心电位场的电势分布与导联参比点电位的关系
作者：周 翔 农德斌
单位：第一军医大学心电研究中心，广州，510515
关键词：心电位场；电势分布；心电图；导联；参比点；电位
心电位场的电势分布与导联参比点电位的关系摘要：目的与方法 本实验采用Wilson导联与头胸导联，电极从第4肋间隙穿刺胸腔，同步记录35只成年新西兰兔胸腔内不同方位，与心脏不同距离的测试点心电图。比较不同导联相同测试点记录的心电图R(r)波振幅，以查明不同导联的参比点电位对兔胸腔内心电图及心电电势分布的影响。结果 同一测试点头胸导联记录到的R(r)波振幅，都大于Wilson导联记录的R(r)波振幅，两者之间具有显著性差异(P<0.05)。结论 导联参比点的电势高低影响测试点的心电图，从而影响该导联标测的心电电势的分布及形态。
中图分类号：R338
, 百拇医药
Relation between distribution of voltage in electrocardial field and potential of lead reference point
Zhou Xiang, Nong Debin
Research Center of Electrocardiology, First Military Medical University, Guangzhou,510515
Abstract: ECGs were recorded with Head-Chest (HC) lead and Wilson lead simultaneously from 35 adult New Zealand rabbits at 4 test points on one electrode with different distance to the heart in the thoracic cavity of the fourth intercostal space. The comparison was made between the amplitude of ECG R(r) wave at the same test point with two lead systems above, in order to discover the effect from potential of the two different reference points to both the ECG and the distribution of voltage in electrocardial field. The results showed that the amplitude of R(r) wave from HC lead was higher than that from Wilson lead at every test point with the significant difference between them (P<0.05). It indicated that the potential of reference point would affect both the amplitude of ECG wave and the distribution of voltage in electrocardial field .
, 百拇医药
Key words: electrocardial field; distribution of voltage; ECG; lead; potential
胸腔内心电位场的电势分布特点是心电研究者关注的一个问题。记录心电电势所采用的导联系统，其参比点的电势高低，直接影响测试点的相对电位，但参比点电位高低与该导联标测的心电位场电势分布之间的关系尚未完全阐明。本工作试图比较两种参比点不同的导联系统，在胸腔内环心脏一圈的相同测试点上记录的心电图R(r)波振幅及形态的差异。初步探讨导联参比点电位高低对心电场电势分布的影响，为进一步探讨导联参比点的选择对心电图诊断的影响打下基础。
1 材料和方法
1.1 实验材料
1.1.1实验动物 第一军医大学动物所繁殖的新西兰成年白兔35只，体质量2.5～3.0 kg，雌雄不拘。
, http://www.100md.com
1.1.2 实验仪器 日本光电厂的Kohdent型RM-6000多图象记录系统和TEACT型XR-510C模拟磁带记录仪。
1.2 实验方法
1.2.1 穿刺电极的制作 采用最细的4根不锈钢质针灸针(直径150～200μm)制成一直径仅1.0～1.5 mm的穿刺探查电极，其内含的4根细针相互间绝缘，仅尖端暴露于该电极侧表面，作为采集心电信号的测试点。相邻两测试点之间的距离均为5 mm。从尖端往后4个测试点依次标为1、2、3、4。
1.2.2 穿刺点的选择 取新西兰兔第4肋间隙，环胸一圈与左右胸骨旁线、锁骨中线、腋前线、腋中线、腋后线和肩胛下角线的12个交点为胸腔穿刺点。分别记作DL1～DL6(左侧)和DR1～DR6(右侧)。
, 百拇医药 1.2.3 穿刺方法 以与所在曲面垂直的方向将电极刺入胸腔并指向心脏。穿刺电极上的最后一个测试点紧贴于皮下。
1.2.4 导联系统的联接 头胸导联参比点放置于兔的右前额，而Wilson导联的参比点为中心电端。
1.2.5 统计处理 测量心电图(ECG)R(r)波振幅，所有实验结果均以均数±标准差(
±s)表达，相同测试点两种导联记录的心电图的R(r)波振幅的比较，采用t检验，P<0.05为有显著差异。
2 结果
环绕心脏的头胸导联记录的ECG R(r)波振幅比同一测试点Wilson导联记录的都大(图1、2)；12个测试点中，每个测试点两种导联记录的ECG R(r)波振幅配对t检验，两者分别比较，都具有显著性差异 (P<0.05) (表1、2)。
