Triangolo di Einthoven e derivazioni ECG: una spiegazione semplice

Dal nome del teorico e padre dell’elettrocardiografia moderna, il Triangolo di Einthoven è il principio fisiologico su cui si basa la rilevazione dell’attività elettrica del cuore. In questo articolo cercheremo di definire la teoria dietro le derivazioni ECG, con un riassunto e una spiegazione semplice dei concetti che portano alla risposta alla domanda: come è possibile che da dieci elettrodi si ottengono dodici derivazioni?

Cosa è il Triangolo di Einthoven?

Il Triangolo di Einthoven si basa sulla disposizione immaginaria di un triangolo equilatero rovesciato sul torace del paziente, il cui centro coincide con il cuore. Ogni angolo della figura geometrica è elettricamente coincidente con un punto di un arto specifico a cui viene assegnato un nome: VL (left, sinistra) VR (right, destra) e VF (foot, piede sinistro). L’arto rimanente, il piede destro è definito neutro e non partecipa alla formazione del triangolo.

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Cerchi un manuale per imparare a leggere e interpretare l’elettrocardiogramma in maniera semplice ed efficace? È finalmente pronto “ECG Facile: dalle basi all’essenziale” il manuale per imparare a interpretare l’elettrocardiogramma. Un testo pensato principalmente per professionisti sanitari non medici che vogliano possedere la giusta dimestichezza con quest’arte. Il manuale ha il solo scopo di farvi sviluppare un unico superpotere: saper discriminare un tracciato normale da uno patologico, sapere quando dovrete segnalarlo al medico, e possibilmente salvare la vita del paziente. Ognuno di questi punti, guarda elettricamente il cuore dal proprio punto di vista, VL da sinistra, VR da destra e VF dal basso, ma è nella reciproca visione di due punti alla volta che il bipolo cardiaco (un polo positivo e un polo negativo) riesce a registrare gli eventi elettrici che si dipanano dal cuore posto al centro.

Fu infatti il fisiologo Willem Einthoven nel 1901 ad eseguire il primo elettrocardiogramma quasi come oggi lo conosciamo. Grazie al perfezionamento del galvanometro a corda, fu in grado di misurare le basse intensità di corrente del muscolo cardiaco a livello della cute del torace come nessun altro aveva fatto prima. Il contributo scientifico di questo incredibile e instancabile professore di fisiologia non si è limitato alla sola scoperta e misurazione dei potenziali elettrici del cuore ma alla definizione del “Triangolo di Einthoven”, il principio fisiologico su cui si basa l’elettrocardiogramma.

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Gli anni successivi il suo impegno si mosse verso il perfezionamento della metodica e nella standardizzazione della registrazione elettrocardiografica, tanto da raggiungere le basi per una procedura standard per l’esecuzione dell’elettrocardiogramma e ad oggi è adottata a livello universale. Impegno che gli assicurò il Premio Nobel per la medicina nel 1924.

A cosa serve il Triangolo di Einthoven?

Se consideriamo la depolarizzazione elettrica come un’onda che si propaga sul tessuto muscolare cardiaco, la possiamo rappresentare come un vettore elettrico medio (registrato dalla derivazione ECG). Nient’altro che la misurazione su due poli distinti della somma del movimento delle cariche elettriche, dal polo negativo verso il polo positivo, di tanti vettori quante sono le cellule cardiache coinvolte. Quello che il tracciato ecg registra è una serie di vettori elettrici che sono la manifestazione elettrica di una depolarizzazione miocardica, ogni vettore elettrico rappresenta quindi come l’elettrodo vede arrivare o allontanarsi questo fenomeno elettrico e registrarlo di conseguenza.  

Un vettore elettrico è quindi la rappresentazione di una grandezza fisica e in quanto tale avrà una direzione, un verso e un’intensità:

• con direzione si intende la retta che passa da due punti dello spazio tridimensionale (Ax,Ay,Az e Bx, By, Bz);
• con verso, se lo spostamento della grandezza fisica è da A→B o da B→A;
• con intensità si definisce l’ampiezza del vettore: maggiore sarà il tessuto miocardico interessato, maggiore sarà l’intensità del vettore.

Ogni singola derivazione ECG delle dodici derivazioni convenzionali, andrà quindi a registrare il vettore elettrico che gli viene incontro o da cui si allontana. Posti su due piani corporei, le sei derivazioni periferiche osservano il piano sagittale del corpo, mentre le restanti sei derivazioni precordiali osservano il cuore sul piano trasversale.  

A cosa corrispondono le derivazioni ECG?

E come è possibile che da dieci elettrodi posti sul torace del paziente possiamo ricavare dodici derivazioni cardiache? Dal calcolo delle differenze di potenziale tra due elettrodi periferici alla volta, si ottiene una derivazione bipolare:

• I derivazione o D1: misurata tra l’elettrodo positivo sul braccio sinistro e quello negativo sul braccio destro;
• II derivazione o D2: misurata tra l’elettrodo positivo sulla gamba sinistra e quello negativo sul braccio destro;
• III derivazione o D3: misurata tra l’elettrodo positivo sulla gamba sinistra e quello negativo sul braccio sinistro.

Ma gli stessi elettrodi VR,VL e VF possono inoltre essere utilizzati per aumentare i punti di osservazione. Considerando, ad esempio, il polso destro come positivo e i restanti due arti come negativi, si può ricavare una derivazione unipolare che parte dall’arto verso la bisettrice interna del triangolo di Einthoven, ovvero il centro del torace dove, sempre idealmente, è posto il cuore.

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Ma, a differenza delle derivazioni bipolari, queste necessitano di un amplificazione di voltaggio da parte dell’apparecchio. Si ottengono in questo modo le derivazioni aumentate degli arti (Augmented Voltage) e da qui la presenza di una “a” prima delle denominazioni della periferica:

• aVF: derivazione amplificata del piede sinistro;
• aVR: derivazione amplificata del braccio destro;
• aVL: derivazione amplificata del braccio sinistro.

 

Da dieci elettrodi, dodici derivazioni ECG

Altre sei derivazioni unipolari precordiali, poste sul torace del paziente circondano il cuore e aumentano ulteriormente i punti di vista di osservazione. Poste sul piano trasversale, perpendicolarmente al piano in cui sono posizionate le periferiche, le derivazioni toraciche sono particolarmente utili per l’indagine dell’impulso elettrico dei ventricoli. A questo punto è chiaro come sia possibile che da soli dieci elettrodi si ottengono dodici derivazioni: dai quattro elettrodi periferici possiamo ottenere ben sei punti di vista diversi che, sommate alle altre sei derivazioni unipolari precordiali (da V1 a V6) permettono una visione del cuore completa su un piano tridimensionale e formato da molte finestre di osservazione. È come se attorno al cuore fossero posizionate dodici fotocamere pronte ad indagare ogni aspetto del tessuto miocardico. 

Ad oggi questa impostazione è sufficiente per constatare e diagnosticare la maggior parte delle aritmie e patologie cardiache note. Niente male per un’invenzione nata più di 120 anni fa!

Autore: Dario Tobruk (Profilo Linkedin)