Heart functions

1. ‫הקרדיווסקולרית‬ ‫המערכת‬
–
‫ו‬ ‫אלקטרופיזיולוגיה‬
-
ECG
‫מספר‬ ‫תרגול‬
4
‫למהנדסים‬ ‫הגוף‬ ‫מערכות‬ ‫פיזיולוגית‬
(
276011
)
‫שנה‬
"
‫תשפ‬ ‫ל‬
"
‫ג‬
2022-2023

2. ‫הלב‬ ‫מבנה‬

3. ‫הלב‬ ‫מבנה‬
–
"
‫חשמלית‬
"

4. ‫לב‬ ‫שריר‬ ‫תאי‬
(
‫קרדיומיוציטים‬
)
•
‫הלב‬ ‫שריר‬ ‫תאי‬ ‫מאפייני‬
:
• Excitability
• Automaticity
• Conduction

5. ‫לב‬ ‫שריר‬ ‫תאי‬
(
‫קרדיומיוציטים‬
)
•
‫התאים‬ ‫סוגי‬
:
•
‫קוצב‬
(
Sino-atrial node
)
•
‫עלייה‬
•
‫חדר‬

6. ‫פו‬
"
‫ופאזות‬ ‫לב‬ ‫בתאי‬ ‫פ‬
•
‫פאזה‬
4
:
‫פוטנציאל‬
‫מנוחה‬
(
-90 mV
,
-50 mV
)
,
‫מוליכות‬
‫גבוהה‬
‫ליוני‬
‫אשלגן‬
.
‫תאי‬
‫קוצב‬
‫אינם‬
‫במנוחה‬
,
‫והמתח‬
‫בהם‬
‫עולה‬
(
‫דיאסטולה‬
)
.
•
‫פאזה‬
0
:
‫עלייה‬
(
‫מהירה‬
)
‫במתח‬
–
‫בתאי‬
‫חדר‬
2 msec
‫ובתאי‬
‫קוצב‬
~10-20 msec
,
‫זרם‬
‫יוני‬
‫נתרן‬
‫גבוה‬
,
‫גם‬
‫זרם‬
‫יוני‬
‫סידן‬
(
L-
type
,
‫בתאי‬
‫קוצב‬
‫דומיננטיים‬
)
.
•
‫פאזה‬
1
:
‫אינאקטיבציה‬
‫של‬
‫זרם‬
‫יוני‬
‫נתרן‬
,
‫ירידה‬
‫קלה‬
‫בשל‬
‫זרם‬
‫יוני‬
‫אשלגן‬
.
(
‫אינה‬
‫מופיעה‬
‫בתאי‬
‫קוצב‬
)
•
‫פאזה‬
2
:
‫פלאטו‬
–
‫זרם‬
‫יוני‬
‫סידן‬
,
‫המשך‬
‫זרם‬
‫יוני‬
‫אשלגן‬
.
(
‫אינה‬
‫מופיעה‬
‫בתאי‬
‫קוצב‬
)
•
‫פאזה‬
3
:
‫רה‬
-
‫פולריזציה‬
‫מהירה‬
‫בשל‬
‫זרם‬
‫יוני‬
‫אשלגן‬
‫וסגירת‬
‫תעלות‬
‫יוני‬
‫סידן‬
.

7. ‫מסוג‬ ‫תאים‬
Fast Response
Fast response (Atria, PF, Ventricles):
dV/dtmax = 500-1000 volt/sec
Conduction velocity = 1-4 m/sec

8. ‫מסוג‬ ‫תאים‬
Slow Response
iNCX iNCX
Slow response (SAN, AVN):
dV/dtmax = 1-10 volt/sec
Conduction velocity = 0.02-0.05 m/sec

9. ‫לב‬ ‫בתאי‬ ‫יוניים‬ ‫זרמים‬
(
‫קוצב‬
‫שריר‬
)
•
‫סידן‬ ‫זרמי‬
:
•
‫סידן‬ ‫יוני‬ ‫תעלות‬
(
T & L type
)
•
‫סידן‬ ‫יוני‬ ‫משחלף‬
-
‫נתרן‬
(
NCX
)
•
‫מה‬ ‫מקומי‬ ‫סידן‬ ‫שחרור‬
-
Sarcoplasmic Reticulum
(
SR
)
‫הנקראים‬
Local Calcium Release
(
LCR
)
-
‫קוצב‬
•
‫זרם‬
funny current
–
‫קוצב‬
•
‫מה‬ ‫מאסיבי‬ ‫סידן‬ ‫שחרור‬
-
SR
(
RyR
)
•
‫אשלגן‬ ‫זרם‬
•
‫ל‬ ‫חזרה‬ ‫סידן‬ ‫יוני‬ ‫שאיבת‬
-
SR
(
SERCA
)

