课程—国家重点实验室最新电生理技术课程
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课程国家重点实验室最新电生理技术课程课件
机 械 门 控 性 ， 又称机械敏感性(mechanosensitive)离子通道:是一类感受细胞膜 mechanogated 表面应力变化，实现胞外机械信号向胞内转导的通道，根据通透性
分为离子选择性和非离子选择性通道，根据功能作用分为张力激活 型和张力失活型离子通道.
基因相似性
根据基因序列的相似性或同源性而归类的离子通道，例如TRP家族 等。
➢ Hodgkin、Huxley、Katz等人在20世纪30—50年代
做出了开创性研究。他们基于电压钳技术，提出 并验证了所谓的Hodgkin—Huxley方程，数学模拟 出和真实状况相符合的神经冲动的传导，由此建
立了细胞动作电位的钠离子学说。离子通道的近
代观念也由此产生。
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✓ 高灵敏度：pA级、单通道水平 ✓ 适用范围广：不受样本种类限制
全自动膜片钳
✓ 操作自动化，简单培训即可使用 ✓ 高效率、高通量 ✓ 实现某些传统膜片钳不具有的功能，
例如全细胞模式内液灌流。
操作过程复杂，对实验者要求高
实验数据量低，难以应用于药物筛 选
保持传统膜片钳高信息量和高灵敏度 方面程度不一，
课程国家重点实验室最新电生理技术课程
2
2.离子通道：重要的药物靶点
➢ 2.1 重要的生理功能 • 细胞生物电现象的基础 • 参与维持细胞正常形态 • 细胞兴奋-收缩偶联和兴奋-分泌偶联 • 细胞跨膜信号转导
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2.1 重要• 细的胞生生理物功电能现象的基础——静息电位的形成
1952
Hodgkin和Huxley分离出Na+、K+电流和漏电流。
1953
Fatt和Katz分离出了Ca2+电流。
心内电生理检查方法及程序刺激课件
心内电生理检查方法及程序刺激课件
目录
• 心内电生理检查概述 • 准备工作 • 心内电生理检查方法 • 刺激程序及方法 • 心内电生理检查结果解读 • 心内电生理检查临床应用及价值 • 心内电生理检查发展趋势及展望
01
心内电生理检查概述
检查目的
诊断心脏传导阻滞和 心律失常
评估治疗效果和预后
协助判断心脏病变部 位和程度
肢体电极放置
在肢体上确定3个电极点，分别为左臂（Fz）、右臂（Rz）和左腿（Pz）。
信号采集
信号采集前准备
确保患者身体干燥，避免使用化 妆品和金属物品，以免干扰信号 采集。
信号采集过程
连接好所有电极，确保信号线缆 正确连接，然后打开信号采集设 备，开始采集心内电信号。
数据处理
数据预处理
对采集到的信号进行去噪 、滤波等处理，以去除干 扰和噪声。
告知患者检查目的、方法和可 能的风险，并获得知情同意。
消除患者的紧张和焦虑情绪， 提高患者的依从性。
设备准备
准备好所需的心内电生理检查仪 器和设备，包括心电图机、心电
监护仪、刺激仪等。
对仪器设备进行检查和校准，确 保其正常运行和准确度。
为患者连接好心电图电极和导线 ，确保信号传输的稳定性和准确
性。
早搏刺激
模拟心脏早搏波形，常用于诱 发心律失常。
晚搏刺激
模拟心脏晚搏波形，常用于检 测药物治疗效果。
刺激强度
阈上刺激
超过正常阈值的刺激强度，可引起心 肌收缩和传导系统反应。
阈下刺激
低于正常阈值的刺激强度，通常用于 观察传导系统的传导功能。
刺激频率
低频刺激
低于正常心率的刺激频率，常用于观察传导系统的传导功能 。
目录
• 心内电生理检查概述 • 准备工作 • 心内电生理检查方法 • 刺激程序及方法 • 心内电生理检查结果解读 • 心内电生理检查临床应用及价值 • 心内电生理检查发展趋势及展望
