心向量圖與心電圖是從不同方面解讀心臟的電活動，然而，兩者都是心臟除極與復(fù)極過

程中電位變化的反映，有著相同的產(chǎn)生原理。要弄懂心電圖波形的產(chǎn)生機制，需要掌握一定的心向量知識。

心向量圖與心電圖的關(guān)系，一般解釋為心電圖是空間心向量環(huán)兩次投影的結(jié)果。那么， 什么是心向量環(huán)，心向量環(huán)是怎么形成的？要知道向量環(huán)的形成，就要先知道什么是“瞬間綜合心電向量”；要知道瞬間綜合心電向量，就要知道什么是“電偶”與“向量”；要知道電偶和向量，我們就先來復(fù)習(xí)一下“靜息電位”與“動作電位”。

一、心向量環(huán)的由來

1、靜息電位

心肌細胞在未受刺激情況下，存在于細胞膜內(nèi)外兩側(cè)的電位差稱為靜息 電位（圖 1-1、2），此刻細胞膜內(nèi)外電位處于內(nèi)負外正狀態(tài)，稱為極化狀態(tài)。心肌細胞的靜息電位約為-90mV。

2、動作電位  

當細胞受到一定強度的刺激時，細胞內(nèi)電位則會升高。當達到某一高度（閾值或閾電位）時，細胞內(nèi)電位就會急劇升高并超過細胞外，膜內(nèi)外電位由內(nèi)負外正轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)正外負（圖 1-3），此過程稱為除極化。隨后細胞內(nèi)電位很快下降，再恢復(fù)到極化狀態(tài)。此過程稱為復(fù)極化。

當心肌細胞受到刺激時，細胞內(nèi)電位產(chǎn)生的一短暫的、具有特征性的電位波動，稱為動作電位（圖1-4）。根據(jù)動作電位曲線的變化，將動作電位分為五個相：0相、1相、2相、3相、4相。

動作電位的產(chǎn)生即是心肌細胞興奮的標志。

3、電偶及向量的概念 

（1）電偶指由兩個電量相等，距離很近的正負電荷所組成的一個總體。其正電荷稱為“電 源”，負電荷稱為“電穴”。

（2）向量物理學(xué)上將用來表明既有數(shù)量大小，又有方向性的量稱作向量。向量通常用一帶 箭頭的線段來表示，箭頭代表向量的方向，線段的長度代表向量的大小。

心電向量（也稱心向量）產(chǎn)生于心臟除極與 復(fù)極過程之中。當細胞膜處于極化狀態(tài)時和全部處于去極化狀態(tài)時，膜表面各處電位相等，沒有電偶也無向量；當細胞受刺激而興奮時，膜表面已除極部分與鄰近未除級部分的交界處，就形成了電位差，一端電位高相對為正，一端電位低相對為負（見圖1-5）。交界面上形成的一對對正負電荷，有如一對對電偶。即產(chǎn)生了既有大?。ㄈQ于電偶數(shù)量的多少）又有方向（由電穴指向電源）的心電向量。心電向量的方向由電穴指向電源，與激動擴布方向一致。

4、空間向量環(huán) 

無論是心房還是心室，其除極時間都很短，一般只有0.06～0.10s。但如 果用瞬間去劃分，則可以分為無數(shù)個瞬間。在心房或心室除極的同一瞬間里，由于參加除極的心肌細胞可位于心臟的不同部位，數(shù)量也不一樣，故產(chǎn)生的心電向量的方向和大小各不一致。其相互影響的結(jié)果是：方向相同的，向量得到增強；方向相反的，向量相抵減；方向成夾角的，其平行四邊形的對角線，即是兩者的綜合向量或稱為平均向量（圖1-6）。那么，這一瞬間所有的心電向量相互作用，其總的結(jié)果即是這一瞬間的瞬間綜合心電向量（圖1-7）。

