心电图产生原理解析

一、心肌的除极和复极过程：
1、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 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 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 -90毫伏，即在静息状态下心肌细胞 内电位比细胞外电位低90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 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。
在实验的条件下， 由于复极与除极的程序 相同，即电穴在前电源 在后，故在单极电图所 记录的复极波 ( T 波 ) 与 除极波 ( QRS 波群 ) 方向 相反。
T
需要注意，在正常人的心电图中，记录到 的复极波方向常与除极波主波方向一致，与单 个心肌细胞不同。这是因为正常人心室的除极 从心内膜向心外膜，而复极则从心外膜开始， 向心内膜方向推进，是因为心外膜下心肌的温 度较心内膜下高，心室收缩时，心外膜承受的 压力又比心内膜小，故心外膜处心肌复极过程 发生较早。
一组典型的心 电图波形是由下列 各波和波段所构成：
R
P Q
P,QRS,T
T
S
P
QRS
T U
P-R
ST
1、P波：反映心房肌除极过程的电位变化； 2、P-R间期： 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； 3、QRS波群： 反映心室肌除极过程的电位变化； 4、T波： 代表心室肌复极过程所引起的电位变化； 5、S-T段： 从QRS波群终点到达T波起点间的一段水平线； 6、Q-T间期： 从QRS波群终点到达T波终点间的时限； 7、U波：代表动作电位的后电位。
0 -90
电压表（mv)
生理盐水 心肌细胞
水 槽
在静息状态下，心肌细胞内外各种离子 的浓度有很大差别。细胞内钾离子（K+）浓度 约为细胞外 K + 浓度的 30 余倍；与此相反，细 胞外钠离子（ Na + ）浓度则远高于细胞内 Na+ 浓度。至于阴离子，在 细胞内以蛋白阴离
子的浓度为高，而在细胞外液以氯离子 （阴离子）的浓度为高。
激பைடு நூலகம்
心肌细胞
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 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， 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 线，称为动作电位0相。0相相当于单极电 图或临床心电图的R波。
除 极
激刺
+20 0
+20 0
1
R波
2 3
T
0
-60
4
-90 (mV)
ST
从0相开始到4相开始的时 间称为动作电位的时限，相当 于Q-T间期。
+20 0
1 2
R波
0
-60 -90 (mV) ST QT间期 T
3 4
二、除极与复极过程的
电偶学说
1、除极的电偶学说： 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 离子带负电荷，保持平衡的极化状态， 不产生电位变化。
心电图的产生原理
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 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 部位产生不同的电位变化。
本图可见窦房 结形成起搏后，迅 速将冲动通过传导 系统传至心脏各部 形成心肌整体的电 活动，然后心肌形 成机械性收缩。
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 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 一组波形。
也称为偶极子
电源
电源（正电荷）在前，
电穴（负电荷）在后。
－ ＋
电穴
除极 电源
激刺
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 整个心肌细胞除极完毕。
此时心肌细胞膜内带正电荷，膜外 带负电荷，称为除极状态。由于细胞的 代谢作用，使细胞膜又逐渐复原到极化 状态，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 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， 直至整个细胞全部复极为止。
2、动作电位： 当心肌细胞膜某点受刺激时，受刺激处的细 胞膜对Na+ 的通透性突然升高，而对K+的通透性 却显著降低，因此细胞外液中的大量 Na + 渗入到 细胞内，使细胞内Na+ 大量增加，细胞内电位由 -90毫伏突然升高到 +20～+30 毫伏（跨膜电位逆 转）。
+20
-90
电压表（mv)
刺
R波
0
-60 -90 (mV)
复极时，细胞膜对Na+ 的通透性迅速降 低，对K+ 的通透性重新升高，使细胞内K+ 又 开始外渗，因而细胞内正电位迅速下降，接 近零电位水平，此时期称为动作电位1相。相 当于单极电图或临床心电图的J点。
+20 0
1
R波
0
-60 -90 (mV)
J点
向内的 Na + 流与向外的 K + 流迅速达到 平衡，使细胞内电位接近零电位水平，在 动作电位曲线上形成一高平线，称为动作 电位2相。相当于单极电图或临床心电图的 S-T段。
复 极
1
2
3
0
4
就单个细胞而言，在除极时，探测电 极对向电源（即面对除极方向）产生向上 的波形，若背向电源（即背离除极方向） 则产生向下的波形，若探测电极在细胞中 部则记录出双向波形。
探测电极部位和波形与心肌除极方向的关系
电穴 (-) 除极方向 电源 (+)
复极过程与除极过程方 向相同，但复极化过程的电 偶是电穴在前，电源在后， 因此记录的复极波方向与除 极波相反。
探测电极
当细胞一端的细胞膜受到刺激（阈刺激）， 其通透性改变，使细胞内外正、负离子的分布 发生逆转，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（钠离子）迅速进入 细胞膜内，此时该处细胞膜外呈负性电位，而 其前面尚未除极的细胞膜外仍带正电荷，从而 形成一对电偶（也称为偶极子）。
除极
电穴
+20 0
1 2
R波
0
-60 -90 (mV) ST
2 相末时，细胞膜对 K + 的通透性 大大增加，故 K+ 从膜内高浓度处加速 外渗，使细胞内电位迅速下降，变为 负电位，相当于单极电图或临床心电 图的T波。
+20 0
1 2
R波
0
-60 -90 (mV) ST T
3
当细胞内电位终于恢复到 -90 毫伏 并维持在此水平上，即为静息膜电位， 这个时期称为4相。4相相当于单极电图 或临床心电图T波后的等电位线。