01
心内电生理检查概述
检查目的
诊断心脏传导阻滞和 心律失常
评估治疗效果和预后
协助判断心脏病变部 位和程度
肢体电极放置
在肢体上确定3个电极点，分别为左臂（Fz）、右臂（Rz）和左腿（Pz）。
信号采集
信号采集前准备
确保患者身体干燥，避免使用化 妆品和金属物品，以免干扰信号 采集。
信号采集过程
连接好所有电极，确保信号线缆 正确连接，然后打开信号采集设 备，开始采集心内电信号。
数据处理
数据预处理
对采集到的信号进行去噪 、滤波等处理，以去除干 扰和噪声。
告知患者检查目的、方法和可 能的风险，并获得知情同意。
消除患者的紧张和焦虑情绪， 提高患者的依从性。
设备准备
准备好所需的心内电生理检查仪 器和设备，包括心电图机、心电
监护仪、刺激仪等。
对仪器设备进行检查和校准，确 保其正常运行和准确度。
为患者连接好心电图电极和导线 ，确保信号传输的稳定性和准确
性。
早搏刺激
模拟心脏早搏波形，常用于诱 发心律失常。
晚搏刺激
模拟心脏晚搏波形，常用于检 测药物治疗效果。
刺激强度
阈上刺激
超过正常阈值的刺激强度，可引起心 肌收缩和传导系统反应。
阈下刺激
低于正常阈值的刺激强度，通常用于 观察传导系统的传导功能。
刺激频率
低频刺激
低于正常心率的刺激频率，常用于观察传导系统的传导功能 。
胡优敏《电生理学技术及临床应用》电生理学绪论
心律失常类型
心律失常诊断
心律失常治疗
心律失常是指心脏节律或频率发生异 常，包括窦性心律失常、房性心律失 常、房室交界性心律失常、室性心律 失常等。
心律失常的诊断需要结合患者的病史 、体格检查和心电图等检查结果进行 综合分析。对于一些复杂的心律失常 ，还需要进行动态心电图、食管调搏 等特殊检查。
心律失常的治疗包括药物治疗、非药 物治疗和手术治疗等。药物治疗是常 用的治疗方法，但需要在医生的指导 下进行。非药物治疗包括电复律、射 频消融等，适用于一些特定的心律失 常。手术治疗主要适用于一些严重的 心律失常，如心脏起搏器植入等。
总结与展望：提高临床诊
06 疗水平，促进人类健康事 业发展
回顾本次课程重点内容
1 2
电生理学基本概念和原理
包括生物电现象、细胞膜电位、动作电位等基础 知识。
电生理学技术种类和应用
详细介绍了心电图、脑电图、肌电图等电生理学 检查技术的原理、方法、适应症和临床意义。
3
电生理学在临床诊疗中的作用
阐述了电生理学检查在神经系统疾病、心血管疾 病等领域的诊断、鉴别诊断、病情监测和预后评 估中的重要作用。
03
通过肛门直肠测压技术，检测肛门直肠平滑肌的收缩力和协调
性，评估排便功能。
肝脏代谢功能检测指标介绍
01
02
03
肝功能酶学指标
包括谷丙转氨酶、谷草转 氨酶等，反映肝细胞损伤 和坏死程度。
胆红素代谢指标
包括总胆红素、直接胆红 素等，反映肝脏对胆红素 的摄取、结合和排泄功能。
肝脏合成功能指标
包括白蛋白、凝血因子等， 反映肝脏的合成能力。
临床应用面临的主要挑战包括技术复杂性、成本 高昂以及伦理问题等
现代心脏电生理标测技术评价课件
LSPV LA
RSPV
RA
现代心脏电生理标测技术评价课件
线区电 性域解 消局剖 融部图 此低上 处电左 至压房 房，后 间为壁 隔慢邻 成传近 功导
区 ，口
14
RSPV
现代心脏电生理标测技术评价课件
15
3、 局灶性房颤： 如果是起源于肺静脉的局灶性房颤，
ＣＡＲＴＯ可很快显示肺静脉的走向和肺 静脉出口的解剖部位，对消融点的判断有 帮助。
22
现代心脏电生理标测技术评价课件
23
7、冠心病室速： ＣＡＲＴＯ可显示冠心病室速
折返环，指导在折返环共同通道上 放电消融。
现代心脏电生理标测技术评价课件
24
8、 房室结折返性心动过速 标识房室结、希氏束、冠状窦口、
三尖瓣环等重要解剖结构，指导慢径路 消融，可避免３°ＡＶＢ并发症。
现代心脏电生理标测技术评价课件
现代心脏电生理标测技术评价课件
2
