心电图及心电向量图的发展史

一、心电图及心电向量图的发展史1903年WillemEinthoven应用弦线式心电图机记录到图形清晰、可供临床应用的心电图，至今已整整100周年。100年来与X线检查技术一样，久盛而不衰。久盛不衰的原因很多，因为不少心血管疾病依靠或主要依靠心电图诊断，如预激综合征的诊断、心肌梗塞的诊断、各种心律失常的诊断。除此之外，心血管病学的临床进展不断扩大和提高了心电图的诊断能力，如伴随着超声心动图的进展，也促进了心电图诊断水平。心电向量图也称心向量图，是除心电图之外描记心脏电活动的另一种方式。两者同样反映心肌的电活动，但心电图是以连接几个或多个心动周期内心电向量图在某一电轴上的投影的时间及电压曲线，而心电向量图却以环状图形表达在横面、额面、侧面三个平面上一个周期内的心电向量变化。因此，能够较真实地反映立体心脏动作电位，所以它能够真正地阐明心电图产生的原理和解释某些疑难心电图的各种波形，进而提高心电图的准确诊断率。它对某些心脏疾病的诊断上比心电图具有更重要的作用。1959年后世界性的心电向量图专业会议每年或隔几年召开一次，深入探讨了心电向量图的理论及临床实践经验，大大推进了心电向量图的临床应用。国内心电向量图工作开始于20世纪50年代末，70年代后临床应用心电向量图的单位逐渐增多，研究的层次也逐渐深入，与心电图的结合也日益密切，90年代后国内先后召开了三届全国心电向量图学术会议。二、心电向量图与心电图的关系心电向量图虽然也能描记P环与T环，但主要用于分析心室除级向量，即QRS向量环。由此可见，从心电向量图得到的信息，与心电图属于同一性质，两者只能起到互相补充的作用。心电向量图是一项重要的心血管疾病诊断技术，在诊断心房心室肥大、束支传导阻滞、肺心病、心肌梗塞、心肌缺血、预激综合征等方面具有更多的优越性。在判断多发性梗塞、小灶性梗塞、判断预激旁道的部位及室性异位搏动的起源等方面，尤其具有更重要的定位作用。各导联的心电图变化，皆与心电向量图向量环的宽窄及投影大小密切相关，只有了解了心电向量图的各种变化，才能更深刻地理解心电图的各种变异，从而避免强记各种心电图的图形。心电向量图是心电图的基础。由于心电向量图是从三维的立体方面描记心电的变化，比起只从两点之间的线形变化，更能反映心电的大小、方向的全过程，许多难以理解的疑难复杂心电图均可在心电向量图上出现。三、心向量图和心电图可互补不足心电向量图和心电图同系记录心脏动作电流在身体各表面的电位差，但它们有以下不同之处：⒉心电向量图能较明确的观察到立体心脏的除极和复极的电激动过程，能较明确的反映出心脏的生理电活动和病理状态的电活动。而心电图只能记录心脏动作电流在体表电位差，需根据心电图图形间接推断心脏的生理电活动和病理状态。故心电图对观察心脏电活动过程不如心电向量图直接而明确。⒊心电向量图对心房、心室激动的顺序和瞬间向量的改变以及空间部位比心电图明确，尤其对房室肥大，心肌梗塞，室内传导阻滞，预激综合征，T向量的改变等为心电图所不及。早在1961年，Heckert等分析了心脏病患者1000例，其中266例心电向量图检查与临床和/或尸检资料相符，而心电图仅31例相符。Wolff等以167例尸检与心电图和心电向量图对照，结论也是心电向量图诊断的准确性大于心电图。对大面积心肌梗塞诊断的准确率大于90%以上，小面积为35%，对同时存在的左心室肥大不掩盖心肌梗塞的表现，对左心室肥大的诊断准确率也在90%以上。⒋心电图是心电向量图在各导联上的投影，故心电向量图能合理解释心电图各波产生的原理并协助诊断疑难心电图。⒌心电向量图只能记录一个心动周期，故对房室关系、P-R间期、S-T段改变以及心律失常的诊断等如不用时间心电向量图则不如心电图明确，尤其操作以及图形分析麻烦。一、可在同一次心搏上测量各种数据，便于心电图参数测量的标准化二、测量P波及QT间期离散度⒈P波离散度：P波离散度（Pd）是指同步记录的12导联心电图中，最宽P波与最窄P波之差。