三维电生理标测图在心律失常及其心电图教学中的应用

彭 晖，沈潞华

首都医科大学附属北京友谊医院，北京 100050

·数字医学·

三维电生理标测图在心律失常及其心电图教学中的应用

彭 晖，沈潞华

首都医科大学附属北京友谊医院，北京 100050

针对心律失常及其心电图理论教学中遇到的教与学两难问题，尝试将临床心脏三维电生理标测图应用于心律失常及其心电图理论教学中。通过建立清晰的心电时空观，来解释正常及部分异常心律形成及传导障碍的内在机制，同时结合心电图产生基本机理，去认识和理解各种心律失常心电图。该方法可直观、形象地阐述心律失常产生机制，帮助学生形成良好的电—传导时空思维模式，并在理解机理的基础上使学生迅速具备心律失常心电图的分析能力和阅图能力。应用三维电生理标测图是一种有效的辅助心律失常及其心电图理论教学方法，具有直观易懂的教学效果，值得在教学中推广。

三维电生理标测；心律失常；心电图；教学

【DOI】：10.13566／j.cnki.cmet.cn61-1317／g4.201506020

心律失常是心血管疾病学习中的重点和难点，其概念较抽象，常涉及时间和空间多维因素，在有限时间内难以被学生理解。如何建立清晰的心电时空观、理解心律失常发生的机制，仍是教学中需要解决的问题。三维电生理标测技术在心律失常诊断与治疗中发挥了突出优势［1］，我们将其运用于心律失常及其心电图理论教学中，有助于学生理解电生理基础知识，以及提高阅读心律失常心电图的能力，具有直观、易懂的教学效果。

1 心律失常及其心电图教学中存在的难点

心律失常基础知识深奥，理解和记忆相对比较困难。传统心律失常授课方法是从基础理论开始讲解，包括正常传导系统、心脏解剖特点、异常心律产生机理、电生理特性，等，这些内容相对抽象难懂，需要学生对心脏的电—传导系统具有良好的时空思维。而理论课中尽管使用多媒体课件辅助教学，但较难在心脏模型上对其解剖和心律失常机制作全面、清晰的展示，使学生仅能通过抽象思维建立电—传导系统的概念、形态和轮廓，由此必然会产生枯燥、单调的学习心态［2-3］。所以，心律失常及其心电图一直以来是心血管疾病教学中的难点之一［4-6］。

另外，在教学过程中，我们发现对于晦涩、难记的理论知识，当学生实际动手操作后却会觉得相对简单，特别是一些异常心电图或亲身参与救治的心律失常疾病，往往让学生过目不忘。比如预激综合征，文字描述复杂，但实际看到图形就觉得特点鲜明，下一次再看到就很容易辨识出来，也能较快辨别出这种心律失常形成的原因。由此，提示我们将深奥的理论知识转化为更为形象、具体、直观的图像，使学生一目了然，让学生能够主动思考、积极参与。

2 三维电生理标测图辅助心律失常及其体表心电图教学的优势

2.1 三维电生理标测图

心电图是心律失常教学的第一个难点，也是认识各种心律失常的基石。过去，教师通常将单个心肌细胞的动作电位和心电图各个波段联系起来，并且结合“心电轴”概念和心电向量图，阐述正常或异常心电图波形。理论上，心电向量图有助于建立心—电传导的时空观，但对于学生，心电向量本身难以理解，很难在短期内建立时间和空间的概念［7］。

三维电生理标测是在三维磁场／电场导航系统引导下，对心脏的解剖标志区进行采点取样，根据取样心内膜各点获得的位置和心内电图，实时重建心腔三维图形［8］。直视、立体的三维电生理标测图可以为心律失常诊断提供帮助。其中，激动顺序标测图应用不同的颜色代表心电激动时的先后顺序，即红、黄、绿、蓝、紫等颜色分别反映心电激动出现的早晚顺序。而电压标测图则采用不同颜色代表所记录的心内膜心肌心电信号电压的不同，红色区域反映异常的低电压区，是纤维组织替代正常心肌的结果，而紫色区域是正常电压区，是正常心内膜心肌记录到的心电活动。