CARTO系统
现代心脏电生理标测技术评价课件
3
(一)、ＣＡＲＴＯ系统的组成：低磁 场发生器、消融标测／定位导管，中央 信号分配器，ＣＡＲＴＯ磁／电处理器， 和计算机工作站。
现代心脏电生理标测技术评价课件
4
(二)、应用原理和标测过程：
选定参考电图，放置解剖参考电极
35
3、临床应用：
类同CARTO系统适应证。
现代心脏电生理标测技术评价课件
36
4、与常规电生理技术相比所具有的优 越性： 1）采用的非接触电极，避免了传统电 极的贴靠问题，可以记录下整个心腔的 全部电信号。 2）采用三维等电势图彩色显示，此立 体等电势图可以任意旋转、剖切，在最 短时间内寻找靶点。
现代心脏电生理标测技术评价课件
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。
拉制前必须经过清洁处理。
电生理监测在临床中的应用 ppt课件
则预后较差
术中N20持续缺失，考虑损伤较重，提示术后
偏瘫。术中N20 一过性消失考虑牵拉所致损 伤，多可以恢复，并不影响肢体运动
N13—N20CCT及N20PL与术后症状好坏具有正相
关性
PPT课件
45
动脉瘤手术SEP监测作用
颈内动脉闭塞时，由于大脑半球和皮层下 结构供血不足，皮层SEP会明显衰减，CCT 延长。在一定时间内解除颈内动脉闭塞， 皮层SEP和CCT可以恢复正常，术后不会出 现肢体运动功能障碍
PPT课件
46
脊柱手术中SEP的应用
脊柱侧凸手术监护主要有两个目的：第一是防 止手术过程中损伤神经结构，第二是指导医生 确定安全校正曲线的限度
SEP监测可以预测术后运动功能。如术前不能记 录到SEP，则术中SEP记录非常困难，因此这类 病人不应选作术中监护。这些手术监护的难点 在于神经损伤可在短时间内发生，这时必须有 良好的信噪比才能迅速获得理想的SEP记录
PPT课件
26
PPT课件
27
② 大脑半球切除术:
主要适用于小儿顽固性癫痫
CT、MRI：一侧大脑发育不良，脑室扩大，半
球萎缩，一侧明显。
脑电图：一侧或两侧半球广泛性棘波、棘慢波。
但以一侧为主或一侧懒波（生理波减慢α波减 弱 锤波波减弱。）
PPT课件
28
③ 胼胝体切除术:
此种手术方式的指征是: a.发作期间有一侧或继发双侧脑电图棘波发放; b.有局限性脑结构损害, 但不宜行病灶切除者; c.智商正常; d.早期出现偏瘫或婴儿性偏瘫; e.伴有局部发作的全身性发作, 包括不能控制的
PPT课件
11
确定癫痫在大脑中的起源部位
起源部位的确定
术中N20持续缺失，考虑损伤较重，提示术后
偏瘫。术中N20 一过性消失考虑牵拉所致损 伤，多可以恢复，并不影响肢体运动
N13—N20CCT及N20PL与术后症状好坏具有正相
关性
PPT课件
45
动脉瘤手术SEP监测作用
颈内动脉闭塞时，由于大脑半球和皮层下 结构供血不足，皮层SEP会明显衰减，CCT 延长。在一定时间内解除颈内动脉闭塞， 皮层SEP和CCT可以恢复正常，术后不会出 现肢体运动功能障碍
PPT课件
46
脊柱手术中SEP的应用
脊柱侧凸手术监护主要有两个目的：第一是防 止手术过程中损伤神经结构，第二是指导医生 确定安全校正曲线的限度
SEP监测可以预测术后运动功能。如术前不能记 录到SEP，则术中SEP记录非常困难，因此这类 病人不应选作术中监护。这些手术监护的难点 在于神经损伤可在短时间内发生，这时必须有 良好的信噪比才能迅速获得理想的SEP记录
PPT课件
26
PPT课件
27
② 大脑半球切除术:
主要适用于小儿顽固性癫痫
CT、MRI：一侧大脑发育不良，脑室扩大，半
球萎缩，一侧明显。
脑电图：一侧或两侧半球广泛性棘波、棘慢波。
但以一侧为主或一侧懒波（生理波减慢α波减 弱 锤波波减弱。）
PPT课件
28
③ 胼胝体切除术:
此种手术方式的指征是: a.发作期间有一侧或继发双侧脑电图棘波发放; b.有局限性脑结构损害, 但不宜行病灶切除者; c.智商正常; d.早期出现偏瘫或婴儿性偏瘫; e.伴有局部发作的全身性发作, 包括不能控制的
PPT课件
11
确定癫痫在大脑中的起源部位
起源部位的确定
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
《心脏电生理总结》课件
《心脏电生理总结》ppt课件
目录 CONTENTS
• 心脏电生理概述 • 心脏电生理基础 • 心脏电生理检测技术 • 心脏电生理异常 • 心脏电生理研究进展
01
心脏电生理概述
心脏电生理的定义
心脏电生理是指心脏电活动的原理、机制及其在正常和异常情况下的表现和调节。
它涉及到心肌细胞的电兴奋过程、电兴奋的传播以及心肌细胞的电生理特性等方面 的研究。
动作电位的形成
当心肌细胞受到刺激时，钠通道 迅速开放，钠离子快速内流，引 发快速去极化；随后钾通道开放 ，钾离子外流，引发复极化。
兴奋的传播
当一个心肌细胞兴奋时，兴奋会 沿着细胞膜传播到相邻的心肌细 胞，引起整个心脏的兴奋和收缩 。
心肌细胞的电兴奋传导
电兴奋的传播机制
心肌细胞之间的电兴奋传播主要依靠 缝隙连接和电耦连，这两种机制保证 了心肌细胞的同步兴奋和收缩。
心脏电生理的研究对于理解心脏功能、诊断和治疗心律失常等心脏疾病具有重要意 义。
心脏电生理的生理机制
心肌细胞的电兴奋过程包括去极 化、复极化和超极化等阶段，这 些过程涉及到多种离子通道和受
体的相互作用。
电兴奋的传播依赖于心肌细胞的 电兴奋和机械收缩之间的耦合，
以及细胞之间的电兴奋传递。
心肌细胞的电生理特性包括自律 性、兴奋性、传导性和收缩性等 ，这些特性共同决定了心脏的整
和发展，推动相关领域的技术进步和应用拓展。
体功能。
心脏电生理的研究意义
心脏电生理的研究有助于深入 理解心脏功能和心律失常的发 生机制，为心律失常的诊断和 治疗提供理论支持。
通过心脏电生理的研究，可以 开发新的药物和治疗方法，改 善心律失常患者的治疗效果和 生活质量。
心脏电生理的研究还有助于推 动相关学科的发展，如生理学 、病理学和生物医学工程等。
目录 CONTENTS
• 心脏电生理概述 • 心脏电生理基础 • 心脏电生理检测技术 • 心脏电生理异常 • 心脏电生理研究进展
01
心脏电生理概述
心脏电生理的定义
心脏电生理是指心脏电活动的原理、机制及其在正常和异常情况下的表现和调节。
它涉及到心肌细胞的电兴奋过程、电兴奋的传播以及心肌细胞的电生理特性等方面 的研究。
动作电位的形成
当心肌细胞受到刺激时，钠通道 迅速开放，钠离子快速内流，引 发快速去极化；随后钾通道开放 ，钾离子外流，引发复极化。
兴奋的传播
当一个心肌细胞兴奋时，兴奋会 沿着细胞膜传播到相邻的心肌细 胞，引起整个心脏的兴奋和收缩 。
心肌细胞的电兴奋传导
电兴奋的传播机制
心肌细胞之间的电兴奋传播主要依靠 缝隙连接和电耦连，这两种机制保证 了心肌细胞的同步兴奋和收缩。
心脏电生理的研究对于理解心脏功能、诊断和治疗心律失常等心脏疾病具有重要意 义。
心脏电生理的生理机制
心肌细胞的电兴奋过程包括去极 化、复极化和超极化等阶段，这 些过程涉及到多种离子通道和受
体的相互作用。
电兴奋的传播依赖于心肌细胞的 电兴奋和机械收缩之间的耦合，
以及细胞之间的电兴奋传递。
心肌细胞的电生理特性包括自律 性、兴奋性、传导性和收缩性等 ，这些特性共同决定了心脏的整
和发展，推动相关领域的技术进步和应用拓展。
体功能。
心脏电生理的研究意义
心脏电生理的研究有助于深入 理解心脏功能和心律失常的发 生机制，为心律失常的诊断和 治疗提供理论支持。
通过心脏电生理的研究，可以 开发新的药物和治疗方法，改 善心律失常患者的治疗效果和 生活质量。
心脏电生理的研究还有助于推 动相关学科的发展，如生理学 、病理学和生物医学工程等。
胡优敏《电生理学技术及临床应用》电生理技术PPT课件
.