圖 1-6多個向量的綜合

以心室除極為例，正常人心室除極 總時間多在 0.08s左右。在心室除極的不同瞬間里，由 于參加除極的心室部位和心肌細胞數(shù)量在不斷改變，因而產(chǎn)生的各瞬間綜合心電向量的大小和方向也隨之變化。把心室除極每一瞬間產(chǎn)生的瞬間綜合心電向量的尖端依次連接起來（圖1-7），或把它們變化的軌跡記錄出來，則是一條連續(xù)的曲線，一個占有三維空間的環(huán)——空間向量環(huán)（QRS向量環(huán)）（圖1-8）。

A：將心室除極分為九等份，每隔 10ms心室除極產(chǎn)生的瞬間綜合向量的方 向及大小

B：進一步細分，每隔 5ms 心室除極產(chǎn)生的瞬間綜合向量的方向及大小

C：將心室除極產(chǎn)生的每一瞬間綜合向量的尖端按時間先后依次連接起來， 即形成 QRS向量環(huán)同理，心房除極可產(chǎn)生P向量環(huán)，心室復(fù)極可得到T向量環(huán)（圖1-9）。

二、心電圖導(dǎo)聯(lián)與導(dǎo)聯(lián)軸

1、心電圖導(dǎo)聯(lián)  

目前臨床上應(yīng)用的常規(guī)12導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)，由3個雙極肢體導(dǎo)聯(lián)、3個加壓單極

肢體導(dǎo)聯(lián)及6個胸導(dǎo)聯(lián)組成。

2、導(dǎo)聯(lián)軸

某一導(dǎo)聯(lián)正負極間的連線稱為導(dǎo)聯(lián)軸。導(dǎo)聯(lián)軸具有方向，由該導(dǎo)聯(lián)的負極指向 正極。

由于肢體導(dǎo)聯(lián)的電極都連接于人體四肢，因此6個肢體導(dǎo)聯(lián)導(dǎo)聯(lián)軸都平行于人體額面。其組 合在一起被稱為六軸系統(tǒng)，其構(gòu)成的平面因平行于人體額面，故被稱為額面六軸系統(tǒng)（圖1-10）。在這個平面上，可以觀察是心電活動在人體額面上（上下、左右）的變化情況。

胸導(dǎo)聯(lián)6個導(dǎo)聯(lián)的正極都接于心臟的前側(cè)方，負極接于“中心電端”。因此6個胸導(dǎo)聯(lián)導(dǎo)聯(lián)軸幾乎平行于人體橫面，由胸導(dǎo)聯(lián)6根導(dǎo)聯(lián)軸組成的平面亦近似于人體的橫面（圖1-11）。在此平面上，可以觀察心電活動在心臟橫面上（前后、左右）的變化情況。

三、心向量圖與心電圖的關(guān)系 

心電圖與心向量環(huán)都是心臟除極與復(fù)極過程中電位變化的反映，兩者之間有著必然的聯(lián)系。 

1、心向量圖 

空間向量環(huán)是一個占有三維空間的環(huán)形結(jié)構(gòu)。如果將空間向量環(huán)向某一平面做垂直投影，就可得到這個平面的平面向量環(huán)。以心室除極所產(chǎn)生的QRS空間向量環(huán)為例，將其向人體額面、橫面及側(cè)面做垂直投影，就可得到這三個面的平面向量環(huán)，即：額面QRS環(huán)、橫面QRS環(huán)和側(cè)面QRS環(huán)（圖1-8）。心向量圖機所描記的心向量圖就是空間向量環(huán)在這三個平面的投影記錄。

2、平面心向量環(huán)與心電圖的關(guān)系

仍以心室除極為例。如上所述，QRS向量環(huán)是將心室除極每一瞬間所產(chǎn)生的瞬間綜合心電向 量的尖端依次連接的結(jié)果。反過來說，向量環(huán)是由許多點組成，向量環(huán)上的每一點和原點的連線，即是每一瞬間瞬間綜合向量的大小和方向。

