人体生理学的电生理基础
心脏电生理基础知识
心脏电生理基础知识心脏，作为我们身体中最为重要的器官之一，其正常的功能对于维持生命活动至关重要。
而心脏电生理，就是研究心脏的电活动规律和机制的一门科学。
了解心脏电生理基础知识，有助于我们更好地理解心脏的工作原理，以及诊断和治疗各种心脏疾病。
心脏的电活动是由一系列特殊的心肌细胞产生和传导的。
这些心肌细胞具有自律性、兴奋性和传导性等电生理特性。
首先，我们来谈谈心肌细胞的自律性。
自律性是指心肌细胞在没有外来刺激的情况下，能够自动地产生节律性兴奋的特性。
在心脏中，窦房结的自律性最高，它就像一个“总司令”，主导着整个心脏的节律。
正常情况下，窦房结每分钟发出 60 100 次的冲动，从而控制着心脏的跳动频率。
接下来是兴奋性。
心肌细胞的兴奋性是指心肌细胞受到刺激时产生兴奋的能力。
心肌细胞在一次兴奋过程中，其兴奋性会发生周期性的变化。
在绝对不应期，无论给予多强的刺激，心肌细胞都不能产生兴奋。
相对不应期时，心肌细胞的兴奋性逐渐恢复，但需要较强的刺激才能引起兴奋。
超常期则是心肌细胞的兴奋性高于正常水平。
再来说说传导性。
心脏的电活动能够有序地传遍整个心脏，这要归功于心肌细胞的传导性。
窦房结产生的冲动通过心房肌传导到房室交界，然后经过房室束及其分支传到心室肌。
不同部位的心肌细胞传导速度有所不同，浦肯野纤维的传导速度最快，这有助于保证心脏的同步收缩。
心脏的电活动可以通过心电图（ECG）来记录和观察。
心电图是一种无创的检查方法，它能够反映心脏的电活动情况。
正常的心电图包括 P 波、QRS 波群和 T 波。
P 波代表心房的去极化，QRS 波群代表心室的去极化，T 波代表心室的复极化。
心律失常是心脏电生理异常的常见表现。
心律失常可以分为心动过速、心动过缓、早搏、心房颤动、心室颤动等多种类型。
心动过速是指心跳速度过快，常见的有窦性心动过速、室上性心动过速和室性心动过速。
心动过缓则是心跳过慢，如窦性心动过缓、房室传导阻滞等。
早搏是指心脏过早地发生搏动，包括房性早搏和室性早搏。
人体解剖学知识：从电生理学的角度看人体神经元的活动
人体解剖学知识：从电生理学的角度看人体神经元的活动人体解剖学是研究人体结构的学科，而电生理学是研究生物电现象的学科，两者的结合对于理解人体神经系统的工作原理至关重要。
本文将通过电生理学的角度来探讨人体神经元的活动，并探讨其与神经系统功能的关系。
人体神经元是神经元系统的基本单元。
它们通过化学和电信号的传递来实现信息交流，进而支持我们的感觉，运动，学习和记忆等功能。
神经元细胞体内的膜通过离子通道（如钠离子通道和钾离子通道）在正常情况下保持静止电位。
但是，当神经元受到刺激时，这些通道就会开放，离子就会通过这些通道流入或流出细胞内，从而导致细胞内外电位差的变化，这被称为动作电位。
一般来说，如果动作电位超过一定阈值，那么就会引发神经元的通道进一步打开，从而使动作电位迅速扩散到整个神经元上。
这导致了神经元的发射，并激发了跨过神经元突触的信号。
神经元的电活动可以通过记录神经元电信号的方法来检测到。
电生理学中最常用的技术之一是脑电图（EEG）技术，它可以记录头皮上的电信号来研究大脑活动。
其原理基于导电质的原理而非直接检测神经元的活动，但是EEG可以用来对神经元产生的动作电位进行间接检测。
除此之外，还有一些其他的电生理学技术可以记录或操纵单个神经元的活动。
其中最著名的是针对神经元内部电位的记录技术——细胞内电生理学。
在细胞内电生理学实验中，记录电极被插入神经元内部，通过记录神经元内部的电位来观察钠离子和钾离子流动的变化。
此外，还有一种通常称为膜片钳技术的方法，可以测量整个神经元的电位变化，并控制膜通道的开放状态。
神经元的电位变化不仅仅是一种化学电信号，而且与神经系统的许多功能有关。
例如，神经元可以通过在一个接收神经信号的区域上释放神经递质来影响其他神经元。
这种协同效应可以使神经元调节通道的开和关，对其他神经元的活动产生影响。
此外，神经元也可以改变其他细胞（如肌肉细胞，腺细胞等）的活动，或直接影响各种生理过程。
总之，电生理学成为了研究大脑及神经系统工作的一个重要角度。
电生理基础知识
禁忌症
