इलैक्ट्रोकार्डियोग्राफी

इलैक्ट्रोकार्डियोग्राफी (ईसीजी या ईकेजी) त्वचा के विद्युत चालकों से एक नियत समय के लिए ह्रदय की वैद्युत गतिविधि को बाहर से रिकॉर्ड किए जाने की पारवक्षीय व्याख्या है। यह एक विद्युतहृद्‌लेखी उपकरण द्वारा उत्पन्न अप्रसारक रिकॉर्डिंग है। शब्द की व्युत्पत्ति, ग्रीक शब्द इलेक्ट्रो, क्योंकि यह वैद्युत गतिविधि से संबंधित है, कार्डियो, जिसका ग्रीक भाषा में अर्थ हृदय है, एवं ग्राफ, एक ग्रीक मूल का शब्द जिसका अर्थ "लिखना" होता है, से हुई है।
मुख्य रूप से ईसीजी हृदय की हर धड़कन के दौरान हृदय की मांशपेशी के विध्रुवीकृत होने के समय त्वचा पर सूक्ष्म वैद्युत परिवर्तनों का पता लगा कर और उसमें विस्तार कर कार्य करता है। विश्राम की स्थिति में, हृदय के प्रत्येक मांसपेशी कोशिका की बाहरी दीवार, या कोशिका झिल्ली के एक सिरे से दूसरे सिरे तक एक आवेश होता है। इस आवेश को कम कर शून्य कर देना विध्रुवीकरण कहलाता है जो कोशिका के तंत्र को क्रियाशील करता है जो इसे सिकुड़ने के लिए प्रेरित करता है। ह्रदय की प्रत्येक धड़कन के दौरान एक स्वस्थ हृदय में विध्रुवीकरण के लहर की सुव्यवस्थित रूप से क्रमानुसार वृद्धि होती है जो शिरानाल-अलिन्द पर्व की कोशिकाओं के द्वारा सक्रिय कर दी जाती है, अलिन्द से होकर अलग हो जाती है, "अन्तस्थ चालन पथ" से होकर गुजरती है एवं फिर संपूर्ण निलय में फैल जाती है। इसकी पहचान हृदय के किसी एक हिस्से में लगाये गए दो विद्युत् चालकों की वोल्टता में सूक्ष्म उतार-चढ़ाव के रूप में की जाती है जिसे किसी स्क्रीन या कागज पर लहरदार रेखा के रूप में प्रदर्शित किया जाता है। यह प्रदर्शन हृदय की मांसपेशी के विभिन्न भागों में हृदय की समग्र कमजोरियों को दर्शाता है।
आमतौर पर 2 से अधिक विद्युत् चालकों का इस्तेमाल किया जाता है और उन्हें कई युग्मों में संयोजित किया जा सकता है। (उदाहरण के लिए: बायीं बाहु (एल ए), दायीं बाहु (आर ए) एवं बायें टांग (एल एल) वाले विद्युत् चालक युग्मों का निर्माण करते हैं: एलए+आरए, एलए+एलएल, आरए+एलएल) प्रत्येक युग्म से प्राप्त आउटपुट को लीड कहा जाता है। कहा जाता है कि प्रत्येक लीड हृदय पर विभिन्न दृष्टिकोण से देखते हैं। विभिन्न प्रकार के ईसीजी को रिकॉर्ड किए गए लीडों की संख्या के द्वारा सूचित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए 3-लीड, 5-लीड या 12-लीड ईसीजी (कभी-कभी सिर्फ "एक 12-लीड). 12-लीड वाला ईसीजी वह है जिसमें 12 विभिन्न विद्युत संकेत लगभग एक ही समय में रिकॉर्ड किए जाते हैं एवं उनका अक्सर ईसीजी के एकबारगी रिकॉर्डिंग के रूप में इस्तेमाल किया जाएगा, आम तौर पर उसे एक पेपर प्रति के रूप में मुद्रित किया जाता है। 3- और 5-लीड वाले ईसीजी में निरन्तर निरीक्षण किए जाने एवं एक उपयुक्त अनुवीक्षण उपकरण के स्क्रीन पर देखे जाने की प्रवृत्ति होती है, उदाहरण के लिए एक शल्य-चिकित्सा के दौरान या एक एम्बुलेंस में पहुंचाए जाने तक. प्रयुक्त उपकरणों के आधार पर 3- और 5-लीड वाले ईसीजी में कोई स्थायी रिकार्ड -हो भी सकता है या नहीं भी हो सकता है।
यह हृदय के असामान्य तालों की माप एवं निदान करने का सर्वोत्तम तरीका है, विशेष रूप से वैद्युत संकेतों का वहन करने वाले संवहन ऊतक को होने वाले नुकसान के द्वारा उत्पन्न असामान्य ताल, या विद्युत-अपघट्य के असंतुलनों के द्वारा उत्पन्न असामान्य ताल. हृद्‌रोधगलन (एमआई) में, ईसीजी विशिष्ट क्षेत्रों में हृदय की मांसपेशी को होने वाले नुकसान की पहचान कर सकता है, यद्यपि इसमें हृदय के सभी क्षेत्र शामिल नहीं होते हैं। ईसीजी विश्वसनीय रूप से हृदय के पम्प करने की क्षमता की माप नहीं कर सकता है, जिसके लिए पराध्वनि या अल्ट्रासाउण्ड आधारित (विद्युतहृद्‌लेख) या आण्विक औषधि परीक्षणों का इस्तेमाल किया जाता है। हृदय की गति के रूकने के दौरान एक सामान्य ईसीजी संकेत (एक स्थिति जिसे नाड़ीस्पन्द रहित वैद्युत गतिविधि के रूप में जाना जाता है) का होना संभव है।