正常应＜40ms，＞50ms时，提示心房内不同部位存在非均匀性的电活动，容易诱发快速性的房性心律失常，因此，P波离散度增大是体表心电图预测心房颤动的一项新的指标。⒉QT间期离散度：QT间期离散度(QTd)是指在同步记录的12导联心电图上最长QT与最短QT间期之差。是近年来发展起来的用于评价心室复极离散度的新指标。三、对心律失常的定位诊断和鉴别诊断，其准确性明显优于单导联心电图⒈游走心律的定位诊断12导联同步记录心电图对游走心律的诊断优于单导联心电图。可以明确是在窦房结内、心房内或窦房结至房室交界区内游走。⒉房性心律失常的定位诊断对偶发性的房性心律失常，如用单导联心电图记录，它只能在个别导联上记录到，我们也就无法对P波的起源作出定位。即使是在多导联中都记录到房性心律失常，由于不是记录的同一心搏，此时不能完全排除起源部位可能不在同一处。⒊交界性心律失常的定位诊断12导联同步记录心电图对交界性心律失常的定位诊断优于单导联心电图。例如：有时在临床工作中常记录到PⅡ、Ⅲ、aVR、aVF均为倒置，此种情况有两种可能—游走心律、交界性心律。⒋室性QRS波群的定位诊断同房性心律失常。⒌预激综合征旁道的定位诊断在预激综合征时可根据QRS波群起始40ms向量及QRS主波的方向，推测旁道所在的部位。⒍宽QRS波群的诊断与鉴别诊断观察12导联同步记录的同一次心搏QRS波群形态特征，从两个面去推断QRS波群的起源，对鉴别宽QRS波群心动过速明显优于单导联心电图。四、射频导管消融术12导联同步记录心电图在广泛开展的射频导管消融术中占有重要的地位。没有12导联同步心电图标测就不可能成功消融心律失常。五、能提高心电图的记录质量，便于资料管理心电图波形清晰、不失真，激光打印机打印出的心电图便于永久保存，有利于建立心电数据库，进行网络化管理，并可实现心电信息远程传输与会诊，心电信息资源共享。六、明显提高工作效率心室晚电位（VLP）又称延迟电位，是指出现在QRS终末部、ST段内的一种高频、低振幅、多形性的心电活动，它实际上是在心室某部小块心肌内延迟发生除极所产生的一种碎裂电活动。由于这种信号非常微弱，一般在几十微伏（mV）以下，其频率下限为25～100Hz，上限为300～500Hz，与肌电频谱部分重合，加之环境电磁干扰，故常规心电图难以捕捉到，信号平均心电图（SAECG）则可以记录到该电活动。人们早就认识到心肌的电不稳定可引起心律失常甚至猝死，因此，众多的研究均在试图寻找尽早捕捉到心肌电活动不稳定的有效方法。SAECG作为一种无创且能捕捉到心电不稳定的碎裂电活动—晚电位方法，引起了国内外学者的广泛关注。VLP常见于有自发或诱发的的室性心动过速的冠心病，尤其是心肌梗塞后的患者。一、VLP的病理生理基础VLP的病理生理学基础是心肌组织形态学和电生理功能呈不均匀状态。解剖学研究证实，心肌梗塞愈合后部位中有存活心肌，位于心内膜下、心肌内或心外膜下，其数量、大小不一，称为岛状存活心肌，与坏死及后来的纤维化区域混杂交织，岛状存活心肌细胞的排列及相互连接，受到纤维组织分隔，造成挤压，牵拉致扭曲变形，甚至破坏。细胞电生理学研究揭示出岛状存活心肌传导速度并未减慢，而坏死和纤维组织的绝缘屏障作用，给冲动传导造成障碍，导致曲折、迂回，造成传导方向和速度的不同步和迟缓。在这些部位采用微电极通过心内膜或心外膜标测，可以直接记录到高频、低幅或多个分离的延迟出现的碎裂电位，因为这种碎裂电位可延伸到正常的心室激动波之外，而进入体表ECG的ST段上，所以称之为晚电位。能记录到VLP的区域称为“致心律失常电生理基质”，是潜在的折返激动所在地，如果条件具备，折返性室速一旦发生，便可在折返环径路内持续存在。体表VLP是局部心肌激动延迟的表现。在心肌梗塞的狗模型和临床心肌梗塞和快速室性心律失常患者的研究表明，SAECG上的VLP与自心内膜或心外膜直接记录的局部心室电图上的VLP密切相关。二、VLP的检测方法有创性直接记录法⒈心外膜标测在心脏直视手术中进行，可用戒指式电极或采用含有数10个双极电极的网套进行多点同时标测。