彭 暉,沈潞華
首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院,北京 100050
·數(shù)字醫(yī)學(xué)·
三維電生理標(biāo)測圖在心律失常及其心電圖教學(xué)中的應(yīng)用
彭 暉,沈潞華
首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院,北京 100050
針對心律失常及其心電圖理論教學(xué)中遇到的教與學(xué)兩難問題,嘗試將臨床心臟三維電生理標(biāo)測圖應(yīng)用于心律失常及其心電圖理論教學(xué)中。通過建立清晰的心電時空觀,來解釋正常及部分異常心律形成及傳導(dǎo)障礙的內(nèi)在機(jī)制,同時結(jié)合心電圖產(chǎn)生基本機(jī)理,去認(rèn)識和理解各種心律失常心電圖。該方法可直觀、形象地闡述心律失常產(chǎn)生機(jī)制,幫助學(xué)生形成良好的電—傳導(dǎo)時空思維模式,并在理解機(jī)理的基礎(chǔ)上使學(xué)生迅速具備心律失常心電圖的分析能力和閱圖能力。應(yīng)用三維電生理標(biāo)測圖是一種有效的輔助心律失常及其心電圖理論教學(xué)方法,具有直觀易懂的教學(xué)效果,值得在教學(xué)中推廣。
三維電生理標(biāo)測;心律失常;心電圖;教學(xué)
【DOI】:10.13566/j.cnki.cmet.cn61-1317/g4.201506020
心律失常是心血管疾病學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和難點(diǎn),其概念較抽象,常涉及時間和空間多維因素,在有限時間內(nèi)難以被學(xué)生理解。如何建立清晰的心電時空觀、理解心律失常發(fā)生的機(jī)制,仍是教學(xué)中需要解決的問題。三維電生理標(biāo)測技術(shù)在心律失常診斷與治療中發(fā)揮了突出優(yōu)勢[1],我們將其運(yùn)用于心律失常及其心電圖理論教學(xué)中,有助于學(xué)生理解電生理基礎(chǔ)知識,以及提高閱讀心律失常心電圖的能力,具有直觀、易懂的教學(xué)效果。
心律失?;A(chǔ)知識深奧,理解和記憶相對比較困難。傳統(tǒng)心律失常授課方法是從基礎(chǔ)理論開始講解,包括正常傳導(dǎo)系統(tǒng)、心臟解剖特點(diǎn)、異常心律產(chǎn)生機(jī)理、電生理特性,等,這些內(nèi)容相對抽象難懂,需要學(xué)生對心臟的電—傳導(dǎo)系統(tǒng)具有良好的時空思維。而理論課中盡管使用多媒體課件輔助教學(xué),但較難在心臟模型上對其解剖和心律失常機(jī)制作全面、清晰的展示,使學(xué)生僅能通過抽象思維建立電—傳導(dǎo)系統(tǒng)的概念、形態(tài)和輪廓,由此必然會產(chǎn)生枯燥、單調(diào)的學(xué)習(xí)心態(tài)[2-3]。所以,心律失常及其心電圖一直以來是心血管疾病教學(xué)中的難點(diǎn)之一[4-6]。
另外,在教學(xué)過程中,我們發(fā)現(xiàn)對于晦澀、難記的理論知識,當(dāng)學(xué)生實(shí)際動手操作后卻會覺得相對簡單,特別是一些異常心電圖或親身參與救治的心律失常疾病,往往讓學(xué)生過目不忘。比如預(yù)激綜合征,文字描述復(fù)雜,但實(shí)際看到圖形就覺得特點(diǎn)鮮明,下一次再看到就很容易辨識出來,也能較快辨別出這種心律失常形成的原因。由此,提示我們將深奧的理論知識轉(zhuǎn)化為更為形象、具體、直觀的圖像,使學(xué)生一目了然,讓學(xué)生能夠主動思考、積極參與。
