人類的心臟生物電生理信號存在于包括傳導系統的各部分,有部位的差別如心內膜與心外膜信號的不同,也有不同時相的差別如心臟做功與休息的信號亦有分別…… 這些自然存在的心臟生物電生理信號,傳統心電圖能全面記錄并被閱讀到嗎?
心臟生物電信號的發生與傳導是以動作電位的形式被記錄,從心臟的發動機“竇房結”發生并向心房、心室擴布,在不同部位形成不同形態和具有不同生理特性的動作電位,而在體表心電圖上用P-QRS-ST-T等波段表達(如圖1)。我們分析體表心電圖的各波段發現,P波及T波都是半個正弦波,即只有正值信號,難道沒有負值信號?P波、T波及QRS脈沖波都是圓鈍或“干凈”沒有切跡的,是波形本來就“干凈圓鈍”?還是它淹沒了有價值的信號?事實上,傳統心電圖記錄的生物電信號是細胞水平的變化,而現在的新技術能夠實現記錄分子水平的變化。猶如玻璃杯中的水,肉眼看它就是一杯無色透明液體,好像傳統心電圖記錄到的心電波形;而用更進一步的化學分析方法卻可以發現它含有電解質等其他特質,好似新技術(新心電圖)記錄到的心電波形。
新心電圖的科學性體現在如下幾個方面:
1.采用傳統記錄方法和診斷標準。操作簡單易推行,適用傳統經典的診斷標準易于理解達成共識。對檢查環境的要求除溫度、濕度適宜外,強調需要規范標準的接地,若條件允許,配置屏蔽房最佳。
2.使用高頻采樣。8000/s,根據需要可達到28000-128000/s。傳統心電圖機頻響范圍按2009年國際指南要求在0.05-150Hz,兒童建議0.05-250Hz,而新心電圖頻響范圍可以從0Hz開始記錄,突破了一直以來的專業技術瓶頸!(如圖2)
3.時間、頻率、振幅等多維度評估。
4.分離卷積信號,專利技術抽取顯示。傳統心電圖在X軸不能變、Y軸又是混合頻率的情況下,只能記錄P-QRS-T卷積信號;而新心電圖通過分頻率、分維度,抽取不同解剖部位的信號,能清楚顯示出竇房結、房室結、希氏束、左右束支及浦氏纖維等生物電生理信號的波形。
因此,新心電圖顯示的是將一維的時間信號映射成二時間和頻率的函數,用自然掃描記錄不同時間和不同頻率電勢能信號,而這此信號就存在心電圖卷積的波形內,是自然抽取心臟傳導過程中的信號。
對比傳統心電圖與新心電圖體表記錄波形的差異,最明顯的在于原來表現為圓鈍的P波和T波上出現了很多新小波。指揮心臟跳動的信息是由竇房結發放的,故可記錄到P前波;真正的P波包括心房激動波和房室結激動波;PR段中包含希氏束和束支的傳導信息;而心臟做功的生物電信息則體現在ST段和T波中。因此,相較于傳統心電圖而言,在不改變其記錄方式即X軸寬度一致,Y軸高度一致的前提下,能在P波、PR段及ST段、T波中獲得更多心臟生物電信號,顯示更多新小波。(如圖3)
基于該技術可以記錄到從竇房結(SAN)、心房(Atrail)、房室結(AVN)及希氏束(His Bundle)的信息,取每個單詞的英文首字母,因此又稱SAAH-ECG;鑒于其掃描記錄到的部位及功能,中文稱為“全息精準心電圖”。
由于SAAH全息精準心電圖能通過體表記錄心臟自律傳導系統波形,因此可以實現從體表標測到PA、AH、HV間期,其精度可以與有創心內電圖標測的結果相媲美,并能對房室阻滯的部位時行定位(如圖4);通過對前沿波的識別來判斷異位心律失常起源(如圖5);并通過記錄心肌細胞不同頻段的電生理傳導電位的變化實現早期檢出無癥狀無心電圖改變的冠心病患者(如圖6)
體表心電圖提示PR間期延長至0.25s,SAAH-ECG通過體表標測,確認AH間期延長,因此判斷阻滯部位在房室結內。
紅圈標示的心搏QRS前無規律的前沿波,而正常竇性下傳的心搏其QRS前則顯示規律的P前波及PA、AH、HV間期,因此判斷紅圈標示的心搏雖增寬不明顯,但仍為心室起搏的異位心律。
術前SAHH-ECG提示Ri(心室肌復極起始端)與Rt(心室肌復極終末端)比值異常(正常Ri/Rt>1);術后比值正常。
總之,SAAH心電圖創造了新的波形,能在體表記錄有創不能檢測的SAN和AVN電生理波形,實現體表標測PA、AH、HV的精準間期等,是一種無創心電檢查的革命性新技術,在臨床可應用于判斷房室阻滯部位、檢查ST-T正常的冠心病患者、心肌損害的早期判斷/預警以及在將來可實現心律失常的心內膜標測,應用前景廣闊。
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