1、心电图的产生原理心电图的产生原理 中国医科大学附属第一医院心功能科心电多媒体工作室中国医科大学附属第一医院心功能科心电多媒体工作室 心脏活动的主要表现之一是产生心脏活动的主要表现之一是产生电激动，它出现在心脏机械性收缩之电激动，它出现在心脏机械性收缩之前。心肌激动的电流可以从心脏经过前。心肌激动的电流可以从心脏经过身体组织传导至体表，使体表的不同身体组织传导至体表，使体表的不同部位产生不同的电位变化。部位产生不同的电位变化。本图可见窦房本图可见窦房结形成起搏后结形成起搏后，迅迅速将冲动通过传导速将冲动通过传导系统传至心脏各部系统传至心脏各部形成心肌整体的电形成心肌整体的电活动活动，然后心肌形然
2、后心肌形成机械性收缩成机械性收缩。按照心脏激动的时间顺序，将此体按照心脏激动的时间顺序，将此体表电位的变化记录下来，形成一条连续表电位的变化记录下来，形成一条连续曲线，即为心电图。在正常情况下，每曲线，即为心电图。在正常情况下，每次心动周期在心电图上均可出现相应的次心动周期在心电图上均可出现相应的一组波形。一组波形。P Q R S T P,QRS,T 一组典型的心一组典型的心电图波形是由下列电图波形是由下列各波和波段所构成：各波和波段所构成：P T P-R QRS ST U 1 1、P P波：反映心房肌除极过程的电位变化；波：反映心房肌除极过程的电位变化；2 2、P P-R R间期：间期：代表
3、激动从窦房结通过房室交界区到心室肌代表激动从窦房结通过房室交界区到心室肌 开始除极的时限；开始除极的时限；3 3、QRSQRS波群：波群：反映心室肌除极过程的电位变化；反映心室肌除极过程的电位变化；4 4、T T波：波：代表心室肌复极过程所引起的电位变化；代表心室肌复极过程所引起的电位变化；5 5、S S-T T段：段：从从QRSQRS波群终点到达波群终点到达T T波起点间的一段水平线；波起点间的一段水平线；6 6、Q Q-T T间期：间期：从从QRSQRS波群终点到达波群终点到达T T波终点间的时限；波终点间的时限；7 7、U U波：代表动作电位的后电位。波：代表动作电位的后电位。一、心肌的
4、除极和复极过程：一、心肌的除极和复极过程：1 1、静息膜电位：、静息膜电位：近年来通过电生理学的研究，用微电极的一端刺近年来通过电生理学的研究，用微电极的一端刺入正常静息状态下的单一心肌细胞，把电位计的正极入正常静息状态下的单一心肌细胞，把电位计的正极端与此微电极相连，电位计的负极端放在细胞外液中端与此微电极相连，电位计的负极端放在细胞外液中并与地相接，使细胞外液的电位为零。这时所测得的并与地相接，使细胞外液的电位为零。这时所测得的细胞内电位约为细胞内电位约为 -9090毫伏，即在静息状态下心肌细胞毫伏，即在静息状态下心肌细胞内电位比细胞外电位低内电位比细胞外电位低9090毫伏，这种静息状态下
5、心肌毫伏，这种静息状态下心肌细胞内外的电位差称为跨膜静息电位，简称静息膜电细胞内外的电位差称为跨膜静息电位，简称静息膜电位。在静息状态下，心肌细胞膜外带有正电荷，膜内位。在静息状态下，心肌细胞膜外带有正电荷，膜内带有同等数量的负电荷，称为极化状态。带有同等数量的负电荷，称为极化状态。请看下页 水 槽 生理盐水 心肌细胞 电压表（mv)0-90 在静息状态下在静息状态下，心肌细胞内外各种离子心肌细胞内外各种离子的浓度有很大差别的浓度有很大差别。细胞内钾离子细胞内钾离子（K K+）浓度浓度约为细胞外约为细胞外K K+浓度的浓度的3030余倍；与此相反余倍；与此相反，细细胞外钠离子胞外钠离子（NaN
6、a+）浓度则远高于细胞内浓度则远高于细胞内Na+Na+浓度浓度。至于阴离子至于阴离子，在在细胞内以蛋白阴离细胞内以蛋白阴离子的浓度为高子的浓度为高，而在细胞外液以氯离子而在细胞外液以氯离子（阴离子阴离子）的浓度为高的浓度为高。2 2、动作电位：动作电位：当心肌细胞膜某点受刺激时当心肌细胞膜某点受刺激时，受刺激处的细受刺激处的细胞膜对胞膜对NaNa+的通透性突然升高的通透性突然升高，而对而对K K+的通透性的通透性却显著降低却显著降低，因此细胞外液中的大量因此细胞外液中的大量NaNa+渗入到渗入到细胞内细胞内，使细胞内使细胞内NaNa+大量增加大量增加，细胞内电位由细胞内电位由-9090毫伏突然
