超声心脏电生理学(第二版)

**篇 概述 第1章 心脏电生理学简史 **节 心脏电生理学的发展历史 早在中国春秋战国时期，名医扁鹊就已经观察到人体的脉搏现象，并以此作为疾病诊断和预后判断的依据。当时的中医已经开始观察作为正常和异常脉搏现象起源的人体心脏解剖和生理状态，同时也认识到脉搏现象与人体心脏活动是相关联的。进入西晋时期，名医王叔和首次详细描述了人体脉搏的观察方法，将脉搏的观察与患者的年龄、性别和其他病理特征相结合，对人体正常和异常的脉搏类型进行了多达200余种的详细分类。他将每一种脉搏类型与疾病的诊断、中医治疗方法和预后判断进行了关联，以有助于临床疾病的诊断和治疗（图1-1）。 1875年，德国莱比锡大学的埃及学家 Georg Ebers依据其所收集到的公元前1553～前1550年古埃及记录古埃及文化和医学活动的草制纸书，发现在那个时代古埃及已明确表述了脉搏与心脏搏动间的相关关系，首次提出在人的肢体内有若干血管，而心脏则位于血管的中央（图 1-2）。公元前300年左右希腊医学家 Herophilos通过采用水钟等计时工具对发热患者进行研究，提出脉搏的变化与容量、速率和节律有关。此后古希腊名医 Galen（公元129～ 199年）首次提出脉搏是一种动脉的收缩和舒张现象，而上述现象与心脏的容量变化有关。在此后的岁月里，西方和东方的医学家们对脉搏现象的认识经历了多次反复并逐步形成完整的理论体系。但是在如何准确认识和评价正常和异常脉搏搏动及其与心脏搏动间关系等方面缺乏有效的科学研究工具和技术方法，导致对正常与异常脉搏搏动基础研究和临床应用长时间处于经验阶段。 1887年法国医学家Augustus Desire Waller采用Lippman（法国物理学家，获得 1908年诺贝尔物理学奖）发明的毛细管电流计首次在人体获取到人类体表的心电信号。但是在那个时期，这一发现并未得到重视和应用。然而， Waller的工作奠定了现代心脏电生理学的基础。在 Waller之后，出生于印尼爪哇群岛的荷兰生理学家Willem Einthoven在应用Lippman毛细管电流计进行心电信号研究的基础上，进一步认识到原有技术的不足，转而采用C. Ader发明的弦式电流计进行心脏电活动研究，并进一步加以改进以去除影响心脏电信号记录质量的若干干扰因素。 1903年Einthoven发表文章，将其所获得的心电信号时间曲线的五个节点分别命名为P、Q、R、S、T。这一心电图曲线的命名方法一直沿用至今。心电图的出现无疑为心脏节律障碍、心脏电脉冲波的形成和心脏传导系统的研究提供了重要的工具。 Einthoven所创建的心电三角理论也已经成为现代心电图测量和分析的基础。 1924年 Einthoven因对弦式电流计的改进和杰出的心脏电信号观测应用获得了诺贝尔生理学或医学奖（图1-3～图1-5）。 图1-1 中国古代中医的诊脉法，以此诊断疾病 引自Lüderitiz B. History of the Disorders of Cardiac Rhythm. Futura Publishing Company，1995 图1-2 古埃及*早记录心脏解剖结构和功能的文字 引自Lüderitiz B. History of the Disorders of Cardiac Rhythm. Futura Publishing Company，1995 由于有了全新的心脏功能观测技术及建立了相关研究方法，此后对心脏电生理现象的研究逐步深入。 1898～ 1899年荷兰学者Karel Frederik Wenckebach已经详细描述了心脏期前收缩和与二度房室传导阻滞相关的文氏间期。在整个 20世纪上半叶， Wenckebach为现代心脏电生理学的进一步向前发展做出了重大贡献。其在心脏电生理现象及其相关的心脏解剖结构研究等方面也取得了重大进展。在心律失常的药物治疗方面，Wenckebach也首先观察到奎尼丁对心房颤动的临床治疗作用。与此同时，窦房结、房室结和浦肯野纤维系统等重要心脏传导解剖结构相继被世界各国的医学家发现。 图1-3 Willem Einthoven（1860～1927年）（A）和世界上**幅心电图（B） 引自Lüderitiz B. History of the Disorders of Cardiac Rhythm. Futura Publishing Company，1995 图1-4 早期肢体导联心电图仪及其心电检测 引自Lüderitiz B. History of the Disorders of Cardiac Rhythm. Futura Publishing Company，1995 图1-5 Einthoven命名并沿用至今的心电图五个波形名称（A）和Einthoven三角（B） 引自Lüderitiz B. History of the Disorders of Cardiac Rhythm. Futura Publishing Company，1995 通过对临床心律失常现象的深入研究，在 20世纪上半叶世界医学界不仅已经充分认识到晕厥与缓慢性和快速性心律失常的关系，而且认识到晕厥不仅与窦房结功能减低、窦房传导障碍和房室传导障碍有关，还与心房和心室较高兴奋性导致的心房心室心动过速、颤动或扑动，以及房室折返性快速性心律失常导致的血液循环障碍或终止有关，并据此产生了导致心源性晕厥的Morgagni-Adams-Stokes综合征的概念。事实上，早在 1846年德国生理学家Herman Friedrich Stannius 已经通过对动物心脏特定解剖结构（如上腔静脉窦的右心房开口处、心房和心室交界处等）进行结扎处理的实验观察，发现结扎上述解剖结构对心脏不同节段（如上腔静脉、心房和心室）节律控制和心肌收缩舒张功能产生了重要影响，由此认识到心脏可能存在的传导系统及其可能对心脏功能的控制和节律影响。