一、心电图的起源与发展
心电图的历史可以追溯到19世纪末,科学家们对心脏电活动的探索逐渐开启了这一神奇诊断工具的发展历程。最初,科学家们通过各种实验和观察,发现了心脏在跳动过程中伴随着电信号的变化。随着技术的不断进步,心电图机应运而生,能够将这些微弱的电信号转化为直观的图形记录,为医学诊断带来了革命性的突破。
从简陋的早期设备到如今高精度、数字化的心电图机,它已经成为全球范围内医院、诊所等医疗机构中最常用的检查项目之一。其发展不仅体现了科学技术的进步,更重要的是,它为医生了解心脏内部的工作状态提供了一个窗口,无数患者因心电图检查而获得了准确的诊断和及时的治疗。
二、心电图检查的基本原理
心脏就像一个复杂而精巧的电生理系统,由心肌细胞组成。这些心肌细胞在有规律的电活动驱动下进行收缩和舒张,从而实现心脏的泵血功能。在这个过程中,每一个心肌细胞都有其独特的电生理特性。当心肌细胞受到刺激时,会产生动作电位,这种电位变化会在细胞之间传导,进而引起整个心脏的电活动。
心电图检查利用放置在人体表面特定位置的电极来检测这些电活动。这些电极就像一个个微小的探测器,能够感知心脏电信号在体表产生的微弱电位差。一般来说,常规心电图检查需要在四肢和胸部放置多个电极,通过不同电极之间的组合,可以从不同角度记录心脏的电活动,形成具有不同波形和特征的心电图图形。这些图形能够准确地反映心脏在各个阶段的电生理状态,包括心房和心室的除极、复极过程等。
三、心电图各波形与心脏活动的关系
1. P波
P波是心电图上最早出现的一个波形,它代表着心房的除极过程。正常情况下,心房肌细胞在窦房结发出的电冲动刺激下开始除极,这个过程就像一道电流在心房中扩散,引起心房收缩。P波的形态、持续时间和幅度都有一定的正常范围。例如,正常P波在肢体导联上的高度通常不超过0.25mV,时间不超过0.12秒。如果P波出现异常,比如形态变得尖锐或双峰,可能提示心房结构或功能的改变,如心房肥大等。
2. QRS波群
QRS波群是心电图中最为显著的部分,它代表心室的除极过程。由于心室肌质量较大,其除极产生的电活动更为强烈,因此QRS波群的幅度也较大。正常QRS波群的持续时间一般在0.06 - 0.10秒之间。QRS波群的形态复杂,包含了Q波、R波和S波等成分。其中,Q波是QRS波群中第一个向下的波,正常情况下其深度和宽度都有一定限制。如果Q波异常加深或增宽,可能提示心肌梗死等严重疾病。R波是QRS波群中的主要正向波,不同导联上R波的高度有所不同。S波则是R波之后向下的波。QRS波群的任何异常变化,如增宽、畸形等,都可能反映心室传导系统或心肌本身的问题。
3. T波
T波代表心室的复极过程,也就是心室肌细胞在除极后恢复到静息状态的过程。正常的T波方向通常与QRS波群的主波方向一致,其形态较为平滑。T波的幅度一般不低于同导联R波的1/10。T波的变化对于诊断心脏疾病非常重要。例如,T波低平、倒置可能是心肌缺血、电解质紊乱等情况的表现;而T波高耸则可能出现在急性心肌梗死的早期或高钾血症等疾病中。
4. ST段
ST段是从QRS波群终点到T波起点之间的一段等电位线。在正常情况下,ST段应该保持在基线水平。然而,当心肌受到损伤或缺血时,ST段会出现明显的变化。例如,在急性心肌梗死时,面向梗死区的导联会出现ST段抬高,这种抬高呈弓背向上的特殊形态,是心肌梗死早期诊断的重要依据之一。相反,心肌缺血时,ST段可能会压低。
5. PR间期和QT间期