1.食道静脉曲张、食道癌患者。 2.明确诊断为SSS有晕厥病史患者 3.房颤患者
适应症
1.对安装永久性起搏器适应症的选择和 恰当的功能参数的选定是必不可少的。
2.对室上性、房室折返性和室性心动过 速术前、术中检查是必需的。 3.检查心动过速的起源处或房室旁道的 精确定位。
并发症
1.严重出血。 2.血栓、栓塞和静脉炎。
经食道心脏调搏术
原 理
食道与心脏解剖关系密切，心脏
与食道下段的前壁紧邻，以左心房与
食道关系最为密切。因此可经食道记
录左房心电图或刺激起搏心房。
目 的
1．用于窦房结功能检测。 2．房室结传导功能的估价。
3．各种折返现象及心动过速电生理研究。
4．预激综合征电生理研究。 5．用于室上性心动过速的调搏治疗。 6．空隙、多径传导、拖带、蝉联等特殊传导 现象的检测。
3. 心律失常。
4. 体动脉栓塞形成和动静脉瘘。
5.心包填塞。
临床应用
1.房室交界区的消融。
2.房室结折返性心动过速的消融治疗。
5.室速的消融。
并发症
1.心包填塞。 2.Ⅲ度房室传导阻滞。
3.瓣膜损伤。
4.急性冠状动脉缺血及急性心肌梗死。 5.室颤。 6.血管并发症。 7.其它并发症。
7. 心脏负荷试验及食道心室起搏等。
并发症(一)
与操作有关的并发症：插食道电极时刺 激咽喉部引起恶心、呕吐，有时甚至误 入气管。
并发症(二)
与电刺激有关的并发症： 1.电刺激时食道内灼热、紧缩感
2.可引起房颤。
3.可引起室性心动过速。
4.对显性预激综合征患者进行食道心房调 搏时要注意同步性能是否良好,否则有可能 诱发室颤。
电生理基本知识
基本知识：心内电生理检查（Electrocardiogram Study of the Heart）是利用心导管技术，将多根导管经静脉和／或动脉插入，置入心腔内不同部位，在窦性心律、起搏心律、程序刺激和心动过速时，同步记录局部心脏电活动，经过测量分析了解电冲动起源的部位、传导途径、速度、顺序以及传导过程中出现的异常心电现象，以研究和探讨心脏电活动的生理和病理生理规律。
电极导管的放置：心内电生理检查时常规要放置冠状窦、高位右房、希斯束和右心室尖部（ＲＶＡ）四根多极标测导管。
１、冠状窦（ＣＳ）电极：经左锁骨下静脉插入标测导管至右心房，寻找位于右心房后下部的冠状窦口，当电极导管到达冠状窦口时有搏动感，然后右手一边逆时针方向旋转导管尾部，左手一边进导管，通常可进入冠状窦。
①后前位（正位）Ｘ线透视下导管呈特征性“扫帚样”上下摆动。
②导管刺激无室性期前收缩。
③冠状窦位于左侧房室环，用于记录左心房心电图，可同时记录到振幅相近的心房电图（Ａ波）和心室电图（Ｖ波），左房刺激时可用该导管。
④右前斜位（ＲＡＯ）或左侧位透视导管指向后方。
⑤左前斜位（ＬＡＯ）导管插到左心缘，头端指向左肩。
２、高位右房（ＨＲＡ）电极：将标测导管经股静脉、下腔静脉进入右心房，放在上腔静脉与右心房的交界处并靠近右房外缘，正位下导管头端指向右侧，紧贴右房壁。
记录仪上此处Ａ波最早（靠近窦房结），通常只有高大的Ａ波而无Ｖ波，右房刺激常用该导管。
３、右心室（ＲＶ）电极：电极进入右心房后跨过三尖瓣置于右室心尖部或右室流出道，正位导管越过脊柱左缘，可记录到大Ｖ波，Ａ波不明显，导管刺激可见室性期前收缩，多用于右心室刺激。
４、希斯束（ＨＢ）电极：电极进入右心室后回撤，使导管顶端位于三尖瓣口处，头端指向后上方，可同时记录到振幅大致相等的Ａ波和Ｖ波，在Ａ波和Ｖ波之间可见一Ｈ波（希斯束电位）。
５、低位右房（ＬＲＡ）电极：电极顶端置于下腔静脉与右心房侧面交界处，既可记录到Ａ波，也可记录到Ｖ波，右侧旁道时需放置该导管。
电生理基础知识
病人需常规穿刺锁骨下静脉，股静脉，必要时穿动脉，常规放置心内电生理电极导管，最长的为高位右房（HR），HIS束，冠状窦CS，和右室心尖（RV）和射频导管熟称“大头”常规投照体位位左前斜位（LAO）右前斜位（RAO）前后位（AP）和后前位（PA）LAO 下两个瓣环的大概位置注意CS 电极的形状RAO下4个电极的位置正位AP注意一下脊柱的位置和电极弧度的变化上两图为RAO、下为LAO分别显示了环肺标测电极分别进入左上LSPV、右上RSPV、左下LIPV、右下RIPV肺静脉的情况心律失常的射频消融已经从原来的二维观察过度到现在的三维重建，目前三维的的操作界面有两种，一种为圣犹达的Ensite 3000系统分NavX和Array ，NavX 系统为接触式标测，Array 为非接触式标测，就是熟称的“球囊”再有一种就是强生的“CARTO"介绍一下Ensite 3000指导下的常见消融这是该系统的电极贴片Ensite系统采用的是贴片定位技术，分六块贴片，前后、左右、头颈后部，和左大腿内侧中间的是一个计时模块，一旦激活计时模块，系统便倒计时18小时。
