心電圖

心電圖概述

心電圖(ECG或者EKG)是利用心電圖機從體表記錄心臟每一心動周期所產生的電活動變化圖形的技術。

心電圖歷史

1842年法國科學家Mattencci首先發現了心髒的電活動;1872年Muirhead記錄到心臟波動的電信號。1885年荷蘭生理學家W.Einthoven首次從體表記錄到心電波形,當時是用毛細靜電計,1910年改進成弦線電流計。由此開創了體表心電圖記錄的歷史。1924年Einthoven獲諾貝爾醫學生物學獎。經過100多年的發展,今日的心電圖機日臻完善。不僅記錄清晰、抗干擾能力強、而且便攜、並具有自動分析診斷功能。

心電圖心電圖產生的原理

心肌細胞膜是半透膜,靜息狀態時,膜外排列一定數量帶正電荷的陽離子,膜內排列相同數量帶負電荷的陰離子,膜外電位高於膜內,稱為極化狀態。靜息狀態下,由於心臟各部位心肌細胞都處於極化狀態,沒有電位差,電流記錄儀描記的電位曲線平直,即為體表心電圖的等電位線。心肌細胞在受到一定強度的刺激時,細胞膜通透性發生改變,大量陽離子短時間內涌入膜內,使膜內電位由負變正,這個過程稱為除極。對整體心臟來說,心肌細胞從心內膜向心外膜順序除極過程中的電位變化,由電流記錄儀描記的電位曲線稱為除極波,即體表心電圖上心房的P波和心室的QRS波。細胞除極完成後,細胞膜又排出大量陽離子,使膜內電位由正變負,恢復到原來的極化狀態,此過程由心外膜向心內膜進行,稱為復極。同樣心肌細胞復極過程中的電位變化,由電流記錄儀描記出稱為復極波。由於復極過程相對緩慢,復極波較除極波低。心房的復極波低、且埋於心室的除極波中,體表心電圖不易辨認。心室的復極波在體表心電圖上表現為T波。整個心肌細胞全部復極後,再次恢復極化狀態,各部位心肌細胞間沒有電位差,體表心電圖記錄到等電位線。

心電圖心電圖導聯

心臟是一個立體的結構,為了反應心臟不同面的電活動,在人體不同部位放置電極,以記錄和反應心髒的電活動。心臟電極的安放部位如下表。在行常規心電圖檢查時,通常只安放4個肢体導聯電極和V1~V66個胸前導聯電極,記錄常規12導聯心電圖。
體表電極名稱及安放位置
電極名稱
電極位置
LA
左上肢
RA
右上肢
LL
左下肢
RL
右下肢
V1
第4肋間隙胸骨右緣
V2
第4肋間隙胸骨左緣
V3
V2導聯和V4導聯之間
V4
第5肋間隙左鎖骨中線上
V5
第5肋間隙左腋前線上
V6
第5肋間隙左腋中線上
V7
第5肋間隙左腋後線上
V8
第5肋間隙左肩胛下線上
V9
第5肋間隙左脊柱旁線上
V3r
V1導聯和V4r導聯之間
V4r
第5肋間隙右鎖骨中線上
V5r
第5肋間隙右腋前線上
兩兩電極之間或電極與中央電勢端之間組成一個個不同的導聯,通過導聯線與心電圖機電流計的正負極相連,記錄心髒的電活動。兩個電極之間組成了雙極導聯,一個導聯為正極,一個導聯為負極。雙極肢体導聯包括Ⅰ導聯,Ⅱ導聯和Ⅲ導聯;電極和中央電勢端之間構成了單極導聯,此時探測電極為正極,中央電勢端為負極。avR、avL、avF、V1、V2、V3、V4、V5、和V6導聯均為單極導聯。由於avR、avL、avF遠離心臟,以中央電端為負極時記錄的電位差太小,因此負極為除探查電極以外的其他兩個肢体導聯的電位之和的均值。由於這樣記錄增加了avR、avL、avF導聯的電位,因此這些導聯也被稱為加壓單極肢体導聯。

心電圖心電圖各導聯名稱及正負極的構成

心電圖各導聯連接示意圖
導聯名稱
正極
負極
I
LA
RA
II
LL
RA
III
LL
LA
avR
RA
1/2(LA+LL)
avL
LA
1/2(RA+LL)
avF
LL
1/2(LA+RA)
V1
V1
中央電勢端
V2
V2
中央電勢端
V3
V3
中央電勢端
V4
V4
中央電勢端
V5
V5
中央電勢端
V6
V6
中央電勢端
肢体導聯繫統反映心臟電位投影在矢狀面情況。包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、avR、avL和avF導聯。胸前導聯繫統反映心臟電位投影水平面情況包括:V1、V2、V3、V4、V5、V6導聯。進一步將這些導聯分組,以反應心臟不同部位的電活動。
心電圖導聯的分組圖示
I  高側壁導聯
avR
V1  前間壁導聯
V4前壁導聯
V7正後壁導聯
V3r右室導聯
II  下壁導聯
avL高側壁導聯
V2前間壁導聯
V5左側壁導聯
V8正後壁導聯
V4r右室導聯
III  下壁導聯
avF下壁導聯
V3前壁導聯
V6左側壁導聯
V9正後壁導聯
V5r右室導聯
中央電勢端:也稱威爾森中央電端,是通過一個電阻網絡將RA,LA,LL電極連接而產生的,代表了身體的平均電壓。這個電壓接近於極大值(即0)。

