关于诊断学教材对心电图产生原理的困惑

郭继鸿1500页的《心电图学》很详细的解释了心电图原理,诊断学教材不完善,虽然也不能说是错了,但不是很严谨。
首先,关于细胞除极和复极的电生理变化,这个倒没有什么好说的,如图:
关于诊断学教材对心电图产生原理的困惑
在开始除极之前,细胞膜内外之间有电位差,但在细胞膜外两点之间并无电位差。
而在除极或复极时,细胞膜外可形成一对电偶极子,产生电场,如图:
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在电偶极子产生的电场中,设定正电荷+q与负电荷-q的位置分别为
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,某一点在电场位置r的电势大小为Φ,如图所示:
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假设场位置离电偶极子足够远,即r?d/2:
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因此,
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接下来是探查电极的原理,老实说我实在不理解这个探查电极到底是什么,如果说它是电压表,那么按道理应该是有正负极才对,而书上却只有一个,另一个也不知道它放哪了。。。这点我也一直很纠结。要是假设了负极为0电位,那么静息电位就应该能够探查到正电位啊,至少在除极前和除极后的膜外电位不可能是一致的,但它都探查为0,所以负极不可能是简单接地吧?如果说负极和正极都在探查电极上,而探查电极就是为了探查某个点上一小段距离的电位差,也说得过去,但是这样的话探查电极就有方向了,如果在同一点上旋转探查电极就会导致方向改变。
还有一种情况,那就是这个探查电极根本不存在,只是设想出来的某个检测电势大小的仪器。不管那么多了,先来看这个波形变化:
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这个探查电极检测某个固定位置时,由于电偶极子在移动,所以该点的电位变化便是相对于固定的电偶极子某个正在移动的点的电位变化,而根据公式也不难得出波形的变化图像。
因此,当探查电极位于其他点时,例如:
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相比于诊断学教材的那个图,即问题的第二个图:
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显然这幅图是错的。正确的应该是:
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换句话说,位点、方向、大小三要素都要考虑,如果探查电极位点较远,使得 θ 始终为正或为负,才有可能出现诊断学教材的图像。
该问题基本到此结束,下面是新的问题。
关于向量叠加的问题,如图:
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很显然,两个电位的向量叠加并不是简单地进行电偶极矩的向量叠加,由公式
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可得电偶极矩的向量叠加并不能体现出位点的关系,cosθ对于不同的电偶极子也是不同的。因此,为何心电图学却把电偶极矩的向量叠加后作为心电综合向量?这点我并不是赞同的。尤其是出现了以下的情况,更是反对电偶极矩的向量叠加:
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因此,个人认为,所谓的心电综合向量并不是电偶极矩的综合向量,两个导联即正极a与负极b检测某个电偶极子在a、b这两个点产生的电势差
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,这是一个标量而不是向量。所谓的心电综合向量应该是:假设a、b两个导联检测到的不同电偶电场的电势差之和为U1+U2+……+Un,这个结果如果和某个假想的电偶极子在a、b两点产生的电势差是等效的话,那么假想电偶极子就是他们的综合电偶极子。如果说有向量叠加,那也应该是由电偶极子中心与导联检测位点的向量叠加,而不是电偶极矩向量叠加形成的,毕竟该式子是电势差相加的结果,即标量相加的结果。
临床上给人体做心电图时,一般都没有像书上那样弄成个等边三角形。规范的话还是要那么做的,Einthoven三角认为在这个等边三角形中,心电综合向量的位点恰好位于等边三角形的中心,因此可以认为导联轴测得的电势差为向量的投影。
以肢体导联为例,设I、II导联与中心距离为r,I导联与中心连线同电偶极矩向量在冠状面投影的夹角为θ,II导联与中心连线同电偶极矩向量在冠状面投影的夹角为θ+120°,I、II导联测得的电势差为:
关于诊断学教材对心电图产生原理的困惑

关于诊断学教材对心电图产生原理的困惑
便是电偶极矩在冠状面与I、II导联轴的夹角。
而胸导联,则是将I、II、III导联作为负极,设I、II、III导联与中心距离为r,胸导联与中心距离为l,I导联与中心连线同电偶极矩向量在冠状面投影的夹角为θ,II导联与中心连线同电偶极矩向量在冠状面投影的夹角为θ+120°,III导联与中心连线同电偶极矩向量在冠状面投影的夹角为θ+240°,胸导联测得的电势差为:
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【关于诊断学教材对心电图产生原理的困惑】
关于诊断学教材对心电图产生原理的困惑
便是电偶极矩与胸导联的夹角。
■网友的回复
我理解的是:先面向细胞电偶方向后背离电偶方向,可测得先正后负的波形,比如正面和中间位置之间的位置,都是面向正面,所以没有小的向下波动。表达的不清楚,不知道有没有解决你的疑问。
■网友的回复
你的意思是正向和负向都理解,但双向不理解?以我为观察点,该除极波方向,向我而来显示为正向波,离我远去显示为负向波,先正后负不就是先向我而来,接着离我远去么?生动反映了“会错意”的心理变化


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