什么是ECG

什么是ECG

ECG其全称为electrocardiogram，即心电图。所谓ECG（心电图）就是指心脏在每个心动周期中，由起搏点、心房、心室相继兴奋，伴随着心电图生物电的变化，通过心电描记器从体表引出多种形式的电位变化的图形（简称ECG）。心电图是心脏兴奋的发生、传播及恢复过程的客观指标。

ECG的检查意义

ECG的检查意义在于：用于对各种心律失常、心室心房肥大、心肌梗死、心率异常、心肌缺血、电解质紊乱（对血钾不正常变化有快速直视的临床参考意义）、心衰等病症检查，可用于床边24小时监视病人心脏功能。 

图一 正常ECG

ECG产生原理
　　
心脏周围的组织和体液都能导电，因此可将人体看成为一个具有长、宽、厚三度空间的容积导体。心脏好比电源，无数心肌细胞动作电位变化的总和可以传导并反映到体表。在体表很多点之间存在着电位差，也有很多点彼此之间无电位差是等电的。 　　

心脏电活动按力学原理可归结为一系列的瞬间心电综合向量。在每一心动周期中，作空间环形运动的轨迹构成立体心电向量环。应用阴极射线示波器在屏幕上具体看到的额面、横面和侧面ECG向量环，则是立体向量环在相应平面上的投影。ECG上所记录的电位变化是一系列瞬间心电综合向量在不同导联轴上的反映，也就是平面向量环在有关导联轴上的再投影。投影所得电位的大小决定于瞬间心电综合向量本身的大小及其与导联轴的夹角关系。投影的方向和导联轴方向一致时得正电位，相反时为负电位。用一定速度移行的记录纸对这些投影加以连续描记，得到的就是ECG的波形。ECG波形在基线（等电位线）上下的升降，同向量环运行的方向有关。和导联轴方向一致时，在ECG上投影得上升支，相反时得下降支。向量环上零点的投影即ECG上的等电位线，该线的延长线将向量环分成两个部分，它们分别投影为正波和负波。因此，ECG与心向量图有非常密切的关系。ECG的长处是可以从不同平面的不同角度，利用比较简单的波形、线段对复杂的立体心电向量环，就其投影加以定量和进行时程上的分析。而心电向量图学理论上的发展又进一步丰富了ECG学的内容并使之更易理解。 　　

ECG代表整个心脏电激动的综合过程，以一个个心肌细胞的电激动为基础，心肌激动时细胞内发生电传变化。心肌细胞在静息状态下细胞膜外带正电荷，膜内带同等数量的负电荷，心肌细胞在静息状态保持着细胞膜内外的电位差，这称为极化状态。若以微电极插入细胞内，可录得一个负电位，称为跨膜静息电位，静息电位的形成主要是由于细胞膜对离子的通透性不同,膜内外各种离子主要是K+、Na+的浓度存在很大差别，细胞内k+浓度较细胞外约高20～30倍，而细胞外Na+浓度高于细胞内10～20倍。细胞膜对 K+的通透性较高，于是一部分K+顺着浓度梯度外流至膜外，增加了膜外正电荷膜内的有机负离子（主要是蛋白质大分子）有随K+外流的倾向，但因分子大，不能通过膜而被阻滞于膜的内表面。膜外正电的排斥作用和膜内负电的吸引作用，使K+的继续外流受阻而达到平衡时，在膜的两侧便形成极化状态。不同类型的心肌纤维，静息电位不同；快反应纤维，如心室肌为-80～-90mV，慢反应纤维，如窦房结则仅-40～-70mV 。 当心肌细胞受到刺激（或自发地）而兴奋时，细胞膜内外的电位迅速变化。细胞膜内外的电位差在瞬间消失，细胞内的电位由-90mV迅速变为0mV,乃至+20～+30mV。也就是说极化状态消失，这过程称为除极过程。以心室肌为例，膜电位从静息时的-80～-90mV降至-60～-70mV的阈电位水平，即迅速开始除极。随后细胞内又逐渐恢复其负电位，这过程称为复极。由除极至复极，膜内电位由负变正及又回至静息电位的一系列电位变化称为跨膜动作电位。可画成一条曲线,分成为5个时相。图1及表1示心室肌的动作电位与经膜离子流及体表ECG的关系。 　　

1．2及 3位相是代谢过程，此阶段膜内电位恢复到-90mV,这一过程称为复极，但此时膜内外离子分布尚未恢复到静息状态水平，最后钠—钾泵的转移作用使内外各种离子又恢复到静息状态。在 4倍相非自律性细胞稳定于静息状态水平，其动作电位呈水平线；而具有自律性的心肌细胞Ca2+慢通道开放，Ca2+稳定地内流，使膜电位逐渐移向正电位水平，其动作电位呈向上的斜线，这又称4位相自发性除极，当达到阈电位时,便激发Ca2+慢通道开放，Ca2+迅速内流而致0位相除极。此即心脏自律性的机制，由于窦房结的4位相相除极速度最快，故正常人窦房结发放冲动激动心脏。 　　

