心电图,原理,电生理_副本

什么是心电图？心脏机械性收缩之前，心肌先发生电激动。这种电激动除了使心肌除极复极产生动作电位外，还会传布全身，使身体不同部位的表面随着心动周期变化出现不同的电位差。通过心电图机把不断变化的电位差连续描记得出的曲线，就是心电图。

临床心电图学就是把身体不同部位表面间变动着的电位记录下来，结合其他临床资料，给以适当解释，以辅助临床诊断的一门科学。

注意这里首先要求的是结合其他临床资料，给以适当解释。其次是辅助临床诊断，不是临床诊断，不能代替临床诊断。所以心电图诊断需要结合临床才有其明确意义。

心脏机械性收缩之前发生的电激动就是心肌的周期性的除极与复极所产生的微弱电流----生物电，没有心肌的周期性除极与复极变化，就没有电激动，也就没有心脏的收缩与舒张，更不会有心电图。所以心电图医师要掌握有关心电生理知识，特别要掌握心电图形成的基本原理。

下面讲具体除极、复极、心电向量及心电图二次成像有关知识讲一讲。（叫复习也行，因为这些在医学校学习时已经学过了的。）

（一）有关心肌细胞电生理知识

电偶的概念：由两个电量相等，距离很近的正负电荷所组成的一个电偶，电偶的方向指向电源侧，即所谓电源在前，电穴在后。有电偶存在，自然会形成电场。单个电偶可以形成电场，人体任何部位都存在着电场，所以体表任何两点间都存在着电位差，也就是一种电场，连接两点间的连线就是电轴，两点间的中点就是这个电场的0电位线。

电源电穴与电流方向示意图

毫无疑问，心肌细胞也是一个电场。心肌细胞的电变化主要是细胞膜内、外的电位变化，即膜电位变化。膜电位是细胞内、外离子活动的表现。细胞内的阳离子主要是K+离子，其浓度为细胞外液的30倍左右。阴离子主要为有机物离子。细胞外的阳离子主要为Na＋离子，其浓度为细胞内液的15~20倍；Ca++为细胞内的20 000倍；阴离子主要为CL-。正常情况下细胞内外各种离子尽管存在明显的浓度梯度，却不能随意进出。除了细胞膜上的各种离子通道是否开放及开放程度大小影响外，还受细胞内外电场电荷的相互影响。只有在心肌细胞的除极和复极过程中，各种离子才相对明显的跨膜流动，造成细胞内、外的电位变化，形成动作电位。

心电图基础

1 静息电位

心肌细胞在静息状态下，由于细胞膜对钠离子的通透性是受条件限制的，而对钾离子的通透性大，加上细胞内钾离子浓度比细胞外显著大（高约30倍），所以钾离子可以随浓度梯度大的细胞内流出细胞外，也可以随电梯度（外正内负），被负离子相吸，进入细胞内。但由于钾离子是带正电荷的，钾离子大量外出，细胞内正负电荷就会失去平衡，所以细胞内的带负电荷的离子或大分子有机物质就会吸引着带正电的钾离子回到细胞内或在细胞膜表面，当达到浓度梯度与电梯度的平行时，细胞膜外是均匀分布一层钾离子的。这样在细胞膜外就会保持着带正电荷状态，细胞膜内侧保持带负电荷状态，这种正负电荷稳定的分布细胞内外，形成的包膜电位外正内负的状态称极化状态。静息时细胞膜内外电位差称静息膜电位。静息膜电位时细胞膜内外电位差约为－90mV。

图2-2 静息电位示意图

在静息电位时，正常心肌细胞表面都带正电荷，所以细胞表面任何两点间及细胞与细胞间是没有电位差的，也就没有形成电偶。这就是形成心电图的等电位线基础。

2. 心肌细胞除极化：

心肌细胞的极化膜某处受到一定强度的刺激时，如来自窦房结的电激动或病变部位细胞的电激动，细胞膜对离子的通透性突然发生改变，大量带正电荷的钠离子进入细胞内，结果细胞膜内迅速由负电位变成正电位，膜外则逐渐变成负电位，即产生电偶和动作电位（细胞膜内外产生的电位变化过程称动作电位）。心肌细胞这种膜电位由外正内负转为内正外负的过程称除极化过程。