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图1 兔第4肋间左侧胸腔测试点两种导联记录的心电图对比
Fig.1 Comparison of amplitude of EGCs R(r) wave recorded at test points in the left side of rabbit's thoracic cavity of the fourth intercostal space between HC lead and Wilson lead
图2 兔第4肋间右侧胸腔测试点两种导联记录的心电图对比
Fig.2 Comparison of amplitude of EGCs R(r) wave recorded at test points in the right side of rabbit's thoracic cavity of the fourth intercostal space between HC lead and Wilson lead
, http://www.100md.com
表1 兔第4肋间右侧胸腔两种导联记录的ECG R(r)波振幅(mV)的比较(±s, n=35)
Tab.1 Comparison of amplitude of EGCs R( r) wave recorded at test points in the right side of rabbit's thoracic cavity of the fourth intercostal space between HC lead and Wilson lead
DR1
DR2
DR3
, 百拇医药
DR4
DR5
DR6
HC W
HC W
HC W
HC W
HC W
HC W
1
1.19±0.46,1.01±0.43 ^
0.98±0.33,0.85±0.36 ^
, 百拇医药
0.39±0.28,0.29±0.25 ^
0.30±0.14,0.21±0.12 ^
0.22±0.09,0.04±0.07 ^
0.32±0.11,0.19±0.05^
2
0.86±0.41,0.72±0.38 ^
0.70±0.29,0.57±0.30 ^
0.30±0.16,0.21±0.13 ^
0.25±0.12,0.18±0.10 ^
0.19±0.07,0.12±0.06 ^
, http://www.100md.com
0.26±0.07,0.17±0.04^
3
0.70±0.38,0.57±0.35 ^
0.55±0.27,0.46±0.25 ^
0.25±0.15,0.18±0.12 ^
0.21±0.10,0.14±0.08 ^
0.16±0.06,0.10±0.04 ^
0.22±0.09,0.15±0.08^
4
0.59±0.35,0.47±0.32 ^
, 百拇医药
0.41±0.25,0.35±0.22 ^
0.21±0.13,0.14±0.09 ^
0.17±0.09,0.11±0.07 ^
0.13±0.06,0.08±0.39 ^
0.19±0.05,0.10±0.04^
^ P <0.05; HC vs Wilson (1～4 are representatives of the order of test points’ position from the top to the back of the electrode.)
表2 兔第4肋间左侧胸腔两种导联记录的ECG R(r)波振幅(mV)的比较(- ±s，n=35)
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Tab.2 Comparison of amplitude of EGCs R(r) wave recorded at test points in the left side of rabbit's thoracic cavity of the fourth intercostal space between HC lead and Wilson lead
DL1
DL2
DL3
DL4
DL5
DL6
HC W
, 百拇医药
HC W
HC W
HC W
HC W
HC W
1
1.15±0.59,1.23±0.50^
1.55±0.48,1.29±0.43 ^
0.90±0.22,0.75±0.18 ^
0.45±0.30,0.35±0.32 ^
0.30±0.13,0.21±0.11 ^
, http://www.100md.com
0.42±0.22,0.29±0.13^
2
1.12±0.39,0.92±0.36^
1.21±0.34,1.00±0.33 ^
0.75±0.16,0.63±0.13 ^
0.38±0.29,0.30±0.30 ^
0.26±0.11,0.18±0.08 ^
0.37±0.08,0.22±0.07^
3
0.87±0.29,0.69±0.28^
, 百拇医药
0.99±0.26,0.82±0.27 ^
0.64±0.15,0.53±0.12 ^
0.34±0.26,0.26±0.25 ^
0.23±0.09,0.15±0.06 ^
0.32±0.05,0.19±0.04^
4
0.67±0.24,0.51±0.25^
0.78±0.16,0.63±0.16^
0.54±0.13,0.43±0.12^
0.27±0.17,0.19±0.13^
, http://www.100md.com
0.19±0.08,0.11±0.05^
0.27±0.04,0.14±0.03^
^ P <0.05 HC vs Wilson (1～4 are representatives of the order of test points’ position from the top to the back of the electrode.)