11
生物电信号
名称
幅值
心电
0.15mv
脑电
550μv
肌电
20μv30mv
胃电
50μv2mv
视网膜电 50μv200μv
.
频率范围
0100Hz 0.560Hz 103000Hz 0.00120Hz DC20Hz
12
1.1 生物电位分类
➢ 单细胞电位 ➢ 局部组织电位 ➢ 体表电位
➢ 自发电位（自身） ➢ 诱发电位（外加刺激）
电生理信号测量基础
上海交通大学 医学院 王成
.
1
电生理学
➢ 以作用于生物体的电作用和生物体所发生 的电现象为主要对象的生理学的一个分支 领域。
➢ 细胞电生理
➢ 神经电生理
➢ 视觉电生理
➢ 心脏/心肌电生理
.
2
电生理技术
electrophysiological techniques
➢ 测量、记录和分析生物体发生的电现象 （生物电）的技术
➢ 研究生物体的电特性的技术。 ➢ 以各种形式的能量（电、磁、声等）刺激
生物体，并产生生物效应的技术。
.
3
生物电测量：
➢ 用电极将微弱的生物电引出，经生物电放 大器将它放大，再经示波器等显示其波形 并记录下来，以便观察、分析和保存。
➢ 有关技术：①电极②生物电放大器③显 示和记录④遥测技术。
➢ 电脑在生物电信号的处理和分析中的应用， 不仅可以提高效率和测量精度，而且可以 建立新的测量方法、开辟新的研究领域。
.
34
1.2.生物电信号的特点
.
35
➢ 生物系统产生的信号通常总是连续信号。
➢ 实际生物信号总是不有一些不确定的噪声
心脏电生理学基础知识
心脏电生理学基础知识一、教学内容本节课的教学内容来自于小学科学教材中的生物章节，具体为心脏电生理学基础知识。
教材中介绍了心脏的结构和功能，重点讲解了心脏的电生理学原理，包括心脏的自律性、兴奋的传导和反射机制等。
二、教学目标1. 让学生了解心脏的结构和功能，理解心脏电生理学的基本原理。
2. 培养学生观察、思考和解决问题的能力，提高他们的科学素养。
3. 激发学生对生物科学的兴趣，培养他们探索生命奥秘的热情。
三、教学难点与重点重点：心脏的结构和功能，心脏电生理学的基本原理。
难点：心脏自律性、兴奋的传导和反射机制的理解。
四、教具与学具准备教具：多媒体教学设备、心脏模型、图解资料。
学具：笔记本、彩笔、学习资料。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过播放心脏工作原理的动画，让学生了解心脏的重要性和电生理学基础。
2. 教材内容讲解：引导学生学习教材中的心脏结构和功能，重点讲解心脏的电生理学原理。
3. 例题讲解：举例子说明心脏电生理学在实际生活中的应用，帮助学生更好地理解知识点。
4. 随堂练习：布置相关的练习题，让学生即时巩固所学知识。
5. 小组讨论：让学生分小组讨论心脏电生理学的实际意义，培养学生的合作能力和科学思维。
六、板书设计板书内容主要包括心脏的结构、功能以及电生理学原理等关键知识点，通过图解和文字相结合的方式，简洁明了地展示教学内容。
七、作业设计作业题目：1. 描述心脏的结构和功能。
2. 解释心脏电生理学的基本原理。
3. 举例说明心脏电生理学在实际生活中的应用。
答案：1. 心脏的结构包括心房、心室、瓣膜等，功能是泵血，维持血液循环。
2. 心脏电生理学的基本原理包括自律性、兴奋的传导和反射机制。
3. 心脏电生理学在实际生活中的应用例如心脏起搏器、心电图等。
八、课后反思及拓展延伸课后反思：1. 学生对心脏结构和功能的掌握情况。
2. 学生对心脏电生理学原理的理解程度。
3. 教学过程中是否存在不足，如何改进。
