正交导联心电图

第一节　正交导联心电图

正交心电图(Orthogonal electrocardiogram)是指使用校正的正交导联记录的体表心电图。校正的正交导联有多种方法，目前通用的校正的导联体系为Frank导联体系。正交心电图是立体心向量环在相互垂直的X、Y、Z导联轴上的投影，能更直接的反映心电向量在三维空间的变化情况，而受胸腔位置的影响较小，能正确反映心房和心室的除极向量。正交心电图在P波的时间测量、心室肥大及心肌梗死的诊断方面更具特点。正交心电图不仅能独立地应用于临床，也是心电向量图的诊断的辅助部分且与心电图关系密切。

一、溯源与简介

(一)概念　正交一词最早出现在三维空间的向量分析中，如果两个向量的内积为零，则说明这两个向量正交。正交相当于平面中的垂直。正交心电图最初是以Grishman立方体系统、Duchosal双立方体系统以及Wilson四面体系统所描记的心电图。由于心脏的位置并非真正居中，因此其采用的X、Y、Z导联轴表现为几何学的正交，但实际上的X、Y、Z导联轴并非完全反映心脏导联向量互相垂直，因此这种非校正的正交心电图并不能真正的反映心脏的实际变化，已经被淘汰。

(二)导联系统　校正导联系统就是通过校正得到一个能使导联向量具有大小相等，方向互相垂直的电极网络。1956年Frank详细论述了第一个校正正交导联系统。在躯干模型研究的基础上，精确地测量相互垂直方向上模拟心电活动的各分量，给出三个导联所需的电极位置及应用的电阻。Frank导联体系共有7个电极，位置分别为:E:第5肋间前正中线;M:第5肋间背部脊柱线;I:第5肋间右腋中线;A:第5肋间左腋中线;C:前中线与左腋中线之间45°处与E、A平行;F:左足;H:颈部背面中线。将此7个电极联合并装置不同的电阻。A、C、E联合与I连接构成左右向的X轴，A、C、E为正，I为负;A、C、E、I联合与M连接形成前后向的Z轴，A、C、E、I为正，M为负;m、F联合与H连接形成上下向的Y轴，M、F为正，H为负。从电极位置的安排可以看出，X轴的左侧稍偏前;Z轴的前侧稍偏左;Y轴的下侧稍偏左，这与心脏在胸腔中的解剖位置相近，较大程度上克服了身材的差异，左臂电势差大以及心电偶位置个体差异的影响，因而能较为正确的反映心脏电活动的变化(图68－1)。

图68－1　Frank导联体系及电极部位

(三)正交心电图与心电向量图的关系　心电向量图是空间立体心电向量环在额面、横面、右侧面的投影，其采用的导联体系也是Frank导联体系。它的额面由X轴+Y轴组成、横面由X轴+Z轴组成、右侧面由Y轴+Z轴组成，而正交心电图是立体向量环在X、Y、Z轴上的投影。因此，心电向量图上额面及横面QRS环向左向量的大小与正交心电图上X轴的R波大小一致;额面及右侧面QRS环向下向量的大小应与正交心电图上Y轴的R波大小一致等。不同的是心电向量图是空间立体心电向量环在平面上的投影，投影的结果为向量环，反映心脏的一次除极;而正交心电图是空间立体向量环在导联轴上的投影，投影的结果为心电图，反映心脏的连续多次除极。

(四)正交心电图与常规心电图的关系　常规心电图是额面、横面心电向量环在常规12导联上的投影，而正交心电图是立体心电向量环在X、Y、Z导联轴上的投影，投影的结果均为心电图，常规心电图的Ⅰ、aVF、V₁或V₂导联图形分别相当于正交心电图X、Y、Z导联的图形，但由于贴片位

置不同，图形会有所差别。

二、临床应用

(一)常用正常值

1．X轴心电图　QRS波群以R波为主，可以呈R、qR或Rs型。R波的振幅不应＞1．8mV，时间不超过0．08s，且不应出现R'波;q波时间＜0．03s，深度不超过0．3mV;s波的深度不超过R波的1/5，时间不应超过0．03s。X轴R波过低，特别是同时Y轴的R波也低则提示低电压。

2．Y轴心电图　QRS波群与X轴类似以R波为主，可以呈R、qR或Rs型，R波振幅不超过1．5mV，时间不超过0．08s;q波时间小于0．03s，深度低于R波的1/4;s波的深度不超过R波的1/5，时间不超过0．03s。

3．Z轴心电图　QRS波群呈rS型，以S波为主;r波振幅不超过S波，但不可消失;S波的深度不超过1．2mV，时间不超过0．08s(图68－2)。

4．正交心电图所测各种间期的正常值均同于常规心电图。

图68－2　Frank校正导联记录的正交心电图

(二)临床应用

1．诊断房室肥大

(1)右心房肥大　右心房肥大时P环偏右、向前下增大;正交心电图X轴P波降低;Y轴P波高尖，振幅＞0．25mV;Z轴P波大多呈正向。

(2)左心房肥大　左心房肥大时P环运行时间超过正常;正交心电图X轴、Y轴P波时间＞0．12s，常有切迹，Z轴P波主要为负向波。

(3)双侧心房肥大　双房肥大时既有P环振幅的增大，运行时间也延长;正交心电图X轴、Y轴P波宽且大，Z轴P波正向波增大，负向波增宽。

(4)左心室肥大　左心室肥大时QRS环较正常更偏左后，振幅也增大;正交心电图X轴R波振幅男性＞1．8mV，女性＞1．5mV，Z轴的S波振幅男性＞1．2mV，女性＞2．3mV，或R_X+s_Z男性＞2．8mV，女性＞2．3mV，均考虑有左心室肥大。部分左心室肥大的患者，QRS向量环有向下的趋势，Y轴的R波超过1．5mV，也提示有左心室肥大。

