心电信息学

                         ——心电图学的进展

丹东市第一医院   张开滋

北京美高仪公司   刘海祥

复旦大学市一临床学院   顾菊康

前言

    生物机体内，蕴藏着大量的生物电信息，它包括心电、脑电、肌电、胃电等。其中心电信息是最重要的生物电信息之一，心电信息一般认为它是一种有规律性、周期性的电生理信号。心电信号可以从心脏发出传到机体体表，在体表的不同部位产生电位差，我们可以在体表用电极将这种微弱的心电信号通过心电放大器及其一系列的生物医学信号的处理，描记和打印出各种心电信息的数据、曲线和图形。

    正常的人体心脏，在生命活动中呈现为有规律性，特征性的心电信息曲线和图形，当有心脏器质性病变和功能性改变，就有可能在心电信息上产生某些特征性变化，显示相应的曲线和图形，以提供临床医师诊治上参考。

    心电信息学（Electrocardiographic informatics）作为生命科学领域的信息科学，其历史悠久，源远流长，范畴广阔，博大精深。自1887年Waller描记出人类地一份心电图已经历了115个春秋（1887~2002年），从20世纪初Einthoven研究和发明弦线型心电流计，并用以记录体表心脏电活动形成心电图学，迄今已经历一百年历史（1903~2002年），心电图通常是指时域的静态心电图而言，它是心电信息学的基础和重要组成部分，其所指定的测量方法，分析技术和标准已被人们认为是“常规”的准绳，并在临床上习惯使用，亦称常规心电图。经过几代人的不懈探索和研究，发展到今天，可谓根深叶茂，近20年高科技的巨大进步，极大地促进了心电学向纵深迅猛发展，不仅心电图本身检测技术不断改进、完善，同时内伸外延，衍化、派生出各种检测心电信息的新方法，也竞相问世，使该领域的知识呈爆炸性扩充和积累，使很多传统的观点发生了根本性改变，从心电图学发展成心电学，进而形成具有丰富内涵的新学科——心电信息学。即从心电图学到心电信息学可以分为三个历史阶段：

1、  心电图学：（1887~1978年）；

2、  心电学；1979年国际心电图学会更名为国际心电学会，涵盖整个心电学（1979~1994年）；

3、  心电信息学：1995年我们创建性地提出心电信息学这一科学性、导向性概念，其理念系指心电信息使最重要的生物电信息之一；其二是信息化的前提就是数字化，心电信息是人类最早实现数字化的生物电信息之一。其三是加大力度尽快畅通和拓宽心电信息学高速公路。现已得到初步认同，并在实践中受到检验和发展（1995~至今）

    心电信息学是以生物生命信息学角度为主线，以心脏生物电活动为研究对象，与现代信息工程技术相结合，采用时域、频域和空间域为检测方法，研究与心脏电活动有关的数字化采集、分析、储存和传输方法及其规律；分析和阐明所获得的各种心电数据、曲线和图形等信息资料，为临床提供心电信息诊疗的一门独立学科。

    心电信息学，已成为心血管病学一项不可缺少得检查诊断方法，并不断充实其内涵信息。使心电信息学内容更加丰富和提高，成为当前心血管病学最为活跃的领域之一，正在发挥更为有效得诊断效能。

一、心电信息学分类

    目前国内外尚无公认的统一分类方法，可从如下几个角度进行分类：按域值范围分类，按部位和功能分类，按整个心动周期和非整个心动周期心电信息分类，按检测心电信息距离分类，按无创伤性和有创伤性分类，按物理、化学、数学派生心电信息分类，我们倡导按心电信息图性质分类，如下。

1、  心电信息图（原形的心电信息，出现的是心电图图形，以P、QRS、T、U波显示）包括：①静态心电图（含胎儿心电图、小儿心电图、老年心电图、12导联同步心电图）；②动态心电图；③监测心电图；④起搏心电图；⑤负荷心电图；⑥食管心脏起搏心电图；⑦电话传输心电图；⑧心脏电交替现象；⑨Q-T间期离散度；⑩体表电位标测图等。

