2022年醫(yī)學(xué)專題-第9篇-血流及心電-2011-05-17

第九章血流及心電系統(tǒng)(xìtǒng)1第一頁，共五十七頁。主要(zhǔyào)內(nèi)容：§1心臟與血液循環(huán)系統(tǒng)§2血流力學(xué)(lìxué)§3動脈中的血流§4心臟的心電過程§5體表心電理論基礎(chǔ)2第二頁，共五十七頁。第1節(jié)心臟與血液(xuèyè)循環(huán)系統(tǒng)機(jī)體(jītǐ)需要一個運輸系統(tǒng)1、運送并分配(fēnpèi)O2、營養(yǎng)物質(zhì)、激素等至各器官、組織2、收集并運送組織代謝產(chǎn)物至肺、排泄器官3、非運輸功能：內(nèi)分泌、免疫、調(diào)節(jié)體溫等循環(huán)系統(tǒng)功能：3第三頁，共五十七頁。循環(huán)系統(tǒng)(xúnhuánxìtǒng)組成心血管系統(tǒng)(xìtǒng)心臟(xīnzàng)動脈毛細(xì)血管靜脈淋巴管系統(tǒng)毛細(xì)淋巴管淋巴管淋巴導(dǎo)管組織液4第四頁，共五十七頁。心會跳是因為竇房結(jié)有自律細(xì)胞,它會自發(fā)的發(fā)出神經(jīng)沖動,通過特殊的傳導(dǎo)途徑傳遞給心房和心室細(xì)胞,引起它們的收縮和舒張,引發(fā)射(fāshè)血.它是不受主觀意識控制的.除竇房結(jié)以外,還有一些細(xì)胞也有自律性,但沒有它強(qiáng),所以心跳一般是由竇房結(jié)的節(jié)律決定,受它影響，常人75次/分5第五頁，共五十七頁。血液循環(huán)是指血液在心臟泵血的作用下在血管內(nèi)定向的周而復(fù)始的流動。體循環(huán)是機(jī)體進(jìn)行組織換氣、物質(zhì)交換的過程體循環(huán)是血液由左心室射入主動脈進(jìn)入及其分支(fēnzhī)流經(jīng)毛細(xì)血管時血液與組織之間的物質(zhì)交換，然后進(jìn)入靜脈血管及其屬支最后經(jīng)上下腔靜脈和冠狀竇口匯合到右心房。肺循環(huán)是機(jī)體進(jìn)行肺換氣的過程6第六頁，共五十七頁。體循環(huán)：左心室－>主動脈－>各級動脈(dòngmài)－>全身毛細(xì)血管－>各級靜脈－>上下腔靜脈－>右心房－>肺循環(huán)：（左心房<－肺靜脈<－肺部各個毛細(xì)血管<－肺動脈<－右心室7第七頁，共五十七頁。血流正比于流入端的(duāndì)壓力左右(zuǒyòu)心臟肺部和全身(quánshēn)組織8第八頁，共五十七頁。肺和全身(quánshēn)動脈和靜脈血量容抗(rónɡkànɡ)脈管——體積正比于全身壓力9第九頁，共五十七頁。穩(wěn)態(tài)下，流入和流出的血量相等(xiāngděng)10第十頁，共五十七頁。第2節(jié)血流力學(xué)(lìxué)流體力學(xué)的基本原理生理流動必須服從物理學(xué)的基本定律，即質(zhì)量、動量和能量三大守恒定律，這也是流體力學(xué)的基石。流體的本構(gòu)關(guān)系和具體的邊界條件Storkes假說——壁面無滑流條件Poiseuille流動流體力學(xué)的基本方程層流(cénɡliú)和湍流第3節(jié)動脈(dòngmài)中的血流11第十一頁，共五十七頁。Storkes假說(jiǎshuō)——壁面無滑流條件粘性流體流動時，貼壁的流體必然附著于壁面，因而(yīnér)具有和壁面相同的速度，此即壁面無滑流條件。r=±d/2,u=012第十二頁，共五十七頁。Poiseulle流動(liúdòng)牛頓流體在剛性(ɡānɡxìnɡ)直圓管內(nèi)的運動-邊界條件：13第十三頁，共五十七頁。法國醫(yī)生(yīshēng)Poiseuille(1840年)通過實驗得到了直圓柱管定常流的壓差—流量關(guān)系。這一關(guān)系稱為Poiseuille流動（實際上是牛頓流體在剛性直圓柱管內(nèi)的充分發(fā)展了的軸對稱定常層流運動）14第十四頁，共五十七頁?？蓪Σ疵C葉定律(dìnglǜ)作進(jìn)一步討論：