拓展延伸：1. 让学生深入了解心脏疾病的电生理机制，探索治疗心脏病的新方法。
临床电生理学教学设计
总结提炼
总结案例中的经验教训，提炼出对临床实践有指 导意义的结论。
学生实验操作与报告提交
实验操作
要求学生独立完成实验操作，记录实验过程和结果 。
数据分析
指导学生对实验数据进行处理和分析，得出结论。
报告提交
要求学生提交实验报告，包括实验目的、过程、结 果分析和结论等部分。
THANK YOU
03
包括患者准备、电极放置、刺激参数设置、图形分析等。
其他相关检查方法
眼电图检查
记录眼球运动时的电位变化，用于评估视觉 系统和眼球运动功能。
耳电图检查
记录耳蜗内电位变化，用于评估听觉系统功 能。
胃电图检查
记录胃部电活动，用于评估胃肠道功能及疾 病诊断。
其他相关检查方法
如皮肤电反应、事件相关电位等，用于评估 自主神经系统功能和心理生理学研究。
肌肉疾病电生理表现及诊断
肌营养不良
肌肉组织结构和功能异常导致肌力减弱、肌肉萎缩等。肌电 图可检测到肌肉自发电位减少或消失，运动单位电位幅度降 低等异常表现，结合肌肉活检和基因检测进行诊断。
重症肌无力
神经-肌肉接头处传递功能障碍导致的自身免疫性疾病，表现 为波动性无力和易疲劳。重复神经电刺激查可发现低频刺 激时波幅递减，高频刺激时波幅增高，结合抗体检测和临床 表现进行诊断。
肌肉刺激治疗技术
功能性电刺激治疗
通过电脉冲刺激肌肉或肌肉群， 以改善肌肉功能、缓解疼痛或促 进康复。
电刺激参数设置与
调整
根据患者的具体情况和治疗目标 ，设置合适的电刺激参数，如刺 激强度、频率等，并进行必要的 调整。
治疗效果评估与反
馈
定期评估患者的治疗效果，根据 反馈调整治疗方案和参数设置， 以达到最佳治疗效果。
总结案例中的经验教训，提炼出对临床实践有指 导意义的结论。
学生实验操作与报告提交
实验操作
要求学生独立完成实验操作，记录实验过程和结果 。
数据分析
指导学生对实验数据进行处理和分析，得出结论。
报告提交
要求学生提交实验报告，包括实验目的、过程、结 果分析和结论等部分。
THANK YOU
03
包括患者准备、电极放置、刺激参数设置、图形分析等。
其他相关检查方法
眼电图检查
记录眼球运动时的电位变化，用于评估视觉 系统和眼球运动功能。
耳电图检查
记录耳蜗内电位变化，用于评估听觉系统功 能。
胃电图检查
记录胃部电活动，用于评估胃肠道功能及疾 病诊断。
其他相关检查方法
如皮肤电反应、事件相关电位等，用于评估 自主神经系统功能和心理生理学研究。
肌肉疾病电生理表现及诊断
肌营养不良
肌肉组织结构和功能异常导致肌力减弱、肌肉萎缩等。肌电 图可检测到肌肉自发电位减少或消失，运动单位电位幅度降 低等异常表现，结合肌肉活检和基因检测进行诊断。
重症肌无力
神经-肌肉接头处传递功能障碍导致的自身免疫性疾病，表现 为波动性无力和易疲劳。重复神经电刺激查可发现低频刺 激时波幅递减，高频刺激时波幅增高，结合抗体检测和临床 表现进行诊断。
肌肉刺激治疗技术
功能性电刺激治疗
通过电脉冲刺激肌肉或肌肉群， 以改善肌肉功能、缓解疼痛或促 进康复。
电刺激参数设置与
调整
根据患者的具体情况和治疗目标 ，设置合适的电刺激参数，如刺 激强度、频率等，并进行必要的 调整。
治疗效果评估与反
馈
定期评估患者的治疗效果，根据 反馈调整治疗方案和参数设置， 以达到最佳治疗效果。
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乙琥胺
氯丙嗪 苯二氮䓬 氟桂利嗪 利法利嗪
氟芬那酸
优降糖、达美康