2.2 三维电生理标测图在心律失常教学中的优势

现今，绝大多数教学医院将三维电生理标测图看成电生理医师知识提升的内容，本科生或非心血管的住院医师极少涉及。三维标测技术应用于临床已经十余年，其疗效及安全性得到一致公认，在各种心律失常发生机制的探讨上具有常规标测所不具备的优势，也为医学生及临床医师心律失常理论知识水平的提高提供了一个很好的平台。其优势尤其表现在时空方面，即三维电生理标测技术将原本需要在学生头脑中重建的心电活动可以直观、形象地展现出来，在心脏解剖结构的展示、心律失常电生理机理的判断、心律失常病理生理机制的推测等方面都显示出优越性。

我们通过在多媒体课件中使用三维电生理标测图，发现在本科生心律失常理论教学中取得一定的成效。学生无须花大量时间去钻研心电向量图，而直接从三维图像中推导出在正常和异常时每个导联应该出现的心电图波形，采用“看图说话”的方式，更好地帮助学生理解复杂心律失常的起源和传导层次，有助于理解如“8”字折返、碎裂电位等特殊心电现象。一方面降低了学习难度，另一方面提高了学生的学习兴趣，由抽象转为形象，深入浅出，学生可以做到融会贯通，学习起来相对比较轻松。

3 三维电生理标测图在心律失常及其心电图教学中的应用

3.1 心脏解剖结构清晰

心脏的传导系统实际是一个微型结构，激动的传出和电传导的走行往往不可视。但是，三维电生理标测图像不仅可以清晰地显示各心腔的空间解剖位置，并标记出重要的解剖结构，如希氏束、冠状窦开口及三尖瓣环，等，而且能够动态展示激动的起源和传导路径［9-10］，便于学生理解心电图上的各波形代表哪一个心腔的活动；左室流出道和右室流出道起源室性心律失常的心电图形态不一样的原因；房性心动过速、房室结折返性心动过速与房室折返性心动过速的折返环与房室结的关系，等，帮助学生理解、记忆以及归纳总结。

例如：心脏前面大部分是右心室，如果室早起源于右心室，在心脏前面偏右的体表V1、V2导联往往表现为主波向下；而左心室位于心脏的左后，因此起源于左心室的室早在V1、V2导联更多表现为主波向上。又比如：在讲解窦性心律特点时，窦房结的解剖位置是位于上腔静脉与右心房交界处，位于心脏的右上方（如图1所示），心房的除极从右上指向左下，代表心房除极的P波方向与Ⅰ、Ⅱ、aVF、V4-V6导联正极方向基本一致，因此在上述导联P波直立；而与aVR导联的正极方向相反，所以在aVR导联P波倒置。

图1 窦性心律右房激动标测图

3.2 判断心律失常机制更加直观

心动过速的发生机制分为折返性和局灶性两大类，三维标测图可清楚显示两种心动过速发生机制的特点，并能做出直视性诊断，即通过提供心腔的整体电活动信息，直观地反映心腔或目标区域心肌激动的早晚顺序，使学生能够更加直观地了解心律失常的机制，并对心律失常进行定性和定位的诊断。

如图2、图3所示，该患者心电图显示心房扑动，三维标测图上可直视观察到心房激动顺序，清晰显示房扑的激动传导路径，红色区代表最早激动部位（*号），随后依次传导到黄、绿、蓝、紫色区，紫色区是最晚激动部位（□号），而且紫色区与红色区首尾相接，提示为折返性激动，图中箭头标出激动折返的总体方向，证实该折返存在两个方向，即“8字形”折返。由此使学生形象地认识到折返的概念，了解心房扑动的折返环可以是多个。

图2 A心房扑动心电图；B左房心房扑动的三维激动顺序标测图，白色箭头所在位置是红紫色相接区域，即原激动标测图中，红色代表最早激动（*号），紫色代表最晚激动（□号），黄、绿、蓝色（图中颜色由深至浅再到深部分）代表激动由早至晚顺序激动，心房扑动时表现为同时绕二尖瓣环及肺静脉的“8”字形双环折返机制（即图中激动沿着白色箭头方向传导）。