2.1 三維電生理標(biāo)測圖
心電圖是心律失常教學(xué)的第一個難點(diǎn),也是認(rèn)識各種心律失常的基石。過去,教師通常將單個心肌細(xì)胞的動作電位和心電圖各個波段聯(lián)系起來,并且結(jié)合“心電軸”概念和心電向量圖,闡述正?;虍惓P碾妶D波形。理論上,心電向量圖有助于建立心—電傳導(dǎo)的時空觀,但對于學(xué)生,心電向量本身難以理解,很難在短期內(nèi)建立時間和空間的概念[7]。
三維電生理標(biāo)測是在三維磁場/電場導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)下,對心臟的解剖標(biāo)志區(qū)進(jìn)行采點(diǎn)取樣,根據(jù)取樣心內(nèi)膜各點(diǎn)獲得的位置和心內(nèi)電圖,實(shí)時重建心腔三維圖形[8]。直視、立體的三維電生理標(biāo)測圖可以為心律失常診斷提供幫助。其中,激動順序標(biāo)測圖應(yīng)用不同的顏色代表心電激動時的先后順序,即紅、黃、綠、藍(lán)、紫等顏色分別反映心電激動出現(xiàn)的早晚順序。而電壓標(biāo)測圖則采用不同顏色代表所記錄的心內(nèi)膜心肌心電信號電壓的不同,紅色區(qū)域反映異常的低電壓區(qū),是纖維組織替代正常心肌的結(jié)果,而紫色區(qū)域是正常電壓區(qū),是正常心內(nèi)膜心肌記錄到的心電活動。
2.2 三維電生理標(biāo)測圖在心律失常教學(xué)中的優(yōu)勢
現(xiàn)今,絕大多數(shù)教學(xué)醫(yī)院將三維電生理標(biāo)測圖看成電生理醫(yī)師知識提升的內(nèi)容,本科生或非心血管的住院醫(yī)師極少涉及。三維標(biāo)測技術(shù)應(yīng)用于臨床已經(jīng)十余年,其療效及安全性得到一致公認(rèn),在各種心律失常發(fā)生機(jī)制的探討上具有常規(guī)標(biāo)測所不具備的優(yōu)勢,也為醫(yī)學(xué)生及臨床醫(yī)師心律失常理論知識水平的提高提供了一個很好的平臺。其優(yōu)勢尤其表現(xiàn)在時空方面,即三維電生理標(biāo)測技術(shù)將原本需要在學(xué)生頭腦中重建的心電活動可以直觀、形象地展現(xiàn)出來,在心臟解剖結(jié)構(gòu)的展示、心律失常電生理機(jī)理的判斷、心律失常病理生理機(jī)制的推測等方面都顯示出優(yōu)越性。
我們通過在多媒體課件中使用三維電生理標(biāo)測圖,發(fā)現(xiàn)在本科生心律失常理論教學(xué)中取得一定的成效。學(xué)生無須花大量時間去鉆研心電向量圖,而直接從三維圖像中推導(dǎo)出在正常和異常時每個導(dǎo)聯(lián)應(yīng)該出現(xiàn)的心電圖波形,采用“看圖說話”的方式,更好地幫助學(xué)生理解復(fù)雜心律失常的起源和傳導(dǎo)層次,有助于理解如“8”字折返、碎裂電位等特殊心電現(xiàn)象。一方面降低了學(xué)習(xí)難度,另一方面提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,由抽象轉(zhuǎn)為形象,深入淺出,學(xué)生可以做到融會貫通,學(xué)習(xí)起來相對比較輕松。
3.1 心臟解剖結(jié)構(gòu)清晰
