这种可以救命的神秘图像，你看懂了吗？

这天阳医生的诊室里来了一名中年的男性患者，这位先生把一张自己的心电图递了过来，接着说到：”请您帮我看看，我的心脏有没有什么毛病？”

阳医生看了眼心电图，接着就问道：“您高血压有多长时间了？“

患者很是惊奇，反问阳医生都没有给他测量血压，是如何得知他已经罹患了多年的高血压的。

阳医生笑了笑，回答道：”就是通过你的心电图推断出来的。“

”心电图也能看出来高血压吗？“患者一脸的不解。

一张心电图，几条直线和曲线组成的抽象的图形，竟然能用来诊断心脏的疾病？不光是患者，许多初学心血管内科的医学生都会有这样的疑问。但不可否认的是，在许多传统的检查手段诸如胸片，都在逐渐被新式的检查手段诸如肺CT取代的今天，心电图作为一项有着100多年历史的检查方法，非但没有过时，反而得到了越来越广泛的应用，成为了心血管内科的一项经久不衰无可替代的无创检查手段。

究其原因，就不能不从心电图的发展历史谈起。

现代医学的发展进步，很大程度上得益于现代科学的发展进步，心电图的产生和发展也是如此。

1、神奇的生物电现象

17~18世纪，基于科学家对电磁现象的科学认识，医学家们开始了对生物电的研究。

1781年1月26日,意大利波伦亚大学的解剖和外科学教授伽伐尼在解剖青蛙的实验中,注意到用电刺激青蛙的神经,会导致其肌肉的收缩，他由此意识到：电可以导致生物神经冲动的传导。由此奠定了生物电生理学的基础。1840年至1842年间,意大利的生理学家马泰乌奇在发表的数篇论文和演讲中对上述试验进行了论证和分析，他发现一切正在收缩的肌肉,都产生这种肌肉电流，这其中也包括心脏。

组成人类心脏的细胞分为两类，一类是工作细胞，主要包括心房肌细胞和心室肌细胞，这一类细胞内部含有大量的肌纤维，因而具有收缩功能，主要起到机械收缩的作用。而另一类细胞是自律细胞，其几乎不含有肌纤维，但是能自动产生节律性的动作电位。

特化的自律细胞主要分布于心脏的窦房结、结间束、房室结、希氏束、左右束支及遍布心肌的浦肯野纤维。窦房结好似司令部，规律性的释放电信号，房室结则像是中转站，其他的传导系统则像是电线，他们将窦房结释放的电流传导至心脏各处的工作细胞，从而引起心脏的收缩。

当心脏的电活动出现紊乱时，心脏的搏动也就会随之紊乱，出现早搏、停搏的异常现象，这就是临床上常见的心脏疾病——心律失常。

2、心电极其记录方法的早期研究

既然心脏电信号的紊乱与心律失常的发生密切相关，那么如何在体外记录心脏电信号就成了医学家们要解决的下一个问题。

最初，德国生理学家迪布瓦·雷蒙1849年设计了第一台测试仪器,称作周期断流器或称电流断续器，最初是用于测量神经系统的电位变化，后由他的学生伯恩斯坦进行了改进,使其适合于测量心脏的电位变化。1878年,荷兰学者恩格尔曼使用这种改进的仪器对动物的心电活动进行了研究,并绘制出了第一幅锯齿波形的心电图,这一成果为后来在人体上的实验奠定了基础。

继周期性断流计后，法国的物理学家，诺贝尔奖得主李普曼，设计了一种极其灵敏的毛细管静电计，非常适合用来测量迅速变化的生物电活动。1886年，英国的生理学家沃勒，首次将毛细管静电仪用于测量人体的心电活动。最初的实验是在他自己身上进行的，他将自己的右手和左脚放入一对盛有盐溶液的水桶中，并将溶液与静电计相连，这样，人类的第一幅心电图被记录了下来。

人类的第一幅心电图

3、艾因托芬与心电图记录方法的改进

在人类研究心电图的历史上，继沃勒之后，贡献最为突出的是荷兰的生理学家艾因托芬。艾因托芬将自己全部的精力投入到了心电图和心脏电生理的研究之中，他意识到毛细管静电计的频响过低，势必会造成心电图描记的失真，于是他应用复杂的数学方法进行校正，终于获得了与现代心电图相近的波形，他把这些波形命名为P波、QRS波群及T波，分别对应着心房肌细胞的除极、心室肌细胞的除极及复极，并沿用至今。

由于毛细管静电计记录的结果处理起来十分耗时，且极易受到外界因素的干扰，艾因托芬下决心要进一步改进心电图的记录方法。

伴随着科技的发展，艾因托芬的好朋友，法国的物理学家和工程师发明了弦线式的电流计。弦线式的电流计通过将一根3μm粗细的镀银石英丝悬挂于冷水冷却强磁场中，当有电流通过石英丝的时候，就会在磁场内发生位移，通过对导丝位移的记录来形成心电图的波形，这极大的提高了心电图记录的灵敏度和准确度。艾因托芬利用胶片来记录心电图的波形，并制定了沿用至今的25mm/s的走纸速度。

