Z tych trzech założeń powstała wspomniana koncepcja rzutowania wektora serca na osie opisanych odprowadzeń w trójkącie równobocznym. Amplituda kolejnych wychyleń wybranych załamków z odprowadzeń kończynowych rzutowana na boki trójkąta pozwala na uzyskanie obrazu wędrującego wektora serca w płaszczyźnie czołowej.
Rycina 1.1.
Willem Einthoven (1860–1927).
Rycina 1.2
Rejestracja trzykanałowego EKG Einthovena.
Rycina 1.3
Elektrokardiograf strunowy Einthovena.
Za swoje odkrycia w dziedzinie elektrokardiografii Willem Einthoven otrzymał w 1924 r. Nagrodę Nobla z zakresu fizjologii i medycyny. Połową przyznanej kwoty noblista postanowił podzielić się ze swoim wieloletnim asystentem, którym był Van de Woerd. Niestety naukowiec zmarł, więc Einthoven przekazał pieniądze dwóm siostrom badacza. Einthoven do końca życia zajmował się prowadzeniem wykładów i szkoleń. Cierpiał na nadciśnienie tętnicze, zmarł 29 września 1927 r. na raka. Prawdopodobnie nigdy nie wykonał u siebie rejestracji EKG.
Metoda bardzo szybko przechodziła kolejne udoskonalenia i modyfikacje. Trzy odprowadzenia stały się podstawą analizy zapisu pod kątem różnego rodzaju zaburzeń rytmu i przewodzenia. Thomas Lewis po raz pierwszy dokładnie opisał niemiarowość zupełną spowodowaną migotaniem przedsionków, którą nazwał delirium cordis. Dodatkowo w celu lepszej rejestracji trzepotania przedsionków zastosował własne odprowadzenie zwane odprowadzeniem Lewisa (S5).
Ograniczenia trójodprowadzeniowego zapisu były szczególnie wyraźne w odniesieniu do analizy niedokrwienia mięśnia sercowego. W 1934 r. przez połączenie przewodów z prawego i lewego ramienia oraz lewej stopy z opornikiem 5000 omów Frank N. Wilson zdefiniował elektrodę obojętną nazwaną później centralną końcówką Wilsona lub inaczej „elektrodą obojętną” (Wilson central terminal). Kombinacja połączonych odprowadzeń zakłada zniesienie różnicy potencjału i stanowi w układzie tzw. potencjał zerowy (odniesienia). Elektroda związana z dodatnim końcem stała się w tej konfiguracji odprowadzeniem jednobiegunowym i może być umiejscowiona w dowolnym miejscu na ciele człowieka. Wilson określił jednobiegunowe odprowadzenia jako VR, VL i VF, gdzie „V” było związane z napięciem (widocznym w miejscu jednobiegunowej elektrody). W 1938 r. American Heart Association wydała rekomendacje dotyczące zastosowania odprowadzeń jednobiegunowych przedsercowych V1–V6 przy użyciu centralnej końcówki Wilsona. Stanowiło to przełom w diagnostyce zawału i niedokrwienia mięśnia sercowego.
W 1942 r. Emanuel Goldberger zwiększył napięcie jednobiegunowych odprowadzeń Wilsona o 50% i utworzył zwiększone odprowadzenia kończynowe aVR, aVL i aVF. Goldberger odłączył od wspólnej jednostki obojętnej przewód z tej kończyny, z której potencjał jest rejestrowany, tworząc w ten sposób jednobiegunowe odprowadzenia kończynowe wzmocnione. Po dodaniu do klasycznych trzech odprowadzeń Einthovena trzech odprowadzeń kończynowych Goldbergera i sześciu odprowadzeń piersiowych, otrzymamy 12-odprowadzeniowy elektrokardiogram, który jest obecnie używany. Ostateczna wersja 12-odprowadzeniowego EKG została zatwierdzona i zarekomendowana przez American Heart Association w 1954 r.
Kolejne lata to intensywne badania nad zastosowaniem EKG w najróżniejszych sytuacjach klinicznych, nie tylko związanych z chorobami układu krążenia. Pojawiły się pierwsze definicje rozpoznań niedokrwienia, zawału mięśnia sercowego i bloków przedsionkowo-komorowych. Wprowadzono modyfikacje zastosowania EKG jako narzędzia w obciążeniowych próbach wysiłkowych i testach diagnostycznych. W 1963 r. Robert Bruce opisał wieloetapowy test wysiłkowy na bieżni, znany później jako protokół Bruce’a. W 1968 r. Henry Marriott wprowadził zmodyfikowane odprowadzenie piersiowe 1 (modified chest lead V1, MCL 1) do monitorowania pacjentów intensywnego nadzoru kardiologicznego, które jest stosowane do dnia dzisiejszego we wszystkich urządzeniach monitorowania szpitalnego.
