心電圖,、心向量圖和立體心電圖的檢測評價
 心電圖(ECG),、心向量圖(VCG)和立體心電圖(3D-ECG),，三者本質(zhì)相同,，都是從體表描記出的心臟生物電活動,。只是由于導(dǎo)聯(lián)體系不同、方法不同,，使得對 

    同一物體從時,、空域觀察的角度不同,，結(jié)果亦大不相同。即: 隨三者的導(dǎo)聯(lián)體系,、理論基礎(chǔ),、技術(shù)手段和臨床應(yīng)用的發(fā)展階段不同，使其檢測的方法,、指標,、意義和結(jié)果存在著明顯的差別。提出這些差別,，將有助于對三者的進一步理解,、貫通，建立起三維心電的發(fā)展觀; 有助于篩選出全面,、準確,、細致、精練,、實用和唯一的檢測指標,。有助于進一步提高心電學(xué)診斷。
    采用數(shù)學(xué)中維數(shù)論或幾何學(xué)原理,，可將心電圖歸類到一維空間即線性方式表達,，謂之“一維心電圖(1D-ECG)”，將心向量圖歸類到二維空間即平面方式表達,，謂之“二維心電圖(2D-ECG)”,，將立體心電圖歸類到三維空間即立體空間方式表達，謂之“三維心電圖(3D-ECG)”,。三者的關(guān)系是將客觀存在的立體空間向量環(huán)投影在額,、橫、側(cè)三個平面后,，形成平面VCG(一次簡化),，又在其中的額、橫兩個平面環(huán)體上投影若干條軸線,，形成ECG(再次簡化),。黃宛曾指出所謂“單極”與“雙極”導(dǎo)聯(lián)沒有什么差別，都是綜合心電向量在某一個導(dǎo)聯(lián)軸上的兩次投影形成的ECG,。換言之，三種描記方法都是對同一物體進行的三種不同方式的表達,。

    一  ECG
    傳統(tǒng)心電圖發(fā)明至今已百年余,，可謂“既熟悉又陌生”。前者是指簡便,、廣為普及,，是在一維線性表達基礎(chǔ)上建立起的一套理論體系,，如: Einthoven-Goldberge-Wilson導(dǎo)聯(lián)體系、容積導(dǎo)體,、電偶學(xué)說,、細胞跨膜電位、合體細胞,、單個心肌細胞的跨膜電位變化視同整體心肌的動作電位,、心肌電活動紊亂是以心肌細胞性質(zhì)改變?yōu)榛A(chǔ)等。當前,，臨床上又提倡12導(dǎo)聯(lián)ECG的同步描記,，認為導(dǎo)聯(lián)數(shù)目越多、指標越多,、準確性就越高,。
   “陌生”是基于對ECG所形成的機理、作用,、意義,、利弊以及今后的發(fā)展并沒有被深刻的認識。沒有認識到ECG的優(yōu)勢只在于一維線性描記,，即對時間域的表達十分突出,，主要用于長時間連續(xù)描記多周期的心跳，觀察其頻率和節(jié)律,。通過分析各波形先后出現(xiàn)的時間,，反推心臟激動過程中傳導(dǎo)時序的關(guān)系，實質(zhì)上還是側(cè)重于對傳導(dǎo)束的研究,。相較之下仍然不及創(chuàng)傷性電生理檢查術(shù)對傳導(dǎo)路途中各“站,、點”的描記更為直接。
    人們對ECG的觀察指標主要體現(xiàn)在三個方面: 時間,、振幅和形態(tài),。由于各個導(dǎo)聯(lián)軸線是對平面VCG環(huán)體從有限幾個角度的再次“切割”，所以也只能反映出在該導(dǎo)聯(lián)軸線上相對應(yīng)的正負兩點間的時間,、振幅(電位差值)和波形變化,。由此，從各導(dǎo)聯(lián)軸上制定出的常見檢測指標亦多達上百種,，其中絕大多數(shù)是多導(dǎo)聯(lián)重復(fù)性的指標,，不僅十分繁瑣，而且心房,、心室肌除/復(fù)極時,，唯一真正準確的時間和振幅是多少并不知道; 各波形的形態(tài)變異也難以解釋清楚。
