陈灏珠--心电图临床应用回顾与展望2012-05
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心电图临床应用110年回顾和展望
陈 灏 珠
复旦大学附属中山医院 上海市心血管病研究所
May, 2012
一、心电图研发历史
二、记录心电图导联的发展
三、心电产生的基础研究 四、心电图记录仪器的发展 五、心电图的诊断价值 六、心电图新的研究领域
一、心电图研发历史
17和18世纪
电的利用,观察电对动物组织的影响，“动物电”的发现。
Sir Thomas Lewis
(1881-1945)
•Lewis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； •1911年发表了一本经典著作：《心脏搏动的机制》 •Lewis发展了Einthoven的工作，特别在心电图的临床应
用上影响深远。
Frank Norman Wilson
14% SSS
陈灏珠等: Chinese Medical Journal. 1999;112(1):14.
（一）室性心动过速
(Lewis,1909)
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
• 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 心动过速（CPVT，1978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 动）时诱发，可致晕厥或猝死。其遗传学基础为
（ 1856–1922 ）
• Waller是首位技术创新来诊断
和处理心脏疾病的先驱;
• 他应用Lippman毛细管静电计在
人体体表描记出人类史第一份心 电图 (1887年)，但图形不太清楚。
WILLEM EINTHOVEN
（ 1860-1927 ） •1902年 Einthoven 发表了第一份用改进Ader弦线式电流 计的技术描记的体表心电图 •Einthoven把描记到曲线的几个波命名为P、Q、R、S和 T波（以后增加U波），并沿用至今；
•15导联体表心电图，在12导联的基础上加作
V4R、V8和V9
其他导联
•正交导联（ X、Y、Z、即 Frank 导联，记录心电向 量图和信号平均心电图） •监护导联（CM1、CM3、CM5、CMF等模拟导联或同 步12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）
•食管导联（探测左心房和左心室后壁表面电位）
• 向量心电图
• 心电散点图
• 立体心电图
• 高频心电图
• 心磁图
• 体表电位标测
• 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 录等） • 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 • 心电学、心律学、心电信息学
五、心电图的诊断价值
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
心电图在诊断各种心律失常中 有重要价值
心律失常 作为出院 主要诊断 病人的各 种心律失 常构成情 况（一）
8% Conduction Disease 6% PVCs 4% Atrial Flutter
6% PSVT 18% Unspecified
9% SSS
34% Atrial Fibrillation
•Wolf-Parkinson-White Syndrome
(W-P-W syndrome)
• Lown-Ganong-Levine
Syndrome
(L-G-L syndrome)
1.Wolf-Parkinson-White综合征 1930
- 左侧旁道(后向前)
2.Wolf-Parkinson-White综合征
1800 ～ 1895
设计能检测心脏微弱电流的敏感仪器 1887 年，Augustus 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 上，1900年研究成功用弦线式电流计描记出清晰的心电图。
Augustus DesiréWaller
（六）体温过低时Osborn波
29.20C 280C
John J. Osborn, M.D.
CPVT病人中60％有RyR2基因突变，二）Wenckebach 现象
(Wenckebach,1899)
房室传导比例为 3:2 和4:3
房室传导比例为 2:1 和3:1
窦房结传导阻滞
V1导联
III导联
窦性静止
（三） 预激综合征 Pre-excitation Syndrome
致心律失常型右心室心肌病
Electrocardiographic 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.