这是ensite系统的组成，想有些同道在导管室已经见过了，但还是给大家看一下以房颤消融AF为例简要说明一下，第一步，导管进入心腔后由于AF需要穿房间隔，待穿刺后激活系统，系统可以显示导管在心腔内的位置，注意，图中一个长的是放在CS的冠状窦电极，一个是在心房4极电极这是用导管在建立左心房模型，导管到过的位置就可以被记录下来，这样可以用导管在心腔内勾画一个模型，而且是立体的，图中是建的左房，因为房颤要打左房和肺静脉也可以让患者先做一个心脏CT造影，然后将CT导入改系统，先用导管建模，建完后和CT的三维成像融合，下面就是这个过程这是用导管建的左房和左上和左下肺静脉的过程，图中是在进行左下肺静脉的修模，注意，下面那个是CS 电极做参考同体位下可任意转动体位，看见肺静脉和左房的交界口，做房颤消融肺静脉的定口非常重要，图中是个头位，注意看肺静脉和心房的交界处这是建完模后的左房这是网格图这是导管建模和CT融合后的左房，图中是因为正在做房颤消融后的房速的激动顺序标测，看起来眼花，实际看以从颜色看出哪里最早，图中有个大头的影子，注意看，做完了比这个要好看得多这个费用比较高，一台AF下来要5-6万RMB五六万算便宜了，我们这用CARTO，得八万多详细的EPS检查是射频消融手术成功的重要保证，尤其是对于刚刚开展射频消融术的心内科医生来说就更重要子，一步一步做，不去抢时间，只有这样才能保证心律失常诊断的准确性，并且最好至少放三根标测电极。
心脏电生理基础
心脏电生理基础心脏，作为人体最重要的器官之一，其正常的生理功能对于维持生命活动至关重要。
而心脏电生理则是研究心脏细胞电活动及其产生机制的科学领域。
理解心脏电生理基础，对于认识心脏的正常功能和各种心律失常的发生机制具有重要意义。
心脏的电活动源于心肌细胞的特殊电学特性。
心肌细胞可以分为两类：工作细胞和自律细胞。
工作细胞包括心房肌细胞和心室肌细胞，它们主要负责心脏的收缩和舒张功能。
自律细胞则包括窦房结细胞、房室交界区的细胞等，它们具有自动去极化的能力，是心脏节律性跳动的基础。
心肌细胞的电生理特性主要包括兴奋性、自律性、传导性和收缩性。
兴奋性是指心肌细胞对刺激产生反应的能力。
当心肌细胞受到适当强度的刺激时，会产生动作电位，引发细胞的兴奋。
自律性则是指心肌细胞在没有外来刺激的情况下，能够自动地产生节律性兴奋的特性。
窦房结细胞的自律性最高，因此成为了心脏的正常起搏点。
传导性是指心肌细胞能够将兴奋传导到相邻细胞的能力。
心脏中的特殊传导系统，如窦房结、房室交界、房室束、浦肯野纤维等，保证了兴奋能够迅速而有序地在心脏中传导，从而实现心脏的协调收缩和舒张。
收缩性是心肌细胞在兴奋后产生收缩的能力，这是心脏实现泵血功能的关键。
心脏的电活动可以通过心电图（ECG）来记录和分析。
心电图反映了心脏在不同时刻的电活动状态，包括 P 波、QRS 波群和 T 波等。
P波代表心房的去极化，QRS 波群代表心室的去极化，T 波代表心室的复极化。
通过对心电图的分析，医生可以诊断出各种心律失常，如窦性心动过速、窦性心动过缓、早搏、房颤等。
心脏的节律性跳动是由一系列复杂的电生理过程控制的。
正常情况下，窦房结发出的兴奋首先通过心房内的传导组织传到心房肌细胞，引起心房收缩。
然后兴奋通过房室交界传到房室束和左右束支，再通过浦肯野纤维网迅速传到心室肌细胞，引起心室收缩。
整个过程协调有序，保证了心脏的高效泵血功能。
然而，当心脏的电生理过程出现异常时，就会导致心律失常的发生。
医学电生理的基本原理和技术
数据分析：对实验数据进行分析，如信号处理、统计分析等
添加标题
实验结果：得出实验结论，如电生理现象的机制、电刺激的效果等
添加标题