    如: P波時間,，在12導(dǎo)ECG中人為地將其范圍擴大到0~0.11; P波振幅范圍在0~0.25mV; P波形態(tài)的改變更是千變?nèi)f化,，讓人難以掌握其規(guī)律,，這當中包括了人體差異、人為因素,、電極位置,、生理性干擾、病理性異常,、傳導(dǎo)束的起搏傳導(dǎo),、心肌的反應(yīng)擴布(心肌各向異性)、心室肌負極肌性傳導(dǎo)束的假說,、環(huán)體的轉(zhuǎn)向,、形態(tài)、方位,、時間,、振幅、角度,，神經(jīng)體液等因素的影響,。表現(xiàn)為單/雙峰或雙向，雙向中又分出先正后負及先負后正等,。再具體到P,、QRS、T,、U波形的大小,、寬窄、重疊,、融合,、粗鈍和切跡等等，致使其真正的形成機理,、唯一而準確的檢測指標和各波形內(nèi)在的特征等,，在一維線性的平臺中是根本不可能說情楚的。
    U波: 至今難以深入研究,。
    Ta向量: 從ECG中看不出,。
    ST向量: 機理、方向,、夾角,、相互關(guān)系的探討難以再深入。
    T波: 代表心室肌的復(fù)極過程,，是主動轉(zhuǎn)運機制,，理論上應(yīng)該更能說明心肌病/生理變化的早期狀況，心電學(xué)改變早于解剖形態(tài)學(xué)的改變也早已得到證實，這對于臨床早期診斷,、預(yù)防和治療原本十分有益，但受到一維表達的局限性致使許多影響因素難以進一步被排除,，特殊性體現(xiàn)不出來,，結(jié)果只能認為特異性不高臨床意義不大。
    方位: 是通過額面的六軸系統(tǒng)定位上下左右,，但因軸間夾角均為30°,，使得未被偷攝（切割）到的總面積偏大，盲區(qū)增大,，僅僅是粗略定位; 通過橫面定前后,，由于胸前導(dǎo)聯(lián)(V1~V6)多數(shù)放置在胸闊的左心前區(qū)，并投射到胸闊的右后區(qū)域(負值),，覆蓋面積僅達230°,、盲區(qū)面積為130°。有人認為通過ECG的上下,、左右,、前后描記就能表達出空間方位，此說法不準確,，因為不同時具備長,、寬、高的描記就不構(gòu)成立體,，即使軸線再多仍為線性,。理念上要么純屬線性，要么就靠在兩次投影上,，后者應(yīng)該更科學(xué)更系統(tǒng),，因為心臟是立體結(jié)構(gòu)，業(yè)內(nèi)人士也公認ECG由VCG所產(chǎn)生,，假如否認了VCG那么ECG又從何談起呢,？何況立體的心電環(huán)體實質(zhì)上是由傳導(dǎo)束和心肌電/化學(xué)擴布所構(gòu)成，二者的理化性質(zhì)截然不相同,，絕非傳導(dǎo)束與合體細胞的簡單關(guān)系,。臨床上曾采用的兩條電極導(dǎo)聯(lián)體系被認為對所謂“右室心梗”的診斷有意義，實際上這只是將探查電極放置在胸廓右前區(qū)的“盲區(qū)”而已; 采用幾十根電極放置方法,，從某種意義上講是縮小了“盲區(qū)”范圍,，但是，二者都受到錯誤的“心電位”概念的影響,，即某個導(dǎo)聯(lián)電極面向某處心肌并反應(yīng)出該局部心肌的心電改變,。同時，眾多的導(dǎo)聯(lián)軸線并不能反映出心肌電/化學(xué)擴布的特點(心肌各向異性)。
    平均心電軸: 是用來檢測振幅的角度和長度,，采用Ⅰ,、Ⅲ導(dǎo)聯(lián)的R波面積或振幅的差值來說明左偏或右偏，也是利用了心電向量原理作出大致上的簡單量化,，并不精確,。
    Q-T間期離散度: 作為個體觀察在同一導(dǎo)聯(lián)上做比較，原理上能說通,。但作為群體觀察,，最大/最小比值不僅因人而異變化大，而且兩個導(dǎo)聯(lián)的“視角”本身就不全面不準確,，且數(shù)值可變性大,，標準不嚴謹，所以根本就不具備可比性,。然而,，同一導(dǎo)聯(lián)上的細微變化通過目測觀察其準確性又如何呢？在不清楚挫折,、切跡,、鈍挫等現(xiàn)象產(chǎn)生的機理是什么，何為生理性及/或病理性,，就籠統(tǒng)地做出高頻處理,，意義何在呢？
