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平面心向量图的产生机制
心脏激动过程中产生的空间P环、QRS环及T环是立体的，无法从平面上记录出来，可以从3个方向将空间P-QRS及T环投影到3个平面上，即额面、横面和侧面，形成目前临床上应用的心向量图。这就是立体P、QRS、T环的第一次投影。
一、心向量图的导联体系
心向量图的导联体系多达数十余种，应用最多的是佛兰克（Frank）导联体系（图1）。
佛兰克导联体系有7个电极。心脏的水平是在胸骨旁第五肋间，胸部的电极就以此水平为准放置。前中线（E）；背部中线（M）；右侧腋中线（I）；左侧腋中线（A）；在前中线和左腋中线之间45°处为（C）；左下肢（F）和颈部背面（H）。H电极在小儿可置于前额部。佛兰克导联体系经各家实践，多主张成人胸部电极放置以胸骨旁第4肋间为准，这可使个体差异更小，现多采用此水准放置胸部电极，在儿童仍以第5肋间为准。也有取胸部电极的水平坐位以第5肋间为准，卧位以第4肋间为准。检查时过去多取坐位，现多取卧位。
心向量导联电极的部位务必放置准确，否则向量图形就会变异。擦净皮肤，电极板上涂上导电糊或导电液，使之与皮肤紧密接触，女性C电极的安放位置常难以避免有误差，好在C电极对图形的影响没有A电极那么明显。向量图的某个电极脱落或导联线不通时，可能会发生干扰，但仍然可能作出向量图，这时的图形发生了变化，造成错误诊断。
图1Frank导联体系
A和C联合与I构成横面导联X轴，从右向左。C、E、I联合与A和M联合构成前后向导联Z轴，从前向后。M和F联合与H构成上下向导联Y轴，从头到足。经这样联合后，3个轴的相交点就不是位于人体的正中线，而是偏向左侧靠前，再加以各电路的电阻不同，使电轴偏斜以通过心脏的中心并使轴上的电势以反映电阻小的电极一端为主的电势，这就是校正导联体系的设计原理。例如X轴正极由A和C联合，使X轴向前倾斜，A电极电阻小，C电极电阻大，所以A电极侧的电位影响大。又因各电轴长短不一，与心脏的距离不等，为了避免这种差别而在两极线路之间又加上不同的分流电阻。虽然这样，个别差异仍然还是存在的。
各电轴上各电极所形成的电位（V）关系，据佛兰克实验求证为：
VX=0.VA+0.VC-0.VI
VY=0.VF+0.VM-1.VH
VZ=0.VC+0.VE+0.VI-0.VA-0.VM
X轴的正极A电极影响最大；Y轴F电极影响最大；Z轴E电极影响最大；所以安放这些电极的位置不当，对电位的影响就很大，图形变化也就很大。
二、心向量的轴和面
各个向量图导联构成X、Y、Z轴，这3个轴互相垂直交叉而成为3个平面，即额面由X轴与Y轴组成；侧面（左侧面或右侧面）由Z轴和Y轴组成；横面由X轴和Z轴组成。3个轴相交于一点，这点称为中心点，或称起始点，或称E点。心电向量由这点开始，终点称作O点。
X轴：水平轴，是从右“-”到左“+”；
Y轴：垂直轴，是从上“-”到下“+”；
Z轴：前后轴，是从后“-”到前“+”。
由这3个轴中的每两个轴组成1个平面，共为3个平面，即：
额面（frontalplane）：由X轴与Y轴构成；
矢状面（sagittalplane）：亦称侧面，由Y轴与Z轴构成；
水平面（horizontalplane）：亦称横面，由X轴与Z轴构成；
心向量图，便是立体向量环在各个不同平面上的投影。
三、心向量图的标记方法
各家所采用的观察面，额面和横面是一致的，但侧面则有所不同，美国心脏学会推荐用左侧面，而国内更多地使用右侧面（图2）。这两个面上、下是一致的，但前后刚好相反。
各面角度的标记方法，多采用Heol的建议，用水平线的左侧端作为0°，依顺钟向为°，但也有不少学者采用了心电图上习惯用的标记法，并和统计平均角度较为方便的标记方法相同，即以上述0°为起点，顺钟向为+°，逆钟向为-°。这两种角度标记法目前均通用。
图2国内应用额面、右侧面及横面标记法
各个面均有4个方位，Heol建议用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ来代表，但这没有真实意义，反而增加人们记忆上的混乱，所以多数还是称呼其真实方位；例如横面的Ⅰ方位称左前，Ⅱ称右前，Ⅲ称右后，Ⅳ称左后。
还有在额面与侧面以Y轴的正负极来标志角度之正负的，Y轴上为负，下为正，所以以前述0°为准，逆钟向向上为负（0°～-°），这与前述标记方法是相同的。但横面以Z轴为准，后为正，前为负，从0°开始逆钟向向下为正（0°～+°），顺钟向向前为负（0°～-°）。
四、心向量的分析方法