(1)流阻R與管子半徑r的四次方成反比。這說明，管子的半徑對流阻的影響非常大。例如，在管子長度、壓強(qiáng)差等相同的情況下，要使半徑為r/2的管子與半徑為r的管子有相同的流量，并聯(lián)細(xì)管的根數(shù)需要24，即16根。

(2)流阻R與管子的長度L成正比。管子越長，流阻越大。

(3)流阻R與液體的粘滯系數(shù)η成正比。液體的粘滯系數(shù)越大，流阻就越大。由此可見，流量Q是由液體的粘滯系數(shù)η、管子的幾何形狀和管子兩端(liǎnɡduān)壓強(qiáng)差ΔP等因素共同決定的。

15第十五頁，共五十七頁。層流(cénɡliú)與湍流2.雷諾數(shù)1.經(jīng)典實驗雷諾實驗(shíyàn)(1883)哈根實驗(shíyàn)(1839)林格倫實驗(1957)U流速，d

特征長度，ρ、μ

流體密度、粘度圓管臨界雷諾數(shù)2300，當(dāng)Re<2300時流動必為層流，Re>2300時將發(fā)生湍流。流場顯示

阻力測量

熱線測速16第十六頁，共五十七頁。湍流內(nèi)部的交換過程（物質(zhì)輸運、動量交換等）要比層流(cénɡliú)劇烈得多；除了分子運動引起的粘性應(yīng)力外，還有湍流脈動引起的Reynolds應(yīng)力。因此，在同樣的流量下，湍流的阻力遠(yuǎn)大于層流。

17第十七頁，共五十七頁。在正常生理范圍內(nèi)，生理流動大部分為層流。只有在心臟射血時，在主動脈瓣口的雷諾數(shù)峰值達(dá)5000—12000（平均(píngjūn)雷諾數(shù)3600—5800）。然而，只有在射血峰期可以觀測到湍流斑，沒有觀測到持續(xù)的測量。但是在病理條件下，在呼吸道和主動脈里都可以觀測到湍流。人工心瓣后的流動就是湍流。18第十八頁，共五十七頁。流體力學(xué)(liútǐlìxué)的基本方程連續(xù)性方程(fāngchéng)在

δt

時間(shíjiān)內(nèi)沿x方向凈流出控制體（流出質(zhì)量減去流入質(zhì)量）的質(zhì)量為

按質(zhì)量守恒定律，在時間Δt內(nèi)沿三個方向凈流出控制體的總質(zhì)量應(yīng)等于控制體內(nèi)減少的質(zhì)量

19第十九頁，共五十七頁。利用質(zhì)點(zhìdiǎn)導(dǎo)數(shù)概念，可改寫為連續(xù)性方程(fāngchéng)20第二十頁，共五十七頁。動量方程單位體積流體(liútǐ)元上的體積力及三個方向的表面應(yīng)力梯度造成了單位體積流體(liútǐ)元的加速度

21第二十一頁，共五十七頁。納維-斯托克斯（N-S）方程(fāngchéng)

矢量(shǐliàng)式為物理意義(yìyì)是：慣性力與體積力、壓力、粘性力平衡

首先，必須對流體作幾個假設(shè)。第一個是流體是連續(xù)的。這強(qiáng)調(diào)它不包含形成內(nèi)部的空隙，例如，溶解的氣體的氣泡，而且它不包含霧狀粒子的聚合。另一個必要的假設(shè)是所有涉及到的場，全部是可微的，例如壓強(qiáng)，速度，密度，溫度，等等。該方程從質(zhì)量，動量，和能量的守恒的基本原理導(dǎo)出。22第二十二頁，共五十七頁。第4節(jié)心臟(xīnzàng)的心電過程心肌細(xì)胞：構(gòu)成心房和心室壁的普通心肌細(xì)胞——工作細(xì)胞(執(zhí)行收縮功能)特殊分化的心肌細(xì)胞，組成心臟(xīnzàng)的特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)——自律細(xì)胞特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)包括：竇房結(jié)房室交界房室束末梢浦肯野纖維網(wǎng)23第二十三頁，共五十七頁。右心：泵血入肺循環(huán)；左心(zuǒxīn)：

