心电图临床应用回顾与展望--陈灏珠

1、陈陈 灏灏 珠珠复旦大学附属中山医院复旦大学附属中山医院上海市心血管病研究所上海市心血管病研究所May, 2012一、心电图研发历史一、心电图研发历史二、记录心电图导联的发展二、记录心电图导联的发展三、心电产生的基础研究三、心电产生的基础研究四、心电图记录仪器的发展四、心电图记录仪器的发展五、心电图的诊断价值五、心电图的诊断价值六、心电图新的研究领域六、心电图新的研究领域17和和18世纪世纪电的利用电的利用,观察电对动物组织的影响，观察电对动物组织的影响，“动物电动物电”的发现。的发现。 1800 1895 设计能检测心脏微弱电流的敏感仪器设计能检测心脏微弱电流的敏感仪器1887 年，Augu

2、stus D. Waller应用毛细管静电计在人体体表描记出心电图。1895 Willem Einthoven 应用毛细管静电计描记心电图的基础应用毛细管静电计描记心电图的基础上，上，1900年研究成功用弦线式电流计描记出清晰的心电图。年研究成功用弦线式电流计描记出清晰的心电图。一、心电图研发历史一、心电图研发历史 Waller是首位技术创新来诊断是首位技术创新来诊断和处理心脏疾病的先驱和处理心脏疾病的先驱; 他他应用应用Lippman毛细管静电计在毛细管静电计在人体体表描记出人类史第一份心人体体表描记出人类史第一份心电图电图 (1887(1887年年) )，但图形不太清楚。，但图形不太清楚。

3、Augustus Desir Waller （ 18561922 ）WILLEM EINTHOVEN（ 1860-1927 ）1902年年 Einthoven 发表了第一份用改进发表了第一份用改进Ader弦线式电流弦线式电流计的技术计的技术描记的体表心电图描记的体表心电图Einthoven把把描记到曲线的几个波命名为描记到曲线的几个波命名为P、Q、R、S和和T波（以后增加波（以后增加U U波），并沿用至今；波），并沿用至今；由于他对发展弦线式电流计和心电图记录的贡献，由于他对发展弦线式电流计和心电图记录的贡献，1924 1924 年年Einthoven荣获荣获NobelNobel生理学和医学奖

4、。生理学和医学奖。Herinneringsbundel Professor S. S. Rosenstein. Leiden: Eduard Ijdo, 1902:101-107Einthoven 弦式电流计弦式电流计（string galvanometer） Sir Thomas Lewis (1881-1945) LewisLewis是心律失常研究的开拓者，最先用脉搏图，然后是心律失常研究的开拓者，最先用脉搏图，然后用心电图来研究，最早倡用梯形图来注释传导阻滞；用心电图来研究，最早倡用梯形图来注释传导阻滞；19111911年发表了一本经典著作：年发表了一本经典著作：心脏搏动的机制心脏搏动的

5、机制LewisLewis发展了发展了EinthovenEinthoven的工作，特别在心电图的临床应的工作，特别在心电图的临床应用上影响深远。用上影响深远。Frank Norman Wilson(1890-1952)1932年年Wilson 和他的同事创立零电和他的同事创立零电位中心电端理论设立单极胸导联，使体位中心电端理论设立单极胸导联，使体表心电图标准化为表心电图标准化为12导联；导联；Wilson对心室心电图作深入的阐述，对心室心电图作深入的阐述，建立临床心电图学；建立临床心电图学；在在Einthoren三角基础上，形成三角基础上，形成Einthoren-Wilson理论成为心电向理论成

6、为心电向量图的理论基础。量图的理论基础。二、记录心电图导联的发展二、记录心电图导联的发展 盐水桶导联盐水桶导联 双极肢导联双极肢导联 单极（胸和肢）导联单极（胸和肢）导联 单极加压肢导联单极加压肢导联 目前常用导联目前常用导联 其他导联其他导联1. 在在Waller and Einthoven 研究初期研究初期, 心电图机与人心电图机与人体之间的连接是通过把体之间的连接是通过把受检者的肢体末端放在受检者的肢体末端放在盐水桶中实现的；盐水桶中实现的；2. 这种病人和仪器之间的这种病人和仪器之间的连接无法进行胸前导联连接无法进行胸前导联记录。记录。Clinical Electrocardiogra