3 讨论
1932年Wilson等[1]根据Einthoven学说提出了“中心电端”的构想。尽管“无干电极”远离心脏，但仍有电位存在。为了使中心电端的电位尽可能小，而不致于过分影响测试点的电位，将放在左右上肢和左下肢的电极连在一起，并各串联一个高值电阻。根据Kirchhoff定律，中心电端的电位应该为零，可作为理想的参比点。但是，由于中心电端电位受到左手、左脚和右手电位的影响，一般地说，左室电活动对中心电端的影响远大于右室，故中心电端电位微高于零。另外许多实验证明其电位并非为零[2]。1946年Wilson[3 ]指出，中心电端的电位是0.2～0.3mV；Eckey等人也证明中心电端电位不超过0.3mV；尹炳生[4 ]测定的正常人中心电端电位，变化范围在0.84～0.89mV之间，其图形为一典型的心电图，以正波为主，R波可高达1 mV以上。可见，中心电端实际上可能并未象理论推导的那样，是个绝对的零电位点。
, http://www.100md.com
心电图振幅大小及波形正负与参比点电位密切相关。参比点的电位偏高，则测试点记录的心电图正波偏小，负波加深，甚至会出现原先正波转变为负波的情况；反之，则正波偏大，负波可能变浅，甚至会出现原先负波转变为正波的情况。因此本实验结果中出现的相同测试点，同一时刻头胸导联记录的心电图R(r)比Wilson导联的大，原因可能是头胸导联参比点(右前额)的电位比Wilson导联的中心电端的电位更低些。
心电位场的分布确实与记录心电图的导联系统参比点直接相关。因为心电位场分布是由环绕场源的体表各测试点记录的心电图各波振幅的差异及波形正负走向反映出来的，而决定心电图波形大小及正负走向的重要因素就是该导联系统的参比点。电位接近零电位点，则R(r)波的电势分布形态与参比点电位较高时的R(r)波的电势分布形态就会出现差别。参比点若定在最高电位区(如V4)，在体表的任何测试点将不可避免地表现为不同程度负相波为主的波形，为负相一致向内的心电位场电势分布；参比点定在最高与最低电位区之间，体表测试图形将出现不同程度及范围的电位偶极分布，即左正右负的心位场电势偶极分布；参比点接近理想的最低的电位区，那么，体表测试图形可能基本上是正波，且振幅较大，为正相一致向外的心电位场电势分布。因此，Grant[5]的体表标测结果出现的正常右胸出现的的负波，及体表电位的偶极分布，可能是由于参比点电位偏高的缘故，而不一定是心脏电活动本身造成的。临床上出于统一诊断标准的考虑，将导联的参比点定在接近理想零电位的位置，这是个合理的选择。从体表标测的结果来推测体表心电位场的电势分布时， 应考虑到标测所采用的导联系统的参比点电位问题。
, http://www.100md.com
作者简介：周翔，男，1967年出生；1998年博士毕业；讲师；电话85148373
参考文献
1 Wilson ET. On Einthoven's Triangle.the theory of unipolar electrocardio-graphic leads and the interpretation of the precordial electrocardiogram. Am Heart J, 1946,1(2):277
2 Grant RP. The relationship between the anatomic position of the heart and the electrocardiogram:a criticism of "unipolar electrocardiography". Circulation, 1953,7(2):890
, 百拇医药
3 Grant RP. The relationship of unipolar chest leads to the electrical field of the heart. Circulation, 1950,7(1):878h
4 尹炳生.常规临床心电图学与头胸导联临床心电图学.中国循环杂志, 1991,6(1):75
5 Wilson ET. On distribution of the potential differences produced by the heart beat within the body and at its surface. Am Heart J, 1930,5(2):599
(收稿日期：1998-11-20), 百拇医药
单位：第一军医大学心电研究中心，广州，510515
关键词：心电位场；电势分布；心电图；导联；参比点；电位
心电位场的电势分布与导联参比点电位的关系摘要：目的与方法 本实验采用Wilson导联与头胸导联，电极从第4肋间隙穿刺胸腔，同步记录35只成年新西兰兔胸腔内不同方位，与心脏不同距离的测试点心电图。比较不同导联相同测试点记录的心电图R(r)波振幅，以查明不同导联的参比点电位对兔胸腔内心电图及心电电势分布的影响。结果 同一测试点头胸导联记录到的R(r)波振幅，都大于Wilson导联记录的R(r)波振幅，两者之间具有显著性差异(P<0.05)。结论 导联参比点的电势高低影响测试点的心电图，从而影响该导联标测的心电电势的分布及形态。
中图分类号：R338
, 百拇医药
Relation between distribution of voltage in electrocardial field and potential of lead reference point
Zhou Xiang, Nong Debin