3.离子通道——分类
分类方法 具体类别
电 压 门 控 性 ， 又 称 电 压 依 赖 性 (voltage dependent) 或 电 压 敏 感 性 (voltage voltage gated sensitive)离子通道:因膜电位变化而开启和关闭，以最容易通过 的离子命名，如K+、Na+、Ca2+、Cl-通道4种主要类型，各型又分 若干亚型. 配 体 门 控 性 ， 又称化学门控性(chemical gated)离子通道，由递质与通道蛋白质 ligand gated 受体分子上的结合位点结合而开启，以递质受体命名，如乙酰胆碱 受体通道、谷氨酸受体通道、门冬氨酸受体通道等 .非选择性阳离 子通道 (non-selective cation channels) 系由配体作用于相应受 体而开放，同时允许Na+、Ca2+ 或K+ 通过，属于该类. 机 械 门 控 性 ， 又称机械敏感性 (mechanosensitive) 离子通道 : 是一类感受细胞膜 mechanogated 表面应力变化，实现胞外机械信号向胞内转导的通道，根据通透性 分为离子选择性和非离子选择性通道，根据功能作用分为张力激活 型和张力失活型离子通道. 基因相似性 根据基因序列的相似性或同源性而归类的离子通道，例如TRP家族 等。
医学神经生物学国家重点实验室
离子通道的基础知识及其技术
1.电生理学——生命科学中的信息科学
组织的生物电场 信息高级处理 细胞的电脉冲 信息整合和编码 细胞膜的电流 电信号发生和传递
1.电生理学——生命科学中的信息科学之一
组织的生物电场 信息高级处理 细胞的电脉冲 信息整合和编码 细胞膜的电流 电信号发生和传递
4.离子通道研究理论
在1902年，Bernstein创造性地将Nernst的理论应 用到生物膜上，提出了“膜学说”。他认为在静 息状态下，细胞膜只对钾离子具有通透性，即细 胞静息电位的钾离子学说；而当细胞兴奋的瞬间 ，膜的破裂使其丧失了选择通透性，所有的离子 都可以自由通过。
Hodgkin、Huxley、Katz等人在20世纪30—50年代 做出了开创性研究。他们基于电压钳技术，提出 并验证了所谓的Hodgkin—Huxley方程，数学模拟 出和真实状况相符合的神经冲动的传导，由此建 立了细胞动作电位的钠离子学说。离子通道的近 代观念也由此产生。
全自动膜片钳
操作自动化，简单培训即可使用 高效率、高通量 实现某些传统膜片钳不具有的功能， 例如全细胞模式内液灌流。
操作过程复杂，对实验者要求高 实验数据量低，难以应用于药物筛 选
保持传统膜片钳高信息量和高灵敏度 方面程度不一， 样本兼容性不一
医学神经生物学国家重点实验室
1949
1949 1952 1953 1964
Ling发明了微电极细胞内记录技术，Cole首创的电压钳技术问世，成为电生理学史上重要的里程
碑，电生理研究进入细胞时代。 Hodgkin和Katz提出了动作电位Na+学说。 Hodgkin和Huxley分离出Na+、K+电流和漏电流。 Fatt和Katz分离出了Ca2+电流。 Deck、Kern和Trantwein在浦肯野氏纤维上进行电压钳研究。
即： 工作站
+
平板芯片
德国Nanion公司 Patchliner
德国Nanion公司 Syncropatch 96
美国MolecularDevices公司 Ionworks
7.不同膜片钳技术的比较
1 记录模式
传统膜片钳 平板膜片钳
7.不同膜片钳技术的比较
2 各自的优缺点 传统膜片钳
高信息量：通道功能的各项指标、 结合其他实验记录 高灵敏度：pA级、单通道水平 适用范围广：不受样本种类限制
