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1、第二章心脏电活动心脏的基本活动形式包括心脏的电活动和机械活动 在每个心动周期中都是电活动在前 机械活动在后 两者相差0 04 0 07秒 形成了兴奋与收缩的耦联 心脏电活动的障碍 急剧紊乱 心电衰竭直接影响着心脏的机械活动和泵功能 均可引起血液动力学的改变 严重者可使心输出量降为零 造成猝死 业已明确 心源性猝死中90 以上都是心电活动不稳定引起 因此 对心脏电活动的基础与临床研究日益受到重视 随着电子学 工程物理学 电子计算机学在医学领域中的渗透 使心脏电生理检查诊断技术迅速进展 检查方法学方面 新的实验诊断技术不断出现 使研究水平显著提高 理论方面 细胞膜离子通道理论的进展和程序性心脏刺激
2、技术的应用 使心脏电生理理论上出现了巨大的更新和突破性进展 心脏电生理学研究开始于1887年Waller应用Lippman毛细管静电计描记的第一份心电图 Einthoven对其进行了突破性的改进 应用改进的弦线电流计记录的心电图更精确的反应心脏电活动在体表的表现 并将记录到的电流图形波型命名为P Q R S和T波 于1910年应用于临床 由于Einthoven对心电图检查作出的巨大贡献而获得了1924年的诺贝尔医学奖和生理学奖 心电图描记系统经过不断的改进 于1942年完善为至今沿用的12导联系统 目前应用广泛的为数字化的12导联心电图机 1960年长时程动态心电图 Holter 技术应用于临
3、床 可以发现一些隐蔽的在安静或活动状态下的心脏病变 长时程跟踪使体表心电图对心肌缺血和心律失常的诊断能力大为提高 1968年创立了希氏束电图导管记录方法 可了解心脏传导系统的电活动变化 明确传导系统病变的部位和传导功能 1971年Wellens又完善了心脏程序刺激方法 1982年和1986年先后开展了快速心律失常的直流电消融术 射频消融术 揭开了心律失常治疗的新篇章 射频导管消融技术适用于治疗室上性心动过速 心房扑动 房室结双径路 预激旁道和室性心动过速等 成为21世纪介入心脏病学的常规治疗方法 特别是在心房颤动的治疗中取得了可靠而稳定的治疗效果 得到了大力的推广 把心脏传到体表的电活动记录下
4、来 称为体表心电图 用导管电极直接记录心腔内的电活动 称为心内电图 第一节心电图原理一 容积导体的概念二 心电变化在容积导体中的反映三 心电图的导联方法四 心电图各波形成的机理五 心电轴的测定六 心电向量图及其与心电图的关系 图 3 2 1容积导体的导电原理 一 容积导体的概念 二 心电变化在容积导体中的反映心脏某局部兴奋时 该局部带负电 而安静部位带正电 此两部位之间就产生电流 如同将一双极体放在容积导体中一样 由于心脏兴奋不断向前传布 亦即该双极体不断地向前移动 前面安静部位是正极 后面兴奋部位是负极 这时容积导体内不同部位的电位就不断发生变化 图3 2 1 心脏是一形状不规则的空腔肌肉器
5、官 它的肌纤维行走方向不一致 兴奋在心肌内传布的过程中 每一瞬间便形成很多双极体 其方向 大小各不一样 故无论何时记录到的心电位变化都是心脏很多双极体的综合电动势在探查电极上的反映 各双极体的电动势与心电图所反映的综合电动势之间的关系可按一般力学原则来理解 各个双极体电动势有一定的方向和大小 故是一种向量 向量依图解法用一带有箭头的直线来代表 线的长短代表电动势的大小 线的方向代表电动势的方向 箭头所指的一方为正极 另一方为负极 如有两个双极体 其大小相等 方向相反 则完全互相抵消 如果两个双极体的方向互成一定的角度 按平行四边形图解法 它的对角线的大小和方向即代表此两个双极体的综合电动势的向
