ECG-afleidingssystemen evolueren van Einthoven naar 360 graden dekking

Stel je elke hartslag voor als een miniatuur elektrische storm, en het elektrocardiogram (ECG) als de radar die deze storm vastlegt. Al meer dan een eeuw lang hebben medische wetenschappers continu ECG-technologie onderzocht en verfijnd, strevend naar meer uitgebreide en precieze interpretaties van de elektrische activiteit van het hart. Van vroege zoutwateremmers tot de slimme draagbare apparaten van vandaag, de ontwikkeling van ECG-afleidingssystemen is een medisch epos van innovatie en doorbraken.

Een ECG is een niet-invasieve, snelle diagnostische methode die de elektrische activiteit van het hart registreert tijdens elke hartcyclus via elektroden die op het huidoppervlak worden geplaatst. De potentiaalverschillen die door deze elektroden worden geregistreerd, worden "afleidingen" genoemd. Verschillende afleidingssystemen gebruiken verschillende elektrodenplaatsingen en -combinaties om de elektrische activiteit van het hart vanuit meerdere perspectieven te observeren.

In 1903 registreerde de Nederlandse fysioloog Willem Einthoven het eerste menselijke ECG, wat hem in 1924 de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde opleverde. In die tijd, zonder zelfklevende elektroden of signaalversterkingssystemen, moest Einthoven de ledematen van proefpersonen in zoutwateremmers onderdompelen, waarbij het zoute water als geleiders werd gebruikt die waren aangesloten op zijn snaargalvanometer. Hij selecteerde drie posities - rechterarm, linkerarm en linkerbeen - om potentiaalverschillen te registreren tussen rechterarm-linkerarm (Afleiding I), rechterarm-linkerbeen (Afleiding II) en linkerarm-linkerbeen (Afleiding III). Deze drie afleidingen vormden Einthoven's driehoek, waarmee de ECG-methodologie werd gestandaardiseerd.

Om de observaties van de verticale elektrische activiteit van het hart te verfijnen, stelde Goldberger in 1942 een verbeterd afleidingssysteem voor de ledematen voor. Met behulp van een weerstandsnetwerk leidde hij drie nieuwe afleidingen af: aVR, aVL en aVF, die de potentialen van de rechterarm, linkerarm en linkerbeen vertegenwoordigen ten opzichte van Wilson's centrale terminal. In combinatie met Einthoven's afleidingen verbeterden deze zes verticale assen de diagnostische mogelijkheden van ECG voor aritmieën en bepaalde myocardinfarcten.

In 1934 bracht Wilson de ECG verder door elektroden direct op de borstwand te plaatsen, met behulp van een virtueel referentiepunt (CT, centrale terminal) in de buurt van het hartcentrum. Zijn zes precordiale afleidingen (V1-V6) gaven horizontale beelden van de elektrische activiteit van het hart, wat cruciaal bleek te zijn voor het diagnosticeren van myocardischemie en ventriculaire hypertrofie. Samen vormden de bijdragen van Einthoven, Goldberger en Wilson het moderne 12-afleidingen ECG-systeem.

Het 12-afleidingen ECG integreert zes afleidingen van de ledematen (I, II, III, aVR, aVL, aVF) en zes precordiale afleidingen (V1-V6), en biedt inzichten vanuit meerdere hoeken in de structuur en functie van het hart. Als de klinische gouden standaard diagnosticeert het aritmieën, ischemie, infarct, hypertrofie en elektrolytenonbalans.

In 1956 modelleerde Frank het hart als een roterende dipool in 3D-ruimte, waarbij hij de elektrische activiteit ervan vastlegde via X-, Y- en Z-assen in een Cartesiaans systeem. Vector ECG vertegenwoordigde deze activiteit als roterende lussen, wat voordelen bood voor infarcten van de achterwand. De complexiteit ervan beperkte echter de wijdverbreide adoptie.

In 1988 introduceerde Dower het EASI-systeem, waarbij slechts vijf elektroden werden gebruikt om vectorgebaseerde X-, Y-, Z-afleidingen af te leiden en 12-afleidingen ECG's te benaderen. Deze gestroomlijnde aanpak behield de diagnostische nauwkeurigheid en verminderde tegelijkertijd de complexiteit van de installatie.

Om de blinde vlekken van het 12-afleidingen ECG aan te pakken (bijv. rechterventriculaire/achterste infarcten), ontwikkelde CardioSecur een 22-afleidingen systeem gebaseerd op EASI. Door extra afleidingen te berekenen - inclusief beelden van de rechter- en achterwand - bereikte het een uitgebreide hartbeoordeling zonder herpositionering van de elektroden.

• Enkelvoudig ECG: Beperkt tot één verticale as; niet in staat om ischemie te detecteren of aritmieën nauwkeurig te lokaliseren.
• 3-afleidingen ECG: Drie verticale assen; nog steeds onvoldoende voor ischemie en aritmielokalisatie.
• 12-afleidingen ECG: Zes verticale en zes horizontale assen; gouden standaard maar mist beelden van de achterste/rechterventrikel.
• Vector ECG: 3D-dipoolanalyse; superieur voor achterste infarcten maar complex om te interpreteren.
• EASI-systeem: Equivalent aan 12-afleidingen ECG met minder elektroden; kleine afwijkingen in amplitude/as.
• 360° Systeem: 22 afleidingen die alle hartwanden bestrijken; maximaliseert de detectie van infarcten en de lokalisatie van aritmieën.

ECG-afleidingssystemen zijn geëvolueerd van Einthoven's primitieve opstelling tot CardioSecur's 360° dekking, waarbij elke innovatie de hartdiagnostiek verfijnt. Met de integratie van AI en big data beloven toekomstige systemen nog grotere precisie en personalisatie, waardoor clinici in staat worden gesteld de gezondheid van het hart te beschermen als nooit tevoren.