心臟的傳導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)際是一個微型結(jié)構(gòu),激動的傳出和電傳導(dǎo)的走行往往不可視。但是,三維電生理標(biāo)測圖像不僅可以清晰地顯示各心腔的空間解剖位置,并標(biāo)記出重要的解剖結(jié)構(gòu),如希氏束、冠狀竇開口及三尖瓣環(huán),等,而且能夠動態(tài)展示激動的起源和傳導(dǎo)路徑[9-10],便于學(xué)生理解心電圖上的各波形代表哪一個心腔的活動;左室流出道和右室流出道起源室性心律失常的心電圖形態(tài)不一樣的原因;房性心動過速、房室結(jié)折返性心動過速與房室折返性心動過速的折返環(huán)與房室結(jié)的關(guān)系,等,幫助學(xué)生理解、記憶以及歸納總結(jié)。
例如:心臟前面大部分是右心室,如果室早起源于右心室,在心臟前面偏右的體表V1、V2導(dǎo)聯(lián)往往表現(xiàn)為主波向下;而左心室位于心臟的左后,因此起源于左心室的室早在V1、V2導(dǎo)聯(lián)更多表現(xiàn)為主波向上。又比如:在講解竇性心律特點(diǎn)時,竇房結(jié)的解剖位置是位于上腔靜脈與右心房交界處,位于心臟的右上方(如圖1所示),心房的除極從右上指向左下,代表心房除極的P波方向與Ⅰ、Ⅱ、aVF、V4-V6導(dǎo)聯(lián)正極方向基本一致,因此在上述導(dǎo)聯(lián)P波直立;而與aVR導(dǎo)聯(lián)的正極方向相反,所以在aVR導(dǎo)聯(lián)P波倒置。
圖1 竇性心律右房激動標(biāo)測圖
3.2 判斷心律失常機(jī)制更加直觀
心動過速的發(fā)生機(jī)制分為折返性和局灶性兩大類,三維標(biāo)測圖可清楚顯示兩種心動過速發(fā)生機(jī)制的特點(diǎn),并能做出直視性診斷,即通過提供心腔的整體電活動信息,直觀地反映心腔或目標(biāo)區(qū)域心肌激動的早晚順序,使學(xué)生能夠更加直觀地了解心律失常的機(jī)制,并對心律失常進(jìn)行定性和定位的診斷。
如圖2、圖3所示,該患者心電圖顯示心房撲動,三維標(biāo)測圖上可直視觀察到心房激動順序,清晰顯示房撲的激動傳導(dǎo)路徑,紅色區(qū)代表最早激動部位(*號),隨后依次傳導(dǎo)到黃、綠、藍(lán)、紫色區(qū),紫色區(qū)是最晚激動部位(□號),而且紫色區(qū)與紅色區(qū)首尾相接,提示為折返性激動,圖中箭頭標(biāo)出激動折返的總體方向,證實(shí)該折返存在兩個方向,即“8字形”折返。由此使學(xué)生形象地認(rèn)識到折返的概念,了解心房撲動的折返環(huán)可以是多個。
圖2 A心房撲動心電圖;B左房心房撲動的三維激動順序標(biāo)測圖,白色箭頭所在位置是紅紫色相接區(qū)域,即原激動標(biāo)測圖中,紅色代表最早激動(*號),紫色代表最晚激動(□號),黃、綠、藍(lán)色(圖中顏色由深至淺再到深部分)代表激動由早至晚順序激動,心房撲動時表現(xiàn)為同時繞二尖瓣環(huán)及肺靜脈的“8”字形雙環(huán)折返機(jī)制(即圖中激動沿著白色箭頭方向傳導(dǎo))。
圖3 心房撲動的電傳導(dǎo)圖。激動沿二尖瓣環(huán)順鐘向傳導(dǎo)的同時,又沿著左肺靜脈逆鐘向傳導(dǎo)(圖中顏色偏淺區(qū)域?yàn)榧觽鲗?dǎo)至部位),形成“8”字折返環(huán)(與圖2同一個患者)。
以最早激動點(diǎn)為圓心,向外呈輻射狀傳導(dǎo),且電激動的整體時間短于心動過速周期的50%,是局灶性心律失常的特征。圖4是一例房性心動過速的三維標(biāo)測圖,紅色區(qū)域代表最早激動部位(*號),向外依次為黃、綠、藍(lán)色區(qū),最外的紫色區(qū)域代表該次激動的最晚部位(圖中顏色最深區(qū)域),最早與最晚激動點(diǎn)沒有首尾相接,激動呈“離心性”擴(kuò)布,因此根據(jù)三維標(biāo)測圖可以讓學(xué)生做出局灶性房性心動過速的診斷。另外,其電激動的順序是由心房底部后間隔側(cè)向周圍及心房頂部擴(kuò)布,根據(jù)心電圖波形產(chǎn)生原則推測其下壁導(dǎo)聯(lián)P'波倒置,而I、aVL、aVR導(dǎo)聯(lián)P'波直立,與其實(shí)際記錄的心電圖很好地吻合(見圖4B)。這種認(rèn)知方法,使學(xué)生在理解基礎(chǔ)上進(jìn)行知識的記憶和總結(jié),能夠做到舉一反三。