7、phy, ed 4. London, Shaw & Sons, 1928, p 6.盐水桶导联Einthoven 1902创立的双极肢导联创立的双极肢导联Wilson1933年创立的单极导联年创立的单极导联 Goldberger1942创立的单极加压肢导联创立的单极加压肢导联 目前常用导联目前常用导联常规常规12导联体表心电图，包括导联体表心电图，包括I、II、III、aVR、aVL、aVF、V1、V2、V3、V4、V5、V615导联体表心电图，在导联体表心电图，在12导联的基础上加作导联的基础上加作V4R、V8和和V9其他导联其他导联正交导联（正交导联（ X、Y、Z、即、即 Fran

8、k 导联，记录心电向导联，记录心电向量图和信号平均心电图）量图和信号平均心电图）监护导联（监护导联（CM1、CM3、CM5、CMF等模拟导联或同等模拟导联或同步步12导联，检测和动态心电图记录）导联，检测和动态心电图记录）体表标测导联（体表心前区等电位标测）体表标测导联（体表心前区等电位标测）食管导联（探测左心房和左心室后壁表面电位）食管导联（探测左心房和左心室后壁表面电位）心腔内导联（记录心房、心室腔内电图）心腔内导联（记录心房、心室腔内电图）房室束电图（房室束电图（Scherlag 1968），窦房结电图（），窦房结电图（Cramer 1977）头胸导联（尹炳生头胸导联（尹炳生 1973）

9、（一）心电向量概念提出和研究发展（一）心电向量概念提出和研究发展1913 Einthoven提出以等边三角形表达额面心电向量提出以等边三角形表达额面心电向量1938 Mann描绘一个平面上的向量环，描绘一个平面上的向量环，Wilson 和和Johnston用阴极射线示波管显示出单一平面的心电向量图用阴极射线示波管显示出单一平面的心电向量图1946 Burger 和和 van Milaan校正校正Einthoven三角为非等边的三角为非等边的Burger三角三角1956 Frank根据根据Einthoven三角概念设计校正导联体系，记三角概念设计校正导联体系，记录心电向量图录心电向量图三、心电产

10、生的基础研究三、心电产生的基础研究（二）心肌细胞动作电位和其他电生理研究（二）心肌细胞动作电位和其他电生理研究的深化的深化1950 Woodbury 和和 Hecht1951 Draper和和 Weidmann1957 Hokansson1959 Hoffman和和 Granefield1959 VaughanWilliams1993 Drouin（人体心肌（人体心肌M细胞）细胞）（三）心脏电生理检查（三）心脏电生理检查1968 Durrer1971 Wellens对我国心电图学作出贡献的学者对我国心电图学作出贡献的学者 播种奠基者播种奠基者 董承琅教授、陶寿淇教授、陶清教授、黄克纲教授、董承

11、琅教授、陶寿淇教授、陶清教授、黄克纲教授、 马万森教授、邝贺龄教授马万森教授、邝贺龄教授 普及参与者普及参与者 黄宛教授、林传骧教授、颜和昌教授、方圻教授、黄宛教授、林传骧教授、颜和昌教授、方圻教授、 潘绍周教授、翁心植教授、陈灏珠院士、刘士珍老师潘绍周教授、翁心植教授、陈灏珠院士、刘士珍老师 腾飞发展者腾飞发展者 孙瑞龙教授等孙瑞龙教授等20位位郭继鸿主编：中国心电学发展史，北京大学出版社 2002. 北京.（四）心电图记录仪器的发展（四）心电图记录仪器的发展 弦线电流计式心电图机（光学放大，照相记录）弦线电流计式心电图机（光学放大，照相记录） 可移动式直描心电图机（真空管、晶体管、印刷线路