实验改进：根据实验结果进行实验改进，如优化实验设计、改进实验操作等
添加标题
医学电生理的应用实例
心电图和心律失常诊断
心电图：记录心脏电活动的波形图，用于诊断心律失常
深部脑刺激（DBS）：通过植入电极刺激大脑深部核团，治疗帕金森病等疾病
经颅磁刺激（TMS）：通过磁场刺激大脑皮层，治疗抑郁症等疾病
脑机接口（BCI）：通过采集大脑信号控制外部设备，实现人机交互
电刺激在疼痛治疗和康复医学中的应用
电刺激原理：通过电流刺激神经，缓解疼痛
电刺激方法：经皮电刺激、深部脑刺激等
生物电的传播：神经纤维上的动作电位传导
生物电的产生：细胞膜内外电位差的形成
生物电的测量和记录
生物电的产生：细胞膜内外电位差的形成
生物电的记录和分析：对生物电进行量化和分析，了解生理功能和病理变化
生物电的记录设备：心电图仪、脑电图仪等
生物电的测量方法：电生理学、心电图、脑电图等
生物电的干扰和抑制
生物电的产生和传播：介绍生物电的产生机制和传播途径。
干扰因素：列举可能干扰生物电的因素，如药物、疾病、环境等。
抑制方法：介绍各种抑制生物电的方法，如药物治疗、物理治疗等。
临床应用：举例说明生物电的干扰和抑制在临床医学中的应用。
医学电生理的技术和方法
电生理信号的采集和处理
电生理信号的采集：使用电极、导线等设备，获取生物体内的电活动信号
信号的显示和存储：将处理后的信号显示在屏幕上，并存储在计算机中
主要研究领域包括心电图、脑电图、肌电图等
电生理学基础和生理特征
（四）收缩性 1. 心肌收缩性的特点
心肌
骨骼肌
全或无式收缩 不发生强直收缩
阶梯状收缩（分级收 缩）
强直收缩
依赖外源性钙（有结 不依赖外源性钙 构和电生理基础）
收缩时间长
收缩时间短
2.影响收缩性的因素
（1）血钙浓度
Ca2+ 内流
（2）交感神经 ß受体 （+） （+）
Ca2+池释放
Ca2+
促进ATP放能
C内注射Ca以造成高Ca状态可引起细胞内电阻↑， CA、高频刺激和C外高Ca都可以增加C内Ca而使内 阻↑，严重缺血、低O2也可使内阻↑而造成传导阻滞。
4、代谢因素
当缺血、低氧时，ATP产生↓，离子转运↓， [Ca2+]i↑和 [Na+]i↑, 使细胞间传导↓。洋地黄抑制钠 泵，使[Ca2+]i↑，细胞间传导↓。
收缩时间短（0.04s）收缩时间长（0.3s）
分级收缩
全或无收缩
可产生强直收缩 不产生强直收缩
不依赖外源性钙 依赖外源性钙
(3)K+、C a2+和Na+对心脏活动的影响
1)、K+
兴奋性和传导性
先升后降
K+ 0
PK
2相缩短
APD和不应期缩短
Ca2+内流抑制
兴奋—收缩偶联
心缩力
浓度差
MP
兴奋性 （骨骼肌麻痹）
MP （浦氏纤维）
兴奋性
K+ 0
PK
复极化速度
3相和APD延长
Ca2+内流
兴奋—收缩偶联
心缩力
2)、钙离子
Na+内流屏障作用
电生理知识点总结
电生理知识点总结1. 电生理学的基本概念电生理学是研究生物体在电场中产生和传导电流，以及利用电流来调控细胞功能的生理学学科。
电生理学的研究对象包括细胞膜的离子通道、离子泵、细胞内外离子浓度的差异、动作电位等。
电生理学研究的重点在于探索细胞和组织在电流的作用下产生的生物学效应，揭示电刺激对生物体的影响和调控机制。
2. 离子通道的特点和分类离子通道是细胞膜上多种离子的通道蛋白，具有高度的选择性和特异性。
离子通道的开闭状态可以调节细胞内外离子浓度的平衡，影响细胞的电位和电导率，从而控制细胞兴奋性和肌肉收缩等生物学过程。
根据离子传导的特点和作用机制，离子通道可以分为压力门控通道、电压门控通道、配体门控通道和异源门控通道等多种类型。
3. 离子泵的结构和功能离子泵是细胞膜上的一种重要膜蛋白，具有将离子从低浓度转运到高浓度的能力。
离子泵的典型代表包括Na+/K+ ATP酶和Ca2+ ATP酶等。
离子泵通过ATP酶的水解反应，将ATP分解为ADP和磷酸根，从而产生能量来催化离子的运输。
离子泵在维持细胞内外离子平衡、调节细胞内外离子浓度差异和细胞兴奋性等方面起着重要作用。
4. 动作电位的产生和传导动作电位是细胞膜上的一种电信号，是由于细胞膜上的离子通道在受到电刺激后发生开放和关闭而产生的电压变化。