Research Center of Electrocardiology, First Military Medical University, Guangzhou,510515
Abstract: ECGs were recorded with Head-Chest (HC) lead and Wilson lead simultaneously from 35 adult New Zealand rabbits at 4 test points on one electrode with different distance to the heart in the thoracic cavity of the fourth intercostal space. The comparison was made between the amplitude of ECG R(r) wave at the same test point with two lead systems above, in order to discover the effect from potential of the two different reference points to both the ECG and the distribution of voltage in electrocardial field. The results showed that the amplitude of R(r) wave from HC lead was higher than that from Wilson lead at every test point with the significant difference between them (P<0.05). It indicated that the potential of reference point would affect both the amplitude of ECG wave and the distribution of voltage in electrocardial field .
, 百拇医药
Key words: electrocardial field; distribution of voltage; ECG; lead; potential
胸腔内心电位场的电势分布特点是心电研究者关注的一个问题。记录心电电势所采用的导联系统，其参比点的电势高低，直接影响测试点的相对电位，但参比点电位高低与该导联标测的心电位场电势分布之间的关系尚未完全阐明。本工作试图比较两种参比点不同的导联系统，在胸腔内环心脏一圈的相同测试点上记录的心电图R(r)波振幅及形态的差异。初步探讨导联参比点电位高低对心电场电势分布的影响，为进一步探讨导联参比点的选择对心电图诊断的影响打下基础。
1 材料和方法
1.1 实验材料
1.1.1实验动物 第一军医大学动物所繁殖的新西兰成年白兔35只，体质量2.5～3.0 kg，雌雄不拘。
, http://www.100md.com
1.1.2 实验仪器 日本光电厂的Kohdent型RM-6000多图象记录系统和TEACT型XR-510C模拟磁带记录仪。
1.2 实验方法
1.2.1 穿刺电极的制作 采用最细的4根不锈钢质针灸针(直径150～200μm)制成一直径仅1.0～1.5 mm的穿刺探查电极，其内含的4根细针相互间绝缘，仅尖端暴露于该电极侧表面，作为采集心电信号的测试点。相邻两测试点之间的距离均为5 mm。从尖端往后4个测试点依次标为1、2、3、4。
1.2.2 穿刺点的选择 取新西兰兔第4肋间隙，环胸一圈与左右胸骨旁线、锁骨中线、腋前线、腋中线、腋后线和肩胛下角线的12个交点为胸腔穿刺点。分别记作DL1～DL6(左侧)和DR1～DR6(右侧)。
, 百拇医药 1.2.3 穿刺方法 以与所在曲面垂直的方向将电极刺入胸腔并指向心脏。穿刺电极上的最后一个测试点紧贴于皮下。
1.2.4 导联系统的联接 头胸导联参比点放置于兔的右前额，而Wilson导联的参比点为中心电端。
1.2.5 统计处理 测量心电图(ECG)R(r)波振幅，所有实验结果均以均数±标准差(
±s)表达，相同测试点两种导联记录的心电图的R(r)波振幅的比较，采用t检验，P<0.05为有显著差异。2 结果
环绕心脏的头胸导联记录的ECG R(r)波振幅比同一测试点Wilson导联记录的都大(图1、2)；12个测试点中，每个测试点两种导联记录的ECG R(r)波振幅配对t检验，两者分别比较，都具有显著性差异 (P<0.05) (表1、2)。
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图1 兔第4肋间左侧胸腔测试点两种导联记录的心电图对比
Fig.1 Comparison of amplitude of EGCs R(r) wave recorded at test points in the left side of rabbit's thoracic cavity of the fourth intercostal space between HC lead and Wilson lead
图2 兔第4肋间右侧胸腔测试点两种导联记录的心电图对比
