증 (Arteriosclerosis)

 Start

BioinformaticsAndMe

1. 동맥경화증?

: 혈관 가장 안쪽에 콜레스테롤 또는 중성지방 침착으로, 혈관이 좁아져 말초로의 혈류 장애를 일으키는 질환

: 동맥경화증 성인 사망률 - 미국(50%), 일본(50%), 한국(35%)

: 노화현상의 일종으로 혈관의 탄력이 떨어지는 대부분 노인에게서 보임

: 혈관이 75% 이상 막히는 경우에 증상이 보이나, 갑작스럽게 발병하기도 함

2. 동맥경화증 증상

ㄱ) 협심증(Angina pectoris)

- 동맥경화 및 혈전으로 관상동맥 내부 지름이 좁아져, 심장근육으로의 혈류 공급 장애 증상

- 혈류 감소로 심장에 산소 공급이 줄어들고, 젖산이 축적됨 (통증 유발)

ㄴ) 심근경색증(Myocardial infarction)

- 관상동맥이 완전히 막히고, 심장근육으로 가는 혈류가 완전히 차단되어 심장마비 발생

- 세포질 내에 H+, Ca2+ 이온들이 쌓여 간극 연접이 닫힘

- 간극 연접이 닫힌 세포는 활동전위 전도가 없기에 더 이상 수축 불가능

ㄷ) 혈전증(Thrombosis)

- 플라그를 덮고 있는 약해진 내피세포가 파열돼서 혈소판들이 상처 부위에 부착

- 상처 부위에서 혈전이 떨어져 흐르다가 좁은 혈관 구멍을 막음

3. 동맥경화증 원인

ㄱ) 고혈압(Hypertension) - 수축기혈압 140mmHg 이상 또는 이완기혈압 90mmHg 이상

ㄴ) 고지혈증(Hyperlipidemia) - 혈액 내 지질 성분이 증가된 상태

ㄷ) 흡연(Smoking)

ㄹ) 당뇨병(Diabetes mellitus)

ㅁ) 심혈관 질환 가족력(Family history)

ㅂ) 노화(Aging)

ㅅ) 비만(Obesity)

4. 동맥경화증 발병 과정

1) 혈관 내벽 아래에 대량 LDL 콜레스테롤이 축적되어 산화

2) 대식세포들이 모여들어 국부적 염증반응 유발

3) 혈관 내벽에 박힌 대식세포가 LDL 콜레스테롤을 삼키고 지방 덩어리들과 뭉침

4) 다른 대식세포들을 신호 물질로 유도하여, 혈관 평활근 세포들이 내피세포 아래로 이동하고 분열함

5) 혈관을 돌출시킨 플라크가 생겨 혈류가 감소함

6) 커진 플라크가 동맥벽 내부 세포들의 영양분 교환을 방해하므로 세포 사멸 발생

7) 사멸한 세포 자리에 섬유아세포들이 대신 채워지고 결합 조직을 형성하는 경화가 일어남

8) 대식세포가 사멸하면서 방출된 칼슘 이온으로 단단한 플라크를 형성함

9) 말기에는 석회화 및 혈관폐쇄

#Reference

1) http://www.snuh.org/health/nMedInfo/nView.do?category=DIS&medid=AA000338

2) https://socratic.org/questions/what-is-the-impact-of-arteriosclerosis

3) http://m.circulation.or.kr/general/disease/?sub_num=9

4) https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1084122&cid=40942&categoryId=32774

5) https://article1000.com/arteriosclerosis-symptoms-causes-treatments/

6) https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCULATIONAHA.110.017681

7) https://www.macrophi.co.jp/english/lps/2-6.html

8) https://unitedpatientsgroup.com/arteriosclerosis-and-marijuana-treat-arteriosclerosis-with-cannabis

동맥경화증 (Arteriosclerosis)

 End

BioinformaticsAndMe