泵血入體循環(huán)。24第二十四頁，共五十七頁。心肌的生理特性

心肌具有自動節(jié)律性、傳導(dǎo)性、興奮性和收縮性。前三種特性都是以肌膜的生物電活動為基礎(chǔ)，故又稱為電生理特性。心肌的收縮性是指心肌能夠在肌膜動作電位觸發(fā)下產(chǎn)生收縮反應(yīng)的特性，是心肌的一種機(jī)械特性。(一)自動節(jié)律性:

自動節(jié)律性是指心肌在不受外來刺激的情況下，能自動地產(chǎn)生興奮和收縮的特性。竇性心律，竇性心動徐緩，竇性心動過速。(二)傳導(dǎo)性:

心肌細(xì)胞有傳導(dǎo)興奮的能力稱為傳導(dǎo)性，心臟的傳導(dǎo)系統(tǒng)和心肌纖維均有傳導(dǎo)性，但因房室間心肌細(xì)胞不相連，所以房室之間興奮的傳導(dǎo)要靠心臟特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)傳遞(chuándì)。心臟的特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)包括竇房結(jié)、結(jié)間束、房室結(jié)、房室柬(房結(jié)區(qū)、結(jié)區(qū)、結(jié)束區(qū))和與普通心肌細(xì)胞相連的浦肯野氏纖維。25第二十五頁，共五十七頁。傳導(dǎo)過程

竇房結(jié)↓↓結(jié)間束房間束（優(yōu)勢(yōushì)傳導(dǎo)通路）↓↓房室交界

心房肌↓房室束↓左、右束支↓浦肯野纖維↓心室肌26第二十六頁，共五十七頁。(三)興奮性:

心肌細(xì)胞具有對刺激產(chǎn)生反應(yīng)的能力，即具有興奮性。與神經(jīng)或骨骼肌一樣，心肌細(xì)胞每產(chǎn)生一次擴(kuò)布性興奮之后，興奮性總要經(jīng)歷有效不應(yīng)期、相對不應(yīng)期和超常期，然后才恢復(fù)到正常這樣一段周期性變化。期前收縮：心臟受到竇性節(jié)律之外的刺激，產(chǎn)生的收縮在竇性節(jié)律收縮之前,稱為期前收縮。代償間歇：一次期前收縮之后所出現(xiàn)的一段較長的舒張期稱為代償性間歇。因竇性節(jié)律的興奮是規(guī)律(guīlǜ)下傳的，當(dāng)竇性興奮落在期前收縮的有效不應(yīng)期內(nèi),就不能引起心室的興奮和收縮,而出現(xiàn)一次竇律“脫失”，需等待下次竇律刺激引起興奮才產(chǎn)生收縮，此等待期間為代償性間歇。

