三维立体心电图概念

心电图仪发展史

传统心电图的性质及临床

传统心向量图的性质及临床

立体心电图的性质及临床

有关人物(Einthoven 董承琅 赵峰)

三维立体心电图概念

立体心电图又称三维心电图（ Three dimensional electrocardiogram，3D-ECG ），是采用Frank校正导联体系，通过方法学的改进，从时间域、瞬时间域、空间域和瞬时空域，实时同步采样、同源转换、显示及描记出正交心电图、向量心电图、时间/变向时间/连续/分解心向量图和全方位、全角度观察的立体心向量图及立体影像心电图。

用于心血管疾病的预防和诊断。

心电图仪发展史

一、传统心电图 （ECG） —— 一维/ 直线。Einthoven ，心电图之父，西班牙犹太人后裔，诺贝尔奖获得者（1903年）。

二、传统心向量图 （VCG） —— 二维/ 平面。Frank（1956年）。

三、立体心电图（3D-ECG） —— 三维/ 立体。由我国学者赵峰教授首先提出并研发出了世界第一台立体心电图仪（1989年）。

传统心电图的性质及临床

性质：一维 /直线。

对于心电活动的认知水平：“一维线性 + 单个细胞”。即在一维直线表达方式基础上，逐步建立起来的一套理论体系，如：Einthoven-Goldberger-Wilson导联体系、容积导体、电偶学说、细胞跨膜电位、合体细胞、单个心肌细胞的跨膜电位变化视同整体心肌的动作电位、心肌电活动紊乱是以心肌细胞性质改变为基础等等。

临床：一维空间的优越性是在时间域上的表达。只要通过一个导联轴线就可以观察到是否经传导束传导的时序关系，突出是心跳的频率和节律；对P、QRS、T、U、Ta、ST等波形的认知，片面、简单和经验化。

传统心向量图的性质及临床

性质：二维 / 平面。

对于心电活动的认知水平：“二维平面 + 单个细胞”。受传统错误理论的指导（如合体细胞等）和科技发展水平限制（电子管/晶体管），更多注重于对三个平面环体的“方位和转向”描述。

临床上不能连续描记，解决不了所谓的心律失常诊断问题；瞬时空域表达不完整，解决不了心肌电-化学扩布问题；有盲区且操作繁复。

临床：传统心向量图未能发挥出应有的、真正的意义和作用。但为立体心电的形成奠定了三维理论基础。

立体心电图的性质及临床

性质：三维 / 立体。

对于心电活动的认知水平：“三维立体 + 心肌各向异性”。立体心电图（3D-ECG）又称“三维心电图”。是集一维、二维和三维于一体，三者实时同步采集、转换、描记。即可以观察经传导束传导的时序性，以说明心跳的频率和节律；又可以观察经心肌电-化学扩布的矢量在空间的铺展过程，以说明波形（P、QRS、T、U）变化的特征。这三者的有机结合及互补过程，绝非是传统创伤性电生理检查和非创伤性电生理检查所能取代的，可谓：时空知我心。

凡是传统心电图能够诊断的，3D-ECG皆能够诊断；凡是传统心电图不能够诊断的，3D-ECG亦皆能作出早期、特异性、敏感性和准确性的诊断。

该项技术更新了传统经典理论；填补世界上对心肌电扩布研究空白；对心血管疾病分类明确、鉴诊清楚、使诊断结果更为客观、全面、细致、准确、直观、早期、唯一和简便。树立三维心电发展观，将大大提高临床、科研、教学水平，带动多学科向纵横方向深入发展。目前该项技术尚待普及。

临床：

1、实现多域、全方位、全视角观测三维立体心电图，使诊断更客观、全面、细致、直观、准确和实用。

2、来自空间的诊断标准精练、准确和唯一的。可以取代一/二维的繁复片面指标。

3、全方位、全视角旋转的立体环体，消除了ECG、VCG的“盲区”和视角原因而重叠的部分。

4、3D-ECG的新指标明显提高了心电学诊断的敏感性、特异性、准确性和实用性。

5、拓展心律失常概念。以往多限定在传导系统中（所谓“铁路”）；今后要拓展到心肌的结构与功能如心肌各向异性等（所谓“公路”）。

6、各种波形的变化（P、QRS、T、U），在ECG中被视为难以鉴别和诊断的现象，反而在2/3D-ECG平台中视图完整、细致、特点突出、机理清晰，临床诊断简单、快捷、一目了然。（如：室上/室性心动过速、各种宽/窄QRS波群鉴别、复杂心律失常、异位激动点空间定位、传导/扩布径路判断、束支/分支/旁路合并各种病因引发的心肌病变等等。）