2、  派生心电信息图（不是观察原形的心电信息，主要分析各自特有心电信息图形，基本上已不是P、QRS、T、U波的原形）

    包括：①窦房结电图；③希氏束电图；④心向量图；⑤高频心电图；⑥频域心电图；⑦心室晚电位；⑧心率变异性；⑨心肌动作电位；⑩心内电生理检查等。

3、  相关心电信息图（本身不是心电信息，但与心电信息密切相关，往往需要与心电图同步分析）

    包括：心磁图、心尖搏动图、颈动脉搏动图、心音图、心阻抗血流图等。^[1、2、3]

二、心电信息高速公路

    从20世纪80年代始起，高新科技迅猛发展，国际医学界已进入电脑时代，心电信息高速公路已开通，例如遥测心电图、动态心电图，电话传输心电图、电传心电图、心脏联合监护技术，远程医疗会诊使各种心电信息得以迅速、完整、及时、大量地传送，尤其是多媒体和传真以及被人称为“第四媒体”的网络技术，正以席卷全球的磅礴气势走向我们，震撼着社会的每一个领域，它以方便、快捷、大量信息跨越时空等突出特征，改变着人们的生活和工作，创造了震古烁今的事业，进一步开拓了更大的时域、频域和空间域，使心电信息学又进入一个新的飞跃发展阶段，已能远距离完整传送各种心电信息显赫各种血压、超声、放射、同位素、血流动力学信息等已成为现实。

    远程医疗技术使最近10余年，尤其是最近8、9年才发展起来的，在我国却是最近3、5年的事，由于现代通讯技术，电脑技术和医学数字化技术的发展，使远程医疗服务于大众成为可能，网络医院应运而生。以我国中国国家卫生信息网络为例，又名“金卫医疗网络工程”主要采用卫星通讯网络（VSAT）和国家公用数据通讯网CHINADDA渠道，目前已联通省市大城市医院，不久将全部开通、启动“金卫医疗网络”通向任何一家县级医院。

    1．在医院的一个中央监护台，可以通过电脑网络多媒体系统，将患者的所有诊断、治疗信息进行显示、统计处理，为医生抢救患者赢得宝贵时间并迅速选择最佳治疗方案；亦可通过多媒体网络软件（如Netmeeting）可视电话会议系统，进行多地、多个医生网络可视会诊工作。

    2．亦可为患者提供咨询会诊服务，不少患者和医生可通过电脑网络系统向全世界提出诊断和治疗会诊的请求，可在几分钟到几个小时就可能得到大量的、有效的会诊信息反馈。

    3．有经验的医生可坐在办公室或家中的多媒体电脑旁，即可将得到患者的各种心电信息的数据、曲线、图象以及相应的诊治信息，做出判断后或将会诊方案，下达指令性意见立即交当班医生处理。

    4．我国远程医学教育发展迅速，仅1999年三万人次医务人员一年来在金卫网上受益。随着金卫医学网络技术的提高和网络建设的日趋完善，还将向纵深方面发展，将会取得令人瞩目的成就。

    值此进入21世纪之际，我们正步入高新技术飞跃发展的时代，这些理论、新概念、新技术视心电信息学深入发展的原动力。电子仪器发展趋势是高精度、高保真、快速实时显示，处理特异性强的诊断与治疗相结合的技术；检测技术向微观、微创、无创、快速、实时、动态性、整和性、可视化方向发展。可大大加快和提高心电信息高速公路速度，使其更加先进、充实、完善、实用，更好提高心血管病的诊断与治疗质量，将心电信息学数据、曲线、图象高保真、快速输送到已开通的心电信息高路，并正在逐步推广到各级医院。

    21世纪将成为心电信息学高速发展的新纪元，完全可以想象得出，21世纪得医生已不再是听诊器一挂走遍天下，而应是电脑一拿走遍全球得年代。在进入“家庭保健”的时代，必将心电信息及其他相应医药信息高速公路通向家家户户，足不出户即可得到各种有效的监护，在各种网络系统上进行咨询和治疗，在可视化网络系统上进行咨询和治疗即将或已成为现实。

参考文献

1.张开滋，心电信息学.医学综述，1997，3（8）：579

2.顾菊康，无创性心电信息学电脑技术临床应用若干进展.医学综述，1997，3（7）：487

3.张开滋，刘海祥，吴杰主编.心电信息学.北京：科学技术文献出版社，1998.1

4.张开滋，顾菊康.心电信息学源与发展.国际心血管杂志，2000，2（4）：345