इतिहास

कहा जाता है कि 1872 में सेंट बार्थोलोमियू हॉस्पीटल में डॉक्टर ऑफ साइंस की उपाधि प्राप्त करने के लिए अध्ययन करते समय मरीज के हृदय की धड़कन का रिकॉर्ड प्राप्त करने के लिए अलेक्जेंडर मुइरहेड ने ज्वरग्रस्त मरीज की कलाई में तार संलग्न किया। इस गतिविधि को ब्रिटिश शरीरक्रियाविज्ञानी जॉन बुर्डन सैन्डरसन के द्वारा लिपमैन के सूक्ष्म-वाहिका विद्युतमापी का प्रयोग करते हुए प्रत्यक्ष रूप से रिकॉर्ड किया गया। 
विद्युतीय दृष्टिकोण से हृदय की सुव्यवस्थित रूप से चर्चा करने वाले प्रथम व्यक्ति ऑगस्तस वालर थे, जो पैडिंग्टन, लंदन में सेंट मैरी हॉस्पीटल में कार्यरत थे। उनके विद्युतहृद्‍लेख मशीन में प्रक्षेपक (प्रोजेक्टर) में लिपमैन का सूक्ष्म-वाहिका विद्युतमापी लगा हुआ था। हृदय की धड़कन के अनुरेख को एक फोटोग्राफिक प्लेट में प्रक्षेपित किया गया जो स्वयं एक टॉय ट्रेन में संलग्न था। इसने वास्तविक समय में हृदय की धड़कन को रिकॉर्ड करने दिया। 1911 में उन्होंने अब भी अपने काम के लिए बहुत थोड़ा नैदानिक अनुप्रयोग देखा.
एक प्रारंभिक सफलता तब हाथ लगी जब लीडेन, नीदरलैंड में कार्यरत, विलियम ईंथोवेन ने 1903 में आविष्कार किए गए रज्जुनुमा विद्युतधारामापी का प्रयोग किया। यह उपकरण वालर द्वारा प्रयोग किए गए सूक्ष्म-वाहिका विद्युतमापी एवं 1897 में फ्रांसीसी इंजीनियर क्लीमेंट एडर द्वारा स्वतंत्र रूप से आविष्कार किए गए रज्जुनुमा विद्युतधारामापी दोनों की तुलना में अधिक संवेदनशील था।. आज के स्वयं चिपकने वाले विद्युत् चालकों का प्रयोग करने की बजाय ईंथोवेन के मरीज लवण को घोल से भरे उन पात्रों में अपने अंगों को डाल देते थे जिसमें से ईसीजी को रिकॉर्ड किया गया था।
ईंथोवेन नि विभिन्न विक्षेपों को पी, क्यू, आर, एस अक्षरों से निर्दिष्ट किया और कई हृदय एवं रक्तवाहिकाओं संबंधी विकारों के विद्युतहृद्‌लेख संबंधी विशेषताओं का वर्णन किया। 1924 में, उन्हें अपनी खोज के लिए चिकित्साशास्त्र में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।
यद्यपि उस युग के बुनियादी सिद्धांतों का अभी भी प्रयोग किया जा रहा है, वर्षों से विद्यतहृद्‌लेख में अनेक प्रगति हुई है। उदाहरण के लिए, यन्त्र विन्यास बोझिल प्रयोगशाला उपकरण से एक ठोस इलेक्ट्रॉनिक व्यवस्थाओं में विकसित हुआ है, जिसमें अक्सर विद्यतहृद्‌लेख की कम्प्यूटरीकृत व्याख्या शामिल होती है।