7、升高到毫伏突然升高到+2020+3030毫伏毫伏（跨膜电位逆跨膜电位逆转转）。请看下页 心肌细胞 电压表（mv)-90 刺 激+20 心肌细胞除极，心肌细胞内电位变化 由激动所产生的跨膜电位，称为跨膜由激动所产生的跨膜电位，称为跨膜动作电位，简称动作电位。心肌细胞激动动作电位，简称动作电位。心肌细胞激动后，膜表面变为负电位，膜内变为正电位，后，膜表面变为负电位，膜内变为正电位，这种极化状态的消除称为除极。这种极化状态的消除称为除极。除极在动作电位曲线上表现为一骤升除极在动作电位曲线上表现为一骤升线，称为动作电位线，称为动作电位0 0相。相。0 0相相当于单极电相相当于单极电图或临床心电图的图或
8、临床心电图的R R波。波。请看下页 除除 极极 刺刺 激激 0+20 0-60-90(mV)R波 复极时复极时，细胞膜对细胞膜对NaNa+的通透性迅速降的通透性迅速降低低，对对K K+的通透性重新升高的通透性重新升高，使细胞内使细胞内K K+又又开始外渗开始外渗，因而细胞内正电位迅速下降因而细胞内正电位迅速下降，接接近零电位水平近零电位水平，此时期称为动作电位此时期称为动作电位1 1相相。相相当于单极电图或临床心电图的当于单极电图或临床心电图的J J点点。请看下页 0+20 0-60-90(mV)R波 J点 1 向内的向内的NaNa+流与向外的流与向外的K K+流迅速达到流迅速达到平衡平衡，使
9、细胞内电位接近零电位水平使细胞内电位接近零电位水平，在在动作电位曲线上形成一高平线动作电位曲线上形成一高平线，称为动作称为动作电位电位2 2相相。相当于单极电图或临床心电图的相当于单极电图或临床心电图的S S-T T段段。请看下页 0+20 0-60-90(mV)1 2 R波 ST 2 2相末时相末时，细胞膜对细胞膜对K K+的通透性的通透性大大增加大大增加，故故K K+从膜内高浓度处加速从膜内高浓度处加速外渗外渗，使细胞内电位迅速下降使细胞内电位迅速下降，变为变为负电位负电位，相当于单极电图或临床心电相当于单极电图或临床心电图的图的T T波波。请看下页 0+20 0-60-90(mV)1 2
10、 R波 ST T 3 当细胞内电位终于恢复到当细胞内电位终于恢复到-9090毫伏毫伏并维持在此水平上并维持在此水平上，即为静息膜电位即为静息膜电位，这个时期称为这个时期称为4 4相相。4 4相相当于单极电图相相当于单极电图或临床心电图或临床心电图T T波后的等电位线波后的等电位线。请看下页 0+20 0-60-90(mV)1 2 R波 ST T 3 4 从从0 0相开始到相开始到4 4相开始的时相开始的时间称为动作电位的时限，相当间称为动作电位的时限，相当于于Q Q-T T间期。间期。请看下页 0+20 0-60-90(mV)1 2 R波 ST T 3 4 QT间期 二、除极与复极过程的二、除
11、极与复极过程的 电偶学说电偶学说 1 1、除极的电偶学说：、除极的电偶学说：心肌细胞在静息状态时，膜外排列心肌细胞在静息状态时，膜外排列阳离子带正电荷，膜内排列同等比例阴阳离子带正电荷，膜内排列同等比例阴离子带负电荷，保持平衡的极化状态，离子带负电荷，保持平衡的极化状态，不产生电位变化。不产生电位变化。请看下页 探测电极 当细胞一端的细胞膜受到刺激当细胞一端的细胞膜受到刺激（阈刺激阈刺激），其通透性改变其通透性改变，使细胞内外正使细胞内外正、负离子的分布负离子的分布发生逆转发生逆转，受刺激部位的细胞膜出现除极化受刺激部位的细胞膜出现除极化，使该处细胞膜外的正电荷使该处细胞膜外的正电荷（钠离子钠
