心电向量基本概念

第一节　心电向量基本概念

一、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)。

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

我们知道，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。

图4－1　心电向量综合法

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心房的除极向量，后一部分瞬时综合向量代表左心房的除极向量，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)，首先抵室间隔的左心室面(因为左束支的分支较早)，使之先除极，并向右心室面推进。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，室间隔从左心室面向右心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，是由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40°。

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，组成空间心电向量环。