10. ‫בתהליך‬ ‫יוניים‬ ‫זרמים‬
‫הפו‬
"
‫פ‬
–
‫קוצבים‬
‫ומיוציטים‬
RyR2
SR
SERCA
If
ICaT INCX
PKA
Sarcomere
IK
Ca2+
Na+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Na+
K+
Yaniv et al. Front. Physiol. 2015, Weisbord et al. Proc. Natl. Acad. Sci. 2013
CaM

11. ‫קוצב‬ ‫בתאי‬ ‫והממברנה‬ ‫הסידן‬ ‫שעוני‬
Maltsev and Lakatta. Cardiovascular research 2007
•
‫תאי‬
‫הקוצב‬
‫בעלי‬
‫שני‬
"
‫שעונים‬
"
‫הקובעים‬
‫את‬
‫קצב‬
‫פריצת‬
‫פוטנציאל‬
‫הפעולה‬
‫בתא‬
‫ואת‬
‫קצב‬
‫הלב‬
.

12. ‫קוצב‬ ‫בתאי‬ ‫והממברנה‬ ‫הסידן‬ ‫שעוני‬
Maltsev and Lakatta. Cardiovascular research 2007
•
‫שעון‬
‫הסידן‬
‫כולל‬
‫את‬
:
•
SR
•
RyR
•
SERCA
•
‫שעון‬
‫הממברנה‬
‫כולל‬
(
‫בעיקר‬
)
‫את‬
:
•
‫תעלת‬
“funny” current
•
‫תעלות‬
‫יוני‬
‫סידן‬
‫מסוג‬
L and T
type
•
‫משחלף‬
‫יוני‬
‫נתרן‬
‫וסידן‬
(
NCX
)

13. ‫מספר‬ ‫בוחן‬ ‫פתרון‬
6
.1
‫פאזה‬ ‫מציינת‬ ‫מה‬
0
‫מהיר‬ ‫בפוטנציאל‬
?
.a
‫דפולריזציה‬
.b
‫פלאטו‬
.c
‫רפולריזציה‬
.d
‫מנוחה‬ ‫מצב‬
(
‫משקל‬ ‫שיווי‬
)
.2
‫לפאזה‬ ‫תורם‬ ‫לא‬ ‫הנתרן‬ ‫למה‬
1-4
.a
‫הפתוחים‬ ‫השערים‬ ‫ממספר‬ ‫גדול‬ ‫הסגורים‬ ‫השערים‬ ‫שמספר‬ ‫בגלל‬
.b
‫רק‬ ‫מגיבה‬ ‫הנתרן‬ ‫שתעלת‬ ‫מכיוון‬
‫לרפולריזציה‬
.c
‫במצב‬ ‫להיות‬ ‫הנתרן‬ ‫לתעלת‬ ‫גורם‬ ‫הסגור‬ ‫שהשער‬ ‫מכיוון‬
‫אינקטבציה‬
.d
‫המהיר‬ ‫בפוטנציאל‬ ‫הפאזות‬ ‫אחד‬ ‫לאף‬ ‫תורם‬ ‫לא‬ ‫הנתרן‬

14. ‫מספר‬ ‫בוחן‬ ‫פתרון‬
6
.3
‫סה‬ ‫מה‬
"
‫בפאזה‬ ‫הזרמים‬ ‫כ‬
2
.a
0
.b
‫חיובי‬
.c
‫שלילי‬
.d
‫שלילי‬ ‫ואז‬ ‫חיובי‬ ‫בערך‬ ‫מתחיל‬

15. ‫מספר‬ ‫בוחן‬ ‫פתרון‬
6
.4
‫מצפיפות‬ ‫נובע‬ ‫לעליה‬ ‫חדר‬ ‫תאי‬ ‫בין‬ ‫הפעולה‬ ‫בפוטנציאל‬ ‫ההבדל‬
‫וקנטיקה‬
‫תעלות‬ ‫של‬ ‫שונה‬
.a
‫נכון‬
.b
‫נכון‬ ‫לא‬
.5
‫בלב‬ ‫והמכאנית‬ ‫החשמלית‬ ‫הפעילות‬ ‫תזמון‬ ‫סדר‬ ‫עבור‬
:
‫מתרחש‬ ‫קודם‬
‫פעולה‬ ‫פוטנציאל‬
,
‫בתא‬ ‫הסידן‬ ‫ריכוז‬ ‫אז‬ ‫ורק‬ ‫למקסימום‬ ‫מגיע‬ ‫הכוח‬ ‫כך‬ ‫אחר‬
‫עולה‬
.a
‫נכון‬
.b
‫נכון‬ ‫לא‬

