第四章　心电向量图的基本概念

本章介绍心电向量图的一些基本概念，其目的不是要求读者学会阅读与分析心电向量图，而是学会用心电向量的概念去理解和解释心电图，从而加深对心电图正常波形与病理波形的理解。

第一节　心电向量图的产生原理

一、心电向量的形成

心房、心室除极或复极过程中产生无数的电动力，这些电动力既有方向（向），又有大小（量），故可用物理学的“向量”概念来表达。通常用带箭头的线段（箭矢）示意，箭头的方向反映向量的方向，箭矢的长度反映向量的大小，箭矢前端代表正电荷（电源在前），箭矢尾端代表负电荷（电穴在后），若以0.01s为时间单位，在此时间内有无数的心肌细胞在进行电活动，其产生的电动力方向不尽相同，有一些方向相反，可相互抵消；有一些方向相同，又可以叠加，最后可归并成一个合力即综合向量（图4-1），称为瞬间综合心电向量。每0.01s内除极（或复极）的心肌细胞数目和方位均不相同，因此，瞬间综合心电向量的方向和大小也在不断地变化着。按发生的顺序，将不断变化的各个瞬间综合心电向量在空间运行的轨迹连接起来，就可以形成一个空间心电向量环。如此可求得P向量环、QRS向量环、T向量环等（图4-2，图4-3）。

二、心电图与心电向量图之间的关系

心电图与心电向量图是用不同的方法反映同一事物——心脏的电活动，两者密切相关。心电图是空间心电向量环在相关的平面上投影而形成的。

（一）一次投影和二次投影

心脏是一个立体器官，其产生的心电向量存在于空间之中，形成空间向量环。对一个立体的事物，可以通过3个互相垂直的平面来表达它。3个平面由3个轴所构成，即左右轴（X轴）、上下轴（Y轴）和前后轴（Z轴）。X轴与Y轴构成额面（左右、上下）、X轴与Z轴构成横面（左右、前后）、Z轴与Y轴构成侧面（前后、上下）。通过3个平面的观察，可以确定各个瞬间综合心电向量在空间的方位，从而推断空间心电向量环的立体形象，空间心电向量环投影在3个互相垂直的平面上，形成不同平面的心电向量环，如额面心电向量环、横面心电向量环和侧面心电向量环，这就是一次投影（图4-4）。平面心电向量环再投影在相关的导联轴（指导联正负两极之间假想的连线）上，则形成体表心电图，这就是二次投影。例如心房除极产生的P向量环投影在额面、横面和侧面，就分别形成额面P向量环、横面P向量环和侧面P向量环。额面P向量环投影在相关的导联（肢导）上，就形成肢体导联的P波；横面P向量环投影在相关的导联（胸导联）上，就形成胸导联的P波。当前临床惯用的导联没有与侧面相关的，食管内导联可与侧面相关，只在特殊情况下采用。综上所述，根据投影概念，可以从心电向量图大体上描绘出心电图来，反过来，也可从心电图大体上画出心电向量图来。

（二）平面向量环在导联轴上投影的测绘

下面介绍平面向量环在导联轴上的投影。任何一个平面向量环在导联轴上的投影就是从环体的最远端向导联轴做垂线，垂线与导联轴相交点与导联轴中点的距离即为心电图波形的高度和深度，若位于导联轴的正侧，则为正向波，若位于导联轴的负侧，则为负向波。现以图4-5为例，QRS向量环逆钟向运行（箭头指示运行方向），起始向量最远端向Ⅰ导联轴上做垂线，其与导联轴中点的距离，即为起始波的振幅，因其位于导联轴的负侧，故描记出负向波（Q波），最大向量最远端向Ⅰ导联轴做垂线，其与导联轴中点的距离即为该波的振幅，因位于导联轴的正侧，故描记出R波，终末向量最后回到起点，终末向量最远端向导联轴做垂线，其与导联轴中点重合，故位于等电位线。如此该QRS向量环投影在Ⅰ导联轴上，描记出qR波形。依照上述方法，该QRS向量环投影在Ⅱ导联轴上，描记出qRs波形，投影在Ⅲ导联轴上，也描记出qRs波形。为加深初学者对二次投影的理解，下面再介绍2例QRS向量环在相关导联轴上的投影。

（三）QRS向量环在相关导联轴上的投影

1.额面ORS向量环在肢体导联轴上的投影　图4-6为一正常的额面QRS向量环，起始和终末向量都很小，位于右上象限，环体呈长圆形，位于左下象限，整个QRS环顺钟向运行。QRS环起始向量投影在Ⅰ导联的负侧，产生一小的q波；环体大部分投影在Ⅰ导联的正侧，产生一大R波，终末向量较小，也投影在Ⅰ导联的负侧，故产生一终末的S波，如此额面QRS向量环投影在Ⅰ导联产生qRs波。同理，QRS向量环在Ⅱ、Ⅲ、aVF均产生qR波。QRS环的起始向量和环体大部分均位于aVL导联的正侧，故产生一R波，终末向量投影在aVL导联的负侧，故产生终末的S波，故呈Rs型。QRS环大部分投影在aVR导联的负侧，而起始与终末向量投影在aVR的正侧，故产生rSr'型。QRS向量与Ⅱ导联轴平行，在Ⅱ导联投影最大，故Ⅱ导联R波最高，QRS电轴在60°左右。