类别 基因 蛋白 位点 突变的影响
CPVT1
CPVT2
RyR2
CASQ2
心脏罗纳丹受体
心脏贮钙蛋白
lq42～43
lp13.3
功能获得－舒张期 肌浆网Ca2＋释出↑
肌浆网Ca2＋缓冲能 力丧失， Ca2＋↑
CPVT3
CPVT？
KCNj2
ANKI
Kir2.1
Ankyrin-B
17q23
4q25
Ik1↑
Ca2＋↑ SR- Ca2＋渗漏
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
• 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
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 电分析技术于一体，小型化，使心电波形清晰不失真,常 规12导联可同步记录，能自动分析给出诊断报告的现代
- 房室膈前旁道(前向后)
3.Lown-Ganong-Levine综合征 1952
（四）早期复极综合征
Early depolarization syndrome
Ⅰ aVR V1 V4
Ⅱ
aVL
V2
V5
Ⅲ
aVF
V3 V3
V6
*J波是J点（ST段的起始部）抬高>0.1mv，持续时间>0.02秒
（五）致心律失常型右心室心肌病
（二）心肌细胞动作电位和其他电生理研究 的深化
•1950 Woodbury 和 Hecht
•1951 Draper和 Weidmann
•1957 Hokansson •1959 Hoffman和 Granefield •1959 VaughanWilliams •1993 Drouin（人体心肌M细胞）
Fontaine G, 1977
• 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
• 约1/2病例为常染色体显性遗传病，由hRYR2基因突 变所致，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
于青少年或成年早期。
致心律失常型右心室心肌病
Epsilon波, 完全性右BBB
10% VT 3% SCD 2% VF
Baily D. J Am Coll Cardiol. 1992;19(3):41A.
心律失常 作为出院
11% Unspecified
主要诊断
病人的各 种心律失 常构成情 况（二）
8% VT
7% WPW
39% premature beats
8% AVB
13% Atrial Fibrillation
致心律失常型右心室心肌病
室速,左BBB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 dysplasia.
心电图机
• 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） • 动态心电图（Holter系统 1957）、植入式Holter系 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 房室束电图 • 负荷心电图（运动负荷、药物负荷、起搏负荷） • 起搏心电图 • 胎儿心电图
• 判断心房肥大、心室肥厚和劳损、 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 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； • 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；
• 心包炎的演变过程；
• 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。
•由于他对发展弦线式电流计和心电图记录的贡献，1924
年Einthoven荣获Nobel生理学和医学奖。
Herinneringsbundel Professor S. S. Rosenstein. Leiden: Eduard Ijdo, 1902:101-107
Einthoven 弦式电流计
（string galvanometer）
(1890-1952)
•1932年Wilson 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
表心电图标准化为12导联；
•Wilson对心室心电图作深入的阐述， 建立临床心电图学； •在Einthoren三角基础上，形成 Einthoren-Wilson理论成为心电向
量图的理论基础。
二、记录心电图导联的发展
（三）心脏电生理检查
•1968 Durrer •1971 Wellens
对我国心电图学作出贡献的学者
• 播种奠基者 董承琅教授、陶寿淇教授、陶清教授、黄克纲教授、 马万森教授、邝贺龄教授 • 普及参与者 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
• 腾飞发展者 孙瑞龙教授等20位
• 盐水桶导联
• 双极肢导联
• 单极（胸和肢）导联 • 单极加压肢导联 • 目前常用导联 • 其他导联
盐水桶导联
1. 在Waller and Einthoven 研究初期, 心电图机与人
体之间的连接是通过把
受检者的肢体末端放在 盐水桶中实现的； 2. 这种病人和仪器之间的 连接无法进行胸前导联
记录。
•心腔内导联（记录心房、心室腔内电图）
•房室束电图（Scherlag 1968），窦房结电图（Cramer 1977）
•头胸导联（尹炳生 1973）
三、心电产生的基础研究
（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 •1938 Mann描绘一个平面上的向量环，Wilson 和Johnston 用阴极射线示波管显示出单一平面的心电向量图 •1946 Burger 和 van Milaan校正Einthoven三角为非等边的 Burger三角 •1956 Frank根据Einthoven三角概念设计校正导联体系，记 录心电向量图
Clinical Electrocardiography, ed 4. London, Shaw & Sons, 1928, p 6.