(5)右心室肥大　右心室肥大时QRS环向量有向右前下或左后上延伸的趋势;正交心电图X轴S波男性．0．6mV，女性＞0．4mV;Z轴R波男性＞0．8mV，女性＞0．6mV;或R_Z+s_X男性大于1．1mV，女性＞0．8mV，均考虑有右心室肥大。

(6)双心室肥大　双侧心室肥大QRS向量环向左、右均增大，正交心电图X轴R波S波振幅均超过正常，或Z轴R波S波振幅均超过正常，提示双侧心室肥大;X轴S波及Y轴R波振幅均超过正常，Z轴的R波及Y轴R波振幅均超过正常，也提示双侧心室肥大。

2．传导阻滞　房内传导阻滞和房室传导阻滞的诊断与心电图的诊断标准相同，请参阅相关章节在此不再详述。

(1)右束支传导阻滞　右束支传导阻滞时QRS环延迟部位在终末部并常有向右前突出的附加环;正交心电图X轴S波，Z轴R波明显增宽，多呈双峰，QRS时间＞0．12s为完全性右束支传导阻滞，在0．10～0．12s的为不完全性右束支传导阻滞。

(2)左束支传导阻滞　左束支传导阻滞时QRS环偏向左后;正交心电图X轴R波，Z轴S波明显增宽，QRS时间＞0．12s为完全性左束支传导阻滞，在0．10～0．12s的为不完全性左束支传导阻滞。

(3)左前分支阻滞　X轴呈qR波，Y轴呈rS波形，电轴明显左偏，QRS波时间正常。

(4)左后分支阻滞　X轴呈rS波，Y轴呈qR波形，电轴明显右偏，QRS波时间正常。

3．心肌缺血　心电向量图上的T环、ST段、QRS－T夹角变化除了T波畸形以外，大部分均可以反映到正交心电图上，因此对诊断冠心病有参考价值。正交心电图下列表现提示有冠状动脉供血不足，具体诊断要参考临床资料:①ST段抬高或压低;②X轴、Y轴T波倒置，特别是双支对称呈冠状T波;③X轴、Y轴T波呈负正双向，提示QRS环与T环运转方向不一致;④X轴T波为正、Y轴T波为负，提示下壁供血不足;⑤X轴T波为负，Y轴T波为正，提示左侧壁供血不足;⑥X轴T波为正，Z轴T波为负，提示右心室供血不足;⑦X轴T波为负，Z轴T波为正，提示左心室后侧壁供血不足;⑧X轴、Y轴T波均为负，提示左心室前侧壁供血不足。

4．心肌梗死　与心电图类似，梗死部位对应的导联上出现病理性Q波。

(1)前壁心肌梗死　前壁心肌梗死时，QRS环向右前的向量消失，表现在正交心电图上就是Z轴QRS波群r波消失呈QS型，如QS波振幅明显大于X轴的R波提示广泛前壁心肌梗死，但需要注意的是要排除左心室肥大。

(2)下壁心肌梗死　下壁心肌梗死时，QRS环起始向量偏上，表现在正交心电图上就是Y轴的Q波时间＞0．03s，深度＞R的1/4，或呈QS型。

(3)侧壁心肌梗死　侧壁心肌梗死时，QRS环起始向量偏向右前，表现在正交心电图上就是X轴出现深而宽的Q波，Q波时间大于0．03s深度大于R波的1/5。

(4)后壁心肌梗死　后壁心肌梗死时，QRS环起始向量偏前，QRS环在前方的面积大于总面积的2/3，表现在正交心电图上就是Z轴R/S＞1，但需注意与右束支传导阻滞及中隔支阻滞相鉴别。

5．辅助及完善心电向量图诊断　除时间心电向量图外，一般心电向量图不易测量各间期、段的时间，同步描记正交心电图则可予以弥补，同时还有助于心律失常的诊断;由于心电向量图QRS起始部与P环及T环重叠，有时不易看清QRS环起始部位的向量，此时如同步描记正交心电图则可以对预激综合征及心肌梗死等的诊断提供更加可靠的证据;正交心电图各轴的波形大小还可以辅助诊断QRS最大向量的指向。

三、评价与前景

正交心电图由于采用的是Frank导联体系，受心脏位置及体型的影响较小，是心电向量图诊断的重要辅助部分，也能独立地应用于临床诊断房室肥大、传导阻滞、心肌缺血及心肌梗死。正交心电图与心电向量图的联合应用，可以克服心电向量图不能诊断心律失常的缺陷。正交心电图QRS环最大向量的指向，对诊断心室肥大及心肌梗死有重要参考价值，QRS环最大向量指向的方向提示心室肥大的腔室和心肌梗死的部位。

20世纪80年代初，Dower等从正交心电图X、Y、Z导联推导出12导联心电图并提出一系列转换系数，1988年Uijen采用统计学方法又提出另一种转换系数。虽然这些转换的方法有了改进，但转换后的波形与心电图还是有些差异，其使用价值也有待于研究;但这种对正交心电图的深入研究可以更好的促进大家对心电图和心电向量图的理解，并使这三者相互促进，共同发挥他们的诊断价值更好的为临床服务。

(王红宇　王彩星　李俊伟)