心电图的原理分析

参 考
探查电极
电
极
刺激
刺激
当心肌细胞全部复极恢复极化状态，细胞膜外均为正电荷， 探查电极与参考电极之间无电位差，故记录出一条等电位线
多个细胞除极复极的电位变化波形
静息细胞
探查电极
除极细胞
复极细胞
4. 电偶极子
已除极部分与紧邻的未除极部分形成一个所谓的电偶极子（简称电偶），除 极波传导的过程就是电偶移动的过程。 已复极部分与紧邻的未复极部分亦构成电偶。
+
Na+
Na+
K+
Na+
K+
静息时，K+可以外渗，而Na+不能 自由渗入。
细胞膜外排列一定数量的阳离子， 而膜内则排列相同数量的阴离子
细胞膜内外两侧存在跨膜电位差， 即处于内负外正的极化状态。
+
--
-+--+---+--+++
+
+
-
细胞膜外任两点间无电位差
2. 细胞在受到刺激时产生动作电位
动作电位
心电图的产生原理
一、心肌细胞的除极与复极
• 心肌是一个肌肉泵，在其产生机械 收缩前，心肌细胞先产生电激动。
• 电激动来源于细胞膜内外带电离子 的流动
• 心肌细胞发生“极化状态”、 “除极”、“复极”等 生理变化。
1. 静息时心肌细胞膜处于极化状态
wenku.baidu.com
++++++-+----+--+-
+
-
-+--+-+---+++++
• 除极过程电源在前、电穴在后，探查电极正对除极传导方向记 录的是正向波，复极过程电穴在前，电源在后探查电极正对复 极传导方向记录的是负向波。
• 除极速度比复极速度快，在时间上，复极时间是除极过程的2~7 倍，因此，除极波起伏陡峭，波型高尖复极波起伏迟缓、振幅 较低。
5. 除极波与复极波的主要区别
• 已除极的心肌细胞膜与仍处于静息状态的细胞膜（带正电 荷）之间有电位差，就会引起局部电流，从而触发邻近细 胞膜除极产生动作电位。 ——即兴奋的传导
• 通过闰盘，已除极细胞与邻近静息细胞之间亦存在电传导 。
用电单流计个连续细记胞录下除心极肌细复胞极表面过在程除极中过记程中录的电到位的变化电，位变化波形
单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形
参 考
探查电极
电
极
刺激当心肌细胞全部除极完毕时，细胞膜外均为负电刺荷激，
探查电极与参考电极之间无电位差，故记录出一条等电位线
单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形
参 考
探查电极
电
单极个心肌细胞先除极部分先复极，所以复极从左侧开始向右推进
已复极的细胞膜外带正电荷，未复极的细胞膜外带负电荷
故刺探激查电极正对复极传导方向时，可描记到一负向电刺流激曲线
而探查电极背离复极传导方向时，则描记到一正向电流曲线
单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形
参 考
探查电极
电
极
刺激
刺激
用电流计连续记录下心肌细胞表面在复极过程中的电位变化， 由此记录得到的曲线称为复极波。
单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形
大小等于正电荷量乘以正负电荷之间的距离。
（2） 电偶电场的电位分布
• 图中虚线代表零电位面，在该平面上各点与电偶的正负电荷距 离相等，因此零电位面上任何一点电位为0
• 零电位面把电偶电场分为两个区，靠近正电荷一侧为正电位区 ，靠近负电荷一侧为负电位区
越靠近电偶正电荷的等电位面 其电位越高，越靠近负电荷的 等电位面电位越低 在电偶电量大小与位置变化时， 等电位面也必然随之改变
+ 0_
++
-
-
一个电偶的电源和电穴可以看作电池 的阳极和阴极，若将其放置在稀释的 食盐溶液中，必然有电流由阳极流向 阴极，整个容积内的溶液布满了电流 这种导电方式称——“容积导电”
食盐溶液即为“容积导体”
1. 容积导体内电偶的电位场分布
• 容积导体中各处都有不同强度的电流在流动，其电位也不同，在容 积导体内与电池阴阳两极等距离的垂直平面上各处的电位都是“0”
（1） 电偶极子的定义
• 定义：一对距离很近的电量相等、电性相反的电荷+q与 -q，其总体称为电偶极子（双极体），简称电偶 电偶的正端称“电源”，电偶的负端称“电穴”。
• 物理学中证明电偶极子P的电场中任一点r的电势是：
• 电偶偶极极子矩的的性方(向r质)由可负4以电π1用ε荷0指偶Pr向极2r正矩电描荷述， 。
(3)除极(复极)扩布→电偶移动(电场变化)
未除极静部息位状为态电源，已除极部位为电穴 除极扩布为电源在前、电穴在后的电偶前移
刺激
除极完毕
静息状态
(3)除极(复极)扩布→电偶移动(电场变化)
静息状态
刺激
除极完毕 已复极部位为电源，未复极部位为电穴 复极过程为电穴在前、电源在后的电偶前移
静息状态
5. 除极波与复极波的主要区别
• 当探查电极位于细胞的中部时，除极传导过程中当电源刚好通过探 查电极时，电极受正性电位影响最大，瞬时后，电源离开而电穴到 达并通过探查复极波时，受负性电位影响最大，电位由最高点突然 降到负电位，这个骤然转折称为“本位转折”（或内部转折）。而 复极波无本位转折，从复极波形态上不能识别复极过程到达探查电 极所在部位。
参考由此记录得到的曲线称为探除查极波电。极 电 极
刺激
刺激
单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形
参 考
探查电极
电
极
刺当激心肌细胞处于静息状态时，细胞膜外均为正电刺荷激，
探查电极与参考电极之间无电位差，故记录出一条等电位线
单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形
参 考
探查电极
电
极
刺激
刺激
细胞左侧受到刺激开始除极并迅速向右侧推进 已除极的细胞膜外带负电荷，未除极的细胞膜外带正电荷 故探查电极正对除极传导方向时，可描记到一正向电流曲线 而探查电极背离除极传导方向时，则描记到一负向电流曲线
• 复极过程是耗能过程，与细胞的新陈代谢、生化变化等有密切关系 ，且易受其影响而发生改变。
二、ECG形成的容积导体原理
• 临床描记心电图不可能把电极直接联接在心肌上，而是从体表 上来间接测定心肌的电激动情况。人体中含有大量的体液和电 解质具有一定的导电性，是一个容积导体。
• 容积导电是电学上的一种导电方式。凡是具有一定体积的整块 导电体均称为“容积导体”。
心肌细胞都具有 兴奋性，在受到 刺激后即可产生 动作电位
阈电位 静息电位
动作电位是膜内外电位变化
细胞外 细胞内
除极部分与未除极部分存在膜外电位差
• 当心肌细胞受到刺激发生除极而兴奋时，它的表面 就带有负电荷，与仍处于静息状态的细胞表面（带 正电荷）之间出现电位差。
注意： 电位差 存在 方向性
3. 兴奋的传导形成除极波