Einthoven 1902 创立的双极肢导联
Wilson 1933年创立的单极导联
Goldberger 1942创立的单极加压肢导联
目前常用导联
•常规12导联体表心电图，包括I、II、III、 aVR、aVL、aVF、V1、V2、V3、V4、V5、V6
陈 灏 珠
复旦大学附属中山医院 上海市心血管病研究所
May, 2012
一、心电图研发历史
二、记录心电图导联的发展
三、心电产生的基础研究 四、心电图记录仪器的发展 五、心电图的诊断价值 六、心电图新的研究领域
一、心电图研发历史
17和18世纪
电的利用,观察电对动物组织的影响，“动物电”的发现。
Sir Thomas Lewis
(1881-1945)
•Lewis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； •1911年发表了一本经典著作：《心脏搏动的机制》 •Lewis发展了Einthoven的工作，特别在心电图的临床应
用上影响深远。
Frank Norman Wilson
14% SSS
陈灏珠等: Chinese Medical Journal. 1999;112(1):14.
（一）室性心动过速
(Lewis,1909)
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
• 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 心动过速（CPVT，1978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 动）时诱发，可致晕厥或猝死。其遗传学基础为
（ 1856–1922 ）
• Waller是首位技术创新来诊断
和处理心脏疾病的先驱;
• 他应用Lippman毛细管静电计在
人体体表描记出人类史第一份心 电图 (1887年)，但图形不太清楚。
WILLEM EINTHOVEN
（ 1860-1927 ） •1902年 Einthoven 发表了第一份用改进Ader弦线式电流 计的技术描记的体表心电图 •Einthoven把描记到曲线的几个波命名为P、Q、R、S和 T波（以后增加U波），并沿用至今；
•15导联体表心电图，在12导联的基础上加作
V4R、V8和V9
其他导联
•正交导联（ X、Y、Z、即 Frank 导联，记录心电向 量图和信号平均心电图） •监护导联（CM1、CM3、CM5、CMF等模拟导联或同 步12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）
•食管导联（探测左心房和左心室后壁表面电位）
• 向量心电图
• 心电散点图
• 立体心电图
• 高频心电图
• 心磁图
• 体表电位标测
• 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 录等） • 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 • 心电学、心律学、心电信息学
五、心电图的诊断价值
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
心电图在诊断各种心律失常中 有重要价值
心律失常 作为出院 主要诊断 病人的各 种心律失 常构成情 况（一）
8% Conduction Disease 6% PVCs 4% Atrial Flutter
6% PSVT 18% Unspecified
9% SSS
34% Atrial Fibrillation
•Wolf-Parkinson-White Syndrome
(W-P-W syndrome)
• Lown-Ganong-Levine
Syndrome
(L-G-L syndrome)
1.Wolf-Parkinson-White综合征 1930
- 左侧旁道(后向前)
2.Wolf-Parkinson-White综合征
1800 ～ 1895
设计能检测心脏微弱电流的敏感仪器 1887 年，Augustus 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 上，1900年研究成功用弦线式电流计描记出清晰的心电图。
Augustus DesiréWaller
（六）体温过低时Osborn波
29.20C 280C
John J. Osborn, M.D.
CPVT病人中60％有RyR2基因突变，二）Wenckebach 现象
(Wenckebach,1899)
房室传导比例为 3:2 和4:3
房室传导比例为 2:1 和3:1
窦房结传导阻滞
V1导联
III导联
窦性静止
（三） 预激综合征 Pre-excitation Syndrome
致心律失常型右心室心肌病
Electrocardiographic 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.