12、离子）迅速进入迅速进入细胞膜内细胞膜内，此时该处细胞膜外呈负性电位此时该处细胞膜外呈负性电位，而而其前面尚未除极的细胞膜外仍带正电荷其前面尚未除极的细胞膜外仍带正电荷，从而从而形成一对电偶形成一对电偶（也称为偶极子也称为偶极子）。请看下页 电源电源 除极除极 电源（正电荷）在前，电源（正电荷）在前，电穴（负电荷）在后。电穴（负电荷）在后。电穴电穴 也称为偶极子也称为偶极子 刺刺 激激 电穴电穴 电源电源 除极除极 除极时，电流自电源流入电穴，除极时，电流自电源流入电穴，并沿着一定的方向迅速扩展，直到并沿着一定的方向迅速扩展，直到整个心肌细胞除极完毕。整个心肌细胞除极完毕。请看下页 此时心肌细胞
13、膜内带正电荷此时心肌细胞膜内带正电荷，膜外膜外带负电荷带负电荷，称为除极状态称为除极状态。由于细胞的由于细胞的代谢作用代谢作用，使细胞膜又逐渐复原到极化使细胞膜又逐渐复原到极化状态状态，这种恢复过程称为复极过程这种恢复过程称为复极过程。复极与除极先后程序一致，即先除复极与除极先后程序一致，即先除极的部位先复极，但复极化的电偶是电极的部位先复极，但复极化的电偶是电穴在前，电源在后，并缓慢向前推进，穴在前，电源在后，并缓慢向前推进，直至整个细胞全部复极为止。直至整个细胞全部复极为止。请看下页 0 复复 极极 1 2 3 4 就单个细胞而言就单个细胞而言，在除极时在除极时，探测电探测电极对向电源极对
14、向电源（即面对除极方向即面对除极方向）产生向上产生向上的波形的波形，若背向电源若背向电源（即背离除极方向即背离除极方向）则产生向下的波形则产生向下的波形，若若探测电极探测电极在细胞中在细胞中部则记录出双向波形部则记录出双向波形。请看下页(+)电源电源(-)电穴电穴 探测电极部位和波形与心肌除极方向的关系探测电极部位和波形与心肌除极方向的关系 除极方向除极方向 复极过程与除极过程方复极过程与除极过程方向相同，但复极化过程的电向相同，但复极化过程的电偶是电穴在前，电源在后，偶是电穴在前，电源在后，因此记录的复极波方向与除因此记录的复极波方向与除极波相反。极波相反。请看下页 在实验的条件下在实验的条
15、件下，由于复极与除极的程序由于复极与除极的程序相同相同，即电穴在前电源即电穴在前电源在后在后，故在单极电图所故在单极电图所记录的复极波记录的复极波(T波波)与与除极波除极波(QRS波群波群)方向方向相反相反。T 需要注意需要注意，在正常人的心电图中在正常人的心电图中，记录到记录到的复极波方向常与除极波主波方向一致的复极波方向常与除极波主波方向一致，与单与单个心肌细胞不同个心肌细胞不同。这是因为正常人心室的除极这是因为正常人心室的除极从心内膜向心外膜从心内膜向心外膜，而复极则从心外膜开始而复极则从心外膜开始，向心内膜方向推进向心内膜方向推进，是因为心外膜下心肌的温是因为心外膜下心肌的温度较心内膜
16、下高度较心内膜下高，心室收缩时心室收缩时，心外膜承受的心外膜承受的压力又比心内膜小压力又比心内膜小，故心外膜处心肌复极过程故心外膜处心肌复极过程发生较早发生较早。请看下页 心心 内内 膜膜 外外 膜膜 本图所显示的就是心内膜和心外膜除极过程：本图所显示的就是心内膜和心外膜除极过程：探测电极置于心外膜。除极时，从心内膜开始，然探测电极置于心外膜。除极时，从心内膜开始，然后，心外膜才开始除极，两者除极方向相反。由于后，心外膜才开始除极，两者除极方向相反。由于内膜先除极，探测电极所记录为正向波。内膜先除极，探测电极所记录为正向波。心心 内内 膜膜 外外 膜膜 本图为实验条件下，心肌细胞先除极的部位先复极，故使内本图为实验条件下，心肌细胞先除极的部位先复极，故使内膜先复极完毕，膜先复极完毕，T波的方向与波的方向与QRS波群主波方向相反。波群主波方向相反。心心 内内 膜膜 外外 膜膜 加温加温 由于心外膜温度升高于心内膜，故交换速度加快，使其复极由于心外膜温度升高于心内膜，故交换速度加快，使其复极先于心内膜结束，致使先于心内膜结束，致使T波主波方向与波主波方向与QRS主波方向一致。主波方向一致。