    總之,，一維空間性質(zhì)(平臺),，決定了ECG在時間域(時序性)表達的優(yōu)越性，可以觀察連續(xù)心跳的頻率和節(jié)律,，簡單,、便于普及。但是,，由ECG描記出每個心跳周期的時間,、振幅，尤其形態(tài)是不可能比平面和立體空間中所能夠體現(xiàn)出那么全面,、直觀,、細致和準確。相反,，導(dǎo)聯(lián)越多,，時間、振幅和形態(tài)的變化越多,，指標越繁復(fù),，假說越多，反而越不準確。

    二  VCG
    心向量圖的發(fā)展已經(jīng)歷半個多世紀,。在先后設(shè)計出的30余種導(dǎo)聯(lián)體系中,，F(xiàn)rank校正導(dǎo)聯(lián)體系(1956年)被認為設(shè)計合理、使用方便,、能說明ECG產(chǎn)生的原理而被國內(nèi)外廣泛認同和采用,。其原理是將X軸(橫軸)、Y軸(豎軸)和Z軸(前后軸)垂直相交后構(gòu)成了三維立體空間,，稱為“立體心向量圖”。但是,，受限于當時的科技發(fā)展水平,，認為根本不可能實現(xiàn)由理論設(shè)計的、能肉眼直觀的立體心向量環(huán)體,，至今仍采用三個平面環(huán)體來量化表述,。故應(yīng)確切地稱之為“二維心向量圖或平面心向量圖”，以區(qū)別理論上的“立體心向量圖”和實際中的立體心電圖概念,。
    原理上VCG較之ECG表達各種波形更有優(yōu)勢,，是二維空間對一維空間的原版展開，使之看問題的角度更多一些,、全面些,，觀察細一些、客觀些,。然而,，受傳統(tǒng)理念和技術(shù)方法的影響，一則多注重于對VCG平面環(huán)體的“方位和轉(zhuǎn)向”描述; 二則臨床證實了VCG優(yōu)于ECG的四種診斷: 預(yù)激綜合征,、束枝傳導(dǎo)阻滯,、房室肥厚和心肌梗死。這實際上是與二維平面表達方式和心肌電/化學(xué)擴布有著直接的關(guān)系,，只是未意識到而已; 三則在實際工作中,，VCG不能連續(xù)描記多周期心跳，如心律失常時無法同ECG相比,，且操作繁復(fù),、普及受限等原因反而被認為意義不大。最終,，受關(guān)注的程度到達了“低谷”,。以后不少相關(guān)儀器可以連續(xù)描記多周期心跳，謂之“時間心向量圖”(Timed VectorCardio-Gram,，T-VCG),。但由于缺乏對心肌結(jié)構(gòu)與功能的認識，缺乏對瞬時間域(時標或淚點)的認識，采用的技術(shù)和方法不當?shù)鹊?，亦未給臨床帶來更多的實效,。對于T-VCG，因為有了時間概念可以連續(xù)描記,，故可稱之為2D-ECG,。
    平面VCG對波形的表達要優(yōu)于簡單、線性的ECG,。但三個平面環(huán)體中各自的定性,、定量指標亦不少于幾十種，如形態(tài),、方位,、轉(zhuǎn)向、時間,、瞬間,、振幅、面積,、角度和比值等也較重復(fù),，也存在著視角盲區(qū)、淚點重疊,，如左/右側(cè)面之爭、初始/終末淚點密集等問題,，仍然不夠客觀,、全面和指標唯一。

    三  3D-ECG
    立體心電圖儀問世已十余年(1989),。立體心電圖定義為采用Frank校正導(dǎo)聯(lián)體系,，通過方法學(xué)改進，從時,、空域全方位全角度同步觀察,、描記心臟三維心電活動圖。即從時間域,、空間域,、瞬時間域和瞬時空域，同步描記并顯示出正交心電圖,、派生心電圖,、時間/變向時間/連續(xù)/分解心向量圖和隨意旋轉(zhuǎn)的、可視全方位角度的三維心電環(huán)體,。