W kolejnych latach wprowadzono nowe techniki rejestracji, a przede wszystkim analizy EKG przy udziale złożonych algorytmów matematycznych. Z wykorzystaniem ortogonalnych odprowadzeń E. Franka rozwinęła się wektokardiografia, a następnie wprowadzono nowe techniki uśredniania zapisu EKG, przede wszystkim przy użyciu odprowadzeń X, Y, Z Franka. Stało się to podstawą stworzenia technik oceny późnych potencjałów komorowych (late potentials, LP), czyli niskonapięciowych, niskoamplitudowych (mikrowoltowych) oscylacji o wysokiej częstotliwości, zlokalizowanych w końcowym fragmencie zespołu QRS, niewidocznych w standardowym zapisie elektrokardiogramu. Do ich wykrycia i analizy stosuje się złożone techniki wzmocnienia, filtracji i uśredniania zapisu EKG. Późne potencjały były uważane za wykładniki uszkodzenia mięśnia sercowego, powodującego powstanie w nim obszarów o zwolnionym przewodzeniu, co stwarza potencjalne warunki do powstania groźnych komorowych zaburzeń rytmu serca, które mogą doprowadzić do nagłej śmierci sercowej.
Lata 70. i 80. ubiegłego wieku to intensywny rozwój technik analizy zmienności rytmu zatokowego elektrokardiogramu. Zmienność rytmu zatokowego (heart rate variability, HRV) to powtarzające się cyklicznie występowanie różnic odstępów RR w badaniu EKG, które zależy od oddziaływania mechanizmów kontrolujących na aktywność węzła zatokowo-przedsionkowego i jest odzwierciedleniem stanu czynnościowego układu autonomicznego serca.
Oceny zmienności rytmu zatokowego dokonuje się zarówno w analizie czasowej, jak i spektralnej. Obniżona zmienność rytmu zatokowego jest wskaźnikiem niekorzystnego rokowania u pacjentów po zawale mięśnia sercowego, a także niezależnym czynnikiem ryzyka nagłego zgonu sercowego, choć wyniki ostatnich badań zmniejszyły potencjalną wartość kliniczną tej metody. Co jednak ciekawe, analiza HRV pozostaje wciąż jedną z najczęściej cytowanych metod badawczych w kardiologii. Nowe techniki analizy częstotliwościowej sygnału oraz analizy nieliniowe mogą przynieść ciekawe odkrycia w kolejnych latach.
Na początku XXI w. wprowadzono różne metody analizy załamka T, szczególnie jego naprzemienności (T wave alternans). Metody te, stosujące przekształcenia spektralne lub złożone analizy ciągłych zapisów holterowskich, uzyskały nawet wysoką pozycję w stratyfikacji ryzyka nagłego zgonu sercowego, jednak ostatnie badania mocno osłabiły ich wartość kliniczną.
W latach 60. ubiegłego wieku rozpoczęły się prace nad ambulatoryjną rejestracją EKG. Za jego twórcę uważa się Normana Holtera – od jego nazwiska przyjęto nazywać metodę monitorowaniem holterowskim. Rejestracja holterowska umożliwia rejestrowanie pracy serca w sposób ciągły, przez 24 godziny na dobę lub nawet dłużej w celu późniejszej, szczegółowej, analizy komputerowej. Bardzo szybko metoda ta stała się niezwykle popularna i ogromnie użyteczna w diagnostyce elektrokardiograficznej. W kolejnych latach urządzenia ulegały stopniowej miniaturyzacji i automatyzacji. Zwiększała się również liczba odprowadzeń możliwych do zapisu, aż do urządzeń 12-kanałowych. Obecnie rejestratory holterowskie są niewielkie i lekkie. Mogą dokonywać zapisu w formie cyfrowej nawet przez wiele tygodni.
Początkowo aparaty EKG były wyłącznie analogowe, ciężkie i znacznych rozmiarów. Już w latach 50. XX w. dokonano ich istotnych usprawnień i zmniejszano gabaryty. W XXI wieku wszystkie aparaty EKG zapisują sygnał w sposób cyfrowy, dokonują jego korekcji i gromadzą rejestracje w bazach danych.