图2-3 细胞除极过程及电位变化示意图1

除极化时，已除极与未除极的心肌细胞间形成电位差，即形成电偶。其电偶方向与除极方向是一致的。这样用微电流计分别在心肌两端记录其电位差，面对除极方向的探查电极记录的一个正向的波，背离除极方向的电极，记录得一个负向波。

细胞除极过程及电位变化示意图2

除极化结束，未复极化前，心肌细胞外均带负电荷，细胞间电位差也为0。

3 心肌细胞复极化：除极化后，随着细胞膜对离子通透性的改变，细胞内的正电位逐渐恢复到静息膜电位水平，这一过程称复极化，心肌细胞复极完毕后，又恢复静息电位，电偶和动作电位消失。

图2-5 细胞复极过程及电位变化示意图

复极化时，也有电偶和电位形成，电偶方向与复极方向相反。复极化完毕，细胞膜表面又恢复到除极前的静息状态，心肌细胞间也无电位差，无电偶形成。

4. 心肌细胞的除极、复极过程和动作电位：心肌细胞在兴奋时所发生除极和复极过程的电位变化称为动作电位。分为去极化的0相和复极化的1、2和3相。4相为静息期。

0相（去极化期）：

【1】相（早期快速复极相）：

【2】相（平台期）：

【3】相（快速复极末相）：

【4】相（静息相）：4相的开始相当于复极过程完毕，心室舒张期由此开始。

心室肌细胞跨膜电位和离子活动示意图

前面已经讲过心肌细胞受到刺激后会依次发生去极化及复极化过程，即产生电偶和动作电位过程。这个过程是怎么进行的？这里通过对这条动作电位曲线的解释，来理解这个过程。

在静息状态下细胞膜外保持着带正电荷状态，细胞膜内带有负电荷状态，细胞膜内外的电位差约-90mV。

【0】相，叫去极化相：是由于细胞膜受到刺激，细胞膜的通透性发生改变，细胞膜上的Na+闸门快速开放，细胞外高浓度的带正电荷的Na+离子沿着浓度梯度快速进入细胞内，使细胞内富余的负电荷（阴极）不但突然消失，以致逆转，正电荷超过负电荷，即所谓超射，使细胞内的电位到达0电位以上。

在上面这条动作电位曲线0电位线以上部分，就叫超射部分。一般超射可以达到或接近+30mV。随后进入复极化过程。复极化过程一般分以下四个时相。

【1】相早期快速复极相：紧随其后由于细胞外Cl－随之快速进入细胞内，使超射的阳离子被中和掉一部分，这便形成快速复极【1】相，或叫“早期快速复极相”。

在上面这条动作电位曲线升至最高点后快速回落这段曲线就是【1】相部分.。

【2】2相平台期：【1】相后各种离子受到各自的闸门控制，保持进出相对平衡，形成一个相对平坦的平台期，即【2】时相期。在这期主要是K+缓慢外出，而Ca+也缓慢进入细胞内，两者所带的电荷进出量几乎相等，所以膜内外的电位差在较长时间段内相对平衡。

在上面这条曲线标志2这段相对平坦，处于0电位上下部分就是【2】时相平台期

【3】相快速复极末相：随后快钾离子通道开放，K+离子沿着浓度梯度迅速外出，使细胞内的带正电荷的阳离子浓度迅速降低，以致细胞内有恢复到-90度水平。这就是快速复极末相【3】相。又称复极相。在上面这条曲线标志3这段电位快速降低到达-90mV水平这段曲线是快速复极末相【3】相

【4】相，即静息电位相：此期，细胞膜内外，电位基本保持静息电位水平，但这时由于细胞内Na+、、、K+、Ca+并没有恢复到静息电位水平，要靠消耗能量（ATP），分别经Na+- Ca+泵、Na+- K+泵，把多余的Ca+与Na+离子泵出细胞外，K+吸回细胞内，最后达到静息电位细胞内外各种离子分布平衡水平。迎接下一次正常的激动过程。

前面说过：没有心肌的周期性除极与复极变化，就没有电激动，------更不会有心电图。心电图与心肌除极与复极有什么关系呢？

心肌细胞动作电位变化与心电图对应关系：一般都认为0相与I相相当QRS时间，2相与ST段对应，3相与T波对应，4相相当T-P段。