愛氏三角與中心電站的當(dāng)今評(píng)價(jià)

馮小勤,景永明,王紅宇

投影學(xué)說是心電圖的理論基礎(chǔ),心電向量是投影學(xué)說的理論基礎(chǔ)。本文從心電向量的本質(zhì)入手,從理論上闡述投影學(xué)說本質(zhì),進(jìn)而對(duì)了解愛氏三角和中心電站作出新的評(píng)價(jià)。

1 心電向量的本質(zhì)

電偶極子是指兩個(gè)相距很近的等量異號(hào)點(diǎn)電荷所組成的帶電系統(tǒng)。電偶極子有大小也有方向,是矢量,可以用一個(gè)帶有箭頭的短線來表示,其合成與分解符合平行四邊形法則。心肌細(xì)胞膜兩邊分布著帶電量相等的正負(fù)離子,滿足電偶極子的定義,所以稱心電向量。

一對(duì)正負(fù)離子組成一個(gè)心電向量,細(xì)胞膜兩邊聚集著無數(shù)的電偶極子,就是無數(shù)個(gè)心電向量,這無數(shù)個(gè)心電向量可以綜合為一個(gè)“綜合心電向量”,心電向量綜合的實(shí)質(zhì)是電勢(shì)疊加原理。

心臟在除復(fù)極過程中,每一瞬間都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大小方向不同的瞬間綜合心電向量,把這些不同時(shí)刻的“瞬間綜合心電向量”用帶有箭頭的短線表示,起點(diǎn)會(huì)集到心臟的中心點(diǎn),端點(diǎn)按時(shí)間順序聯(lián)結(jié)起來就形成了一個(gè)“空間心電向量環(huán)”。這個(gè)向量環(huán)反映了心電位場(chǎng)的所有物理信息。

2 投影學(xué)說的本質(zhì)

電偶極子的電勢(shì)分布公式是按照電勢(shì)疊加原理導(dǎo)出的[1],即:

可以看出電偶極子電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)U與介質(zhì)的介電常數(shù)k成正比,與向量p在矢徑r上的投影成正比,與探查點(diǎn)和電偶極子的距離平方成反比。

對(duì)于單極導(dǎo)聯(lián)來說,電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)就是綜合心電向量在其矢徑上的投影與其距離平方倒數(shù)的乘積。把距離平方的倒數(shù)作為一個(gè)整體,定義一個(gè)新的概念:投影軸向量 a(投影軸),此向量的大小為距離平方的倒數(shù),方向就是矢徑的方向。在人體介電常數(shù)均勻一致的假設(shè)下,單極導(dǎo)聯(lián)心電圖就是心電向量與投影軸向量的點(diǎn)積。即:

U=a?p=︱a︱?︱p︱cosθ

在人體介電常數(shù)一致的條件下,不同兩點(diǎn)A、B間的電勢(shì)差可以表示為:

UAB=a'?p-b'?p=(a'-b')?p=c'?p=︱c'︱?︱p︱cosθ

導(dǎo)聯(lián)軸與投影軸是完全不同的概念;投影軸的運(yùn)算符合平行四邊形法則。實(shí)際上投影學(xué)說只能表述為:心電圖是空間心電向量環(huán)與投影軸的點(diǎn)積,而不是在導(dǎo)聯(lián)軸上的投影。

定義實(shí)際的探查點(diǎn)為實(shí)點(diǎn),而由矢徑平方的倒數(shù)矯正后的點(diǎn)為像點(diǎn),這樣兩實(shí)點(diǎn)的連線就是導(dǎo)聯(lián)軸,而兩像點(diǎn)的連線就是投影軸。人體表面上所有像點(diǎn)形成了一個(gè)與體表形態(tài)完全不一樣的像面。這樣,人體的所有像點(diǎn)形成像空間,投影軸的運(yùn)算要在像空間里進(jìn)行。

按照平行四邊形法則,可以證明兩個(gè)像點(diǎn)的平均像點(diǎn)是其連線的中點(diǎn),三個(gè)像點(diǎn)的平均像點(diǎn)是該三角形的中心點(diǎn)。這個(gè)結(jié)論在分析加壓?jiǎn)螛O肢體導(dǎo)聯(lián)以及中心電站時(shí)很有用。

3 愛氏三角和中心電站的新評(píng)價(jià)

中心電站(VT)是胸導(dǎo)聯(lián)的共同負(fù)極,其電勢(shì)是右上肢(VR)、左上肢(VL)、左下肢(VF)三點(diǎn)電勢(shì)的平均值[2],即

愛氏假設(shè)的主要內(nèi)容:心臟的激動(dòng)過程比擬為一對(duì)電偶,位于體腔的中央。體腔是一個(gè)均勻的很大的球形容積導(dǎo)體。R、L、F三點(diǎn)距離相等,形成一個(gè)等邊三角形(即正三角形)。心臟居于上述正三角形的中心,并與此正三角形位于同一平面。