PR间期是从P波起点到QRS波群起点的时间间隔,它反映了心房电冲动通过房室结等传导组织传递到心室所需的时间。正常的PR间期范围在0.12 - 0.20秒之间。PR间期的延长或缩短都可能提示房室传导异常。QT间期则是从QRS波群起点到T波终点的时间,它涵盖了心室除极和复极的整个过程。QT间期的长短与心率有关,心率越快,QT间期越短;心率越慢,QT间期越长。QT间期异常延长可能增加心律失常的发生风险,尤其是一些严重的室性心律失常。
四、心电图在常见心脏疾病诊断中的应用
1. 心律失常的诊断
心律失常是一类心脏节律异常的疾病,心电图是诊断心律失常的关键方法。例如,窦性心律失常可以通过观察P波的频率和节律来判断。窦性心动过速时,心电图表现为P波正常但心率增快;窦性心动过缓则是心率减慢,但P波形态依然正常。房性早搏的心电图特征是提前出现的P'波,其形态与窦性P波不同,之后的QRS波群大多正常。而室性早搏则表现为提前出现的宽大畸形QRS波群,其前无相关的P波。心房颤动时,心电图上P波消失,代之以大小不等、形态各异的f波,R - R间期绝对不规则。这些心电图特征能够帮助医生准确地诊断心律失常的类型,并制定相应的治疗方案。
2. 心肌缺血和心肌梗死的诊断
对于心肌缺血和心肌梗死,心电图有着独特的诊断价值。在心肌缺血发作时,心电图可出现ST段压低、T波改变等。而在急性心肌梗死时,心电图会有一系列典型的动态变化。早期可能出现T波高耸,随后ST段抬高呈弓背向上型,随着病情发展,会出现病理性Q波,之后ST段逐渐回落,T波倒置。通过观察心电图这些变化的导联分布,医生还可以判断心肌梗死的部位,如前壁心肌梗死主要表现在V1 - V4导联,下壁心肌梗死则表现在Ⅱ、Ⅲ、aVF导联。
3. 心肌病和心脏肥大的诊断
在心肌病的诊断中,心电图也能提供重要线索。例如,扩张型心肌病患者的心电图可能表现为QRS波群低电压、T波低平或倒置、心律失常等。肥厚型心肌病患者的心电图常显示左心室肥厚的图形,包括QRS波群电压增高、ST - T改变等,部分患者还可能出现病理性Q波。对于心脏肥大,无论是左心室肥大还是右心室肥大,心电图都有相应的特征。左心室肥大时,心电图表现为QRS波群电压增高(如RV5或RV6>2.5mV等),可伴有ST - T改变;右心室肥大则表现为V1导联R/S≥1,电轴右偏等。
五、心电图检查的注意事项
1. 检查前
患者在进行心电图检查前,应尽量保持平静,避免剧烈运动、情绪激动等,因为这些因素可能会导致心率加快、心律失常等情况,从而影响心电图检查结果的准确性。同时,患者应避免吸烟、饮酒、喝咖啡等刺激性物质,这些物质也可能对心脏电活动产生影响。检查前还需要注意穿着宽松、易于穿脱的衣服,方便暴露胸部和四肢进行电极的粘贴。如果患者胸部毛发较多,可能需要适当剃除,以确保电极与皮肤良好接触。
2. 检查中
在检查过程中,患者需要躺在检查床上,保持放松的姿势,并且按照医生或技术人员的指示保持安静,避免移动身体、说话等。因为身体的移动和肌肉的收缩可能会产生肌电干扰,使心电图波形出现伪差,影响检查结果的解读。如果患者在检查过程中出现任何不适,应及时告知医生。
3. 检查后
心电图检查结束后,电极取下时可能会在皮肤上残留一些电极膏,患者可以用纸巾轻轻擦拭干净。一般来说,心电图检查后患者可以正常活动,没有特殊的注意事项。
心电图作为一种无创、便捷且经济的检查方法,在心脏疾病的诊断和监测中具有不可替代的重要作用。通过对心电图各波形和间期的详细分析,医生可以获取大量有关心脏功能和疾病的信息,从而为患者提供准确的诊断和合理的治疗方案。对于普通大众而言,了解心电图的基本知识有助于提高对心脏健康的重视程度,及时发现潜在的心脏问题。
(靳雨 郑州大学附属郑州中心医院 心肺功能科 主治医师)