动作电位的产生和传导是神经元和肌肉等可兴奋细胞活动的基础。
动作电位有兴奋性、传导性和波动性等特点，能够快速、一致地传导信号，完成神经冲动的传递和信息处理。
5. 生物体电生理学的应用电生理学在临床医学、药理学、生物技术和生理学研究等领域具有广泛的应用价值。
通过测量心电图、脑电图和肌电图等生物电信号，可以诊断心脏、脑部和肌肉等组织的功能状态和病理情况，指导疾病的治疗和康复。
通过研究离子通道和离子泵的结构和功能，可以探索药物的作用机制和开发新药物，为疾病治疗提供新的思路和方法。
综上所述，电生理学是生物医学领域中一个重要的研究方向，它通过研究细胞和组织在电场作用下的生物学效应，揭示电刺激对生物体的影响和调控机制，为临床医学和生命科学的发展提供了重要的理论基础和技术手段。
电生理知识点总结归纳
电生理知识点总结归纳1. 细胞膜的离子通道细胞膜是细胞与外界环境之间的界面，它具有选择透性，通过离子通道可以控制细胞内外离子的平衡。
离子通道的开闭状态决定了细胞内外离子浓度的变化，进而影响细胞的兴奋性和传导性。
离子通道的开闭受到多种因素的调控，包括电压、化学物质和机械力等。
2. 神经元的兴奋传导神经元是产生和传导电信号的细胞，它们通过突触与其他神经元或靶细胞相连。
在神经元的兴奋传导过程中，离子通道的开闭导致细胞内外离子浓度的变化，从而产生膜电位的变化。
当膜电位超过一定阈值时，神经元将产生动作电位并将其传导至突触传递给下一神经元或靶细胞。
3. 心脏肌细胞的兴奋传导心脏肌细胞是构成心脏的重要组成部分，它们通过兴奋传导系统完成心脏的收缩与舒张。
心脏肌细胞的兴奋传导包括起搏细胞的自发兴奋和传导系统将兴奋传导至心脏肌细胞的过程。
通过调控离子通道的开闭状态，可以调节心脏肌细胞的兴奋性和传导性，从而影响心脏的节律和收缩力度。
4. 离子通道的生物物理特性离子通道是细胞膜上的蛋白质通道，它们具有特定的生物物理特性，包括通透性、选择性、电压依赖性和药物敏感性等。
离子通道的生物物理特性决定了它们对离子的通透性和对各种因素的调控敏感性，进而影响细胞的兴奋性和传导性。
5. 脑电图和心电图脑电图和心电图是电生理学中常用的技术手段，用于记录脑电和心电活动。
脑电图反映了大脑皮质中神经元群体的兴奋性和传导性，心电图反映了心脏肌细胞的兴奋性和传导性。
通过脑电图和心电图可以评估神经系统和心脏系统的功能状态，对于临床诊断和疾病监测具有重要意义。
6. 离子通道的调控与疾病离子通道的异常调控与多种疾病的发生和发展密切相关。
例如，钠通道的突变会导致神经肌肉疾病和心脏疾病，钾通道的失调会导致心律失常等。
针对离子通道的调控可以作为治疗疾病的靶点，针对离子通道的药物也成为了药物研发与治疗的重要领域。
7. 离子泵和电生理学除了离子通道，离子泵也在细胞内外离子平衡中扮演着重要角色。
电生理基础知识介绍
房扑—右房典型房扑
• 右房典型房扑：折返环依赖于IVC和TVA之间峡部的缓慢传导，根据 沿TVA的传导方向又分为I型房扑（逆时针，普通型）和II型房扑（顺 时针，少见型）
• 折返环的形成：三尖瓣环，间隔，上腔静脉，界嵴，下腔静脉，峡部 ，I型房扑一般通过间隔下部CS激动左心房，II型房扑一般通过间隔上 部传导至左心房
则经旁道前传，如AVN恢复兴奋性，则形成逆传，如果早搏足够早时 ，AVN逆导时间足够长，使旁道恢复兴奋性，则旁道与AVN形成折 返。因发病时心室激动完全来源于旁道，因此ECG多为宽大QRS
AVRT—旁道类型
• 显性旁道：旁道能顺向传导，且ECG δ波持续存在 • 隐性旁道：旁道能顺向传导，ECG 无δ波，可能为房内传导阻滞，旁
X线
RAO
TV
MV
CS
PA
LAO
EP基础 – HRA 电图
EP基础 – HIS 电图
EP基础 – CS 电图
EP基础 – RVA 电图
电生理检查
标测导管连接至多导
电生理常见疾病介绍
房室结折返性心动过速（AVNRT）
• 房室结内传导（A-H间期）随心率增快而逐渐延长，并最终阻滞，称为文 氏现象
I
P/PS/S 402275 Medium Sweep
R/T
L/PL
402275
R/T
PS/P
Medium Sweep
402277
Medium Curl
Above the Valve