12、可移动式直描心电图机（真空管、晶体管、印刷线路板放大，热笔记录）板放大，热笔记录） 集物理学、电子学、计算机技术、生物工程技术和心集物理学、电子学、计算机技术、生物工程技术和心电分析技术于一体，小型化，使心电波形清晰不失真电分析技术于一体，小型化，使心电波形清晰不失真, ,常常规规12导联可同步记录，能自动分析给出诊断报告的现代导联可同步记录，能自动分析给出诊断报告的现代心电图机心电图机 监护心电图、遥测心电图、远程传输心电图（固定监护心电图、遥测心电图、远程传输心电图（固定电话传输、手机传输）电话传输、手机传输） 动态心电图（动态心电图（Holter系统系统 1957）、植入式）、植入式Ho

13、lter系系统（植入式环路心电图记录器）统（植入式环路心电图记录器） 体表信号平均心电图（测心室晚电位）、体表体表信号平均心电图（测心室晚电位）、体表房室束电图房室束电图 负荷心电图（运动负荷、药物负荷、起搏负荷）负荷心电图（运动负荷、药物负荷、起搏负荷） 起搏心电图起搏心电图 胎儿心电图胎儿心电图 向量心电图向量心电图 心电散点图心电散点图 立体心电图立体心电图 高频心电图高频心电图 心磁图心磁图 体表电位标测体表电位标测 心脏电生理检查（心脏程序刺激、心腔内心电心脏电生理检查（心脏程序刺激、心腔内心电图、房室束电图、窦房结电图、单相动作电位记图、房室束电图、窦房结电图、单相动作电位记录等）

14、录等） 与血流动力学指标、心脏电生理指标和超声心与血流动力学指标、心脏电生理指标和超声心动图图像等同步记录动图图像等同步记录 心电学、心律学、心电信息学心电学、心律学、心电信息学五、心电图的诊断价值五、心电图的诊断价值 判断心房肥大、心室肥厚和劳损、判断心房肥大、心室肥厚和劳损、 心肌缺血和损伤，有心肌缺血和损伤，有助于诊断先天性心脏病和后天性心脏病的辅助诊断（瓣助于诊断先天性心脏病和后天性心脏病的辅助诊断（瓣膜病、冠心病、高心病、肺心病、心肌病等）；膜病、冠心病、高心病、肺心病、心肌病等）； 电解质紊乱的辅助诊断，特别是钾和钙；电解质紊乱的辅助诊断，特别是钾和钙； 药物对心肌的影响，特别是强

15、心甙、抗心律失常药、抗药物对心肌的影响，特别是强心甙、抗心律失常药、抗肿瘤药、抗精神病药；肿瘤药、抗精神病药； 心包炎的演变过程；心包炎的演变过程； 心肌梗死的定位、定范围和定时期；心肌梗死的定位、定范围和定时期； 诊断各种心律失常，判断起搏器等的功能。诊断各种心律失常，判断起搏器等的功能。心电图在诊断各种心律失常中心电图在诊断各种心律失常中有重要价值有重要价值心律失常心律失常作为出院作为出院主要诊断主要诊断病人的各病人的各种心律失种心律失常构成情常构成情况（一）况（一） 2% VF34% Atrial Fibrillation18% Unspecified6% PSVT6% PVCs4% A

16、trial Flutter9% SSS8% Conduction Disease3% SCD10% VTBaily D. J Am Coll Cardiol. 1992;19(3):41A.陈灏珠等陈灏珠等: Chinese Medical Journal. 1999;112(1):14.14% SSS13% Atrial Fibrillation8% AVB7% WPW8% VT39% premature beats11% Unspecified心律失常心律失常作为出院作为出院主要诊断主要诊断病人的各病人的各种心律失种心律失常构成情常构成情况（二）况（二） （一）室性心动过速（一）室性心动过