7、便于疾病的分类、鉴别、诊断和治疗。如以传导束为主或以心肌病变为主的疾病，尤其是既含有传导束又含有心肌病变的鉴别诊断。

8、便于进一步观察研究早期房/室肌病变的电扩布规律。如以除极扩布（P、QRS）为主的疾：房/室性早搏（良性/恶性）、局灶性心梗、心肌病、预激、高血压心脏病、心衰和室壁瘤等；以复极扩布（Ta、T、ST）为主的疾病：早期冠心病、心脏性猝死、心肌炎、电解质失衡、休克、PTCA、冠脉搭桥/支架术后、起搏器、心电功能和心电稳定性的分型、预测等。

9、同时为传统的创伤与非创伤性电生理的检查与结合，提供了一个共同的新领域、新方法、新手段、和新课题。

10、ECG的优势在于传导过程的时序性（传导束）；2D/3D-ECG的优势在于波形变化的认知上（心肌电扩布）；三者应视为互补。创伤性电生理检查术也将随之发挥出更大的作用。

11、将细致形象直观地标测出心脏正、异常传导/扩布（除、复极扩布）的径路、区域、层次、体积、功能和规律等。

最近赵峰教授首先提出：

1、“心肌梗塞、心脏性猝死和心电紊乱等”是可以预知和早期诊断的，由于传统心电学诊断方法上有缺陷，只是一维（直线/ 时间域/ 时序性）表达；是对平面环体从某个角度投影后的正负电位差的简单描记。所以其优势仅表现为对心跳的频率和节律的描述，即一分钟跳多少次，齐不齐而已，属于经验科学，嫌简单化了。同时也根本不可能直观细致地表达出心肌电活动的扩布变化过程。

相较而言，任何事物皆有时、空两性，缺一不可。立体心电图除具有上述的时间性外还具备了空间性和瞬时空性，更突出了对波形（P、QRS、T、U、Ta、ST等）的时空转换认知优势，且数值唯一、无盲区。能够达到早期、细微、直观、特异、敏感、准确和真正意义上先于解剖形态学改变的心电学变化。（请参阅赵峰立体心电图）

2、传统经典理论的缺陷、误导，必须更新。心肌梗塞、心脏性猝死的原因主要是心肌本身的病变，如缺血和心肌结构性改变等导致心电活动紊乱。以往经典理论认为蒲氏纤维网是由心内膜分布到心外膜；是基于单个细胞膜电位变化并等同于整体心肌（合体细胞）遵循全或无的定律的错误理论。实际上心肌分有内中外三层，其结构、排列、走向和机能截然不同，即心肌各向异性使得心肌生物电除/复极扩布过程、径路、区域、体积、方位等很复杂，绝非简单的正负电位差描记所能阐述清楚的。因此新型立体心电图技术填补了世界上对心肌扩布领域的研究空白。由此也必将带动多学科的纵横深入发展。

3、心电学百年发展史：1→2→3D；今后方向 3→2→1D。

4、心律失常应包括： 传导束 + 心肌扩布

5、心脏传导束有两种：神经源性 + 肌源性。前者是指通称的传导束；后者是由赵峰教授首先提的“心肌复极肌性传导束，如心室复极肌性传导束（Ventricular Repolarized Muscular Conduction – VRMC）”。

6、三句话：（小结、展望）

① 昨天认知 “铁路” —— 传 导 束 （解剖、结构、机能）

② 今天修复 “管道” —— 血 管 （溶栓、搭桥、介入）

③ 明天勘探 “公路” —— 心 肌 扩 布（肌束排列走向机能折返径路等等）。

有关人物

Einthoven

心电图之父，西班牙犹太人后裔，诺贝尔奖获得者。1903年发表《一种新的电流计》论文,从此，标志着心电图临床应用的时代开始了。1906年，他提出了双极导联概念和等边三角形学说。

董承琅

中国心电图技术的播种奠基人（1903～1949）。浙江人，1928年协和医院购进两台美国Cambrige公司生产的弦线式心电图机。并培育了黄宛、颜和昌、陈灏珠等一批心血管病专家。

赵峰

主任医生、教授，北京人，三维立体心电图仪的发明人和创始人。为心电学的发展做出了卓越贡献。