房扑—Atrial Flutter
• 心房快速而规律的活动 • 心房频率一般为250-350次/min • 心室心率：一般为2：1或4：1房室传导 • 分为右房房扑和左房房扑，或分为典型房扑和非典型房扑，右房逆时
医学电生理的基本原理和技术
异常波形可出现在癫痫发作期间或发作间期，对于癫痫的诊断和治疗具
有重要指导意义。
02
脑梗死
脑梗死患者的脑电图表现为局灶性慢波或弥漫性慢波。这些异常波形反
映了脑梗死部位脑细胞的缺血、缺氧状态，有助于判断脑梗死的严重程
度和预后。
03
阿尔茨海默病
阿尔茨海默病患者的脑电图表现为α波减少、θ波和δ波增多。这些异常
医学电生理的基 本原理和技术
汇报人：XX 2024-01-27
contents
目录
• 电生理概述 • 细胞膜与离子通道 • 神经肌肉接头与突触传递 • 心脏电生理基础 • 脑电生理基础 • 医学电生理技术应用
01
CATALOGUE
电生理ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ述
电生理定义与意义
定义
电生理是指生物体内产生的电现象及 其相关生理功能的科学研究。
02
CATALOGUE
细胞膜与离子通道
细胞膜结构与功能
细胞膜组成
主要由脂质双分子层、膜蛋白和糖类组成，具有选择通透性 。
细胞膜功能
维持细胞内外环境稳定，调节物质运输、能量转换和信息传 递等。
离子通道类型及作用
01
02
03
电压门控离子通道
受膜电位变化调控，如钠 离子通道、钾离子通道等 ，参与动作电位的产生和 传播。
脑电图检查方法及临床应用
检查方法
脑电图是通过电极记录下来的脑细胞 群的自发性、节律性电活动。常规脑 电图、动态脑电图监测、视频脑电图 监测。
临床应用
脑电图检查对于癫痫等疾病的诊断具 有重要价值。此外，脑电图还可用于 评估脑功能状态，如认知功能、情感 状态等。
常见脑部疾病脑电图表现
人体解剖生理学——细胞电生理
细胞膜的电生理
一、细胞膜的电生理基本概念
1、 生物电 生物电：生物体在生命活动中所表现的电现象。
2、刺激与兴奋 刺激（stimulation）：凡是能引起机体细胞、组
织、器官或整体的活动状态发生改变的任何环境因 子。
反应（response）：由刺激而引起机体活动状态 的改变。
结论：① AP 的上升支由 Na＋内流形成，下降支 是 K＋ 外流形成的，后电位是 Na＋－K＋ 泵活动 引起的。
② AP 的产生是不消耗能量的，AP 的恢复 是消耗能量的（Na＋－K＋泵的活动）。
③ AP=Na＋ 的平衡电位。
神经细胞动作电位产生机制：
① 刺激引起膜产生去极化必须达到阈电位水平是产 生动物电位的前提：电刺激致负极产生出膜电流 →RP值减小发生去极化(正极产生入膜电流，RP 值增大产生超极化)→去极化达到阈电位。
细胞膜存在不应期的意义： 1、决定了冲动只能沿一个方向向前传导。 2、决定了在给定时间内产生并沿神经纤维
传导的新发生的动作电位的数量。
组织兴奋后兴奋性变化的对应关系
分 期 兴奋性 与AP对应关系 机
制
绝对不应期 降至零 锋电位
钠通道开放与失活
相对不应期 渐恢复 负后电位前期 钠通道部分恢复
超常期
② 钠通道开放，钠离子大量内流是产生动作电位的 本 质 ： 膜 上 Na+ 通 道 大 量 激 活 ( 电 压 门 控 钠 通 道)→Na+通道开放，膜对Na+的通透性迅速增 大→Na+顺浓度差和电位差进入膜内→形成AP上 升相(去极相)。
③ 钾通道开放，钾离子外流是形成动作电位复极相的 根本原因：Na+通道失活→膜内外电位差达到 Na+ 平衡电位→K+ 通道(电压门控 K+ 通道)逐渐开放→膜 对K+的通透性增大→K+顺浓度差和电位差由膜内向 膜外扩散→形成AP的下降相(复极相)→膜电位逐渐恢 复到兴奋前水平。 ④ 钠-钾泵活动引起 Na+-K+ 交换是产生后电位及细 胞恢复正常的基础：膜对 K+ 的通透性恢复正常， Na+通道的失活状态解除恢复到备用状态，膜内外离 子的重新调整过程(Na+-K+ATP酶激活）→形成负后 电位和正后电位→膜电位恢复正常。
电生理检查基本知识
电生理检查基本知识