17、速(Lewis,1909) 室性心动过速食道导联心电图室性心动过速食道导联心电图致心律失常药物引起的尖端扭转型室性心动过速致心律失常药物引起的尖端扭转型室性心动过速 绝大多数室性心动过速发生于器质性心脏病患者，但也有绝大多数室性心动过速发生于器质性心脏病患者，但也有发生于无器质性心脏病者，如儿茶酚胺敏感性多型性室性发生于无器质性心脏病者，如儿茶酚胺敏感性多型性室性心动过速（心动过速（CPVT，1978年）为常染色体显性或隐性遗传年）为常染色体显性或隐性遗传离子通道病。在肾上腺素能活性增高（身体运动或感情激离子通道病。在肾上腺素能活性增高（身体运动或感情激动）时诱发，可致晕厥或猝死。其遗传学基础

18、为动）时诱发，可致晕厥或猝死。其遗传学基础为类别类别基因基因蛋白蛋白位点位点突变的影响突变的影响CPVT1RyR2心脏罗纳丹受体心脏罗纳丹受体lq4243功能获得舒张期功能获得舒张期肌浆网肌浆网Ca2释出释出CPVT2CASQ2心脏贮钙蛋白心脏贮钙蛋白lp13.3肌浆网肌浆网Ca2缓冲能缓冲能力丧失，力丧失， Ca2CPVT3KCNj2Kir2.117q23Ik1CPVT？ANKIAnkyrin-B4q25Ca2SR- Ca2渗漏渗漏其心电图的演变过程其心电图的演变过程 （二）（二）Wenckebach 现象现象 (Wenckebach,1899)房室传导比例为房室传导比例为3:2 和和4:3

19、房室传导比例为房室传导比例为2:1 和和3:1窦房结传导阻滞窦房结传导阻滞V1导联导联III导联导联窦性静止窦性静止Wolf-Parkinson-White Syndrome (W-P-W syndrome) Lown-Ganong-Levine Syndrome (L-G-L syndrome) （三）（三） 预激综合征预激综合征Pre-excitation Syndrome 1.Wolf-Parkinson-White综合征综合征 1930 - 左侧旁道(后向前) 2.Wolf-Parkinson-White综合征综合征 - 房室膈前旁道(前向后)3.Lown-Ganong-Levine综

20、合征综合征 1952（四）早期复极综合征（四）早期复极综合征Early depolarization syndromeaVRaVLaVFV1V5V3V2V4V3V6*J波是波是J点（点（ST段的起始部）抬高段的起始部）抬高0.1mv，持续时间，持续时间0.02秒秒（五）致心律失常型右心室心肌病（五）致心律失常型右心室心肌病Fontaine G, 1977 以心肌细胞缺失、右心室部分或全部心肌被脂肪或以心肌细胞缺失、右心室部分或全部心肌被脂肪或纤维组织替代为特点纤维组织替代为特点 约约1/2病例为常染色体显性遗传病，由病例为常染色体显性遗传病，由hRYR2基因突基因突变所致，亦有隐性遗传者变所致

21、，亦有隐性遗传者 临床表现主要为心悸和晕厥，并有猝死风险：发生临床表现主要为心悸和晕厥，并有猝死风险：发生于青少年或成年早期。于青少年或成年早期。Fontaine G等,: Stimulation Studies and Epicardial Mapping in Ventricular Tachycardia: Study of Mechanisms and Selection for Surgery. In- Reentrant Arrhythmias - Kulbertus H.E. Ed MTP Pub. Lancaster 1977: P.334-350 致心律失常型右心室心肌病致心

22、律失常型右心室心肌病Epsilon波波, 完全性右完全性右BBBElectrocardiographic strip of the right precordial leads shows a characteristic notch or slur (epsilon wave) in the upstroke of the QRS leading to prolongation of the QRS. Note the precordial T-wave inversions. Journal of the American College of Cardiology,6:14,1997.致

