物理实验课中开设心电图实验相关问题的探讨论文

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1、物理实验课中开设心电图实验相关问题的探讨论文【摘要】医用物理实验课中开设心电图实验，有利于学生理解心肌细胞生物电的产生和心电图的形成。【关键词】电偶极子动作电位心电向量心电图AnalysisoftheElectrocardiogramExperiment'sProbleminPhysicsExperimentAbstractTheelectrocardiogramexperimentinphysicsexperimentisinfavorofitthatstudentsunderstandtheproducingofbioelec

2、tricityandtheformingofelectrocardiogram.Key1引言随着我国高等医学教育改革的不断深化和现代医学技术的自身的发展，实验教学的思想和观念发生了很大的变化。高校的实验教学作为高等教育的重要组成部分，承担着理论和实践相结合的使命。因此在物理实验课中开设心电图实验，对医学生来说非常必要。下面就有关心电图的原理和测量方面的几个问题进行讨论。2原理2.1物理电学2.1.1电偶极子两个等量异号的点电荷-q和+q相距很近时组成的电荷系统称为电偶极子。从负电荷到正电荷做一矢线，称为电偶极子的轴线。P=qL称为

3、电偶极矩。见图1。设任意一点a到-q和+q的距离分别是r1和r2，a点的电势分别是：U+=14πε0·qr1(1)U-=-14πε0·qr2(2)则a点的电势是：Ua=U++U-=14πε0·qr1-14πε0·qr2=q4πε0·r2-r1r1·r2(3)式中ε0是真空的介电常数，ε0=8.85×10-12C2·N-1·m-2。当a点远离电偶极子时.freelV，它是一种稳定的直流电位。实际上细胞膜是一个半透膜，在膜的内外存在着许多离子，其中主要是K+、Na+、Ca2+、Cl-和大量的蛋白质离子。K+、Na+、Ca2+、Cl-这

4、些离子可以在不同程度上通过细胞膜，而其他离子则不能透过。因此，只有那些能透过细胞膜的离子才能形成跨膜电位，即静息电位。表1是心肌细胞膜内外K+、Na+离子浓度值。表1心肌细胞膜内外K+、Na+离子浓度(略)2.2.2动作电位心肌细胞处于静息状态时，细胞膜的外部带正电，内部带负电，这种状态又称为极化。当极化状态的细胞受到外界的刺激达到一定强度，受到刺激处的细胞对Na+离子的通透性会突然变大，大量Na+离子在电场和浓度梯度的双重作用下涌入细胞内，使膜内的电位迅速提高，膜电位由原来的-90mV迅速增加到+30mV，而后瞬间上升至120m

5、V。同时膜内外的局部电荷也改变了符号，膜内带正电，膜外带负电。这一过程叫除极。见图3。结果大量的K+离子由细胞膜内向细胞膜外扩散。使膜电位又由正值迅速下降到负值，达到静息电位。这一过程叫复极。单个心肌细胞的除极和复极过程和电偶的变化见图4。3心电图3.1心电向量心肌细胞在静息状态下，相当于一个闭合的电偶层，膜内带负电荷，膜外带正电荷，此时心肌细胞对外显示的电势为零。心肌细胞在除极时对外显示的电势大于零，在复极时对外显示的电势小于零。在一块心肌中，假如一端的心肌细胞受到刺激发生除极，则此处的细胞膜就形成跨膜动作电位，同时形成局部环形

6、电流。这一局部环形电流又刺激临近静息膜使之除极而兴奋，从而使跨膜局部电流沿着细胞膜向外扩展，使兴奋以除极波的形式向前传播，形成心电瞬时向量。通常用空间心电向量环描述心电瞬时向量随时间和空间的变化规律。3.2心电图的形成空间心电向量环分为心房除极向量环（P环）、心室除极向量环（QRS环）和心室复极向量环（T环），见图5。空间心电向量环经过第一次投影在额面、横面、侧面三个平面上的所形成的平面曲线叫做平面心电向量环。平面心电向量环再经过第二次投影到各个导联轴，形成的波形图就是通常所说的心电图。标准导联和单肢加压导联心电图是额面向量环在六

7、轴系统各导联轴上的投影,见图6。胸导联心电图是横面向量环在心前各导联轴上的投影，见图7。3.3测量分析实际测量时要注意确保机器有良好接地。被测试者仰卧，不要紧张、说话和活动。胸导各部位的导电膏或生理盐水不要连在一起，以免短路。有精力的学生可查阅有关心电图的资料，对常规心电图进行分析。4结束语心肌细胞在静息状态下，相当于一个闭合的电偶层，膜内带负电荷，膜外带正电荷，对外显示的电势为零。在除极和复极过程中，对外显示的电势不为零。心电图就是从体外测量得到的这些电信号的波形。本研究从物理电学的角度，对电偶极子的电势、电偶层的电势进行分析和

8、讨论，加深了学生对心电图形成的理解，加强了物理理论和医学实际的联系，使学生对心电图理论和实验有一个充分全面的认识。【