6、量 可以想象 在心脏发生兴奋时 兴奋传布的方向不断在变化 因而每一瞬间心电的综合向量也都跟着在变化 心电图正是反映心电综合向量的这种变化过程 三 心电图的导联方法Einthoven早在1905年就建立了额面上的三条轴线 分别为 导联 当时称为 标准导联 即双极导联 并被广泛使用至今 上世纪30年代时Wilson在额面上又增加了三条轴线 为aVR aVF aVL 此即单极加压肢体导联 它们与标准导联一起组成了目前的肢体导联体系 随后Wilson继续研究 产生了水平面的六条轴线 即V1 V2 V3 V4 V5 V6六个胸前导联 目前临床上最常用的心电图导联即为以上12导联 标准导联 导联右臂左臂
7、导联右臂左足 导联左臂左足 加压单极肢导联 加压单极肢体导联属单极导联 包括aVR aVL aVF 基本上代表检测部位电位变化 将右臂 左臂 左腿各通过5000欧姆的电阻 然后连在一起构成中心电站 这样中心电站的电位几乎等于零 作为无效电极连接于心电图机的负极 构成的单极肢导联 分别用VR VL VF表示 这种导联能反映不同部位心肌的绝对电位 在描记哪个导联时将该肢体与中心电站截断 能使描记出的波形振幅增加50 使波形增大 清晰 易于辩认 称为加压单极肢导联 用aVR aVL aVF表示 aVLaVFaVR 胸导联电极位置 单极胸前导联 chestleads 属单极导联 包括V1 V6导联 检
8、测之正电极应安放在胸壁固定的部位 另将肢体导联3个电极各串一5000 电阻 然后将三者连接起来 构成 无关电极 或称中心电站 如此连接可使该处电位接近零电位且较稳定 故设为导联的负极 胸导联检测电极具体安放位置如下 探查电极放在胸骨右缘第 肋间 探查电极放在胸骨左缘第 肋间 探查电极放在 2与 连线的中点 探查电极放在锁骨中线与第 肋间的交点上 探查电极放在左腋前线与第 肋间的交点上 探查电极放在左腋中线与第 肋间的交点上 四 心电图各波形成的机理在动物实验中可将很多引导电极插到心脏各部位记录其动作电位 并同时在体表记录其心电图 观察心肌各部位电变化与心电图各波的关系 可进一步阐明心电图各波形
9、成的机理 图3 2 2心房除极方向及P波的形成的图解 1 P波的形成P波代表左 右心房兴奋时所产主的电位变化 由于兴奋由窦房结向心房各处四散扩布时其电动势方向不同 互相抵消甚多 因此其波形小而圆钝 并随导联而稍有不同 由于心房兴奋的综合心电向量在额面的投影是向左下方 因此P波在aVR中为倒置的波 向下的负波 在其它导联中则以直立的波形 即正波 为多 在较少的情况下可为双相或倒置 左心房肥大主要影响P波的后半部分 形成中部有切迹的波形 心房纤颤时 P波消失 而出现锯齿状小波 f波 血钾浓度过高时 P波将减小或甚至消失 P波时间一般不超过0 11秒 波幅不超过0 25毫伏 2 QRS波群的形成QR
10、S波群代表左 右心室兴奋传布过程的电位变化 波群占据的时间代表心室肌兴奋传布所需的时间 一般在0 06 0 10秒之间 它的波形成与兴奋在心室肌传布的途径有关 图3 2 3心室内激动过程的产生与QRS波群的形成 六 心电向量图及其与心电图的关系心脏各部位先后去极化与复极化过程中 虽然每一瞬间的综合电动势向量不断变化 但其变化不论是方向或大小还是有规律的 若把整个心动周期中变化着的各瞬间综合电动势向量的顶端连接起来 便可形成一个具有三度空间的心电向量图或心电向量环 向量环在各导联轴上的投影即为各导联轴所得的心电图 每一心动周期中心电向量图有P QRS和T三个环 此图代表三个立体空间环在额面 从人
11、体前面观看 的投影 尚有横面和侧面的投影 心电向量图可用阴极射线示波器直接记录 心电向量图能较精确而全面地反映有关平面各方向的心电变化 对诊断心室肥大 心肌梗塞与束支传导阻滞等可补心电图的某些不足 但目前对临床诊断重要的某些标志例如P R间期 S T段位移等还难以观察测定 故在临床诊断上还须与心电图相互补充 心电向量图和心电图都是心电活动的客观记录 心电向量环在某导朕轴上的投影即为该导联轴上的心电图 例如 额面心电向量环在标准导联和其他肢体导联轴上的投影就是在各该导联所得的心电图 同样 横面心电向量环在各胸导联轴上的投影即得各胸导联的心电图 反之 由某平面各导联所得的心电图亦可用以测绘出该平面