图3 心房扑动的电传导图。激动沿二尖瓣环顺钟向传导的同时，又沿着左肺静脉逆钟向传导（图中颜色偏浅区域为激动传导至部位），形成“8”字折返环（与图2同一个患者）。

以最早激动点为圆心，向外呈辐射状传导，且电激动的整体时间短于心动过速周期的50%，是局灶性心律失常的特征。图4是一例房性心动过速的三维标测图，红色区域代表最早激动部位（*号），向外依次为黄、绿、蓝色区，最外的紫色区域代表该次激动的最晚部位（图中颜色最深区域），最早与最晚激动点没有首尾相接，激动呈“离心性”扩布，因此根据三维标测图可以让学生做出局灶性房性心动过速的诊断。另外，其电激动的顺序是由心房底部后间隔侧向周围及心房顶部扩布，根据心电图波形产生原则推测其下壁导联P＇波倒置，而I、aVL、aVR导联P＇波直立，与其实际记录的心电图很好地吻合（见图4B）。这种认知方法，使学生在理解基础上进行知识的记忆和总结，能够做到举一反三。

3.3 推测心律失常的病生理机制

三维电生理标测中的电压标测图可直视患者心肌心内膜电激动时的电压是否正常，从而推断心室／心房各部位病理改变的情况。心房颤动（房颤）是常见的心律失常类型，心电图特征明显，一般不容易混淆。房颤时电重构以及结构重构的改变目前被认为是房颤维持的重要因素。三维电生理标测图可形象地记录到房颤时左心房内局部心房电压降低（如图5所示），这些低电压区经影像学证实为心肌纤维化组织。同时，也可以在心房中记录到碎裂电位，反映了局部心房传导缓慢。这有助于学生理解房颤时心房纤维化及低电压改变了房内传导，增加了心房有效不应期，而这些改变促进了房内微折返环的形成，从而促进房颤的形成和维持。

图4 右心房局灶性房性心动过速的三维电激动标测图，红色区域（*号）代表最早激动部位，位于右房底部后间隔侧向周围呈“离心性”扩布（激动沿白色箭头方向呈放射状传导）。B心动过速发作时体表心电图。

图5 电压标测图中，颜色从红色、黄色、绿色、蓝色、紫色代表电压幅度逐渐升高，红色代表电压幅度在0.05～0.5 mv之间的低电压区（*号），紫色（颜色较深区域）代表正常区域。A左房电压标测正常的无房颤患者。B左房壁散在低电压区（*号所指区域）的房颤患者。

4 总结与展望

三维电生理标测图辅助心律失常教学的方法，突破了多媒体教学中心律失常机制的简单传授及特征心电图的死记硬背，可以说是对心律失常及其心电图教学方法的重要改进，适用于理论知识讲解以及典型病例和各种异常心电图的分析。另外，该方法将原本抽象构建的电活动通过静态或动态的三维图像直观地展现给学生，建立时空分析概念，引导学生思考心律异常心电图的形成机理，以及对心律失常发生机制的深入理解，由此弥补了教材中仅简单地将心肌细胞动作电位直接生硬地过渡到体表心电图，简化了对各种异常节律及特殊传导的复杂抽象概念的解释。

总之，针对心律失常及其心电图部分教、学两难的困境，运用三维电生理标测图辅助教学是一种有效的理论教学方法。通过该方法可以让学生在理解的基础上学习心律失常机制及其心电图特点，做到举一反三、融会贯通。相信随着教学方法的不断完善以及教师自身素质的提高，并积极引导学生掌握正确的方法，一定可以切实提高心律失常及其心电图教学的质量。

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Application of three-dimensional electrophysiological mapping in arrhythmia and electrocardiogram teaching

Peng Hui，Shen Luhua
Beijing Friendship Hospital Affiliated to Capital Medical University，Beijing 100050，China

In view of the problem in teaching and studying arrhythmia and electrocardiogram theory，we introduced three-dimensional electrophysiological mapping of the heart to arrhythmia and electrocardiogram theory teaching.By establishing the electrocardio time-space view，we explained the mechanisms of normal heart rhythm，formation of arrhythmia and conduction disorder，and helped students understand electrocardiograms of various types of arrhythmia by using the basic mechanism of electrocardiogram generation.This method can directly and vividly expounds on the mechanism of arrhythmia，help students develop a good model of electrocardio time-space view，and rapidly acquire skills in analyzing and interpreting arrhythmia electrocardiograms.Applying three-dimensional electrophysiological mapping is an effective method that assists teaching of arrhythmia and electrocardiogram theory，which is direct and easy for students to understand.Therefore，it is worthy of promotion in teaching.

three-dimension electrophysiological mapping；arrhythmia；electrocardiogram；teaching

G434

A

1004-5287（2015）06-0673-04

2015-06-23

彭晖（1970-），女，四川资中人，博士，副主任医师，主要研究方向：起搏电生理。