ईसीजी ग्राफ पेपर

ईसीजी रिकॉर्डर का आउटपुट एक ग्राफ (या कभी-कभी कई ग्राफ हैं, जो विभिन्न लीडों का प्रतिनिधित्व करते हैं) है जिसमें समय को x-अक्ष पर एवं वोल्टता को y-अक्ष पर दर्शाया जाता है। एक समर्पित ईसीजी मशीन आम तौर पर ग्राफ पेपर पर मुद्रित करेगा जिसमें 1 मिमी वर्ग मी का पृष्ठभूमि पैटर्न (अक्सर लाल या हरे रंग में) होता है, जिसमें क्षैतिज एवं ऊर्ध्वाधर दोनों दिशाओं में प्रत्येक 5 मिमी पर स्पष्ट विभाजन होते हैं। 
अधिकांश ईसीजी उपकरणों के आउटपुट में परिवर्तन लाना संभव है, लेकिन प्रत्येक मिलीवोल्ट (mV) को y अक्ष पर 1 सेमी के रूप में एवं प्रत्येक सेकंड को 25 मिमी के रूप में x-अक्ष पर दर्शाना मानक होता है (अर्थात्‌ पेपर की गति 25 मिमी/सेकंड होती है). कागज (पेपर) की अधिक तेज गति का उपयोग किया जा सकता है - उदाहरण के लिए - ईसीजी में अधिक सूक्ष्म विवरण निश्चित करने के लिए। पेपर (कागज) की गति 25 मिमी/सेकंड रख कर, ईसीजी कागज के एक छोटे ब्लॉक को की गति में 40 मिलीसेकंड में परिवर्तित होता है। पांच छोटे ब्लॉक मिलकर एक बड़े ब्लॉक बनाते है, जो 200 मिलीसेकंड में परिवर्तित करता है। इसलिए, प्रतिसेकंड पांच बड़े ब्लॉक हैं। एक अंशांकन संकेत को रिकॉर्ड एक साथ शामिल किया जा सकता है। 1 मिलीवोल्ट (mV) का मानक संकेत शलाका को ऊर्ध्वाधर रूप से 1 सेमी आगे खिसका सकता है, जो ईसीजी कागज पर दो बड़े वर्ग होते हैं।

