心電圖

心電圖

心電圖(ECG或者EKG)是利用心電圖機從體表記錄心臟[脊椎動物的中心器官]每一心動周期所產生的電活動變化圖形的技術。

基本信息

歷史

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1842年法國科學家Mattencci首先發現了心臟的電活動;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。

心電圖產生原理

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湧入膜內,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,以記錄和反應心臟的電活動。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個肢體導聯電極和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,記錄心臟的電活動。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。雙極肢體導聯包括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體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體導聯。

心電圖各導聯名稱及正負極的構成

心電圖各導聯連線示意圖
​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

肢體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,是通過一個電阻網路將RA,LA,LL電極連線而產生的,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。

心電圖各波及波段的組成

1.P波
正常心臟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。下表是套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,構成整個心臟的綜合心電向量。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。下表是套用目測法評估心電軸的方向。
​心電軸偏移
​Ⅰ ​Ⅱ ​Ⅲ ​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°

心電圖的套用

心電圖是臨床最常用的檢查之一,套用廣泛。套用範圍包括:
1、對心律失常和傳導障礙具有重要的診斷價值。

2、對心肌梗塞的診斷有很高的準確性,它不僅能確定有無心肌梗塞,而且還可確定梗塞的病變期部位範圍以及演變過程。

3、對房室肌大、心肌炎、心肌病、冠狀動脈供血不足和心包炎的診斷有較大的幫助。

4、能夠幫助了解某些藥物(如洋地黃、奎尼丁)和電解質紊亂對心肌的作用。

5、心電圖作為一種電信息的時間標誌,常為心音圖、超聲心動圖、阻抗血流圖等心功能測定以及其他心臟電生理研究同步描紀,以利於確定時間。

6、心電監護已廣泛套用於手術、麻醉、用藥觀察、航天、體育等的心電監測以及危重病人的搶救。

產檢項目

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