电生理检查是一种利用心内心电图记录和心内刺激技术来诊断心律失常和评价治疗效果的方法。
它通常针对病情比较稳定、可以进行平躺活动的患者进行。
电生理检查的主要过程是通过锁骨下静脉和股静脉等途径，将电极导管插入心脏内部，记录心内心电图，同时进行心内刺激，诱发心律失常，以明确病变部位和性质。
电生理检查不仅可以对心脏的整体电生理活动进行评估，还可以对心脏的局部电生理特性进行研究。
例如，通过希斯氏束电图记录，可以了解房室传导阻滞及异位性心动过速等疾病的电生理特性，为临床诊断和治疗提供重要依据。
在电生理检查中，心脏不应期、向心性室房逆行传导、偏心性室房逆行传导、递减传导等电生理现象是常见的。
这些现象的产生与心肌组织或心肌细胞的电生理特性有关，对于理解心律失常的发生机制和制定治疗方案具有重要意义。
同时，电生理检查还可以结合其他检查手段，如超声心动图、核磁共振等，对心脏结构和功能进行全面评估。
这有助于发现潜在的心脏疾病，为临床治疗提供更为准确的依据。
总之，电生理检查是一种重要的心脏电生理研究手段，对于心律失常的诊断和治疗具有重要意义。
通过全面了解电生理检查的基本知识和技术，可以更好地为心脏病患者提供精准的诊断和治疗方案。
电生理基本技术
电⽣理基本技术电⽣理基本技术⼀电刺激。
⼆⽣物放⼤器正确选择，植物性神经冲动幅度多为50-100µV。
不同组织，应采⽤不同的参数。
如 ECG：振幅0.1-2mV，灵敏度0.5-1mV，时间常数0.1-1.0s，⾼频滤波1KHz 植物性神经冲动：振幅50-150µV，灵敏度25-100µV，时间常数0.01-0.1s，⾼频滤波3-5KHz 中枢神经元单位放电振幅100-300µV, 灵敏度50-100µV，时间常数0.01-0.1s，⾼频滤波5-10KHz三玻璃微电极常⽤尖端0.5-5µm，向细胞内插⼊时，需⼩于0.5µm（细胞直径的1/10~1/100），且尖端的倾斜度应相当缓和，⼀般微电极可分为⾦属微电极和玻璃微电极两类。
⾦属微电极，现多⽤镀铂钨丝电极（platinum-plated tungsten electrode），在钨丝上镀铂，可极⼤改善电极的电学特性，噪声可⼤⼤降低，加之机械强度⼤，适合长期体外记录(paré D， Gaudreau H. Projection cells and interneurons of the lateral and basolateral amygdala: distinct firing patterns and differential relation to the thera and delta rhythms in conscious cats. J Neursci, 1996,16(10):3334-3350现要也常⽤镀银碳纤维电极。
玻璃微电极记录易受机械位移的影响，加之尖端的电解质会漏出或堵塞，不适合半⼩时以上的长时间记录，玻璃微电极可分单管和多管微电极。
⽑坯管在国外多⽤Pyrex管，国内多⽤GG-17和95料玻管。
细胞外记录多采⽤外径1.5-2mm 玻璃，细胞内记录则采⽤外径1mm 细玻管，内外径之⽐约为2:3或5:6，长6-8cm。
电生理学基础
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三.动作电位的离子基础
早在1902年,Bernstein根据当时观察到的生 物电现象，提出了著名的膜学说。他认为神 经或肌肉细胞膜对K+有特殊的通透性，而对 较大的阳离子或阴离子均无通透性。静息时， 由于膜内外K+的浓度差而形成静息膜电位； 兴奋过程的电位变化是由于兴奋部位膜对离 子选择通透性的消失，因此动作电位的大小 应等于静息电位的绝对值。
计算，上式可简化为：
Ek= 61.54
mVlog
[K+]o [K+]i
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Membrane potential and equilibrium potential of different ions
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1. Eion和Em总是有差距的。 2. 静息状态下总是存在离子的跨膜运动。