27第二十七頁，共五十七頁。心肌細(xì)胞的跨膜電位心肌細(xì)胞的跨膜電位產(chǎn)生的機(jī)制與神經(jīng)和骨骼肌細(xì)胞相似，都是由跨膜離子流形成的心室肌細(xì)胞安靜時，細(xì)胞膜處于外正內(nèi)負(fù)的極化狀態(tài)。靜息電位約-90毫伏。心室肌細(xì)胞靜息電位產(chǎn)生的原理基本上和神經(jīng)纖維相同，主要是由于(yóuyú)安靜時細(xì)胞內(nèi)高濃度的K+向膜外擴(kuò)散而造成。心肌細(xì)胞的跨膜電位的產(chǎn)生涉及多種離子通道，其波形和機(jī)制比神經(jīng)細(xì)胞和骨骼肌要復(fù)雜的多28第二十八頁，共五十七頁。心肌(xīnjī)興奮后的有效不應(yīng)期特別長，一直延長到心肌(xīnjī)機(jī)械收縮的舒張開始以后。也就是說，在整個心臟收縮期內(nèi)，任何強(qiáng)度的刺激都不能使心肌(xīnjī)產(chǎn)生擴(kuò)布性興奮。心肌(xīnjī)的這一特性具有重要意義，它使心肌(xīnjī)在自律性興奮來臨時，不能產(chǎn)生象骨骼肌那樣的強(qiáng)直收縮，從而始終保持著收縮與舒張交替的節(jié)律性活動，這樣心臟的充盈和射血才可能進(jìn)行。29第二十九頁，共五十七頁。其動作電位與神經(jīng)纖維相比較有很大差別，表現(xiàn)為復(fù)極化過程有明顯特征。通常將全過程分為0、1、2、3、4期。（1）去極化過程（0期）：去極化過程形成動作電位的上升支（0期），其形成機(jī)制亦與神經(jīng)纖維相同。此期電位變化幅度約120mV，持續(xù)時間1～2ms.（2）復(fù)極化過程：該過程形成動作電位下降支，分為四期。1期（快速復(fù)極初期）：心室肌細(xì)胞去極達(dá)頂峰后立即開始復(fù)極，膜內(nèi)電位迅速下降到0mV左右，形成1期，占時約10ms.K+外流是1期快速復(fù)極的主要原因。2期（緩慢復(fù)極期）：此期復(fù)極非常緩慢，膜內(nèi)電位下降速度極慢，停滯在0mV左右，形成平臺狀，故2期又稱平臺期，歷時約100～150ms.該期是心室肌細(xì)胞動作電位區(qū)別于神經(jīng)纖維和骨骼肌的主要特征，也是動作電位持續(xù)時間較長，有效不應(yīng)期特別(tèbié)長的原因。形成的機(jī)制是本期內(nèi)有Ca2+內(nèi)流和K+外流同時存在，緩慢持久的Ca2+內(nèi)流抵消了K+外流，致使膜電位保持在0mV附近。3期（快速復(fù)極末期）：此期膜內(nèi)電位迅速下降到靜息電位水平（-90mV），形成3期，以完成復(fù)極化過程，歷時約100～150ms.K+快速外流是3期快速復(fù)極的原因。4期（靜息期）：此期膜電位雖已恢復(fù)到靜息電位水平，但在動作電位形成過程中，膜內(nèi)Na+、Ca2+增多，膜外K+增多，致使膜內(nèi)外的這幾種離子濃度有所改變。本期內(nèi)，細(xì)胞膜離子泵積極地進(jìn)行著逆濃度梯度轉(zhuǎn)運，把Na+和Ca2+排到細(xì)胞外，同時將K+攝回細(xì)胞內(nèi)，以恢復(fù)細(xì)胞內(nèi)外離子的正常濃度，保持心肌細(xì)胞的正常興奮能力。

30第三十頁，共五十七頁。定義：測量電極放置在心臟或人體(réntǐ)表面的一定部位，用心電圖機(jī)記錄出來的心臟電位變化的連續(xù)曲線，即為心電圖心電圖反應(yīng)心肌的興奮性、自律性和傳導(dǎo)性，而與心臟的機(jī)械收縮活動無直接關(guān)系。31第三十一頁，共五十七頁。心電圖描記方法在體表任何兩處安放電極(diànjí)板，用導(dǎo)線接到心電圖機(jī)的正負(fù)兩極，即形成導(dǎo)聯(lián)，可借以記錄人體兩處的心電電位差。常規(guī)用12個導(dǎo)聯(lián)。標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)又稱雙極導(dǎo)聯(lián),由W.愛因托芬于1905～1906年首創(chuàng)，在三個肢體上安置電極，并假設(shè)這三點在同一平面上形成一個等邊三角形，而心臟產(chǎn)生的綜合電力是一個位于此等邊三角形中心的電偶。單極肢導(dǎo)是威爾遜于1930～1940年代所創(chuàng)，即把三個肢體互相連通構(gòu)成中心電端，在肢體通向中心電端間加一個5000Ω的電阻，中心電端電位接近于零，因此被看作無干電極，探查電極分別置各肢體形成單極肢導(dǎo)。但由于所描記波幅太小，故戈德伯格又將其改良成加壓單極肢體導(dǎo)聯(lián),即描記某一肢體的單極導(dǎo)聯(lián)心電圖時，將該肢體與中心電端的連接截斷，這樣其電壓高出50％。威爾遜所創(chuàng)單極心前導(dǎo)聯(lián)是將中心電端與電流計的陰極相連，探查電極置胸前各位置。32第三十二頁，共五十七頁。心電圖記錄為印有間距1mm的縱橫細(xì)線的小方格;其橫向距離代表時間，一般記錄紙速為每秒25mm，故每小格為0.04秒,縱向距離代表電壓。常規(guī)投照標(biāo)準(zhǔn)(biāozhǔn)電壓1mV=10mm(圖10)特殊需要時紙速可調(diào)至每秒50、100或200mm。電壓1mV=20或5mm。33第三十三頁，共五十七頁。正常時，每次心動(xīndònɡ)周期在心電圖上都可以出現(xiàn)P波、QRS波群、T波和U波、P-R段、S-T段和T-P段，P-R間期和Q-T間期及J點34第三十四頁，共五十七頁。P波：反映左、右心房去極化過程中的電位和時間變化。