上述实验及其发现为现代心脏起搏治疗缓慢性心律失常疾病和房室束（又称希氏束）消融治疗快速性心律失常疾病建立了初步的理论及实践基础（表 1-1，图 1-6）。 在临床心律失常现象的研究方面，西方的病理生理学家和临床学家在整个19世纪下半叶和20世纪上半叶取得了丰硕的成果。其中对阵发性或加速性心动过速现象已经有了较为深入的认识，认识到阵发性心动过速与单独的期前收缩不同，而且由于初始搏动起源的不同，阵发性室上性心动过速与室性心动过速的临床和心电图表现及其预后明显不同，应当予以鉴别。在发病的病理机制方面也已经认识到预激综合征与阵发性室上性心动过速的关系，同时认识到阵发性室上性心动过速的发生也可以仅仅与房室结内的双径路有关，可以不需要心房解剖结构的参与。其中折返环路和触发机制的存在均可以导致阵发性室上性心动过速的发生。通过对Wolff-Parkinson-White综合征（即预激综合征）、 Lown-Ganong-Levine综合征、 Romano-Ward综合征（即长QT间期综合征）、尖端扭转型室性心动过速和病态窦房结综合征等重要的典型心律失常现象的临床和心电图系统研究，已经能够较为充分地揭示心脏传导系统异常及其对心脏电机械兴奋所产生的病理生理影响，以及与多种复杂多变的快速性和缓慢性心律失常现象之间的关系，在此基础上已经注意到家族性遗传因素在包括长QT间期综合征在内的心律失常疾病发生和发展过程中的基础性重要作用（表1-2）。 表1-1 心脏传导系统解剖结构的发现历史 资料来源：Lüderitiz B. History of the Disorders of Cardiac Rhythm. Futura Publishing Company，1995。 图1-6 人类心脏房室交界区传导系统解剖结构空间位置示意图 引自Lüderitiz B. History of the Disorders of Cardiac Rhythm. Futura Publishing Company，1995 表1-2 心电图发展历史 资料来源：Lüderitiz B. History of the Disorders of Cardiac Rhythm. Futura Publishing Company，1995。 如前所述，在心脏电生理学研究和临床应用的初始阶段，西方医学界就十分重视心脏电生理功能和心律失常现象的心脏解剖结构基础研究。一些重要的心脏传导系统结构被先后发现。 1845年波希米亚生理学家Johannes Evangelista Purkinje将心脏生理学研究与新出现的显微镜观察技术相结合进行心脏显微结构观察研究，首先发现了心脏壁内排列成束状的具有多核和线状细胞结构的浦肯野纤维系统。但是，在当时人们并没有认识到这些心脏显微解剖结构观察结果的重要医学科学研究价值和临床价值。 1893年瑞士医学家Whihelm His Jr.在心脏胚胎发育与成人心脏功能的相关性研究中发现，将温血动物的心房和心室间隔部分离断将导致心房和心室搏动节律的分离。他进一步发现在心房和心室间存在着一条独立的心脏房室间的肌性连接结构，并以自己的名字对此解剖结构加以命名（希氏束，即房室束）。在此基础上，首先描述了心脏房室传导系统的功能并进一步推测了包括房室结、房室束和左右束支在内的心脏传导系统解剖结构、空间位置及左右束支系统与浦肯野纤维系统间的连接和传导关系等重要心脏传导系统构架。 1906年以发现风湿性心肌炎Aschoff小体闻名的德国病理学家Ludwig Aschoff及其学生日本病理学家Suano Tawara共同发现，在右心房壁内接近心房和心室交界处存在一个局部增厚的糖原丰富的肌性传导组织，并将其命名为 Ashoff-Tawara结（即房室结），通过大量的哺乳类动物和人类心脏显微病理观察，他们详细描述了这一特殊心脏解剖结构的内部结构、空间位置和组织学特征及其与心脏左右束支间的延续关系。与此同时，他们还详细研究了心脏左右传导束支的分支结构及其与浦肯野纤维系统的连接关系，以及浦肯野纤维系统与心脏做功心肌细胞间的连接关系。 1907年苏格兰解剖学家Aethur Berridale Keith及其学生英格兰解剖学家 Martin William Flack报道了他们的心脏比较解剖学研究成果。当他们在脊椎动物心脏标本上试图对德国病理学家Ludwig Aschoff和日本病理学家 Suano Tawara共同发现的房室结解剖结构进行观察时，意外发现了位于上腔静脉开口与右心房交界处存在一个特殊的环状肌性结构，并将其命名为Keith-Flack结（即窦房结）。德国病理解剖学家W. Koch在此基础上对上述解剖结构进行了更为详尽的观察，进一步确定该结节形态为纺锤状，解剖结构位于上腔静脉与右心房交界沟处，其内包含较多的以胶原蛋白纤维为主的结缔组织。 在正常心脏传导系统解剖结构被相继发现的同时，西方医学界也相继发现了心脏变异或异常的传导路径及其异常的心脏传导组织。 1876～ 1893年意大利实验生理学家Giovanni Paladino和英格兰胚胎生理学家Albert Frank Stanley Kent发现了心脏房室间传导异常路径肯氏束的存在。1906～ 1907年K. F. Wenckebach发现文氏束。1916 年J. G. Bachmann发现巴赫曼束。1932年 I. Mahaim发现马汉束。1961年T. N. James发现詹姆斯束等。 由于对上述心脏传导系统基本解剖结构有了充分的认识，以及心电图技术方法的不断改进，西方医学界对心律失常现象的认识得到不断拓展和丰富。在这一发展过程中，建立了心律失常疾病的系统性心脏电生理学诊断技术和方法。临床对心律