• 细胞生物电现象的基础——动作电位的形成
2.1 重要的生理功能
• 参与维持细胞正常形态
2.1 重要的生理功能
• 细胞兴奋-收缩偶联
2.1 重要的生理功能
• 细胞兴奋-分泌-兴奋偶联
2.1 重要的生理功能
• 细胞跨膜信号转导
2.离子通道：重要的药物靶点
2.2 关键的药物治疗靶点
a) 2002年由FDA提供的分析报告指出，目前所有FDA认可的药品中涉及到的治疗 靶点基因仅为273个，其中完全认定为药物靶点的7%为离子通道； b) 2006年的调研表明，配体门控和电压门控的离子通道是第三和第四大现有的 可治疗基因家族（仅排在G蛋白基因家族和核受体基因家族之后），分别占据 7.9%和5.5%； c) 经典的离子通道类临床用药见表1：
离子通道：生物电发生的基本元件，也是重要 的药物治疗靶点。
2.离子通道：重要的药物靶点
2.1 重要的生理功能 • • • • 细胞生物电现象的基础 参与维持细胞正常形态 细胞兴奋-收缩偶联和兴奋-分泌偶联 细胞跨膜信号转导
2.1 重要的生理功能
• 细胞生物电现象的基础——静息电位的形成
2.1 重要的生理功能
表1.离子通道：重要的药物靶点
药物类别
抗高血压药物
药物靶点
钙通道
药物名称
硝苯地平 西尼地平
钾通道 抗心律失常药物 钠/钾通道 钙通道
尼克地尔 奎尼丁 地尔硫桌 维拉帕米
钾通道 麻醉药 钠通道
胺碘酮 利多卡因 普鲁卡因
氯通道/NMDA 镇静/催眠/抗癫痫药物 钠通道
丙泊酚 苯妥英钠 卡马西平
钙通道 钾通道 氯通道 缺血脑保护药物 钙通道 钠通道 钾通道 糖尿病药物 钾通道
Luigi Galvani 首次在蛙类体内发现生物电现象，电生理学的创始人， Sidney Ringer 发明了蛙心灌流试验用的溶液。
1888
1902 1937 1946
Walther Nernst 提出了Nernst 方程。
Julius Bemstein 提出静息电位的K+学说。 Renshaw 首次使用微电极成功记录到了脊髓中间神经元的电活动。 Gerard首次使用微电极测定了蛙肌细胞膜电位。
光学部分：
信号放大器 数据采集卡 PC 周边设备控制器等
荧光显微镜 CCD照相机 监视器 激光器等机械ຫໍສະໝຸດ 分 辅助部分：
防震台，气压泵或气瓶 高精密微电极操作器 灌流操作器 显微镜移动平台或可移动载物台
信号屏蔽罩 微电极拉制仪 药物灌流设备 温度控制器
6. 全自动膜片钳设备的组成
1976
1980~
E.Neher和B.Sakmann创立了膜片钳技术，使电生理研究空前活跃，并作为重要的里程碑，标志着
电生理分子时代的到来。 膜片钳技术、生物大分子技术以及生物光学技术的结合，使人们对生物电现象的认识水平在分子水 平取得了重大的突破和丰富。
5. 传统膜片钳设备的组成
电学部分
4.离子通道研究技术
1. 微电极电压钳-电流钳技术
2. 传统膜片钳技术
Kenneth Cole (1900-1984)
Erwin Neher (1944- )
4.离子通道研究技术
3. 平板膜片钳技术（膜片钳技术新趋势的关键）
原创技术专利：
表2. 膜片钳技术的历史角色
年份
1786 1887
电生理学中标志性事件
谢谢！
参考阅读： 1. 《神经生物学——从神经元到脑》，（美）尼克尔斯等著，科学出版 社，2003 2. 《Neuroscience : Exploring the Brain》2nd edition, Mark F.Bear etc al, 高等教育出版社 2002.