心電圖心電圖記錄紙

心電圖記錄的是電壓隨時間變化的曲線。心電圖記錄在坐標紙上,坐標紙為由1mm寬和1mm高的小格組成。橫坐標表示時間,縱坐標表示電壓。通常採用25mm/s紙速記錄,1小格=1mm=0.04秒。縱坐標電壓1小格=1mm=0.1mv。

心電圖心電圖各波及波段的組成

1.P波
正常心髒的電激動從竇房結開始。由於竇房結位於右心房與上腔靜脈的交界處,所以竇房結的激動首先傳導到右心房,通過房間束傳到左心房,形成心電圖上的P波。P波代表了心房的激動,前半部代表右心房激動,後半部代表左心房的激動。P波時限為0.12秒,高度為0.25mv。當心房擴大,兩房間傳導出現異常時,P波可表現為高尖或雙峰的P波。
2.PR間期
激動沿前中後結間束傳導到房室結。由於房室結傳導速度緩慢,形成了心電圖上的PR 段,也稱PR間期。正常PR間期在0.12~0.20秒。當心房到心室的傳導出現阻滯,則表現為PR間期的延長或P波之後心室波消失 。
3.QRS波群
激動向下經希氏束、左右束枝同步激動左右心室形成QRS波群。QRS波群代表了心室的除極,激動時限小於0.11秒。當出現心臟左右束枝的傳導阻滯、心室擴大或肥厚等情況時,QRS波群出現增寬、變形和時限延長。
4.J點
QRS波結束,ST段開始的交點。代表心室肌細胞全部除極完畢。
5.ST段
心室肌全部除極完成,復極尚未開始的一段時間。此時各部位的心室肌都處於除極狀態,細胞之間並沒有電位差。因此正常情況下ST段應處於等電位線上。當某部位的心肌出現缺血或壞死的表現,心室在除極完畢後仍存在電位差,此時表現為心電圖上ST段發生偏移。
6.T波
之後的T波代表了心室的復極。在QRS波主波向上的導聯,T波應與QRS主波方向相同。心電圖上T波的改變受多種因素的影響。例如心肌缺血時可表現為T波低平倒置。T波的高聳可見於高血鉀、急性心肌梗死的超急期等。
7.U波
某些導聯上T波之後可見U波,目前認為與心室的復極有關。
8.QT間期
代表了心室從除極到復極的時間。正常QT間期為0.44秒。由於QT間期受心率的影響,因此引入了矯正的QT間期(QTC)的概念。其中一種計算方法為QTc=QT/√RR。QT間期的延長往往與惡性心律失常的發生相關。

心電圖波段
相應心電活動的意義
P波
心房除極
PR間期
房室傳導時間
QRS波群
心室除極
ST段
心室除極完成
T波
心室復極化
U波
可能復極化有關
QT間期
心室除極到完全復極的時間

心電圖心電向量軸

心電軸的測量方法主要包括目測法、作圖法和查表法 。下表是應用目測法評估心電軸的方向。心臟是一個立體的結構,由無數心肌細胞組成。心臟在除極與復極過程中會產生很多不同方向電偶向量。把不同方向的電偶向量綜合成一個向量,構成整個心髒的綜合心電向量。心臟向量是一個立體的,有額面、矢狀面和水平面的分向量。臨床上常用的是心室除極過程中投影在額狀面上的分向量的方向。幫助判斷心臟電活動是否正常。
額面電軸採用六軸系統。坐標採用±180°的角度標誌,以左側為0°,順鐘向的角度為正,逆鐘向者為負。每個導聯從中心點被分為正負兩半,每個相鄰導聯間的夾角為30°。如果QRS波額面電軸落在0~+90°為電軸正常;0~-30°為電軸輕度左偏;-30°~-90°為電軸明顯左偏;+90°~+180°為電軸右偏;+180°~+270°電軸極度右偏。

心電軸的測量方法主要包括目測法、作圖法和查表法 。下表是應用目測法評估心電軸的方向。
心電軸偏移



心電軸值範圍
正常
+
+
+
0 ~ +90°
輕度左偏
+
+

0 ~ -30°
明顯左偏
+


-30°~ -90°
電軸右偏

±
+
+90°~ +180°
電軸極度右偏



+180°~ +270°

心電圖心電圖的應用

心電圖是臨床最常用的檢查之一,應用廣泛。應用範圍包括: 
1.記錄人體正常心髒的電活動。
2.幫助診斷心律失常。
3.幫助診斷心肌缺血、心肌梗死、判斷心肌梗死的部位。
4.診斷心臟擴大、肥厚。
5.判斷藥物或電解質情況對心髒的影響。
6.判斷人工心臟起搏狀況。
參考文獻:
[1]心電圖學,郭繼鴻主編,人民衛生出版社,2005.
[2]馬裡奧特實用心電圖學(第十版),李為民,傅世英譯,黑龍江科學技術出版社,2002.
[3]301臨床心電圖學,盧喜烈,科學技術文獻出版社,2010.