⒉心内膜标测用导管电极作右室或左室内膜标测，主要是标测左室，也可在心脏直视手术过程中，采用网套式多个电极进行多点心内膜标测，记录心室电图，观察有无VLP。无创性体表记录法采用信号叠加技术和具有高分辨性能的记录器自体表记录的ECG，称为SAECG，属于高分辨ECG范畴。所记录到的VLP与有创性直接标测记录到的实时碎裂电位，在对应时限上有很好的相关性，是可行和可信的。由于体表无创性技术简便易行，患者无任何痛苦，并可重复进行，倍受临床重视而得到广泛应用，并已积累了大量的资料，已成为目前最常用的检测方法。三、VLP的识别、测量（一）VLP的识别在SAECG上呈现为QRS终末部以及ST段内可见高频、低幅碎裂波，其中常有一个或几个较明显的尖峰波，频率在20Hz～80Hz，振幅25μV以下，持续时间在10ms以上，即是VLP。（二）VLP的测量⒈时阈分析为使VLP测量标准化，Simson把三个正交导联经过滤波的信号综合为一个综合向量，产生一个QRS波群，称为滤波后QRS波群，VLP的基本参数主要从这个滤波后的QRS波群导出。VLP的分析受高通滤波和噪声水平的影响较大，高通滤波取25Hz或40Hz所获结果不同。噪声水平＞1.0μV或＜0.1μV，分别产生的假阴性率及假阳性率上升。因此，必须注意VLP检测中采用的高通滤波及噪声水平。研究表明，25Hz为较理想的高通滤波频率。其测量的方法现普遍采用的是计算机自动测定分析法。滤波后QRS波的起始和终点都需目测审定，数据分析应包括三项参数：①滤波后总QRS波时限（QRS-D）；②滤波后QRS终末40ms的平均平方根电压（RMS40）；③滤波后QRS终末电压低于40μV的时限（简称低振幅信号，LAS）。VLP的判断标准除外束支传导阻滞，符合以下标准中的两项者可确定有VLP。滤波25～250Hz：①QRS-D≥120ms；②LAS≥40ms；③RMS40≤25μV。滤波40～250Hz：①QRS-D≥114ms；②LAS≥38ms；③RMS40≤20μV。三项指标中，RMS40作为基本指标，如果RMS40阳性，加上其它两项中的一项或两项都阳性，则诊断为VLP阳性。⒉频阈分析分析方法有二维频谱分析和三维频谱分析两种方法，现常采用后一种。四、VLP的临床意义（一）VLP与室性心律失常VLP是心室肌内存在有非同步性除极和延迟传导的电活动表现，无疑，它可以参与构成折返激动，而室性心律失常最常见的机制就是折返激动的形成。可见，VLP与室性心律失常有着密切的联系。大量研究资料表明，VLP可作为折返性室性心律失常的预测指标。VLP最常见于有持续性室速的冠心病患者，尤其是陈旧性心肌梗塞后的患者，其敏感性为58～92%，特异性72～100%。Simson的研究表明，心肌梗塞后有持续性室速的患者，92%有VLP；而心肌梗塞后无复杂室早的患者7%有VLP。Breithardt报道，有室速或室颤的患者，LAS持续时间平均51ms；而对照组中无一例有VLP。一项前瞻性研究提示，VLP能预测急性心肌梗塞患者是否有发生室速或猝死的倾向。（二）VLP与心室功能有报道，VLP与心功能不全有着某种联系，尤其是室壁瘤患者。Breithardt等发现，局部室壁运动低下的患者其VLP检出率为22%，而局部室壁运动丧失的患者其VLP检出率为54%。Dennis等报道，手术切除电活动异常的心肌并同时切除室壁瘤，VLP的消失及心室激动时间的缩短与LVEF改善相一致。提示VLP的存在，在一定程度上反映了左室功能低下。然而，也有持相反意见者。（三）VLP与不明原因晕厥临床上对常见不明原因的晕厥作出正确诊断和采取相应的治疗措施是十分必要的。鉴于VLP与室性心律失常，尤其是室速、室颤关系密切，故目前常用VLP检测来筛选心源性晕厥。Garg等对24例原因不明的晕厥患者进行电生理检查及VLP检测，在9例能诱发室速和室颤的患者中，8例VLP阳性，且QRS-D时限明显