不朽的心电图专家艾因托芬

遗憾的是，艾因托芬的弦线式心电图机还是十分的笨重，重达600吨，艾因托芬只能将其放在距离医院1英里的实验室中，并通过电线与病人相连，通过这台机器，艾因托芬记录到了完全不逊色于现代心电图的室性早搏、心房颤动和心房扑动等心律失常疾病的心电图，在此基础上，艾因托芬提出了心电图标准导联理论，也就是著名的艾因托芬三角。如图所示，三角形的每一条边都是心电图的一个标准导联，如果把导联比作眼睛的话，艾因托芬三角就是从轴面的三个不同角度观察和记录心脏的电活动。

由于艾因托芬在心电图上的杰出贡献，他于1924年获诺贝尔奖。

艾因托芬生前一直致力于心电图机微型化的研究，但限于技术发展水平，收效甚微，在其身后的20世纪50年代，伴随着电子管放大技术的产生于发展，心电图机的微型化变得容易起来。

德国的西门子和霍尔斯克公司对心电图机的微型化做出了突出的贡献。在电子管放大技术的基础上，1921年，这两家公司率先在其制造的仪器上采用了真空管和示波器两大技术,这不仅大大提高了心电图机的灵敏度,而且使得心电图机的体积微型化，同时心电信号能够直接在屏幕上加以显示，便于医生进行都太观察。

20世纪50年代中期以后,心电图仪的改进步入了一个更高的层次,即计算机化以及与其他检测技术合成的阶段。美国在50年代首先开始研究应用计算机处理心电图，1960年,第一个专用心电图波形自动识别系统建立起来,从此心电图仪进入到数字化发展的新时代。

小型的便携式心电图机

4、心电图与心脏电生理理论的建立

人类对心律失常的认识古已有之，中国的传统医学就通过对患者脉搏跳动节律的改变对心律失常进行了描述，如结脉，指的是”脉来迟缓而呈不规则间歇“，又如代脉，指的是”脉来缓慢而有规则的歇止“，这实际上都是心律失常的临床表现，在心电图出现之前，西方的医生也经常通过脉搏和听诊心音来诊断心律失常。

心电图的出现，使得临床医生能够直接观察和记录到心脏的电活动，从而能够精准的评估心脏电活动的异常。在现代心脏电生理理论的建立中做出突出贡献的是英国的临床医师刘易斯。

1908年刘易斯访问了艾因托芬的实验室，他直观的感受到了心电图的神奇之处，以一个临床医生敏锐的直觉，他判定心电图将在心律失常的诊断和治疗领域发挥巨大的作用，从那时起，他坚定了把心电图引入临床的决心。

1910年刘易斯用心电图确认了窦房结是心脏的起搏原点，在随后的6年里，他和助手通过一系列的试验分析出了心脏的传导系统的组成和激动顺序（如上文所述），为心律失常的分析奠定了基础。在这之后，刘易斯又相继对早搏、房颤和传导阻滞等心律失常心电图的表现做出了开创性的研究。

在刘易斯之后，他的助手，美国的临床医师威尔逊将心电图的应用拓展至心脏节律异常以外的领域。他系统地阐述了心肌梗塞、心绞痛、洋地黄样作用的心电图表现，并创造性的提出了胸前导联的设置，极大的提高了心电图诊断疾病的准确性。

在刘易斯和威尔逊的努力下，心电图与临床实践形成了水乳交融的局面，紧密的结合起来，心脏电生理由此成为了一门独立的学科并蓬勃的发展起来。

5、心脏电生理理论的发展

伴随着时代的发展，单纯的体表心电图已经不能满足医生对诊断疾病的需求。科技的进步再一次为医学的发展提供助力，当代的临床医生可以通过将标测电极伸入心脏的内部，直接在心脏内部的特定部位记录特定的心电图，并可以通过程序性刺激的方法来诊断许多复杂的心律失常，在确诊之后，我们还可以应用射频消融的方法消除心律失常的病灶，或者通过植入起搏器来治疗缓慢性的心律失常，这是心脏电生理理论的又一伟大的进步。

房颤射频消融术示意图

现代医学的蓬勃发展，离不开现代科学技术进步的支撑，纵观心电图的发生和发展历史，再次雄辩地证明了这个观点，科技的进步促进了心电图的发展，心电图的发展又促进了相关科学技术的创新，二者互相影响，一道繁荣。

距离人类的第一幅心电图诞生，倏忽已135年过去，当年沃勒把自己的右手和左脚放进盐溶液的时候，可能不会想到，他发明的心电图会如同一把钥匙，打开了心脏传导系统紧锁的大门，向我们展现出了一个万紫千红又充满着奥妙的心脏电生理的世界，如同一颗宇宙中的恒星，不停地发出着耀眼的光芒。

当然，与心电图同样耀眼的还有那些为心电图的发展做出巨大贡献的科学家们，他们的名字将和不朽的心电图一道彪炳史册，万古流芳。

参考文献

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[2]陈守成.心电图记录方式的历史、现状和展望[J].中国实用心电杂志,1996(05):397.

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[4]李经纬,程之范.中国医学百科全书.医学史.上海:上海科学技术出版社.1987:343.