16. ‫מספר‬ ‫בוחן‬ ‫פתרון‬
7
.1
‫איטי‬ ‫פעולה‬ ‫בפוטנציאל‬ ‫חסרות‬ ‫פאזות‬ ‫אילו‬
?
.a
1
‫ו‬
-
2
.b
2
‫ו‬
-
3
.c
1
‫ו‬
-
4
.d
‫פאזות‬ ‫שום‬ ‫חסרות‬ ‫לא‬

17. ‫מספר‬ ‫בוחן‬ ‫פתרון‬
7
.2
‫מתן‬
‫קרבקול‬
‫הלב‬ ‫קצב‬ ‫את‬ ‫מוריד‬
.a
‫נכון‬
.b
‫נכון‬ ‫לא‬
.3
‫שה‬ ‫ככל‬
-
SR
‫ירד‬ ‫בקוצב‬ ‫פעולה‬ ‫פוטנציאלי‬ ‫של‬ ‫ירי‬ ‫קצב‬ ‫יותר‬ ‫מהר‬ ‫יתמלא‬
.a
‫נכון‬
.b
‫נכון‬ ‫לא‬

18. ‫מספר‬ ‫בוחן‬ ‫פתרון‬
7
.4
‫קוצב‬ ‫בתאי‬ ‫קיים‬ ‫הסידן‬ ‫ששעון‬ ‫מוכיחים‬ ‫כיצד‬
?
.a
‫פעולה‬ ‫פוטנציאל‬ ‫מודדים‬
.b
‫שמעכב‬ ‫חומר‬ ‫נותנים‬
‫זרחון‬
.c
‫מקומי‬ ‫סידן‬ ‫שחרור‬ ‫של‬ ‫מחזוריות‬ ‫ומודדים‬ ‫התאים‬ ‫את‬ ‫מקלפים‬
.d
‫החיצונית‬ ‫לתמיסה‬ ‫מגנזיום‬ ‫מוסיפים‬
.5
‫הקוצב‬ ‫של‬ ‫הירי‬ ‫קצב‬ ‫על‬ ‫משפיע‬ ‫מה‬
?
.a
‫רמת‬
‫זרחון‬
.b
‫תעלות‬
funny
.c
‫סידן‬ ‫נתרן‬ ‫משחלף‬
.d
‫נכונות‬ ‫התשובות‬ ‫כל‬

19. ‫ההולכה‬ ‫תהליך‬

20. ‫ההולכה‬ ‫תהליך‬
•
SA Node
•
‫ימין‬ ‫עלייה‬
•
AV Node
•
Bundle of His
•
‫סיבי‬
‫פורקיניה‬
•
‫החדרים‬

21. Electrocardiogram (ECG)

22. Electrocardiogram (ECG)
•
‫אק‬
"
‫ג‬
‫הוא‬
‫רישום‬
‫של‬
‫הפעילות‬
‫החשמלית‬
‫של‬
‫הלב‬
‫הנמדדת‬
‫באמצעות‬
‫אלקטרודות‬
‫על‬
‫פני‬
‫העור‬
‫ביחידות‬
‫של‬
‫מילי‬
-
‫וולט‬
(
‫כלומר‬
,
‫רישום‬
‫מתח‬
)
.

23. Electrocardiogram (ECG)
•
‫אק‬ ‫של‬ ‫המורפולוגיה‬
"
‫ג‬
:
•
‫גל‬
P
:
‫את‬ ‫מייצג‬
‫הדפולריזציה‬
‫העליות‬ ‫של‬
•
‫קומפלקס‬
QRS
:
•
Q
‫המחיצה‬ ‫של‬ ‫הדפולריזציה‬ ‫את‬ ‫מייצג‬
•
R
‫החדרים‬ ‫של‬ ‫הדפולריזציה‬ ‫את‬ ‫מייצג‬
•
S
‫החדרים‬ ‫המשך‬ ‫של‬ ‫הדפולריזציה‬ ‫את‬ ‫מייצג‬
•
‫גל‬
T
:
‫הרה‬ ‫את‬ ‫מייצג‬
-
‫של‬ ‫פולריזציה‬
‫החדרים‬