分析内容包括定性分析与定量分析两种，二者相结合进行诊断，定量项目是辅助性诊断的，在图形很具特征性时，定性就可以确定的，定量对诊断就没有意义。但不典型的图形，就需用定量项目来协助诊断。
定性分析的项目：①QRS环，T环及P环在3个平面上的转向，即顺钟向，逆钟向或8字形；8字形者有两种情况，起始向量呈顺钟向和起始向量呈逆钟向，应分别注明（图9-18）。②各环的形状，大小，长短及宽窄情况。③向量各部方位。④QRS环各部的运行速度。⑤T环运行方向和速度，长与宽的比例及方位，T环与最大QRS环的夹角。⑥环是否开放，即P环的Ta向量的有无和ST向量的有无及其方位。这些项目有的实际是定量的项目，可见两者不能截然分开。
定量分析的项目有：①QRS环，T环及P环的最大向量（即起始点到环最远点）的幅度。②额面向上、下、左、右的最大向量，侧面向上、下、前、后的最大向量，横面向左、右、前、后的最大向量。③QRS环的宽度，为与最大QRS向量相垂直，环两侧相距最远点之间的距离；QRS环的长度，为最大的QRS向量与环另一端最远点的直线距离。④QRS环：长度与宽度的比例。⑤各瞬间向量，即10、20、30ms向量的方位及幅度。⑥QRS-T夹角，即QRS最大向量与T最大向量之间的角度，T环在QRS顺钟侧标以在逆钟向侧标以“-”，其所测的角度为与QRS向量之间形成的夹角的度数。⑦QRS环的总时限，以3个面中滴数最多者为准。⑧若有蚀缺，应测其大小。⑨ST向量的幅度及方向，为QRS环由E点到O点的幅度和方向。
角度以向量所在方位记述；QRS-T夹角从实际角度记述；向量的幅度以毫伏（mV）为单位，时限以毫秒（ms）或秒（s）为单位记述。
P、QRS、T环的放大倍数，若能克服干扰，尽可能放大。
QRS环的向量可以人为分别称之为Q向量（起始向量）、R向量（最大向量）及S向量（终未向量）。
五、E点（等电点）
E点为在心向量图机描出的P环之前稳定不动的等电点，X、Y、Z3个轴均通过E点相交形成额面、侧面及横面3个互相垂直的面。
六、时间标记
泪点的大头在前（也有在后的），表示运行方向，若描记泪点个/s，则每4个泪点相当于10ms，每一个泪点相当于2.5ms，若泪点个/s，则每个泪点代表2ms。
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平面心向量图的形成——立体P-QRS-T环的第一次投影
将心房除极产生的立体P环、心室除极产生的立体QRS环和复极产生的立体T环投影到额面、侧面及横面上，可以得到3个平面心向量图P-QRS-T环。这就是常用的临床心向量图学。
一、P环
正常立体P环较小，必须放大才能进一步分析，P环在左下方，偏前或偏后（图3）。
图3将立体P环投影在3个平面上，形成平面心向量P环
A：P1、P2和P3代表心房除极的3个平均空间向量
B：空间向量向各面上的投影与P环的形成
横面的P环，通常为最小，呈逆钟向，先向前，然后向左向前，有时呈“8”字形。一般成人最大P向量振幅不超过O.1mV，最多不超过0.12mV。向前向量不应大于0.06mV，儿童不应大于0.08mV。其向后向量在成年人与儿童均应小于0.04mV。向左向量成人应小于0.09mV，儿童应小于0.13mV。横向P环向左前的向量占全部P环的1/3左右，向后向量占2/3左右，通常向后向量应大于向前向量，在诊断心房肥大时，有时比例的改变较电压的改变更有诊断意义。
侧面整个P环向量都是向下的，起始向前，终未向后，最大P向前向量应小于0.18mV。右侧面的P环是呈顺钟向转位。
额面的P环通常是呈逆钟向运行，向下向左，最大向量﹤0.20mV。
任何面上的P环时限均应小于ms。
最大P向量的方位：横面-45°～-20°，右侧面80°～°，额面30°～90°。
二、QRS环
空间QRS环是光滑的，没有凹陷或异常的突然转向，起始部与终未部的转速较为缓慢，环在转变方向时转速也较慢。
正常人的QRS环是闭合的（无ST向量）。只有少数正常人有小的，与T向量方向一致的、任何面均不超过O.1mV的ST向量。最大QRS向量的方向向左、向下、同时向后或稍向前。
Q向量即起始向量，为室间隔左侧中部从左向右的除极向量，其方向总是向前的，通常同时向右、向上或向下。环的体部代表心室壁的除极，向左、向下，同时向后或稍向前，这就是所谓的R向量。终末向量，即所谓S向量，是左室的后基部和室间隔底部的除极所形成的向量向后，稍向左，也可稍向右，向上或向下。
环的起始部与终末部常运转缓慢，但其最大限度正常情况是起始部缓慢的不应超过20ms，终末部缓慢的不应超过30ms，方位正常。QRS环的总时限不应超过ms。
