心电向量和心电向量图讲义(精品)

全国第一届心电图系统班青岛大学医学院附属医院陈清启第九讲心电向量和心电向量图心电向量图能够全面、细致地反映出心脏的除极方向、顺序，以及立体空间的变化。在临床应用上，对于陈旧性心肌梗死以及伴有束支阻滞的诊断，心房、心室肥大，预激综合征等图形的分析，较心电图有更大的优势。一部分心电图不能明确的问题，可以通过心电向量图的检查而得到进一步的判断。同时，随着科学仪器的进展，连续心电向量自动诊断系统的研制成功，除了提供更多的数据指标外，还可以对室性过早搏动进行原点定位。另一重要方面，还可利用心电向量图的概念解释心电图的图形变化。心电向量图的一些进展不断丰富了心电学的内容，二者相辅相成，互相促进着心电学的不断进展。第一节心电向量基本概念向量向量是物理学上的一个专用名词，又叫矢量。通常向量用箭头指示方向，用箭杆长短表示力的大小。单纯向一个方向前进的向量，称为单纯向量。当有几个向量同时存在时，可把他们同时叠加起来，综合成一个向量。两个向量的方向相同时，叠加的结果，其综合向量的方向仍和原来方向相同，其量的大小为原来两个向量数量之和。两个向量方向相反时，其量的大小为原来两个向量数量之差。当两个向量的方向既不相同，也不相反，而是成角度时，则用平行四边形综合法则进行叠加，即画一个平行四边形，把这两个向量作为该平行四边形的相邻两边，这个平行四边形的对角线就是他们的综合向量。这个综合向量的方向和数量，可以从图上测量或用数学方法计算。当存在多个向量时，可按照上述原则，先取两个向量叠加，把综合得的向量和第3个向量叠加,再把第2次综合得的向量和第4个向量叠加。依次进行下去，不论有多少个向量，最后都可合成一个向量（图4—1）。图4—1心电向量综合法二、心电向量心肌细胞在除极和复极过程中，产生一系列于细胞表面上运动着的电动力，称为电偶。电偶的移动是有一定方向的，虽然每个单位面积心肌细胞所产生的电偶数完全相同，但由于心肌并不是一个规则的整体，因而当心肌在进行除极的过程中，有时除极面比较大，有时比较小，这自然就产生了量的差异。由于除极程序既有方向的变更，又有量的变化，故用向量表示这种电动力（电活动）最为理想，此即心电向量。三、瞬间综合向量只有同时发生的向量才能综合起来。每一次心脏搏动包括心房和心室的顺序机械性收缩和舒张，称为一个心动周期。其机械运动相对应的心电活动，包括心房和心室的心电收缩期（除极和复极）和心电舒张期（静止期），构成一个心电周期。心脏的电活动发生在机械运动之前。心脏的除极和复极有一定的顺序，每一瞬间中包含着不同部位心肌电活动，可以用一个综合向量来代表，称为该时刻的瞬间综合心电向量。由于瞬间综合心电向量只能反映某一瞬间的综合心电向量，无法反映心肌兴奋全过程中所发生的心电向量的变化情况。于是人们就将心动周期中各瞬间综合心电向量运行轨迹连接起来，构成空间心电向量环。也就是说心电向量环可以看成是由无数个依次发生的瞬间综合心电向量组成的，既包括了每一瞬时综合心电向量，还反映了各瞬时综合向量的变化，所以他能反映出心脏除极或复极全程的许多变化。四、心电向量图在心脏跳动的每一周期中，虽然所形成的立体向量环只有1个，但是由于测量的方向不同，即在三个不同的平面（前额面、上横面、右侧面）进行测量，其投影可以形成三种不同的心电向量环，将其记录下来，就是心电向量图。心房除极、心室除极和复极，分别形成了P环、QRS环和T环。（一）P向量和P环两心房的解剖位置是右心房居右前方，左心房居左后方。心脏的正常冲动起源于窦房结，窦房结位于右心房的后上部，靠近上腔静脉入口处。窦房结发出的冲动（窦性冲动）使右心房上部首先除极，然后，除极过程逐渐向右心房下部和左心房扩展，直至全部心房除极完毕。代表心房除极的综合向量称为P向量。P向量环中，前一部分瞬时综合向量代表右房的除极向量，后一部分瞬时综合向量代表左房的除极向量，中间部分则分为两房共同除极的向量。心房除极过程瞬时综合向量的轨迹构成P环，P环呈长椭圆形，其方向从右上方指向左下方，由偏前转为偏后。