अभिन्यास

परिभाषा के द्वारा एक 12-लीड वाला ईसीजी प्रत्येक 12-लीडों के रिकॉर्डिंग का एक छोटा खंड दर्शाएगा. इसे अक्सर 4 कॉलमों एवं तीन कतारों वाले एक ग्रिड में व्यवस्थित किया जाता है, जिसमें से आरंभ वाले कॉलम लिम्ब लीड (I, II एवं III) होते हैं, दूसरे कॉलम संवर्धित लिम्ब लीड (aVR, aVL एवं aVF) एवं अंतिम दो कॉलम चेस्ट लीड (V1-V6) होते हैं। आमतौर पर इस अभिविन्यास में परिवर्तन करना संभव है इसलिए यह देखने के लिए लेबलों की जांच करना आवश्यक है कि किस लीड को दर्शाया गया है। आम तौर पर प्रत्येक कॉलम तीन लीडों के लिए समय में समान क्षण रिकॉर्ड करेंगे एवं फिर रिकॉर्डिंग अगले कॉलम में स्थानांतरित हो जाएगा जो उस बिन्दु के बाद हृदय की धड़कनों को रिकॉर्ड करेगा। हृदय के तालों के लिए लीड के कॉलमों के बीच परिवर्तित होना संभव है।
हृदय की गति पर निर्भय करते हुए, इनमें से प्रत्येक खंड छोटा होता है और किसी ऐसे हृदय ताल का विश्लेषण करना कठिन हो सकता है जो हृदय की धड़कनों के बीच परिवर्तन दर्शाते हैं। विश्लेषण में मदद करने के लिए एक या दो "ताल पट्टी" को भी मुद्रित करना आम बात है। यह आमतौर पर लीड II होगा (जो अलिन्द से वैद्युत संकेत, पी-तरंग दर्शाता है) एवं यह ईसीजी रिकॉर्ड किए जाने के संपूर्ण समय के लिए ताल दर्शाता है (आम तौर पर5-6 सेकंड).
"ताल पट्टी" शब्द सतत निरीक्षण प्रणाली के सम्पूर्ण मुद्रित अभिलेख (प्रिंटआउट) को सूचित कर सकता है जो केवल एक लीड को दर्शा सकता है और इसे या तो चिकित्सक के द्वारा शुरू किया जाता है या यह किसी खतरे के संकेत या घटना के प्रतिक्रियास्वरूप शुरू होता है।

अतिरिक्त विद्युत् चालक

हृद्‌पेशीयरोधगलन, जिसमें वे क्षेत्र शामिल होते हैं जिन्हें आम तौर पर अच्छी तरह से नहीं "देखा" जाता है, की पहचान करने में इसकी सूक्षमग्राहिता में सुधार करने के एक प्रयास के रूप में क्लासिकल 12-लीड वाले ईसीजी में कई तरीकों से विस्तार किया जा सकता है। इसमें एक rV₄ लीड शामिल होता है जो V₄ के समतुल्य महत्व वाले चिह्नों का छाती की दीवार के दाहिने तरफ प्रयोग करता है एवं चेस्ट लीड को पीठ पर V₇, V₈ एवं V₉ के द्वारा फैलाता है।

पुरोहृदीय लीड

पुरोहृदीय लीड (V₁, V₂, V₃, V₄, V₅ एवं V₆) के लिए विद्युत् चालकों को सीधे छाती पर स्थापित किया जाता है। हृदय से उनकी सन्निकटता के कारण, उनमें संवर्धन की जरूरत नहीं होती है। विल्सन के केंद्रीय टर्मिनल का प्रयोग ऋणात्मक विद्युत् चालक के लिए किया जाता है और इन लीडों को एकध्रुवीय माना जाता है (स्मरण करें कि विल्सन का केंद्रीय टर्मिनल तीन लिम्ब लीडों का औसत होता है यह निकाय के ऊपर सामान्य, या औसत विभव के अनुरूप होता है). पुरोहृदीय लीड हृदय की वैद्युत गतिविधि को तथाकथित क्षैतिज तल में देखते हैं। क्षैतिज तल में हृदय के वैद्युत अक्ष को Z अक्ष के रूप में सूचित किया जाता है।