23、心律失常型右心室心肌病致心律失常型右心室心肌病致心律失常型右心室心肌病致心律失常型右心室心肌病室速室速, ,左左BBBBBB型型A, Normal sinus rhythm in a patient with arrhythmogenic right ventricular dysplasia. The arrowheads point to late right ventricular activation called an epsilon wave.B, Ventricular tachycardia in the same patient with right ventricular

24、dysplasia.（六）体温过低时（六）体温过低时Osborn波波 John J. Osborn, M.D.19531953年年Osborn JJ.Osborn JJ.在在实验低温狗心电图发实验低温狗心电图发现体温过低时现体温过低时OsbornOsborn波。波。Experimental hypothermia: respiratory and blood pH changes in relation to cardiac function. Am J Physiol 1953;175:389.29.20C280C22.50C19.70C190C180C330C电击后电击后340C （七）（

25、七）Brugada综合征综合征 (Brugada,1992) Brugada 综合征可能占总猝死发生中的综合征可能占总猝死发生中的4-12% ，是南亚，是南亚50岁岁以下心源性猝死的最常见病因。以下心源性猝死的最常见病因。为常染色体显性遗传离子通道病。为常染色体显性遗传离子通道病。遗传学基础遗传学基础类别类别基因基因蛋白蛋白位点位点突变的影响突变的影响BrS1SCN5ANav1.53p21-p23功能丧失功能丧失-Na外流外流BrS2GPD1-LG-6-ph. 脱氢酶脱氢酶3p21功能丧失功能丧失-Na外流外流Brugada综合征综合征 (Brugada,1992) Brugada P, Br

26、ugada J. Right Bundle Branch Block, Persistent ST Segment Elevation and Sudden Cardiac Death: A Distinct Clinical and Electrocardiographic Syndrome. J Am Coll Cardiol 1992;20:1391-6V1V2V31型2型3型1型：拱形，型：拱形，J点点2mm，T波倒，波倒，ST末部渐降末部渐降2型：马鞍形，型：马鞍形，J点点2mm，T波正或双向，波正或双向，ST末部末部1mm3型：马鞍型，型：马鞍型，J点点2mm，T波正，波正，ST末

27、部末部1mm三种类型的三种类型的Brugada综合征综合征 （八）异常（八）异常J波综合征波综合征 严干新等（严干新等（1996年）研究年）研究Brugada综合征时证综合征时证明该综合征明该综合征J波的形成是瞬间外向钾离子流波的形成是瞬间外向钾离子流（Ito）增加所致。其心电图特点是）增加所致。其心电图特点是J点抬高，点抬高，ST段抬高，段抬高，J波与抬高的波与抬高的ST段和段和T波的升支融波的升支融为一体，弓背向下。为一体，弓背向下。 2004年以来他们提出异常年以来他们提出异常J波综合征的概念，包波综合征的概念，包括括Brugada综合征、综合征、Osborn波、特发性波、特发性J波、急

28、波、急性冠脉综合症超急性期、早期复极综合征等，性冠脉综合症超急性期、早期复极综合征等，前三者易诱发室性快速心律失常和心脏性猝死。前三者易诱发室性快速心律失常和心脏性猝死。Schwartz PJ. Curr Probl Cardiol. 1997;22:297-351. Smith WM. Ann Intern Med. 1980;93:578-584. Garson A Jr. Circulation. 1993;87:1866-1872.（九）长（九）长QT综合征综合征 特发性（先天性）特发性（先天性）LQTS是一种遗传性疾病是一种遗传性疾病,由基因由基因突变引起离子通道功能异常所致；突变引

29、起离子通道功能异常所致； 病人可以保持没有症状或者有症状性（晕厥）和潜病人可以保持没有症状或者有症状性（晕厥）和潜在致死性（猝死）心律失常；在致死性（猝死）心律失常； 60%的的LQTS 病人有阳性家族史；病人有阳性家族史；Kass RS. J Clin Invest, 2003,112:810-815. Priori SG. N Engl J Med, 2003, 348:1866-1874. LDTS主要有两种临床综合症：主要有两种临床综合症：1. Jervell-Lange-Nielson Syndrome 1957 有耳聋，为有耳聋，为常染色体隐性遗传病有常染色体隐性遗传病有JLN1，