Fig.2 Comparison of amplitude of EGCs R(r) wave recorded at test points in the right side of rabbit's thoracic cavity of the fourth intercostal space between HC lead and Wilson lead
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表1 兔第4肋间右侧胸腔两种导联记录的ECG R(r)波振幅(mV)的比较(
±s, n=35)Tab.1 Comparison of amplitude of EGCs R( r) wave recorded at test points in the right side of rabbit's thoracic cavity of the fourth intercostal space between HC lead and Wilson lead
DR1
DR2
DR3
, 百拇医药
DR4
DR5
DR6
HC W
HC W
HC W
HC W
HC W
HC W
1
1.19±0.46,1.01±0.43 ^
0.98±0.33,0.85±0.36 ^
, 百拇医药
0.39±0.28,0.29±0.25 ^
0.30±0.14,0.21±0.12 ^
0.22±0.09,0.04±0.07 ^
0.32±0.11,0.19±0.05^
2
0.86±0.41,0.72±0.38 ^
0.70±0.29,0.57±0.30 ^
0.30±0.16,0.21±0.13 ^
0.25±0.12,0.18±0.10 ^
0.19±0.07,0.12±0.06 ^
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0.26±0.07,0.17±0.04^
3
0.70±0.38,0.57±0.35 ^
0.55±0.27,0.46±0.25 ^
0.25±0.15,0.18±0.12 ^
0.21±0.10,0.14±0.08 ^
0.16±0.06,0.10±0.04 ^
0.22±0.09,0.15±0.08^
4
0.59±0.35,0.47±0.32 ^
, 百拇医药
0.41±0.25,0.35±0.22 ^
0.21±0.13,0.14±0.09 ^
0.17±0.09,0.11±0.07 ^
0.13±0.06,0.08±0.39 ^
0.19±0.05,0.10±0.04^
^ P <0.05; HC vs Wilson (1～4 are representatives of the order of test points’ position from the top to the back of the electrode.)
表2 兔第4肋间左侧胸腔两种导联记录的ECG R(r)波振幅(mV)的比较(- ±s，n=35)
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Tab.2 Comparison of amplitude of EGCs R(r) wave recorded at test points in the left side of rabbit's thoracic cavity of the fourth intercostal space between HC lead and Wilson lead
DL1
DL2
DL3
DL4
DL5
DL6
HC W
, 百拇医药
HC W
HC W
HC W
HC W
HC W
1
1.15±0.59,1.23±0.50^
1.55±0.48,1.29±0.43 ^
0.90±0.22,0.75±0.18 ^
0.45±0.30,0.35±0.32 ^
0.30±0.13,0.21±0.11 ^
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0.42±0.22,0.29±0.13^
2
1.12±0.39,0.92±0.36^
1.21±0.34,1.00±0.33 ^
0.75±0.16,0.63±0.13 ^
0.38±0.29,0.30±0.30 ^
0.26±0.11,0.18±0.08 ^
0.37±0.08,0.22±0.07^
3
0.87±0.29,0.69±0.28^
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0.99±0.26,0.82±0.27 ^
0.64±0.15,0.53±0.12 ^
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0.23±0.09,0.15±0.06 ^
0.32±0.05,0.19±0.04^
4
0.67±0.24,0.51±0.25^
0.78±0.16,0.63±0.16^
0.54±0.13,0.43±0.12^
0.27±0.17,0.19±0.13^
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0.19±0.08,0.11±0.05^
0.27±0.04,0.14±0.03^
^ P <0.05 HC vs Wilson (1～4 are representatives of the order of test points’ position from the top to the back of the electrode.)