將額面 QRS向量環(huán)上的某一點（即這 一時刻瞬間綜合向量）向六軸系統(tǒng)中某一導(dǎo)聯(lián)軸垂直投影（圖1-12），若投影的結(jié)果（即投影向量）指向這個導(dǎo)聯(lián)的正極，則得到一個正電位（在基線的上方），投影向量越大，電位數(shù)值就越大；若投影向量背向這個導(dǎo)聯(lián)正極或者說指向該導(dǎo)聯(lián)的負極，則得到一個負電位（在基線的下方），投影向量越大，電位數(shù)值就越小。

圖 1-12瞬間綜合向量向?qū)?lián)軸投影

R：為 OA投影在Ⅰ導(dǎo)聯(lián)軸上的電位

那么，如果將構(gòu)成 QRS向量環(huán)的每一點（即每個瞬間綜合向量），依次向這一導(dǎo)聯(lián)軸垂直投 影，則可得到一個連續(xù)的曲線，此連續(xù)的曲線就是這個導(dǎo)聯(lián)的QRS心電波形（圖1-13）。將額面QRS 向量環(huán)上的每一點分別向六個肢體導(dǎo)聯(lián)的每根導(dǎo)聯(lián)軸依次垂直投影，就可得到六個肢體導(dǎo)聯(lián)的QRS波形。 

                       圖 1-13 額面向量環(huán)向Ⅰ、aVF導(dǎo)聯(lián)軸投影示意圖

向Ⅰ導(dǎo)聯(lián)導(dǎo)聯(lián)軸投影：向量環(huán) O～B各點向Ⅰ導(dǎo)聯(lián)軸垂直投影所得到的各投影向量都背向Ⅰ導(dǎo)聯(lián)正極， 因此投影結(jié)果為一負向波。其中O～A構(gòu)成負向波的下降支，A～B構(gòu)成負向波的上升支。向量環(huán)B～O各點向Ⅰ導(dǎo)聯(lián)軸投影所得到的各投影向量都面向Ⅰ導(dǎo)聯(lián)正極，因此投影結(jié)果為一正向波。其中B～D構(gòu)成正向波的上升支，D～O構(gòu)成正向波的下降支。

Oa 為 OA 的投影向量，Od 為 OD的投影向量。

向 aVF 導(dǎo)聯(lián)導(dǎo)聯(lián)軸投影：向量環(huán) O～E 各點向 aVF 導(dǎo)聯(lián)軸垂直投影所得到的各投影向量都面向aVF 導(dǎo)聯(lián)正極，因此投影結(jié)果為一正向波。其中 O～C 構(gòu)成正向波的上升支，C～E構(gòu)成正向波的下降支。向量環(huán)E～O各點向aVF導(dǎo)聯(lián)軸投影所得到的各投影向量都背向aVF導(dǎo)聯(lián)正極，因此投影結(jié)果為一負向波。其中 E～F 構(gòu)成負向波的下降支，F(xiàn)～O構(gòu)成負向波的上升支。

Oc 為 OC 的投影向量，Of 為 OF的投影向量。

同理，如將橫面 QRS向量環(huán)上的每一點分別向六個胸導(dǎo)聯(lián)每根導(dǎo)聯(lián)軸依次垂直投影，就可得 到六個胸導(dǎo)聯(lián)的QRS波形（圖1-14）。 

所以說，心電圖是空間心電向量環(huán)經(jīng)過兩次投影所得到的圖形：將空間向量環(huán)向人體額面、 橫面及側(cè)面分別投影可得到三個平面向量環(huán)。將額面向量環(huán)向六個肢體導(dǎo)聯(lián)導(dǎo)聯(lián)軸依次投影，則可得到六個肢體導(dǎo)聯(lián)的心電圖；將橫面向量環(huán)向六個胸導(dǎo)聯(lián)導(dǎo)聯(lián)軸依次投影，則可得到六個胸導(dǎo)聯(lián)的心電圖。不難理解，心電圖的QRS波與QRS向量環(huán)是這種關(guān)系，P波與P向量環(huán)、T波與T向量環(huán)也同樣是這種關(guān)系。