30、JLN2亚型亚型2. Romano-Ward syndrome 1963 无耳聋，为常染色无耳聋，为常染色体显性遗传病有体显性遗传病有LQT 110，10种亚型种亚型 类别类别基因基因蛋白蛋白位点位点突变的影响突变的影响LQT1KCNQ1KvLQT1(Iks)11p15.5功能丧失功能丧失-K外流外流LQT2KCNH2HERG(Ikr)3q3536功能丧失功能丧失-K外流外流LQT3SCN5ANav 1.53p21p23功能获得功能获得-Na内流内流LQT4ANK2Ankyrin B(锚蛋白锚蛋白) 4q25q27Na 、Ca2通道膜表达通道膜表达LQT5KCNE1MinK(Iks)21q22

31、.1功能丧失功能丧失-K外流外流LQT6KCNE2MirP1(Ikr)21q22.1功能丧失功能丧失-K外流外流LQT7(Andersen 综合征综合征)KCNJ2Kir 2.1(Ik1)17q23功能丧失功能丧失-K外流外流LQT8(Timothy 综合征综合征)CACNAICCav1.2(Ca2通道通道)12p13.3功能获得功能获得- L型型Ca2流流LQT9CAV3Caveolin(小窝蛋小窝蛋白白)3p25功能获得功能获得- INa流流LQT10SCN4BNav1.5411q23INa流流JLN1KCNQ1KvLQT111p15.5K外流外流JLN2KCNE1Mink21q22.1K

32、外流外流QT延长综合征综合征1例例 Romano-Ward syndrome（十）短（十）短QT综合征综合征QT缩短综合征是一种常染色体显性遗传离子通道病；缩短综合征是一种常染色体显性遗传离子通道病；遗传学基础遗传学基础类别类别基因基因蛋白蛋白位点位点突变的影响突变的影响SQT1KCNH2HERG7q35功能获得功能获得-K外流外流SQT2KCNQ1KvLQT111p15.5功能获得功能获得- K外流外流SQT3KCNj2Kir2.117q23功能获得功能获得- K外流外流非频率依赖性和慢频率依赖性非频率依赖性和慢频率依赖性QT缩短缩短心电图心电图 QT综合征综合征Gussak I, Brug

33、ada P, Brugada J, Wright RS, Kopecky SL, Chaitman BR, Bjerregaard P. Idiopathic short QT interval: a new clinical syndrome? Cardiology. 2000;94:99-102. 无器质性心脏病证据，常伴头晕、心悸、黑朦、昏厥无器质性心脏病证据，常伴头晕、心悸、黑朦、昏厥等症状，可猝死（室颤引起）等症状，可猝死（室颤引起）； 常有猝死家族史（青年甚至幼年时发生）；常有猝死家族史（青年甚至幼年时发生）； 心电图表现为正常窦性心律、率时心电图表现为正常窦性心律、率时QT300

34、ms ，高而，高而尖的尖的T波，心脏的结构正常；病人也可能有潜在的心房波，心脏的结构正常；病人也可能有潜在的心房律或房颤；律或房颤； 治疗措施为植入可植入式除颤起博器治疗措施为植入可植入式除颤起博器 (ICD)； 一些抗一些抗心律失常药物，如心律失常药物，如 quinidine, 可能可以减少已经植入可能可以减少已经植入ICD患者的心律失常事件的发生。患者的心律失常事件的发生。A 窦性心律窦性心律 HR= 72 bpm QT =270 ms. B 窦性心律窦性心律 HR= 80 bpm QT =260 ms. C 窦性心律窦性心律HR= 75 bpm QT =240 ms.D 猝死猝死 房颤，房颤，QT=210 ms平均平均HR= 85 bpmCirculation. 2003;108:965-970.