类别 基因 蛋白 位点 突变的影响
CPVT1
CPVT2
RyR2
CASQ2
心脏罗纳丹受体
心脏贮钙蛋白
lq42～43
lp13.3
功能获得－舒张期 肌浆网Ca2＋释出↑
肌浆网Ca2＋缓冲能 力丧失， Ca2＋↑
CPVT3
CPVT？
KCNj2
ANKI
Kir2.1
Ankyrin-B
17q23
4q25
Ik1↑
Ca2＋↑ SR- Ca2＋渗漏
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
• 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
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 电分析技术于一体，小型化，使心电波形清晰不失真,常 规12导联可同步记录，能自动分析给出诊断报告的现代
- 房室膈前旁道(前向后)
3.Lown-Ganong-Levine综合征 1952
（四）早期复极综合征
Early depolarization syndrome
Ⅰ aVR V1 V4
Ⅱ
aVL
V2
V5
Ⅲ
aVF
V3 V3
V6
*J波是J点（ST段的起始部）抬高>0.1mv，持续时间>0.02秒
（五）致心律失常型右心室心肌病
（二）心肌细胞动作电位和其他电生理研究 的深化
•1950 Woodbury 和 Hecht
•1951 Draper和 Weidmann
•1957 Hokansson •1959 Hoffman和 Granefield •1959 VaughanWilliams •1993 Drouin（人体心肌M细胞）
Fontaine G, 1977
• 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
• 约1/2病例为常染色体显性遗传病，由hRYR2基因突 变所致，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
于青少年或成年早期。
致心律失常型右心室心肌病
Epsilon波, 完全性右BBB
10% VT 3% SCD 2% VF
Baily D. J Am Coll Cardiol. 1992;19(3):41A.
心律失常 作为出院
11% Unspecified
主要诊断
病人的各 种心律失 常构成情 况（二）
8% VT
7% WPW
39% premature beats
8% AVB
13% Atrial Fibrillation
致心律失常型右心室心肌病
室速,左BBB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 dysplasia.
心电图机
• 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） • 动态心电图（Holter系统 1957）、植入式Holter系 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 房室束电图 • 负荷心电图（运动负荷、药物负荷、起搏负荷） • 起搏心电图 • 胎儿心电图
• 判断心房肥大、心室肥厚和劳损、 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 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； • 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；
• 心包炎的演变过程；
• 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。
•由于他对发展弦线式电流计和心电图记录的贡献，1924
年Einthoven荣获Nobel生理学和医学奖。
Herinneringsbundel Professor S. S. Rosenstein. Leiden: Eduard Ijdo, 1902:101-107
Einthoven 弦式电流计
（string galvanometer）
(1890-1952)
•1932年Wilson 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
表心电图标准化为12导联；
•Wilson对心室心电图作深入的阐述， 建立临床心电图学； •在Einthoren三角基础上，形成 Einthoren-Wilson理论成为心电向
量图的理论基础。
二、记录心电图导联的发展
（三）心脏电生理检查
•1968 Durrer •1971 Wellens
对我国心电图学作出贡献的学者
• 播种奠基者 董承琅教授、陶寿淇教授、陶清教授、黄克纲教授、 马万森教授、邝贺龄教授 • 普及参与者 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
• 腾飞发展者 孙瑞龙教授等20位
• 盐水桶导联
• 双极肢导联
• 单极（胸和肢）导联 • 单极加压肢导联 • 目前常用导联 • 其他导联
盐水桶导联
1. 在Waller and Einthoven 研究初期, 心电图机与人
体之间的连接是通过把
受检者的肢体末端放在 盐水桶中实现的； 2. 这种病人和仪器之间的 连接无法进行胸前导联
记录。
•心腔内导联（记录心房、心室腔内电图）
•房室束电图（Scherlag 1968），窦房结电图（Cramer 1977）
•头胸导联（尹炳生 1973）
三、心电产生的基础研究
（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 •1938 Mann描绘一个平面上的向量环，Wilson 和Johnston 用阴极射线示波管显示出单一平面的心电向量图 •1946 Burger 和 van Milaan校正Einthoven三角为非等边的 Burger三角 •1956 Frank根据Einthoven三角概念设计校正导联体系，记 录心电向量图
Clinical Electrocardiography, ed 4. London, Shaw & Sons, 1928, p 6.
Einthoven 1902 创立的双极肢导联
Wilson 1933年创立的单极导联
Goldberger 1942创立的单极加压肢导联
目前常用导联
•常规12导联体表心电图，包括I、II、III、 aVR、aVL、aVF、V1、V2、V3、V4、V5、V6