24. Electrocardiogram (ECG)

25. ‫מספר‬ ‫בוחן‬ ‫פתרון‬
8
.1
‫בריאים‬ ‫אנשים‬ ‫אצל‬ ‫בלב‬ ‫הראשי‬ ‫הקוצב‬ ‫מה‬
?
.a
AVN
.b
SAN
.c
His Bundle
.d
Purkinje fibers
.2
‫בקוצב‬ ‫השהייה‬ ‫מאפשרת‬ ‫מה‬
AVN
?
.a
‫של‬ ‫כיווץ‬
2
‫ביחד‬ ‫העליות‬
.b
‫הקוצב‬ ‫של‬ ‫השתלטות‬
AVN
‫על‬
SAN
.c
‫העליות‬ ‫אחרי‬ ‫החדרים‬ ‫של‬ ‫כיווץ‬
.d
‫וזניחה‬ ‫קטנה‬ ‫ההשהיה‬

26. ‫מספר‬ ‫בוחן‬ ‫פתרון‬
8
.3
‫בלב‬ ‫חשמלית‬ ‫הפעלה‬ ‫סדר‬ ‫מה‬
(
‫לימין‬ ‫משמאל‬
)
?
.a
SAN, AVN, Atrial, Ventricular
.b
SAN, Bundle brunch, AVN, Ventricular
.c
SAN, AVN, Purkinje fibers, Ventricular
.d
SAN, AVN, Ventricular, Purkinje

27. ‫מספר‬ ‫בוחן‬ ‫פתרון‬
8
.4
‫גל‬
P
‫בגלל‬ ‫נוצר‬
‫דפולריזציה‬
‫של‬
‫העליה‬
‫והקוצב‬
.a
‫נכון‬
.b
‫נכון‬ ‫לא‬
.5
‫עולה‬ ‫ההולכה‬ ‫מהירות‬ ‫יותר‬ ‫רחב‬ ‫שסיב‬ ‫ככל‬
.a
‫נכון‬
.b
‫נכון‬ ‫לא‬

28. ‫של‬ ‫אנליזה‬
‫אות‬
ECG
•
‫באמצעות‬ ‫מתבצע‬ ‫הלב‬ ‫קצב‬ ‫חישוב‬
‫גלי‬ ‫שני‬ ‫בין‬ ‫המרחק‬
R
‫עוקבים‬
,
‫הנקרא‬
RR interval
.
•
‫לחשב‬ ‫ניתן‬ ‫אלה‬ ‫מרחקים‬ ‫באמצעות‬
‫הלב‬ ‫קצב‬ ‫את‬
:
𝐻𝑅 =
60
𝑅𝑅
•
‫ש‬ ‫ככל‬
-
RR interval
‫מתקצר‬
–
‫מתארך‬ ‫הלב‬ ‫קצב‬
(
‫ולהיפך‬
)

29. ‫של‬ ‫אנליזה‬
‫אות‬
ECG
•
Heart Rate Variability
(
HRV
:)
‫פעימות‬ ‫שבין‬ ‫הזמן‬ ‫במקטע‬ ‫שינויים‬
‫עוקבות‬ ‫לב‬
.
•
‫הלב‬ ‫לתפקוד‬ ‫מדד‬ ‫מהווה‬
.
•
‫הווריאביליות‬
‫מהפעילות‬ ‫נובעת‬
‫וגם‬ ‫הקוצב‬ ‫תאי‬ ‫של‬ ‫הפנימית‬
‫המרכזית‬ ‫העצבים‬ ‫מערכת‬ ‫מפעילות‬
.
•
‫ירידה‬
‫בווריאביליות‬
‫על‬ ‫להצביע‬ ‫יכולה‬
‫מחלות‬ ‫או‬ ‫מבוגר‬ ‫גיל‬
.

30. ‫של‬ ‫אנליזה‬
‫אות‬
ECG
•
‫המרחק‬
QT interval
‫מייצג‬
‫את‬
‫תהליך‬
‫הדפולריזציה‬
‫והרפולריזציה‬
‫של‬
‫החדרים‬
.
•
‫משך‬
‫המרווח‬
‫תלוי‬
‫בקצב‬
‫הלב‬
,
‫לכן‬
‫פותחו‬
‫נוסחאות‬
‫לתיקון‬
‫ערכו‬
.
•
‫הנוסחה‬
‫הנפוצה‬
‫היא‬
‫נוסחת‬
‫באזה‬
(
Bazett's formula
)
:
𝑄𝑇𝑐 =
𝑄𝑇
𝑅𝑅

31. ‫שאלות‬

32. ‫שאלות‬

33. ‫שאלות‬

34. ‫שאלות‬