2.横面QRS向量环在胸导联轴上的投影　图4-7为一正常横面的QRS向量环，环体呈卵圆形，呈逆钟向运行，起始向量位于右前，投影在V₁、V₂导联轴的正侧，故在该导联产生起始的r波：投影在V₅、V₆导联的负侧，故在该导联产生起始的q波。环体的大部分和终末向量投影在V₁、V₂导联的负侧，故产生终末的S波，故V₁、V₂导联呈rS型；环体大部分投影在V₅、V₆导联的正侧，终末向量投影在V₅、V₆导联的负侧，故V₅、V₆导联呈qRs型。环体的前半部分投影在V₃、V₄导联的正侧，后半部分投影在V₃、V₄导联的负侧，故V₃、V₄导联呈RS型。由于环体逆钟向运行，从V₁～V₆导联，R波逐渐增高，S波逐渐变浅。

第二节　心电向量图的分析

一、心电向量图的标记方法

各个瞬间综合心电向量可以左右、上下与前后3个方位来确定。X轴表示左右方向，轴自右向左，即右方为负，左方为正。Y轴表示上下方向，其轴自上向下，其上方为负，下方为正。Z轴表示前后方向，其方向由后向前为右侧面，前方为正，后方为负；左侧面自前向后，后方为正，前方为负。

3个投影面由3个互相垂直的轴交叉所组成。①上横面：从受检者的头部观察，故称为上横面，由X轴与Z轴构成；②前额面：从受检者的前面观察，故称为前额面，由X轴与Y轴构成；③侧面：可从受检查的左侧面或右侧面观察，国内惯用右侧面，由Z轴与Y轴构成。

各个平面有4个象限，一般按真实方位命名。例如，横面的4个象限，以顺钟向方向为序，依次称为左前、右前、右后和左后象限。各平面角度的标记方法，以水平线的左端为0°以此为起点，水平线以下为0°～+180°，水平线以上则为0°～ -180°。

二、空间心电向量图的分析方法

对心电向量图的分析，分定性与定量分析。前者包括对3个平面上P环、QRS环及T环的形态、方位、大小、运行方向、运行速度等进行定性描述；后者包括对各环（段）的运行时间、各环最大向量的方位（单位度数）及振幅（单位mV）等进行定量检测。本节重点介绍定性分析。

对心电向量图的观察，首先辨别出E点（等电点），E点为心电向量图机示波管电子束在描出P环之前稳定不动时所形成之点，相当于心电图的TP段，X、Y、Z 3个坐标轴均通过此点以形成额面、侧面和横面3个互相垂直的面。心电向量图的时间标记用辉点或泪点，每个辉点相当于2～2.5ms。辉点的钝端向前为环的运行方向。运行速度是按各光点间的距离来确定，如光点密集，表示运行速度缓慢；光点稀疏，表示运行速度快。当正常运行的环与某一个投影面垂直时，在该面上可表现为运行缓慢。环的振幅测量应用直角边法，以直角边信号长度代表1mV电压。

1. P向量环的分析　对P向量环的分析，包括在3个投影面上的形态、运行方向、最大P向量的方位（角度）和振幅（毫伏）。一般的心电向量检查，不对P向量环进行描述。

2. QRS向量环的分析　对QRS环的分析包括。①环的形态：一般可用阔叶、卵圆、圆形、狭长、“8”字形描述。应注意环的轮廓是否光滑，有无扭结、粗钝或“蚀缺”，如有改变，应记录其所在的部位及持续时间。②环的运行方向：可分为顺钟向、逆钟向或“8”字形运行，“8”字形又可分为先逆后顺，或先顺后逆两种。③环的运行速度：应3个平面同时观察。④环的划分：QRS环可分为起（初）始向量（Q环）、环体［R环，又可分为离心支和归（回）心支］与终末向量（S环）。其终点不一定与原点O相重合，而终止于J点。⑤最大QRS向量：以QRS环起点“O”到QRS环最远点的向量，应测量它的振幅与方位。最大QRS向量出现时间为0.04s左右。最大QRS向量的方位通常与平均电轴是一致的。⑥半面积向量：从E点出发，作一条能将QRS面积分为二等份的线，此线即代表半面积向量的方位和振幅，半面积向量的意义与最大QRS向量相同。⑦最长度与最宽度：最长度也称长轴，是环两端最远点的连线，最宽度是指环的最宽处。⑧QRS时间：自QRS环开始至其终止所占有的总时间，按辉点计算，单位一般用毫秒（ms）。⑨向力及其时间：向力或称向量，可分为起始、最大与终末向力三部分。向力的大小以毫伏（mV）为单位，时间仍以辉点来计算，以ms为单位（图4-8）。

