心電図検査で用いられる心臓電気軸とは

2021.10.14

生体現象測定記録・監視用機器

全身に血液を循環させることで生命活動維持の役割を担う心臓。それが正常に機能しているかどうか、心電図検査によって判別が可能です。検査内容の一部には、心臓電気軸の状態を示す項目もありますが、それは何を表すものなのでしょうか。心電図の基礎から順を追って見ていきましょう。

心電図検査とは

心臓は主に、左右の心房部・心室部から構成されています。その各部の筋肉すなわち心筋が緊張と弛緩を繰り返すのに伴い、心房・心室各部が収縮と拡張を行います。その運動が心臓の動きすなわち心拍となり、血液の循環を促すポンプのように作用するわけです。

心筋の緊張は、洞結節という心臓内の器官から発せられる電気的興奮を基に発生し、右心房→左心房→心室部という経緯で伝播していきます。その様子を電気的に観測する手段が、心電図検査というわけです。

検査は、心筋に生じる電気的反応を電位差として検知し、その時間経過に伴う電位差の変化について、縦軸を電位差の値、横軸を時間としたグラフ上に記録するという形式で行われます。その方法で得られたデータが心電図というわけです。

電位差を検出するべく、被験者の両手足首および胸部左側の定められた6箇所に電極が取り付けられます。そのうち右足首の電極はアース用となり測定には使用されません。

また、右手首・左手首・左足首の電極3点を結んだ3角形はアイントーベンの3角形と呼ばれ、心電図においてその中点が心臓の電気的中心と見做されます。その心臓の電気的中心も不関電極という形で、仮想の電極として使用されます。

一般的な心電図検査は、手足首3箇所・心臓の電気的中心・胸部6箇所の計10箇所を基点に電位差を検出することで進められるわけです。

12誘導心電図

検査に用いられる10箇所の電極から規定の2箇所を選定し、その2点を直線で結ぶ区間において電気の向きと大きさを記録することで心電図が描画されていきます。2点の電極のうちどちらか一方を+、もう片方を-とすることで向きが設定され、心電図上では電位差を示す縦軸の+側と-側で表されます。

そして心電図上の電位差の値が、電気の大きさを表すこととなるわけです。このように、電気の向きと大きさを知るために定められた電極2点の区間を誘導と言います。一般的な心電図検査は、その誘導を12通り扱うことから12誘導心電図と呼ばれます。

これは、手足首の電極を用いる四肢誘導6通りと、胸部左側の電極を用いる胸部誘導6通りに分類されます。また分類方法としては不関電極使用の有無に着目する分け方もあり、実物の電極同士を組み合わせる双極誘導3通り、実物の電極と不関電極からなる単極誘導9通りと見做すことも可能です。

6通りの四肢誘導は、両手首と左足首3つの電極を2つずつ結び付けた双極誘導3通りと、両手首と左足首3つの電極それぞれを不関電極と結ぶ単極誘導3通りに分類されます。6通りの胸部誘導では、その全てが取り付け電極と不関電極の組み合わせとなります。

心電図波形

心電図に電位差の変化を記録していくと、1回の心拍が複数の波形の集合体となって表されます。その波形1つ1つによって、心臓のどの部分で電気的反応が生じているのか示すこととなるわけです。

心電図に現れる波形は、P波・QRS波・T波・U波となります。P波は心房部心筋の緊張の始まりと治まりを表します。続くQRS波は心室部分への電気の伝わりを表し、Q波・R波・S波が連続した波形です。

とくに大きく振れる波形となります。次のT波は心室部心筋の緊張の治まりを意味します。その後に見られるU波は1回の心拍が終了する際に現れる反応です。これら心電図波形が、12通りの誘導それぞれによって違った方向から描き出されるわけです。

心臓電気軸とは

1つ1つの誘導は、電極2点間を結ぶ直線すなわち1次元的な視点から、心臓の電気的反応の向きと大きさを見たものとなります。電極それぞれの位置関係に合わせて12誘導を見た場合、3次元すなわち立体的な視野から心臓の電気的反応を捉えることができます。

12誘導を組み合わせた立体的視野から、電気反応の向きと大きさを合成して導き出されたものが、心臓電気軸です。心拍において最も大きな電気的反応が現れるのはQRS波、すなわち心室への電気の伝わりとなります。そのため心臓を正面から平面的に見た場合の心臓電気軸は、左下方向に向かう流れとして表されます。右心房から心室底部へ向かう電気的反応の経緯を示すものと言えるわけです。