由于心房肌层薄，故P环较小，在心电图上记录为P波。（二）QRS向量和QRS环两个心室除极过程中的各瞬时综合向量呈QRS向量。整个心室的除极过程，大致可分为三个阶段：1．初段——室间隔除极从心房来的冲动，经由特殊的房室传导系统（房室结—希氏束—蒲肯野系统），首先抵室间隔的左室面（因为左束支的分支较早），使之先除极，并向右室面推进。由于在解剖学上左心室居左后偏下，右心室居右前偏上，因此，室间隔从左室面向右室面除极所产生的综合向量指向右前方偏上。2．中段——左右心室壁除极心室壁心肌的除极，由心内膜面向心外膜面扩布。左心室的位置居左后偏下，左心室除极向量指向左后下方。右心室的位置居右，前方偏上，除极向量指向右、前方偏上。由于左心室壁心肌比右心室壁心肌厚得多，因此，左右心室同时除极时，左心室除极所产生的向量占优势，综合向量将指向左、下方。并且，当较薄的右心室壁已经除极完毕后的一段时间内，左心室壁尚在继续进行除极，这时左心室的向量就没有右心室向量与它拮抗了，综合心电向量便更明显的指向左、下方偏后，达到心电图周期中的最大值（最大向量）。综上所述，心室除极的中段所产生的综合心电向量的方向系有指向右、前方偏上转为指向左、后下方，并达最大值。3．末段——心室和室间隔后底部的除极这个部位浦肯野纤维分布最少，故到最后才除极，所产生的综合心电向量指向右上方偏右或有时偏左。总之，在正常情况下，心室除极过程所产生的综合心电向量（QRS向量）的动态规律，是--------------指向右前方偏上转向--------左后下方，最后又转向------------后上方偏右（或偏左）而结束。心室除极过程中瞬时向量的轨迹构成QRS环，环体较大，是心电向量图观察的重点。在心电图上，心室除极记录为QRS波（图4—2、3）。图4—2心室除极顺序示意图图4—3心室除极顺序与QRS环形成（三）T向量和T环\心室复极所产生的综合心电向量称为T向量，心室复极过程中瞬时综合向量的轨迹构成T环。由于复极过程较慢，T环光点密集。正常心电向量图T环和QRS环的主要方向一致，但并不完全一致，它们之间还有一个小的角度，这是由于复极过程的速度、方式和方向的差异所引起，但在前额面不能大于400。以上所述系心脏各房室电激动过程中所形成的立体空间向量。但当我们对它进行观察和描绘的时候，不论是利用示波器屏幕、照片或是图纸等，都不能处于一个平面上，更不可能显示一个立体心电向量。所以采用该空间向量分别在三个互相垂直的平面上的投影来表示它。也就是把一个占有空间的立体心电向量，从三个不同的角度（他们的方向互相垂直），把他们所观察到的形象记录成三个平面图，即立体心电向量图。反之，也可以将三个平面图协同起来，组成空间心电向量。第二节心电向量的导联体系心电向量图是从人体表面记录心脏除极和复极过程中的心电活动。因此，要求有一些特定的连接导联线的方法，我们称之为导联体系。Einthoven于1905年最早将心电图用于临床并提出了Einthoven假设，其要点是：①人体是一个很大的导体，左上肢、右上肢和躯体下部（耻骨联合处）三点相互之间距离相等，是一个等边三角形的三个顶点。②人体内各组织的导电性能均匀一致。③心脏的电活动可以当作一个综合等效电偶，定位于等边三角形的中心，并在心电周期中，始终保持在等边三角形的中心位置。20年代末，开始有心电向量图的研究。当时设想由于心电向量图具有空间性质，其导联体系必须由导联轴分别平行于X轴（左右水平方向）Y轴（上下垂直方向）Z轴（前后水平方向）的三个直交导联构成。嗣后相继提出了等边四面体系、立方体体系等，这些导联体系基点仍以Einthoven等边三角学说为理论基础。Einthoven的等边三角形假设是有缺陷的，因在实际上心脏并非位于体腔中心，它同各肢体间的距离也不相等，人体各组织的导电性能也不是均匀的，并且同胸腔相比，心脏是个较大的器官而不是一个点。