根据动作电位的形态和电生理特点，心肌细胞可分为两大类：快反应细胞与慢反应细胞。在静息状态下细胞膜外任何两点间电位都相等，没有电位差，当心肌细胞甲侧受到刺激开始除极时，膜外带负电荷邻接的未除极部分仍带正电荷，前者称为电穴，后者称为电源,合称电偶。电穴与电源间形成电位差，产生电流，电流不断地由电源流向电穴，随后电源部分也开始除极而变成它前方尚未除极部分的电穴；这个程序如此扩展，直至整个细胞及心脏完全除极。除极过程可看成一组电偶沿着细胞膜不断向前移动,其电源(+)在前，电穴(-)在后，除极完毕后,整个细胞呈极化状态逆转，膜内带正电荷，膜外带负电荷，继之复极化。复极过程首先从除极的部分开始，先复极部分膜外获得阳离子，这使该处的电位高于前面尚未复极的部分，于是形成一组电穴在前，电源在后的电偶，这组电偶不断前进，直至整个心肌细胞复极完毕。 　　

人体的体液中含有电解质，具有导电性能，因此人体也是一种容积导体，这样在人体内及体表均有电流自心电偶的正极流入负极，形成一个心电场。可通过心电偶中心的垂直于电偶轴的零电位面把心电场分为正、负电位区。心电场在人体表面分布的电位就是体表电位。ECG机将此体表电位的电信号放大及按心脏激动的时间顺序记录下来，即为ECG。探查电极面对除极电偶的正极则录出正波，面对负极录出负波(图3)。电极越靠近心电偶轴,则电位的绝对值越高，波形越大。每一次心脏搏动场包括收缩和舒张，称为一个心动周期，相应的心电活动包括除极和复极，成为一个心电周期。 　　
 

心电向量与ECG正常心脏激动发源于右心房上部，上腔静脉入口处的窦房结，激动通过传导系统依次传递至心房、心室各部，使之除极和复极。心脏是一个立体脑器，其各部位的电激动的传导有方向性，且其量的大小不同，这称为向量。在同一瞬间，心肌内有许多驶向各个方向的电偶，向量综合法用平行四边形的对角线代表一个瞬间的综合心电向量，在一个心电周期中，瞬间综合心电向量在不断变动，这样形成一个向量环：心房除极和心室除极分别拼成P向量环及QRS向量环；心室复极构成T向量环。这种立体的向量图(VCG)称为空间心电向量，其在额面、矢状面及水平面的投影，构成平面心电向量图，临床应用较少。平面心电向量图在各ECG导联轴上的投影便构成ECG，后者在临床广为应用。

ECG意义及应用
　　
ECG是反映心脏兴奋的电活动过程，它对心脏基本功能及其病理研究方面，具有重要的参考价值。ECG可以分析与鉴别各种心律失常；也可以反映心肌受损的程度和发展过程和心房、心室的功能结构情况。在指导心脏手术进行及指示必要的药物处理上有参考价值。然而，ECG并非检查心脏功能状态必不可少的指标。因为有时貌似正常的ECG不一定证明心功能正常；相反，心肌的损伤和功能的缺陷并不总能显示出ECG的任何变化。所以ECG的检查必须结合多种指标和临床资料，进行全面综合分析，才能对心脏的功能结构做出正确的判断。 　　

ECG在科学研究方面应用相当广泛。已在多种动物描记出它们的ECG，并对其生理意义进行了初步研究。一些无脊椎动物如鲎、贻贝、章鱼、螯虾、海鞘等和脊椎动物如两栖、爬行、鸟及哺乳等纲动物，采用特殊电极及引导方法，都可描记其ECG。基本图形大致相似，在具体波形及电压高低，时程长短上有所不同。静脉窦发育良好的动物，其ECG的P波之前有与静脉窦兴奋相应的V波。鱼和两栖动物的ECG在T波之前常有B波，它反映动脉圆锥的兴奋。动物ECG还可以作为判明心搏起源性质的客观指标。神经源性心搏如鲎的ECG常有振荡性的快波和若干猝发性的锋形电位；而肌原性心搏如软体动物的ECG常由若干慢波组成。动物ECG对于研究心脏的比较生理和心脏药理学的研究都有重要的参考价值。此外，在人体或动物身上安装心电发射器，可在远距离通过接收系统描记心电的变化。这可用于测试运动中的运动员及走动中的动物心脏功能的变化；测试高空飞行员、宇航员的心搏变化，以及研究人体对高山、高空、深海等环境的心脏活动变化。

做ECG诊断需要注意的几点
　　
(1)ECG诊断：很多ECG从其他ECG的角度来看虽属异常，但未必有临床心脏器质性改变，此时可直接写出其ECG诊断，如偶发室性期前收缩、低电压、非特异性S?T、T改变等。以便临床医师结合临床表现判断是否有病理意义。 　　

(2)符合临床诊断：对一些综合性ECG改变能与临床诊断相符合者应加以说明。 　　

(3)综合临床诊断：ECG诊断必须密切结合临床资料，特别是有的ECG本身无特异性者需要结合临床资料。此外，药物与电解质紊乱对心肌的损害也必须结合临床资料加以判断。 　　

(4)追踪观察ECG改变：例如急性心肌梗塞的ECG必须反复进行ECG检查方可确诊，有时参考过去的ECG依据其动态演变观察才较为准确。