Hoff man的猜想与今天的实现

石亚君 王晋丽 但晴 郜玲 王小鹏 陈韵岱

自1903年Einthoven发明心电图(electrocar diography，ECG)机并应用至今[1]，ECG 已成为心血管疾病诊断评估不可或缺的手段之一。ECG 通过体表采集心电信号，记录主要的P-QRS-T 波群，反映心房和心室的除极和复极过程。然而对于特殊传导系统(special conduction system，SCT)的电位并没有记录到，SCT 电位变化还依赖于有创电生理检查。最近，有学者从体表记录到反映SCT 电位的电生理新小波[2]，与上世纪六十年代Hoff man的猜想吻合[3]。现将Hoff man猜想、体表记录的实现和应用研究作一简要总结。

1 Hoff man猜想

早在1964 年Hoff man发表了文章，他在狗的实验结果中发现了SCT 每个不同电位，预测了在心房周期信号内，在ECG 的P-R 间期内SCT 位置分布的猜想[3]。当时六十年代没有电脑和打印机等电子设备，他的预测示意图标测线是手绘的，也没有显示刻度值。Hoff man预测了7 个定位线(图1)。第1根线，心跳起搏点(P波起始点)；第2根线，心房部位(A)；第3根线是虚线，心房与房室结(atrial-ventricle node，AVN)连接部位(AN)，虚线是表示心房和AVN 信号有重叠 部位；第4 根，AVN 主 体(N)；第5 根，AVN 与 希 氏束连接部位(NH)；第6 根线，希氏束(bundle of His，H)；第7根线，束支(bundle branches，BB)。在第1 根标测线至前竖虚线范围内是窦房结(sino-atrial node，SAN)兴奋区域，在第7 根标测线之后的虚线是浦肯野纤维周围区域。

图1 Hoff man预测的7个定位线

在Hoff man的插图标注了红色数字号码，在他手绘的刻度后面配了电子版刻度250 mm/s(图2)。在Hoff man的示意图上进行测量，狗的7 根标测线之间的数据值是，A：25.5 ms；AVN：46.5 ms(AN＋N＋NH＝9.8＋26.2＋10.5＝46.5 ms)；H：17.1 ms；BB：16.5 ms。SAN 兴 奋 时 程：11.4 ms。浦肯野纤维传导(“P”)时限：25.3 ms。

图2 带标记刻度的Hoff man定位线

2 体表尼沙赫心电图的实现

2015 年，应 用PhysioSign 公 司 生 产 的SAN-Atrial-AVN-His ECG(saah ECG，尼沙赫心电图)仪器，首次在体表记录了saah ECG[4－5]。与传统ECG 操作方法一样，同步扫描，传统ECG 扫描记录是混合卷积频率，99%普通心房肌和心室肌信号，而saah ECG 是抽频和分频全新信号处理技术，扫描记录的是自律传导系统内不同组织局部解剖的分频信号。

传统ECG 和saah ECG 同步扫描记录，扫描速度25 mm/s，幅度40 mm/mV。saah ECG 在体表心电图P 波内和P 波后及ST 段范围内扫描记录到可视化新小波(图3)。将图中7根线之间的数据相加总和就是P-R 间期。按照猪的心脏有创数据值：A：25 ms(PA 间期)，AN：29 ms，N：21 ms，NH：25 ms(AH 间期＝AN＋N＋NH＝75 ms)，H：26 ms，BB：18 ms(HV 间期＝H＋BB＝44 ms)。猪的心脏与人类最接近，波形和数据也非常接近[6]。

研究发现saah ECG 与传统ECG 相关性高度一致，首先ECG 正常健康人都有的P-QRS-T 波群，saah ECG 也都有，时程和幅度一致，P-R 间期，ST 段时限，QRS波群数据值都相同。ECG 与saah ECG 同步扫描，在P-R 间期范围内扫描记录到新小波，图像显示特征有规律可循(图3)[2]。其次，体表扫描记录到的新小波与Hoff man猜想的7 根线一致。第1根线N，心跳起搏点。第2根线A，心房区域，肢体导联是切迹，胸导联是一个波[1～2 之间为PA 间期]。第3 根线AN，是AVN 第一峰，也是P 波最高顶峰。第4根线N，是AVN第二峰。第5根线NH，是AVN结束，也是AVN 结束与希氏束起始连接部位。[2～5 之间为AH间期]。第六根线H。第7 根线BB。[5～7之间为HV 间期]。在P-R 间期和PR 段范围内的小波，正常人都有，形态基本类似，总的幅度和时程都与ECG 一样，包括有创电生理数据，正常人固定不变，都在正常值范围内。这7 根线的特征与SCT 电位出现的最高峰值直接相关对应。

图3 人体尼沙赫心电图波段

3 saah ECG 的应用研究

saah ECG 并未改变传统ECG 的波群记录，用无创体表方法在人体扫描记录到P-R 间期范围内小波，传统ECG 记录是P波，saah ECG 记录到5个小波。按照可视的可辨别的小波，他们特征幅度、宽度、形态、时程、分别规律，与SCT 有关[6]。一般来讲，P波前有3～6个新小波，QRS波群前有4～6个新小波，ST 段上有4～7个新小波[7]。

saah ECG 不仅可以识别P-QRS-T 波、还可以识别QRS波前(在P波和PR 段中)和QRS波后(ST 段和T 波上移)之后的微波。通过与100例健康个体和几例心律不齐患者的常规心电图进行比较，学者发现P波之前的小波理论上反映了窦房结的电活动，QRS 波群之前的小波为SCT(房室结，His束和束支)电位，QRS波群后的小波与心室动作电位的第2期和第3期复极化有关[4，8]。可以辅助诊断房室阻滞部位，鉴别诊断宽 QRS 波群性质和激动起源的鉴别[4－5，9－10]。

4 小结

应用Saah ECG 扫描记录到新电生理信号分别出现在P波前、P 波内、P 波后。这些自然信号是心脏传导系统的不同组织细胞，如房室结，希氏束，束支等这些特殊组织的细胞，其细胞组成不同，频率不同，速度不同，在传导过程中的时程不同，表现在P-R 间期内不同波形。近几年的研究证实在人类体表实现了Hoff man的SCT 猜想。

新小波在数量、形态、斜率、时程等方面具有一定的特征及变化规律，未来对于saah ECG 检测到的新小波，需要进一步探讨研究。