實(shí)際情況下,導(dǎo)聯(lián)軸三角(△RLF)與投影軸三角(△R'L'F')是兩個(gè)完全不同斜三角形,導(dǎo)聯(lián)軸與投影軸即不平行,也不相等,中心電站的像點(diǎn)T是△R'L'F'的中心點(diǎn)(三條中線的交點(diǎn)),O點(diǎn)與T點(diǎn)不重合,OT投影軸不為零,則中心電站的電勢(shì)是OT投影軸與心電向量環(huán)的點(diǎn)積。由此可知,中心電站的電勢(shì)也隨心電向量環(huán)的運(yùn)行而做周期性地變化。如果把它的圖形輸出也是一個(gè)低波幅的心電圖。愛氏假設(shè)下的投影軸三角只是一個(gè)特例,而實(shí)際的愛氏三角是更為一般的情況。

由于在愛氏假設(shè)條件下,導(dǎo)聯(lián)軸與投影軸平行,心電向量環(huán)在兩軸上的投影是相等的,如果忽略投影軸的縮放作用,幾乎無法區(qū)分導(dǎo)聯(lián)軸與投影軸。這或許就是導(dǎo)聯(lián)軸這個(gè)錯(cuò)誤的概念讓人們相信一百年而不動(dòng)搖的原因。

胸導(dǎo)聯(lián)近似單極導(dǎo)聯(lián),是因?yàn)橹行碾娬镜南顸c(diǎn)T在O點(diǎn)附近。aVR、aVL、aVF的投影軸分別是△R'L'F'的三條中線:CR'、GL'、EF',它們的負(fù)極像點(diǎn)是△R'L'F'的三邊中點(diǎn),都遠(yuǎn)離O點(diǎn),所以說加壓?jiǎn)螛O肢體導(dǎo)聯(lián)是名副其實(shí)的雙極導(dǎo)聯(lián)。

其實(shí)“單極導(dǎo)聯(lián)”“雙極導(dǎo)聯(lián)”,并沒有本質(zhì)上的差別,它們?cè)谕队皩W(xué)說里都可以用一條投影軸表示。愛氏三角不是正三角形,中心電站的電勢(shì)隨著心電向量環(huán)的運(yùn)行做周期性地變化,這就是“中心電站”這個(gè)多點(diǎn)負(fù)極的秘密。

4 走出“愛氏三角”,走近頭胸導(dǎo)聯(lián)

通過對(duì)投影學(xué)說本質(zhì)的闡述,明白了投影軸與心電向量環(huán)的點(diǎn)積就是心電圖[3-6]。對(duì)于導(dǎo)聯(lián)的設(shè)置應(yīng)注意以下幾點(diǎn):立體向量環(huán)是立體的,投影軸系統(tǒng)不必分什么水平面與額面,也應(yīng)該是立體分布的;心電向量環(huán)體的運(yùn)行角度有多大,測(cè)量范圍就應(yīng)該有多大;要選準(zhǔn)尺子的起點(diǎn),而且不應(yīng)該隨便變動(dòng)。

“愛氏三角”提供的六把尺子,雖然從不同的方位測(cè)量了同一個(gè)心電向量環(huán),但尺子的起點(diǎn)不斷變動(dòng),角度伸向了整個(gè)平面,全然沒有考慮“心電向量環(huán)”的空間分布方位,測(cè)出的結(jié)果變異大(如正常情況下:Ⅲ、aVL、aVF導(dǎo)聯(lián)的 P-QRS波主波可以向上也可以向下或正負(fù)波相等;T波可以直立也可以平坦,雙向或倒置,根本沒有正常的標(biāo)準(zhǔn)可定。)水平面的六把尺子雖然圖形比較固定,但一旦把正極移到右胸后壁等部位,便會(huì)出現(xiàn)假性Q波的,假性T波倒置,即所謂的右室盲區(qū)。

頭胸導(dǎo)聯(lián)心電圖有共同的參比電極右前額,探查電極選在胸腰背腹多點(diǎn)探測(cè),組成了一個(gè)與蒲公英形心電向量相適應(yīng)的立體投影軸系統(tǒng)。所有尺子的共同起點(diǎn)(負(fù)極)在O點(diǎn)的右上方,正好在蒲公英形心電向量的“花蒂”方位,而止點(diǎn)(正極)投向了“花冠”的各個(gè)方向,基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)各個(gè)心電向量的全部測(cè)量。可以說它開放右室盲區(qū),實(shí)現(xiàn)了對(duì)心電位場(chǎng)的全方位探查,是最有前途的導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)。頭胸導(dǎo)聯(lián)心電圖形態(tài)固定,沒有寬深的Q波與S波,避免了常規(guī)導(dǎo)聯(lián)的所有弊端。

[1] 胡新珉.醫(yī)用物理學(xué)[M].第6版,北京:人民衛(wèi)生出版社,2004:148-173.

[2] 上海第一人民醫(yī)院內(nèi)科、心電圖室合編.心電圖心電向量圖學(xué)[M].上海:上海人民出版社,1976:1-41.

[3] 尹炳生,黃曉恒.中國心電新導(dǎo)聯(lián)新假說(第2集)[M].成都:成都科學(xué)技術(shù)出版社,1991:41-50.

[4] 孟慶義.臨床心電圖學(xué)的新概念[M].北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1997:157-168.

[5] 姜樹學(xué).人體斷面解剖學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2000:100-148.

[6] 尹炳生.頭胸導(dǎo)聯(lián)臨床比較心電圖學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2007:1-200.