3 讨论
1932年Wilson等[1]根据Einthoven学说提出了“中心电端”的构想。尽管“无干电极”远离心脏，但仍有电位存在。为了使中心电端的电位尽可能小，而不致于过分影响测试点的电位，将放在左右上肢和左下肢的电极连在一起，并各串联一个高值电阻。根据Kirchhoff定律，中心电端的电位应该为零，可作为理想的参比点。但是，由于中心电端电位受到左手、左脚和右手电位的影响，一般地说，左室电活动对中心电端的影响远大于右室，故中心电端电位微高于零。另外许多实验证明其电位并非为零[2]。1946年Wilson[3 ]指出，中心电端的电位是0.2～0.3mV；Eckey等人也证明中心电端电位不超过0.3mV；尹炳生[4 ]测定的正常人中心电端电位，变化范围在0.84～0.89mV之间，其图形为一典型的心电图，以正波为主，R波可高达1 mV以上。可见，中心电端实际上可能并未象理论推导的那样，是个绝对的零电位点。
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心电图振幅大小及波形正负与参比点电位密切相关。参比点的电位偏高，则测试点记录的心电图正波偏小，负波加深，甚至会出现原先正波转变为负波的情况；反之，则正波偏大，负波可能变浅，甚至会出现原先负波转变为正波的情况。因此本实验结果中出现的相同测试点，同一时刻头胸导联记录的心电图R(r)比Wilson导联的大，原因可能是头胸导联参比点(右前额)的电位比Wilson导联的中心电端的电位更低些。
心电位场的分布确实与记录心电图的导联系统参比点直接相关。因为心电位场分布是由环绕场源的体表各测试点记录的心电图各波振幅的差异及波形正负走向反映出来的，而决定心电图波形大小及正负走向的重要因素就是该导联系统的参比点。电位接近零电位点，则R(r)波的电势分布形态与参比点电位较高时的R(r)波的电势分布形态就会出现差别。参比点若定在最高电位区(如V4)，在体表的任何测试点将不可避免地表现为不同程度负相波为主的波形，为负相一致向内的心电位场电势分布；参比点定在最高与最低电位区之间，体表测试图形将出现不同程度及范围的电位偶极分布，即左正右负的心位场电势偶极分布；参比点接近理想的最低的电位区，那么，体表测试图形可能基本上是正波，且振幅较大，为正相一致向外的心电位场电势分布。因此，Grant[5]的体表标测结果出现的正常右胸出现的的负波，及体表电位的偶极分布，可能是由于参比点电位偏高的缘故，而不一定是心脏电活动本身造成的。临床上出于统一诊断标准的考虑，将导联的参比点定在接近理想零电位的位置，这是个合理的选择。从体表标测的结果来推测体表心电位场的电势分布时， 应考虑到标测所采用的导联系统的参比点电位问题。
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作者简介：周翔，男，1967年出生；1998年博士毕业；讲师；电话85148373
参考文献
1 Wilson ET. On Einthoven's Triangle.the theory of unipolar electrocardio-graphic leads and the interpretation of the precordial electrocardiogram. Am Heart J, 1946,1(2):277
2 Grant RP. The relationship between the anatomic position of the heart and the electrocardiogram:a criticism of "unipolar electrocardiography". Circulation, 1953,7(2):890
, 百拇医药
3 Grant RP. The relationship of unipolar chest leads to the electrical field of the heart. Circulation, 1950,7(1):878h
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(收稿日期：1998-11-20), 百拇医药