12、的心电向量环 心电向量学 20世纪五十年代建立的心电向量学已成为心电图学重要的理论内容之一 心电向量图优越于普通心电图在于一般心电图只能记录心电信息的强弱和电荷的正负 不能了解其方向 心电向量图 vectorcardiogram VCG 是将心脏活动各瞬间所产生的电活动的大小和方向进行矢量叠加 能够更完美更真实更全面的反应心脏的各时间段的电活动 心电向量在时间上是不断变化的 由于心电活动具有周期性 心电向量的变化也存在周期性 这就形成了空间心电向量环 空间心电向量环投影到一个平面上的二维曲线就构成了VCG 在诊断心脏房室肥大 室内传导阻滞 预激综合症 心急梗死及肺源性心脏病等方面 比普通心电图
13、更形象和准确 立体心电图 心脏是三维结构 在医学电生理的发展历程上 认为心电图 ECG 的一维线性 心向量图 VCG 的二维平面环和立体心电图 stereoelectrocardiogram SECGor3D ECG 的三维空间表达代表着心电学发展三个不同的阶段 其目的在于能进一步揭示心脏立体结构 生理和病理状态的电变化 立体心电图仪于1989年问世 目前多应用Frank导联进行心电图采集 Frank导联为校正的三维正交导联 可从时 空域全方位全角度同步观察 描记心脏三维心电活动图 由于立体心电图可以在三维空间连续地描记心电活动 反映其随时间的变化规律等 弥补了心电图无法三维显示以及VCG一般
14、不能多周期显示的不足 立体心电图临床应用 1 心律失常诊断 针对心律失常的异位激动点空间定位 传异途径判断和复杂心律失常鉴别诊断 2 进行高血压病患者左室舒张功能的研究 3 对心肌缺血进行定位诊断 4 T波交替 TWA 检测 它被认为是至今预测心源性猝死的最有希望的一项无创伤性技术 5 立体心电图可监测心室早复极 6 心肌病 最近报导提示对肥厚型心肌病的诊断比超声心动图更为敏感 7 心肌炎 8 风心病 9 中毒性心肌炎 10 血压异常 11 冠状循环状态 12 电解质和酸碱平衡失调 心电图 ECG 心向量图 VCG 和立体心电图 3D ECG 都是从体表描记心脏生物电活动 只是由于导联体系不同
15、 方法不同 使得对同一物体从时 空域观察的角度不同 结果亦大不相同 即 随三者的导联体系 理论基础 技术手段和临床应用的发展阶段不同 使其检测的方法 指标 意义和结果存在着明显的差别 三者的关系是将客观存在的立体空间向量环投影在额 横 侧三个平面后 形成平面VCG 一次简化 又在其中的额 横两个平面环体上投影若干条轴线 形成ECG 再次简化 因此 三种描记方法都是对同一物体进行的三种不同方式的表达 总之 ECG的优势在于研究单 多个心动周期的时序性 VCG和立体心电图的优势在于对波形变化的认知上 三者应相辅相成 图3 2 5电正常 右偏 左偏心电图的表现 七 平均电轴及钟向转动1 平均电轴 图
16、 3 2 6心脏钟向转动的心电图表现 2 钟向转动的心电图表现 心电图检查的应用范围 心电图主要反映心脏电的活动状态 是诊断心脏病的重要工具之一 但应当知道并非所有心脏病都有异常电图表现 相反不正常的心电图也不一定都是心脏病 因此不能期望所有心脏病一经描记心电图即可得出诊断 心电图只是诊断中的手段之一 医生要根据病史 查体及其他检查资料 配合心电图 经过综合分析才能正确的诊断心脏病 因此心电图检查对临床诊断和治疗具有很大的帮助 心电图乃是临床诊断心律失常的金指标 心电图应用范围 心律失常 各种心律失常 包括传导阻滞及各种心律失常 为最精确的诊断方法 冠心病 心肌梗塞 心电图不但能确诊心肌梗塞 而且能确定是急性心肌梗塞或陈旧性心肌梗塞 除确诊有无心肌梗塞外 更可用于了解病变的部位 范围及其演变的过程 心脏手术 心导管检查术时易发生心律失常 可用心电图监测 于心肌病变 心肌炎 心肌病 慢性冠状动脉机能不全等情况 可以了解心肌损害情况 提示心房 心室有无肥大 观察心脏病药物 如洋地黄 奎尼丁 或对心肌有损害的药物 如酒石酸锑钾 吐根碱 在用药过程中对心脏的不良反应 诊断血液中电解质紊乱 如血