1946年Banger进行了人体模型的实验研究，对Einthoven的假设作了纠正，提出了斜三角学说，其后又有Frank等做了大量研究工作，设计出比较接近实际的导联体系。其中较常用的是Frank矫正导联体系。Frank矫正导联体系由七个电极组成，其放置部位和连接方法是：在第4肋间与胸骨交界处的水平，置五个电极：即分别在A点：左腋中线（左）；I点：右腋中线（右）；Timr点：胸骨中线（前）；M点，脊柱中线（后）；校正电极C点：左腋中线与胸骨中线之间的中点，各放置一个电极。另加H点右颈背处（上）；和F点：下肢（下），各放置一个电极。总是七个电极。经适当的电极间电阻网络的组合，便构成了Frank矫正导联体系。它能较好的校正心脏的解剖位置偏左以及身体各部分导电性能不均匀所产生的影响。水平轴（X）：A点和C点组成正极（+），I点为负极（—），与习用心电图I导联、V6导联近似。前后轴（Z）：C点和E点、I点组成正级（+），A点和M点组成负极（—），与心电图V2导联近似（图4-4）。图4-4Frank导联体系示意图第三节心电向量图与心电图的关系一、心电图是心电向量图的“第2次投影”二、QRS向量的运行时间、速度与心电图波形的关系三、QRS环运行中的某些变化与心电图挫折、粗钝的关系一、心电图是心电向量图的“第2次投影”心电向量图和心电图都是心脏除极过程电位变化的反映，二者关系极为密切。心电向量图是位于容积导体中心和立体向量环在人体的额面、水平面和右侧面的第1次投影。所谓三个面的投影即光线从前后方向垂直于某一平面所产生的投影为前额面投影；光线从左右方向垂直于某一平面所产生的投影为右（左）侧面投影；光线从上下方向垂直于某一平面所产生投影为水平面投影。心电图则是平面向量环在额面和水平面导联轴上的第2次投影，形成了肢体导联和胸导联所特有的心电图变化曲线。普通心电图中的导联轴分正负两侧，如心电向量投影于心电轴的正侧，其投影为正；如向量环投影于心电轴负侧，则投影为负。（一）前额面向量环与肢体导联心电图的关系标准导联（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）和单极加压肢体导联（aVF、aVL、aVR）的心电图图形大致可以从额面心电向量环向各导联投影而形成（图4-5）。QRS环在前额面呈逆钟向转动，初始向量落在标准Ⅰ导联的负侧，投影较小，心电图表现为小的q波，随后，QRS环落在Ⅰ导联的正侧，投影较大，在心电图上表现为大R波，如向量终止于Ⅰ导的负侧，则又出现一个小的S波，心电图表现为qRS型。同理，其他肢体导联亦同样根据心电向量环投影于该导联的正负侧，表现出不同的图形。图4-5前额面心电向量图在导联轴Ⅰ、aVF、aVR上的投影（二）胸部导联是QRS环在水平面上的投影正常水平面的心电向量环均应是逆钟向运转。在V1导联轴上，QRS环起始部有一小部分落在导联轴的正侧，其后大部分落在导联轴的负侧，所以V1导联是rS型。随着心电向量环投影于V2～V6导的变化，QRS波群的r波逐渐增大，S波逐渐变小，在V6导联轴上的QRS环初始部仅有一小部分落在导联轴的负侧。大部分落在导联轴的正侧，最后还有一小部分落在导联轴的负。，因此，正常V6导联QRS波群呈qRS型（图4-6）。图4-6横面QRS向量环在心前导联轴上的投影根据以上的投影关系，我们不仅可以从心电向量环来判定出心电图的图形，亦可以从心电图形来推衍出心电向量图的图形。一般来说，我们可以从肢体导联的Ⅰ及ａVF推衍出前额面的QRS环；从胸导联V1及V6推衍出水平面的QRS环；从ａVF及V1推衍出右侧面的QRS环。二、QRS向量的运行时间、速度与心电图波形的关系QRS向量环的运行时间为60～100ms，因此，心电图的QRS时限通常在0.6～1.0s左右。当有束支阻滞或预激综合征时，其运行时间延长，因此QRS终末部运行缓慢，光点密集，所以在V1出现宽的R′波，具有S肢的导联表现为增宽的S肢。完全左束支阻滞时，由于QRS环自中部开始运行缓慢至终末，尤