推论：要维持静息膜电位，必须维持 离子的不均衡跨膜分布。
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电压钳原理(voLtage clamp)
只要固定膜电位不变，使膜电容电流为零， 则膜总电流等于离子电流。
在鰂乌贼大纤维内插入两根细铂丝，一根记录电压E'，另一根记录电流I'。
记录膜电位E'输出(如-70 mV)与调定电压V(如-100 mV)通过比较器进行比
较．其差值30 mV经放大后进入一个快速电压-电流转换器(FBA)，使∆V＝
这一学说不能解释以后发现的动作电位的超射 (overshoot)现象。
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1939年微电极发明以后，Curtis和Cole, Hodgkin和Huxley等人分别用毛细管微电极 测量了鰂乌贼大神经纤维兴奋时的电位变化。
结果发现动作电位大于膜静息电位，出现了 超射。1949年Hodgkin和Katz进一步做了 “钠离子对鰂乌贼大纤维中产生的动作电位 的作用”的实验。
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人体生理学的电生理基础
当人们提到“生理学”这个词时，我们往往想到人体的器官、组
织和细胞的结构、功能以及它们与身体各个系统之间的相互作用。
但是，最近几十年中生理学、医学和工程学的合作开创了一个新
的领域，即电生理学。
电生理学的研究是通过质子、电子的移动
和形成电荷，从而产生电流来描述生物体的生理功能活动。
本文
将以“人体生理学的电生理基础”为主题，分析人类的基础电生理
作用和不同的电学刺激方式。
人类基本电生理作用
生物体内发生的生理过程，在更大的范围内被视为基础电生理
作用，并且这些过程是人体正常运转的重要组成部分。
在任何真
正的生理活动中，离不开人体细胞的“充电与放电”过程，实现细
胞间电压的改变，进而调节细胞功能。
身体内的细胞被认为是一
种电池，它们能够产生电压差，从而产生电流。
对于神经系统来说，人体内的神经元是信息传递的基本单位。
神经元有两种基本状态: 静息态和兴奋态。
当神经元处于静息态时，内部负载更多的离子，细胞内质对带有正电的钠离子具有封锁作用，这些钠离子无法进入细胞内。
只有当细胞受到外部刺激并被
兴奋时，这个禁区会被消除，正电荷钠离子冲进神经元，内部电
位增加。
内部电势增加至一定电压，就会形成神经冲动，这种神
经冲动最终被传递到下一个神经元上，继续信息传递。
当然，不仅仅是神经元，“充电与放电”过程同样适用于人体的
其他各种细胞。
例如，肌肉细胞是由骨骼肌、心肌和平滑肌组成的，它们的收缩和松弛与钙离子的释放和回收直接相关。
当动作
信号从神经元传递给肌肉细胞时，它们收缩，长度缩短。
外部电刺激对神经元的影响
外部电刺激可以改变神经元的内部电势并激活它们，从而激发
神经冲动并影响后续信号传递。
这就是为什么电刺激是一个有用
的医疗工具，治疗神经病和肌肉病。
在神经电生理实验中，外部电刺激可以分为一系列频率和宽度，例如单脉冲、脉冲列和高频刺激等。
在传递信号时，神经元之间
的功能连接和突触强度是影响外部刺激的关键因素。
另一个影响
因素是电刺激的频率。
当刺激过程中的脉冲数量或群集数量增加时，它会影响内部电势，从而补偿神经元自身的静息态，导致一
系列的行为，如调制神经元内部信息传递和调节神经连接的强度。
除了对神经元的影响外，不同的电刺激也可以影响人体的身体功能。
例如，电脑辅助脑功能训练（CBT）是一种应用电刺激项目的神经可塑性研究方向，在这个过程中，电刺激被用来激活大脑的特定区域和神经回路，从而促进大脑协调运作。
结论
本文简单分析了人体生理学的电生理基础，包括如何描述人体器官、组织和细胞的结构和功能，从而实现了身体正常运转的细胞间电压的调节。
同时，文章还讨论了外部电刺激对神经元和人体其他细胞的影响，并分析了不同电刺激的频率和类型。
这是一个值得关注的领域，希望能吸引越来越多的研究者从更多角度进行探究，推动人体生理学和电生理学领域的进一步发展。