P-R段：反映興奮(xīngfèn)通過房室交界區(qū)，因其傳導(dǎo)非常緩慢，形成的電位變化也很微弱，一般記錄不出來而成等電位線。

QRS波群：反映左、右心室去極化過程中的電位和時間變化。

S-T段：表示心室去極剛結(jié)束后尚處于緩慢復(fù)極的一段短暫時間，即代表心室早期復(fù)極的電位和時間變化。

T波：反映心室晚期復(fù)極過程中的電位和時間改變。

U波：一般認(rèn)為是心肌傳導(dǎo)纖維的復(fù)極所造成，也有人認(rèn)為是心室的后電位。35第三十五頁，共五十七頁。心電圖與心肌細(xì)胞動作電位的關(guān)系——心肌細(xì)胞生物電變化(biànhuà)是心電圖產(chǎn)生的根源。36第三十六頁，共五十七頁。心電圖與單個心肌細(xì)胞的動作電位波形上有很大的差別，因為單個細(xì)胞的電變化是采用細(xì)胞內(nèi)記錄法所記錄到細(xì)胞膜兩側(cè)的電位變化，而心電圖的紀(jì)錄方法則為細(xì)胞外記錄法，只能測出已興奮部位和未興奮部位膜外兩點的電位差。心電圖反映的是整個心臟的生物電變化，心電圖上每一瞬間電位數(shù)值都是很多心肌細(xì)胞膜外電位變化在體表(tǐbiǎo)的綜合反映。由于記錄電極在心電電場中的位置和距心臟的遠(yuǎn)近不同，所記錄到的波形也不同。37第三十七頁，共五十七頁。心電圖的臨床(línchuánɡ)應(yīng)用（1）有決定性價值①心律紊亂（包括傳導(dǎo)阻滯及復(fù)雜的心律失常）為最精確的診斷方法，尤其(yóuqí)對臨床上不能確定的心律失常更具有實際意義。②確診心肌梗塞，除確診有無心肌梗塞外，更可用于了解病變的部位、范圍及其演變的過程。③進(jìn)行心臟手術(shù)與心導(dǎo)管檢查時，應(yīng)用心電圖作為示警器，以及時了解心律失常與心肌受累的情況，藉以指導(dǎo)手術(shù)的進(jìn)行并可提示必要的藥物處理。38第三十八頁，共五十七頁。（2）有很大的幫助①于心肌病變（心肌炎、心肌?。?、慢性冠狀動脈機(jī)能不全等情況，可以了解心肌損害情況。②提示心房、心室有無肥大，從而協(xié)助各種(ɡèzhǒnɡ)心臟病的臨床診斷。③觀察心臟病藥物（如洋地黃，奎尼?。┗?qū)π募∮袚p害的藥物（如酒石酸銻鉀、吐根堿）在用藥過程中對心臟的不良反應(yīng)。④血液中電解質(zhì)紊亂，如血鈣過低，血鈣過高，血鉀過低，血鉀過高，尤以后二者有較大的幫助。⑤心包炎及心包積液的診斷。⑥急性及慢性肺源性心臟病的診斷。39第三十九頁，共五十七頁。對心電圖檢查(jiǎnchá)的評價