सदिश एवं दृष्टिकोण

ईसीजी की व्याख्या इस विचार पर निर्भर करती है कि अलग-अलग लीड (जिससे हमारा तात्पर्य ईसीजी लीड, I,II,III, aVR, aVL, aVF और चेस्ट लीड है) हृदय को अलग-अलग "दृष्टिकोणों" से देखते हैं। 
इसके दो लाभ हैं। सबसे पहले, समस्या दर्शाने वाले लीड (उदाहरण के लिए एसटी खंड उन्नयन) का प्रयोग यह अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है कि हृदय का कौन सा प्रदेश प्रभावित है। दूसरे, विध्रुवीकरण के तरंग की यात्रा की समग्र दिशा का भी अनुमान लगाया जा सकता है जो अन्य समस्याओं को प्रकट कर सकते हैं। इसे हृदय संबंधी अक्ष कहा जाता है। हृदय संबंधी अक्ष का निर्धारण सदिश की अवधारणा पर निर्भर करता है जो विध्रुवीकरण तरंग की गति का वर्णन करता है। तब इस सदिश का इसके घटकों के रूप में विचार किए गए लीड की दिशा के संबंध में वर्णन किया जा सकता है। एक घटक लीड की दिशा में होगा है और इसे क्यूआरएस (QRS) समष्टि के व्यवहार में प्रकट किया जाएगा एवं एक घटक इससे 90 डिग्री पर होगा (जो नहीं होगा). क्यूआरएस (QRS) समष्टि का धनात्मक निवल विक्षेपण (अर्थात् ‌R-तरंग की ऊंचाई में से S-तरंग की गहराई को घटाकर) यह सुझाव देता है कि ध्रुवीकरण का तरंग हृदय से होकर उस दिशा में फैल रहा है जिसके कुछ घटक (सदिश के) लीड की ही दिशा में होते हैं।

फ़िल्टर चयन

आधुनिक ईसीजी मॉनिटर संकेत प्रक्रमण के लिए विविध फ़िल्टर प्रदान करते हैं। सबसे आम समायोजन मॉनीटर मोड और नैदानिक मोड हैं। मॉनिटर मोड में, कम आवृत्ति वाले फ़िल्टर (जिन्हें उच्च-पास वाला फ़िल्टर भी कहा जाता है क्योंकि सीमा से ऊपर संकेतों को निकलने दिया जाता है) को या तो 0.5 हर्ट्ज़ या 1 हर्ट्ज़ पर समायोजित किया जाता है एवं उच्च आवृत्ति वाले फ़िल्टर (जिन्हें निम्न-पास फ़िल्टर भी कहा जाता है क्योंकि सीमा से नीचे के संकेतों को निकलने दिया जाता है) को 40 हर्ट्ज़ पर समायोजित किया जाता है। यह कृतक नियमित हृदय ताल के निरीक्षण को सीमित करता है। उच्च-पास फ़िल्टर अस्थिर आधार-रेखा को कम करने में मदद करता है एवं निम्न-पास फ़िल्टर 50 या 60 हर्ट्ज़ पावर लाइन वाले शोर को कम करने में मदद करता है (विभिन्न देशों में पावर लाइन नेटवर्क आवृत्ति 50 से 60 हर्ट्ज़ के बीच भिन्न होती है). नैदानिक मोड में, उच्च पास फ़िल्टर को 0.05 हर्ट्ज पर समायोजित किया जाता है, जो सटीक एसटी (ST) खंड को रिकॉर्ड करने की अनुमति प्रदान करता है। निम्न-पास फ़िल्टर को 40, 100, या 150 हर्ट्ज पर समायोजित किया जाता है। परिणामस्वरूप, ईसीजी का मॉनीटर मोड प्रदर्शन नैदानिकि मोड की तुलना में अधिक फ़िल्टर किया हुआ होता है, क्योंकि इसका पासबैंड अधिक पतला होता है।

उपकरण

वर्षों से विद्युतहृद्‍लेख मशीन आकार में छोटे हो चुके हैं। हस्तधारित संस्करण 800 डॉलर में बेचे जाते हैं।