心电向量的概念4

心脏病学基本概念系列文库——
心电向量
医疗卫生是人类文明之一，
心脏病学，在人类医学有重要地位。

本文提供对心脏病学基本概念
“心电向量”
的解读，以供大家了解。

心电向量
心肌在除极和复极的每一瞬间所产生的大小和方向各不相同的电动力，用物理学上的向量表示即为心电向量。

又称瞬间向量(instantaneous vector)。

心脏在激动过程的每一瞬间都可发生无数向量，这些向量无论是否处于同一水平面，都可用平行四边形对角线方法，将其综合为一个向量，称为瞬间综合向量(instantaneous synthesized vector)或瞬间平均向量(instantaneous average vector)。

心动周期的全过程，就是瞬间向量随时间推移而作周期性变化的动态过程。

这些向量尖端在空间构成图形轨迹，即为空间心向量环(space heart vector loop)。

空间心向量环是一个位于空间的立体图形，朝向四面八方，目前的平均记录仪是记录不到空间向量图实况的，只能通过简接的方法描绘它。

通常采用该立体图在前后、左右和上下三个互相垂直的平面的投影来表达。

投影在每一平面的形态绘成额面、侧面和横面3个平面向量图，组合成一个空间的立体形象。

这3个平面上的图形，就是临床所能记录到的平面向量图(plane vector cardiogram)。

心电向量特征心电向量特征是心电图信号的重要特征之一，通过分析心电向量特征可以更好地了解心脏的电活动情况。

本文将介绍心电向量特征的概念、计算方法以及临床应用。

一、心电向量特征的概念心电向量特征是指心脏电活动在三维空间中的方向和大小。

心脏电活动在心脏内的传播路径可以用三维向量来表示，这个向量就是心电向量。

心电向量特征可以通过心电图信号的采集和处理得到，包括QRS波群的方向、ST段的偏移等。

计算心电向量特征需要使用心电图信号的采集设备和相应的计算方法。

首先，需要将心电图信号从身体表面采集下来，然后使用信号处理算法提取出心电向量特征。

常用的计算方法包括主成分分析法、Karhunen-Loève变换等。

这些方法可以将心电向量特征的维度降低，并提取出最具代表性的特征。

三、心电向量特征的临床应用心电向量特征在临床上有广泛的应用价值。

首先，它可以用于心脏病的诊断和分型。

不同类型的心脏病在心电向量特征上有不同的表现，通过对心电向量特征的分析，可以判断患者是否存在心脏病，并进一步确定病情的严重程度和类型。

其次，心电向量特征还可以用于评估心脏疾病的治疗效果。

通过连续监测心电向量特征的变化，可以及时评估治疗效果，并调整治疗方案。

此外，心电向量特征还可以用于心脏病风险评估和预测。

通过对大量患者心电向量特征数据的分析，可以建立预测模型，用于预测患者未来发病的概率和风险等级。

心电向量特征是心电图信号的重要特征之一，通过对心电向量特征的分析可以更好地了解心脏的电活动情况。

心电向量特征的计算方法包括主成分分析法、Karhunen-Loève变换等。

在临床上，心电向量特征可以用于心脏病的诊断、分型、治疗效果评估和风险评估等方面。

未来，随着技术的进步和研究的深入，心电向量特征有望在临床上发挥更大的作用，为心脏病的预防和治疗提供更加精准的指导。

心电向量简介心电向量是描述心脏电活动的一种方法，通过测量心脏在不同时间点上产生的电位差，可以得到心脏在三维空间中的电活动分布情况。

心电向量分析可以提供关于心脏的结构和功能的信息，对于诊断和治疗心血管疾病具有重要意义。

心电向量的原理心脏电活动在正常情况下，心脏通过自身起搏细胞产生的电信号来控制收缩和舒张。

这些电信号在心脏内部传播，并通过身体表面上的导联点被测量到。

每个导联点记录到的电信号都可以表示为一个向量，即心电向量。

Wilson中心法则Wilson中心法则是描述导联点与实际心脏位置之间关系的数学模型。

根据Wilson中心法则，每个导联点记录到的心电信号代表了从该点到实际心脏位置上某一特定方向上的平均传播速度。

这些平均传播速度构成了一个三维空间中的矢量场，即为心电向量。

测量方法为了测量心电向量，通常需要在身体表面上放置多个导联点，并记录下每个导联点上的心电信号。

这些心电信号可以通过心电图（ECG）仪器进行测量。

根据测量到的信号，可以计算出每个导联点上的心电向量。

心电向量的应用诊断心脏疾病心电向量分析可以提供有关心脏结构和功能的信息，对于诊断心脏疾病非常有帮助。

例如，通过分析心电向量的变化，可以检测到心肌缺血、心律失常等疾病。