1.心電圖正常(zhèngcháng)絕不能排除心臟病，如較輕微的瓣膜病或雙心室肥大時心電圖可以正常(zhèngcháng)；亦不能由于心電圖有些不正常(zhèngcháng)之處而肯定其患有心臟病，如預(yù)激綜合征，右束支傳導(dǎo)阻滯的改變可以見于正常(zhèngcháng)人。2.心電圖的正常范圍較大，多數(shù)值的判定標(biāo)準(zhǔn)，也不是絕對的，應(yīng)避免將一些正常變異誤認(rèn)為不正常，甚而做出心臟病之診斷，而造成不應(yīng)有的醫(yī)源性錯誤，如T波的改變就很不穩(wěn)定。40第四十頁，共五十七頁。3.心電圖的某些改變并不具有特異性，同樣的心電圖改變可見于多種心臟病，如右室肥厚，即可見于肺源性心臟病，先天性心臟病，也可見于風(fēng)濕性心臟病；T波改變可見于心肌缺血、心肌炎，也可見于藥物作用及電解質(zhì)紊亂(wěnluàn)故對其判斷必須結(jié)合臨床資料才能作出較恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論4.心電圖對于心臟的收縮功能的估計與瓣膜損害情況的反映無幫助。因而不能作為心臟功能的判斷依據(jù)。41第四十一頁，共五十七頁。第5節(jié)體表心電理論(lǐlùn)基礎(chǔ)人體的體液中含有電解質(zhì)，具有導(dǎo)電性能，因此人體也是一種容積導(dǎo)體，這樣在人體內(nèi)及體表(tǐbiǎo)均有電流自心電偶的正極流入負(fù)極，形成一個心電場?？赏ㄟ^心電偶中心的垂直于電偶軸的零電位面把心電場分為正、負(fù)電位區(qū)。心電場在人體表面分布的電位就是體表電位。心電圖機(jī)將此體表電位的電信號放大及按心臟激動的時間順序記錄下來，即為心電圖。

42第四十二頁，共五十七頁。心肌細(xì)胞除極與復(fù)極過程在臨床心電圖上通常用電偶學(xué)說來說明。由兩個電量相等，距離很近的正負(fù)電荷所組成的一個總體，稱為電偶。正電荷稱做電偶的電源，負(fù)電荷稱為電偶的電穴，其連線(liánxiàn)稱為電偶軸，電偶軸的方向是由電穴指向電源，兩極間連線(liánxiàn)的中點稱為電偶中心。43第四十三頁，共五十七頁。44第四十四頁，共五十七頁。電位在容積導(dǎo)電(dǎodiàn)體內(nèi)的正負(fù)電場示意圖45第四十五頁，共五十七頁。在容積導(dǎo)體中各處都有強(qiáng)弱不同(bùtónɡ)的電流在流動著，因而導(dǎo)體中各點存在著不同(bùtónɡ)的電位差，通過電偶中心可作一垂直平面，因面上各點與正負(fù)兩極距離相等，故在此平面上各點的電位均等于零，稱為電偶電場的零電位面，零電位面把電偶的電場分為正、負(fù)兩個半?yún)^(qū)。46第四十六頁，共五十七頁。心肌細(xì)胞在除極和復(fù)極的過程中形成的心電位既有數(shù)量大小，又有方向性，稱為心電向量心電向量可用箭矢來表示，箭桿的長度表示向量的大小，箭頭表示向量的方向（電源），箭尾表示電穴。因為心肌的除極是從心內(nèi)膜面開始指向心外膜面，所以向量的方向是電源在前（箭頭），電穴在后（箭尾）。復(fù)極時，因為先除極的部位先復(fù)極，所以電穴在前電源在后。而心肌復(fù)極從心外膜開始，指向心內(nèi)膜，因此(yīncǐ)復(fù)極向量與除極一致。

