心电图的形成原理

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1、心电图的形成原理FormationofelectrocardiogramXp1657制作1、心肌细胞极化状态和静息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。（见下页图1-1）一、心肌的除极和复极过程水槽生理盐水心肌细胞电压表（mv)0-90图1-1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（restingpotential）。在静息状态下

2、，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。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）。由激动所产生的跨膜电位，称为跨膜动作

3、电位，简称动作电位。（见图1-2）2、心肌细胞的除极、复极过程和动作电位：心肌细胞电压表（mv)-90刺激+20图1-2，心肌细胞除极，心肌细胞内电位变化除极刺激0+200-60-90(mV)R波0相（去极化期）：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相非常短暂，仅点1-2ms。0相相当于单极电图或临床心电图的R波。0+200-60-90(mV)R波J点11相（早期快速复极相）：复极时，细胞膜对Na+的通透性迅速降低，细胞膜对K+和Cl-的通透性增大，引起K+的外流和Cl-的内流，其

4、中K+外流是主要的，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，约占5-10ms。相当于单极电图或临床心电图的J点。0+200-60-90(mV)12R波ST2相（平台期）：为缓慢复极化阶段。表现为膜内电位下降速度大减，停滞于接近零电位的等电位状态，形成平台。此期持续时间较长，约占100～150ms，在膜电位低于-55～-40mV时，膜上的钙通道激活，使细胞外Ca++缓慢内流，同时又有少量K+外流，致使膜内电位保持在零电位附近不变。相当于心电图的S-T段。0+200-60-90(mV)12R波STT33相（快速复极末相）：此期复极过程加速，膜内电位较快下降

5、至原来的膜电位水平，主要由于膜对K+的通透性大大增高，细胞外K+浓度较低促使K+快速外流。相当心电图的T波,约占100～150ms。0+200-60-90(mV)12R波STT344相（静息相）：通过细胞膜上的钠-钾泵活动加强，使细胞内外的离子浓度差得到恢复至静息状态水平。相当于心电图T波的等电位线。0+200-60-90(mV)12R波STT34QT间期从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。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。

6、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）。电源除极电源（正电荷）在前，电穴（负电荷）在后。电穴也称为偶极子刺激－＋电穴电源除极除极时，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

7、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。0复极1234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。(+)电源(-)电穴探测电极部位和波形与心肌除极方向的关系除极方向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。在实验的条件下，由于复极与除极的程序相同，即