    當前基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究進展有不少實質(zhì)性突破,。將以往,、現(xiàn)代相關(guān)的研究成果和臨床實驗予以提取、分析,、整合后,，給人深刻的啟發(fā)和思考，如: 人的浦氏纖維網(wǎng)只分布在心內(nèi)膜下淺表層<2mm (圖1); 浦氏纖維與心肌纖維數(shù)量之比為1∶數(shù)千; Katz指出: 心室肌位于心內(nèi)外膜之間,，是由許多肌束片層重疊構(gòu)成“球螺旋”肌和“竇螺旋”肌; Streeter等通過顯微鏡照像證實,，心室肌內(nèi)、中,、外三層肌纖維排列角度不同; 解剖學(xué)證實內(nèi)層心肌纖維走向呈現(xiàn)向四周放散狀,，中層呈環(huán)形狀，外層心肌纖維是心尖→心底軸呈輻輳狀平行排列(圖2); Sodi-Pallares和Durrer等對心室肌除極擴布次序進行過標測(圖2); 心肌各向異性學(xué)說和計算機仿真實驗證實: 心肌并非一個合體細胞; 動作電位0相大小,、曲線形態(tài)不因傳導(dǎo)距離和方向而改變; 心肌電活動紊亂也并非只以心肌細胞改變?yōu)榛A(chǔ)等,。得出了在臨床上，心臟生物電活動的產(chǎn)生主要來自四個方面,，即: 細胞膜電位、傳導(dǎo)束,、心肌各向異性和影響因素(神經(jīng)體液)的理念,。
    三維空間(平臺)的建立和對原有方法學(xué)改進后，使視角更全面,、觀察更細致,、指標更精練，數(shù)據(jù)更準確,。臨床上同1D,、2D平臺檢測相較有以下幾方面的意義：
    (1)空間測量的指標應(yīng)該是唯一、準確和精練的,，如P波(環(huán))的時間,、振幅、角度,、轉(zhuǎn)向,、方位、夾角,、比值,、體積等只能有一個。
    (2)全方位角度旋轉(zhuǎn)的立體環(huán)消除了ECG,、VCG的盲區(qū)和重疊部分;
    (3)各波形的變化在1D平臺中,，被視為難以診斷和鑒別診斷的現(xiàn)象(如: 異位激動點空間定位、傳導(dǎo)/擴布徑路判斷,、各種寬/窄QRS波群,、室上/室性過速,、傳導(dǎo)束/副束合并各種病因引發(fā)的心肌病變等等)，在2D,、3D平臺中則視圖完整,、細致、特點突出,，機理清晰,，臨床診斷及鑒別反而簡單、快捷,，方便一目了然(圖3),。
    (4)增加了有用的新指標。同時,，以往被認為無法表現(xiàn)出來的,、特異性不高、臨床意義不大的波形如Ta向量(圖4),、ST-T,、U波等清晰可見，便于進一步觀察研究,。
    (5)傳導(dǎo)束的“起搏傳導(dǎo)過程”與心肌的“反應(yīng)擴布過程”,，二者的理化特性及作用方式截然不同。尤其后者,，非傳統(tǒng)ECG和創(chuàng)傷性電生理所能取代的,。同時亦為傳統(tǒng)創(chuàng)傷與無創(chuàng)傷性檢查提供了一個共同的新領(lǐng)域，新方法,、新手段和新課題,。
    (6)簡言之，1D-ECG的優(yōu)勢在于單/多個心跳周期的時序性,，2D/3D-ECG的優(yōu)勢在于波形變化的認知上,，三者應(yīng)視為互補。創(chuàng)傷性檢查也將隨之發(fā)揮出更大作用,。
    (7)豐富心電學(xué)理論; 糾正以往錯誤理念,，進一步提高了心電學(xué)診斷和鑒別診斷的敏感性、特異性,、準確性和實用性,。
    綜上所述: 任何物體皆有時、空性,，只強調(diào)其中之一則片面,、不完整、不系統(tǒng),。以維數(shù)論貫通1D,、2D和3D-ECG的三者關(guān)系后,，可以看出: 1D-ECG優(yōu)勢在于心跳的時序性，2D,、3D-ECG優(yōu)勢在于波形的認知上,，故應(yīng)視三者為互補。三維方法的時實同步描記對今后心電學(xué)的發(fā)展頗為有益,，如: 由一維線性觀察→三維空間心肌電/化學(xué)擴布領(lǐng)域; 四位一體觀察心臟的細胞,、心肌、傳導(dǎo)束和影響因素的生物電活動; 精練臨床檢測指標,，進一步提高心電學(xué)診斷; 最終實現(xiàn)三維可視化診斷心臟的結(jié)構(gòu)與功能,。