47第四十七頁，共五十七頁。一片心肌是由多個心肌細(xì)胞所組成，除極與復(fù)極時會產(chǎn)生很多個電偶向量，把它們疊加在一起成為一個電偶向量，這就是綜合心電向量在心電活動周期中，各部心肌除極與復(fù)極有一定的順序，每一瞬間均有不同部位的心肌的心電活動，例如：心室除極時0.01s，0.02s～0.08s的心電向量在某一瞬間又有眾多的心肌細(xì)胞產(chǎn)生方向不盡相同的電偶向量，把這些電偶向量按平行四邊形法依次加以(jiāyǐ)綜合，這個最后綜合而成的向量稱為瞬間綜合心電向量。心臟是立體器官，它產(chǎn)生的瞬間向量在空間朝向四面八方，把一瞬間綜合心電向量的尖端構(gòu)成一點，則在整個心電周期中隨著時間的推移，把移動的各點連接起來的環(huán)形軌跡就構(gòu)成空間心電向量環(huán)即空間向量心電圖。48第四十八頁，共五十七頁。心臟電活動是診斷心臟疾病的重要指征，也是研究生物電活動的典型對象，二十年來對心電活動的建模與仿真研究一直是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中建模與仿真工作的經(jīng)典(jīngdiǎn)課題。心電模型電磁場模型與電生理模型正問題模型與逆問題模型源場模型與節(jié)律模型49第四十九頁，共五十七頁。心電場理論(lǐlùn)——電磁場模型心電場(diànchǎng)的基本方程為式中,r′是軀干容積導(dǎo)體內(nèi)的任意場點;r是源點;σM是該場點的電導(dǎo)率;H代表心臟區(qū)域(qūyù);sl是軀干內(nèi)電導(dǎo)率不連續(xù)的封閉界面,例如肺表面、心腔血液表面、胸腔肌肉層表面、皮下脂肪層表面等,它們是分片均勻、各向同性的,且其內(nèi)外電導(dǎo)率分別為σ-l和σ+l以麥克斯韋方程為出發(fā)點，把心電場簡化為準(zhǔn)靜態(tài)場，建立偏微分方程及適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件，用有限元方法或邊界元方法求解方程在三維空間的解。理論上講，自然界的一切電活動都服從電磁學(xué)的普遍規(guī)律，因此以電磁場理論為依據(jù)的心電建模與仿真較早受到研究者的重視，建立起了一整套方法心電場理論——電磁場模型理論上講，自然界的一切電活動都服從電磁學(xué)的普遍規(guī)律，因此以電磁場理論為依據(jù)的心電建模與仿真較早受到研究者的重視，建立起了一整套方法50第五十頁，共五十七頁。假設(shè)心電場是分片均勻(jūnyún)的、純電阻性的、各向同性的,在準(zhǔn)靜態(tài)條件下可得到J=σE+Js式中σ為電導(dǎo)率,E為電場強(qiáng)度,Js為(強(qiáng)迫)電流密度

Laplacian方程(fāngchéng)φ是電位(diànwèi)麥克斯維方程為ρ是電荷密度,ε是介電常數(shù)51第五十一頁，共五十七頁。人體體表面(biǎomiàn)的Laplace方程為體表電位的Laplacian表達(dá)式與體表等效(děnɡxiào)電荷密度的負(fù)值成正比,ρeq是僅與x,y有關(guān)的電荷分布.52第五十二頁，共五十七頁。電生理(shēnglǐ)模型

電生理模型指的是根據(jù)細(xì)胞動作電位方程建立的模型。由于細(xì)胞動作電位方程是由離子通道電流組成的，與細(xì)胞內(nèi)外離子濃度、通道狀況、神經(jīng)遞質(zhì)及藥物影響密切相關(guān)，因此模型能與細(xì)胞電生理與臨床病理生理之間建立確切的聯(lián)系，進(jìn)行模型驗證，這對于建模與仿真研究是至關(guān)重要的。目前報道的電生理模型都是單細(xì)胞動作電位模型，建模依據(jù)直接取材自電壓鉗與膜片鉗實驗。各種心臟細(xì)胞的動作電位模型均有報道，并被用于研究某些心律失常的發(fā)生機(jī)制，而組織與器官級別的電生理模型則尚無報道

組織與器官層次的電生理模型是指眾多相同或不同(bùtónɡ)細(xì)胞按照真實解剖關(guān)系有機(jī)相連，每個細(xì)胞都有各自的動作電位方程，并發(fā)生細(xì)胞間的相互聯(lián)系，全部細(xì)胞動作電位方程同時求解，揭示組織或器官的電行為。二維與三維全心臟電生理模型是研究心電活動的重要工具。53第五十三頁，共五十七頁。細(xì)胞(xìbāo)自動機(jī)

作為一種自然的并行計算模式，細(xì)胞自動機(jī)(CellularAutomata)是時間和空間上離散的動力學(xué)系統(tǒng)。它