额面QRS环通常呈长形或狭窄的，约65%的人呈顺钟向转位，25%的人呈8字形，10%的人呈逆钟向转动。R向量向左呈横位者，应呈逆钟向转位；呈垂悬环者，环应呈顺钟向转动。垂悬环而呈逆钟向转动者，在正常人中是罕见的。正常R向量向下，绝大多数位于14°～70°，但其范围可为10°～90°之间；一般认为R向量的角度小者，QRS环应呈逆钟向转动；R向量大者，QRS环应呈顺钟向转动。有用40°为界，既R向量位于此角之左者，应呈逆钟向转动；位于此角之右者应呈顺钟向转动。QRS环呈逆钟向转动者，其R向量离0较近；QRS环呈顺钟向转动者，其R向量则接近90°的位置（图4）。
图4额面QRS向量环
额面环呈顺钟向转动者，其20ms向量一般是在X轴之下或在X轴附近。呈逆钟向转动者，则20ms的向量位于Y轴之左。
额面最大QRS向量的幅度平均为1.OmV左右，一般小于1.5mV。环的终末向量的位置向上或向下。
额面QRS向量角度在10°～90°。大于90°为电轴右偏，小于10°为电轴左偏。额面最大QRS向量的角度与心电图肢体导联QRS平均电轴角度的含义并不一样，所以有时可不一致。
横面QRS环通常是呈卵圆形，梭形或三角形。正常人%呈逆钟向旋转。起始向量向前，通常还向右。其20ms向量总是在X轴之前。40ms向量和最大QRS向量位于X轴之后，少数正常人也可位于0°附近，而环的大部分应位于X轴之后，平均最大QRS向量在-33°（即°）左右。成人X轴之前的QRS环的面积一般占整个QRS面积的1/3或更少。其最大QRS向量（即R环向量）的幅度平均为1.OmV左右，一般均1.5mV。终末向量向后，但位于右后方位的向量面积不应超过全部的20%（图5）。
右侧面95%以QRS环为顺钟向旋转，极少数是逆钟向或8字形旋转，其起始向量总是向前的，同时向上或向下。终未向量位于后上方位。环体的形状通常是呈卵圆形，其25ms向量在Z轴之下，环主体部分位于后下，平均最大QRS向量位于°左右，但分布范围很宽，在30°～°之间，常在50°～°。最大向量的幅度（即R环向量）小于1.5mV，平均为0.9mV（图6）。
图5横面QRS向量环
图6右侧面QRS向量环
三、T环
空间T环一般呈椭圆形或狭长形，T环方位与QRS环一致，T环运转方向与QRS环一致。
额面T环可呈顺钟向亦可为逆钟向运转，最大T向量方位指向左下方，在10°～75°之间，平均35°。T环最大向量振幅0.13～0.63mV，平均0.38mV（图7）。
横面T环呈逆钟向运转，最大向量指向左前，T环方位在10°～70°之间，平均35°，T环振幅0.06～0.73mV，平均0.39mV。
右侧面T环多呈顺钟向运转，T向量指向10°～90°，平均45°。T环振幅0.01～0.63mV，平均0.32mV。
图7T环在各平面上的运行、方位及平均角度
四、ST向量
QRS环闭合者无ST向量，QRS不闭合者，产生空间ST向量。ST向量方位与最大QRS环一致，ST段抬高；ST向量与最大QRS环相反，ST段下降。分析ST向量对诊断心肌缺血、损伤、坏死、心包炎等均有重要意义。
五、QRS-T角
最大QRS向量与最大T环所构成的夹角为QRS-T角。正常额面14.53°±9.92°，横面35.38°±25.35°，右侧面49.76°±36.32°。分析QRS-T角对心室肥大、心肌缺血、心包炎的诊断有一定意义。
六、U环
U环很小，常规描记心向量图很难发现。在横面呈逆钟向运转，与T环方向相同，在额面及右侧面呈顺钟向运转。
分析临床心向量图对心房扩大、心室肥厚、束支传导阻滞及分支阻滞、冠心病心肌缺血、心肌梗死等很有帮助。更重要的是心向量作为心电图学的理论基础，在临床心电图工作中发挥着独特作用。
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心电图的产生机制——立体向量图的两次投影
一个立体向量图经过两次投影产生心电图：第一次投影：将空间的立体心向量投影在额面、横面及侧面上，形成了目前习用的临床心向量图。第二次投影：将额面心向量再次投影到额面六个心电图的肢体导联轴线上，形成标肢导心电图；把横面心向量投影在横面胸壁V1～V6导联轴线上，形成了胸壁导联心电图，这就是世界各国通用的常规12导联心电图。再把侧面心向量环投影到食管导联轴线上，形成食管导联心电图。这就是两次投影的概念（图8、图9）。
两次投影概念早已成为心电图的理论基础，但是也有学者对两次投影学说持否定态度。认为投影学说的立体向量环，至今无法证实。心向量图与心电图之间虽有一定联系，但仍有一定差距，“第二次投影”只是人为的撮合。
图8两次投影图解
图9QRS环在心电图导联轴上的投影
心向量的知识到此结束，想更深入的了解心电向量可以点击