预测突发性心脏事件通过监测和分析长期记录的心电向量数据，可以预测突发性心脏事件（如室颤、室速等）。

这对于高风险人群来说尤为重要，可以及时采取干预措施，减少不必要的风险。

指导手术治疗在某些情况下，如安装起搏器或进行射频消融手术时，了解患者的心电向量信息对于手术治疗非常重要。

通过分析患者的心电向量数据，医生可以更好地了解患者的心脏结构和功能，为手术治疗提供指导。

心电向量分析的局限性虽然心电向量分析具有很多优势，但也存在一些局限性。

测量误差由于心脏电信号在身体表面上的传播路径复杂且受到多种因素的影响，如肌肉活动、胸部形状等，测量到的心电信号可能存在一定的误差。

这些误差可能对心电向量分析结果产生一定的影响。

心电向量概念一、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）图14-2-1电位向量示意图图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。

心电物理知识
1.心肌细胞电生理特性：
心脏肌肉细胞（心肌细胞）具有独特的电生理特性，当细胞膜内外离子浓度发生变化时，会产生电位变化。

静息状态下，心肌细胞膜内外存在稳定的电位差，即静息电位，通常是细胞膜外正电，膜内负电。

当细胞受到刺激时，膜电位会发生瞬时的反转，即除极过程，随后通过离子泵的作用回到静息状态，这个过程称为复极。

心肌细胞的这种电位变化会形成一系列的动作电位，依次传播，使得心脏得以有序地收缩和舒张。

2.心电向量：
心脏每次搏动产生的电活动，可以看作是一个三维空间的电流源，形成一个心电向量。

这个向量随着心脏各部位的激动顺序和方向不断变化。

心电向量的合成就是心肌细胞动作电位在空间上的总体表现。

3.心电信号记录：
通过在人体体表放置多个电极，可以检测到心脏电活动在体表的投影。

当心脏各部位依次除极和复极时，体表电位随之变化，形成的心电图波形反映了心脏激动的顺序和时间间隔。

心电图上的P波、QRS波群、T波和U波分别对应了心房除极、心室除极、心室复极早期和晚期复极过程。

4.心电图波形解读：
心电图上的波形提供了丰富的信息，包括心率、心律、心肌除极和复极的顺序、时间、幅度以及各波形间的时间间隔等，这些参数可用于诊断各种心脏疾病，如心律失常、心肌梗死、心室肥大、心肌炎、电解质紊乱等。

5.心电生理传导系统：
心脏内部有一个特化的传导系统，包括窦房结、房室结、希氏束、浦肯野纤维等，这些结构保证了心脏电激动的有序传递。

心电图能反映出这个传导系统的功能状态。

心电图产生原理详解心电产生的原理在于心肌细胞的电位变化。

1．静息电位心肌细胞未受到刺激(处于静息状态)时存在于细胞膜内、外两侧的电位差，称为静息电位。

以细胞膜为界，膜外呈正电位、膜内为负电位，并稳定于一定数值的静息电位状态，称为极化状态。

2．动作电位为心肌细胞在静息电位的基础上发生一次快速的、可扩布性电位波动。

(1)除极过程：又称0期。

膜内电位向负值减小方向变化，直至膜内电位高于膜外电位的过程，称为除极。

在适宜的外来刺激作用下，心室肌细胞发生兴奋，膜内电位由静息状态下的-90mV迅速上升到+30mV左右，即肌膜两侧原有的极化状态被消除并呈极化倒转，构成动作电位的升支。

心室肌细胞除极(0期)占时约1-2ms，而且除极幅度很大，为120mV。

(2)复极过程：发生除极后，膜电位又恢复到原来的极化状态，称为复极。

当心室细胞除极达到顶峰之后，立即开始复极，但整个复极过程比较缓慢，包括电位变化曲线的形态和形成机制均不相同的三个阶段：1期复极：在复极初期，仅出现部分复极，膜内电位由+30mV迅速下降到0mV左右，故1期又称为快速复极初期，占时约10ms。

0期除极和1期复极这两个时期的膜电位的变化速度都很快，记录图形上表现为尖锋状，故在心肌细胞习惯上常把这两部分合称为锋电位。

2期复极：当1期复极膜内电位达到0mV左右之后，复极过程就变得非常缓慢，膜内电位基本上停滞于0mV左右，细胞膜两侧呈等电位状态，记录图形比较平坦，故复极2期又称为坪或平台期，持续约100-150ms，是整个动作电位持续时间长的主要原因，是心室肌细胞以及其它心肌细胞的动作电位区别于骨骼肌和神经纤维的主要特征。

3期复极；2期复极过程中，随着时间的进展，膜内电位以较慢的速度由0mV逐渐下降，延续为3期复极，2期和3期之间没有明显的界限。

在3期，细胞膜复极速度加快，膜内电位由0mV左右较快地下降到-90mV，完成复极化过程，故3期又称为快速复极末期，占时约100-150ms 。