3.3 推測心律失常的病生理機(jī)制
三維電生理標(biāo)測中的電壓標(biāo)測圖可直視患者心肌心內(nèi)膜電激動時的電壓是否正常,從而推斷心室/心房各部位病理改變的情況。心房顫動(房顫)是常見的心律失常類型,心電圖特征明顯,一般不容易混淆。房顫時電重構(gòu)以及結(jié)構(gòu)重構(gòu)的改變目前被認(rèn)為是房顫維持的重要因素。三維電生理標(biāo)測圖可形象地記錄到房顫時左心房內(nèi)局部心房電壓降低(如圖5所示),這些低電壓區(qū)經(jīng)影像學(xué)證實(shí)為心肌纖維化組織。同時,也可以在心房中記錄到碎裂電位,反映了局部心房傳導(dǎo)緩慢。這有助于學(xué)生理解房顫時心房纖維化及低電壓改變了房內(nèi)傳導(dǎo),增加了心房有效不應(yīng)期,而這些改變促進(jìn)了房內(nèi)微折返環(huán)的形成,從而促進(jìn)房顫的形成和維持。
圖4 右心房局灶性房性心動過速的三維電激動標(biāo)測圖,紅色區(qū)域(*號)代表最早激動部位,位于右房底部后間隔側(cè)向周圍呈“離心性”擴(kuò)布(激動沿白色箭頭方向呈放射狀傳導(dǎo))。B心動過速發(fā)作時體表心電圖。
圖5 電壓標(biāo)測圖中,顏色從紅色、黃色、綠色、藍(lán)色、紫色代表電壓幅度逐漸升高,紅色代表電壓幅度在0.05~0.5 mv之間的低電壓區(qū)(*號),紫色(顏色較深區(qū)域)代表正常區(qū)域。A左房電壓標(biāo)測正常的無房顫患者。B左房壁散在低電壓區(qū)(*號所指區(qū)域)的房顫患者。
三維電生理標(biāo)測圖輔助心律失常教學(xué)的方法,突破了多媒體教學(xué)中心律失常機(jī)制的簡單傳授及特征心電圖的死記硬背,可以說是對心律失常及其心電圖教學(xué)方法的重要改進(jìn),適用于理論知識講解以及典型病例和各種異常心電圖的分析。另外,該方法將原本抽象構(gòu)建的電活動通過靜態(tài)或動態(tài)的三維圖像直觀地展現(xiàn)給學(xué)生,建立時空分析概念,引導(dǎo)學(xué)生思考心律異常心電圖的形成機(jī)理,以及對心律失常發(fā)生機(jī)制的深入理解,由此彌補(bǔ)了教材中僅簡單地將心肌細(xì)胞動作電位直接生硬地過渡到體表心電圖,簡化了對各種異常節(jié)律及特殊傳導(dǎo)的復(fù)雜抽象概念的解釋。
總之,針對心律失常及其心電圖部分教、學(xué)兩難的困境,運(yùn)用三維電生理標(biāo)測圖輔助教學(xué)是一種有效的理論教學(xué)方法。通過該方法可以讓學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)心律失常機(jī)制及其心電圖特點(diǎn),做到舉一反三、融會貫通。相信隨著教學(xué)方法的不斷完善以及教師自身素質(zhì)的提高,并積極引導(dǎo)學(xué)生掌握正確的方法,一定可以切實(shí)提高心律失常及其心電圖教學(xué)的質(zhì)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
彭暉(1970-),女,四川資中人,博士,副主任醫(yī)師,主要研究方向:起搏電生理。