物理诊断学/心电向量概念

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物理诊断学

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一、心电向量与综合心电向量

物理学上用来表明既有数量大小,又有方向性的量叫做向量(Vector),亦称矢量。心肌细胞在除极和复极的过程中形成电偶,电偶既有数量大小,又有方向性,称为电偶向量。电偶向量可以看作是单个心肌细胞的心电向量,它的数量大小就是电偶的电动势,取决于电偶两极电荷聚集的数目,数目越多,电动势就越大,反之,则越小。心电向量的方向就是电偶的方向。电偶向量可用箭矢来表示,箭杆的长度表示向量的大小,箭头表示向量的方向(电源),箭尾表示电穴(图14-2-1。因为心肌的除极是从心内膜面开始指向心外膜面,所以向量的方向是电源在前(箭头),电穴在后(箭尾)。复极时,因为先除极的部位先复极,所以电穴在前电源在后。而心肌复极从心外膜开始,指向心内膜,因此复极向量与除极一致。

一片心肌是由多个心肌细胞所组成,除极与复极时会产生很多个电偶向量,把它们叠加在一起成为一个电偶向量,这就是综合心电向量。心脏是由几个部分心肌组成的,除极时,是不同方向的电偶向量同时活动,各自产生不同方向的电动力,把几个不同方向的心电向量综合成一个向量,就代表整个心脏的综合心电向量。下面以图14-2-2为例说明左右心室同时除极时的综合向量。A代表左室的除极向量,指向左偏后,因左室壁较厚,除极电势大,所以箭杆较长;B代表右室除极向量,指向右前,因右室壁较薄,除极电势小,故箭杆较短。将A;B各为平行四边形的一边,并交点于C,平行四边形ABCD的对角线CD即为二者的综合向量(指向左后)

电位向量示意图


图14-2-1电位向量示意图

左右心室除极综合向量(CD)


左右心室除极综合向量(CD)


图14-2-2左右心室除极综合向量(CD)

二、瞬间综合心电向量与空间心电向量环

在心电活动周期中,各部心肌除极与复极有一定的顺序,每一瞬间均有不同部位的心肌的心电活动(图14-2-3),例如:心室除极时0.01s,0.02s~0.08s的心电向量 在某一瞬间又有众多的心肌细胞产生方向不尽相同的电偶向量,把这些电偶向量按平行四边形法依次加以综合,这个最后综合而成的向量称为瞬间综合心电向量。

心脏是立体器官,它产生的瞬间向量在空间朝向四面八方,把一瞬间综合心电向量的尖端构成一点,则在整个心电周期中随着时间的推移,把移动的各点连接起来的环形轨迹就构成空间心电向量环即空间向量心电图。(图12-2-4)

心室除极程序与各瞬间向量


图14-2-3心室除极程序与各瞬间向量

摸拟空间心向量环


图14-2-4摸拟空间心向量环

三、平面心电向量图及其基本图形

空间心量向量环是一个立体图形,在平面纸上描绘立体图形是困难的,通常采用空间心电向量环在三个不同的互相垂直的平面的投影来观察(图14-2-5)。所谓投影,就是与某一平面垂直的平行光线照在心电向量环上,此向量环在这个平面上形成的影像称为投影(图14-2-6)。然后把投影在每一面的形态绘成平面图,由这三个面图组成空间立体图象。此即临床上常规记录的心电向量图。亦称空间向量环的第一次投影。

空间心电向量环在额面、横面及侧面上的投影模型示意图


图14-2-5空间心电向量环在额面、横面及侧面上的投影模型示意图

投影示意图


图14-2-6投影示意图

临床上常用的三个面(额面、横面、矢状面)由三个轴(Y轴、X轴、Z轴)组成的(见图14-2-5及注解)。以横面为例简述心电向量图的基本图形如下:(图14-2-7)。

P环亦称P向量环,代表心房肌除极过程,其综合向量的方向(P电轴)指向左下稍偏前。

QRS环代表心室肌的除极过程,环体椭园形,呈逆钟向运行,总时间约0.08s,三分位于x轴之前,三分位于X轴之后,其综合向量的方向(QRS电轴)指向左后。根据其除极顺序的先后又分为:①室间隔除极,又称初始向量或0.01s向量。心室除极首先开始于室间隔左侧中1/3处自左向右除极,除极向量指向右前(约110°左右)。②尖部除极。当心室除极到0.02s时,冲动扩展到心尖部,此时左右心尖部同时进行除极,其综合向量指向前下。③左心室除极在除极开始后0.04s左右,室间隔和右室的绝大部分已除极完毕,只有左室侧壁和右室后基底部除极仍在进行,所以又称0.04s向量或最大向量,其方向指向左后。④基底部除极当除极至0.06s时,只剩下左室后基底部和室间隔的一小块基底部除极仍在进行,故又称终末向量,其方向指向右后(相当于265度左右)。

T环代表心室肌的复极过程,其综合向量的方向指向左前与QRS环电轴方向基本一致,反映在心电图R波为主的导联中T波是直立的。这与前文阐述的单个心肌细胞的除极与复有向量方向相反的说法似乎有矛盾之处。目前认为,心室复极过程与除极过程有所不同,它与传导系统无关,而与心肌的代谢功能有密切关系。一般地说,温度高,压力小,供血好的部位,其细胞复极就快些。心外膜与心内膜比较,符合这三个条件,所以,心外膜复极快。由于心外膜早于心内膜复极,这样,其电偶向量的电源在心外膜侧,电穴在心内膜侧,即心室复极的向量指向心外膜,因此心室除极与复极的方向一致。

横面向量图的基本图形


图14-2-7横面向量图的基本图形

32 心电产生的原理 | 心电图导联及心电轴 32
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