3. ST向量的分析　当QRS环不闭合时，从QRS的起点“O”至其终点“J”的连线，即ST向量。观察ST向量应注意其大小及方位。

4. T向量环的分析　对T向量环的观察，应注意其形态、运行方向及速度，最大T向量的方位、大小、长宽比值、最大T向量与最大QRS向量比值。

第三节　正常心电向量图

一、P向量环

心房除极产生P向量环。P环可分为3个主要成分：P₁由右心房除极所产生，其产生的向量向前下略偏左；P₂由右、左心房除极所产生，其产生的向量向下略偏前，比P₁更向左；P₃为左心房除极所产生，其产生的向量向下并向左后。P波振幅很小，必须高度放大，才能识别。心房复极产生的T_a向量环，其方向与P向量环相反，因其比P向量环还小，一般不易辨认（图4-9）。

1.额面P向量环　额面P向量环最大，多呈狭长形或梨形，形态比较恒定，逆钟向运行，位于左下象限，最大向量平均为65°。

2.横面P向量环　横面P向量环最小，变异较大，多呈椭圆形，少数呈“8”字形，最大向量在0°左右。

3.侧面P向量环　侧面P向量环位于下方，偏前或偏后，多呈狭长形，最大向量平均为85°（图4-9）。

二、QRS向量环

心室除极过程形成QRS向量环。QRS向量环包括以下6个主要成分：①室间隔除极向量：由室间隔左心室面开始，其向量朝向右前，偏上或偏下；②左右心室心尖部除极，由于左心室除极向量明显大于右心室，右心室除极向量被抵消，综合向量方向朝向左前下；③左心室前壁除极，向量方向朝向左前下；④左心室侧壁除极，向量方向朝向左下偏后；⑤左心室后壁除极，向量方向朝向左后下；⑥左右心室基底部除极，向量方向朝向后上，偏左或偏右（图4-10）。

1.额面QRS环　额面QRS环多呈狭长的圆形或柳叶状，环体绝大部分做顺钟向运行或“8”字形运行。起始向量较为分散，多位于右上，其次为左上，少数位于左下。QRS环体位于左下象限，最大向量平均为20°～70°，终末向量一般向右、偏上或偏下。

2.横面QRS环　横面QRS环多呈横置的阔叶形、椭圆形或三角形。环体绝大部分做逆钟向运行，起始向量多在右前，少数为左前；环体位于左前象限与左后象限之间，最大QRS向量分布范围较大，95%位于+30°～-30°；终末向量位于左后或右后，在右后象限的面积正常不超过15%。

3.侧面QRS环　右侧面QRS环多为卵圆形，绝大多数环体做顺钟向运行，起始向量位于前上，少数位于前下，最大QRS向量95%为60°～135°。左侧面QRS环多呈逆钟向运行，其他与右侧面大致相同。

三、ST向量

自心室除极完毕至心室复极开始的短暂时间内，心向量图上表现为QRS环的起点（O）与终点（J）重合，使QRS环闭合，然后T环开始，此段时间相当于心电图的ST段。少数正常人QRS环不闭合，其终点移至起点的左前方，偏上或偏下。自起点至终点J的连线称为ST向量。若ST向量朝向左前，引起V₁～V₃导联ST段抬高；若ST向量朝向右后，则引起胸前导联ST段压低，急性心肌梗死时可出现明显的ST向量（图4-11）。

四、T向量环

T向量环由心室复极所产生，它比QRS环小，外形狭窄，呈长圆形或腊肠形，运行方向与QRS环一致。T环分为3个主要成分：①T₁由室间隔及左心室心尖部复极所形成，其向量方向朝向左前下；②T₂由左右心室心尖部及左心室侧壁复极所形成，其向量方向仍朝向左前下；③T₃由左心室心尖部和左心室侧壁继续复极所形成，方向继续向左，整个T向量环朝向左前下。

五、QRS-T夹角

最大QRS向量与最大T向量之间形成的夹角为QRS-T夹角，分正负两种。当QR5-T夹角位于最大的QRS向量顺钟向侧为正夹角；位于最大QRS向量逆钟向侧为负夹角。

成人QRS-T夹角在横面和额面均为正夹角，在横面上不超过60°，在额面上不应超过45°，右侧面上QRS-T夹角正常范围较大，一般在110°（图4-12）。

（张文博）

参考文献

［1］　EK Chung.Vectorcardiography.Hagerstown：Harper&Row Publishers，1974.　

［2］　林绍芳，宋洪发，曹钧.心电向量图学.北京：人民卫生出版社，1983.

［3］　陆振纲，刘池，赖世忠，等.临床心电向量图学.广州：广东科技出版社，1982.

［4］　张文博，何随荣.心电向量图.见：陈国伟，郑宗锷主编.现代心脏内科学.长沙：湖南科学技术出版社，2002：136-159.