心電圖的產生原理

關于心電圖的產生原理第1頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

心臟活動的主要表現之一是產生電激動，它出現在心臟機械性收縮之前。心肌激動的電流可以從心臟經過身體組織傳導至體表，使體表的不同部位產生不同的電位變化。

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本圖可見竇房結形成起搏后，迅速將沖動通過傳導系統傳至心臟各部形成心肌整體的電活動，然后心肌形成機械性收縮。第3頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

按照心臟激動的時間順序，將此體表電位的變化記錄下來，形成一條連續(xù)曲線，即為心電圖。在正常情況下，每次心動周期在心電圖上均可出現相應的一組波形。

第4頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四PQRSTP,QRS,T

一組典型的心電圖波形是由下列各波和波段所構成：

第5頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四PTP-RQRSSTU第6頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四1、P波：反映心房肌除極過程的電位變化；2、P-R間期：代表激動從竇房結通過房室交界區(qū)到心室肌開始除極的時限；3、QRS波群：反映心室肌除極過程的電位變化；4、T波：代表心室肌復極過程所引起的電位變化；5、S-T段：從QRS波群終點到達T波起點間的一段水平線；6、Q-T間期：從QRS波群終點到達T波終點間的時限；7、U波：代表動作電位的后電位。第7頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四一、心肌的除極和復極過程：第8頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四1、靜息膜電位：近年來通過電生理學的研究，用微電極的一端刺入正常靜息狀態(tài)下的單一心肌細胞，把電位計的正極端與此微電極相連，電位計的負極端放在細胞外液中并與地相接，使細胞外液的電位為零。這時所測得的細胞內電位約為-90毫伏，即在靜息狀態(tài)下心肌細胞內電位比細胞外電位低90毫伏，這種靜息狀態(tài)下心肌細胞內外的電位差稱為跨膜靜息電位，簡稱靜息膜電位。在靜息狀態(tài)下，心肌細胞膜外帶有正電荷，膜內帶有同等數量的負電荷，稱為極化狀態(tài)。

請看下頁第9頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四水槽生理鹽水心肌細胞電壓表（mv)0-90第10頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

在靜息狀態(tài)下，心肌細胞內外各種離子的濃度有很大差別。細胞內鉀離子（K+）濃度約為細胞外K+

濃度的30余倍；與此相反，細胞外鈉離子（Na+）濃度則遠高于細胞內Na+濃度。至于陰離子，在細胞內以蛋白陰離子的濃度為高，而在細胞外液以氯離子（陰離子）的濃度為高。第11頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四2、動作電位：當心肌細胞膜某點受刺激時，受刺激處的細胞膜對Na+

的通透性突然升高，而對K+的通透性卻顯著降低，因此細胞外液中的大量Na+滲入到細胞內，使細胞內Na+

大量增加，細胞內電位由-90毫伏突然升高到+20～+30毫伏（跨膜電位逆轉）。

請看下頁第12頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四心肌細胞電壓表（mv)-90刺激+20心肌細胞除極，心肌細胞內電位變化第13頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

由激動所產生的跨膜電位，稱為跨膜動作電位，簡稱動作電位。心肌細胞激動后，膜表面變?yōu)樨撾娢?，膜內變?yōu)檎娢?，這種極化狀態(tài)的消除稱為除極。除極在動作電位曲線上表現為一驟升線，稱為動作電位0相。0相相當于單極電圖或臨床心電圖的R波。

請看下頁第14頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四除極刺激0+200-60-90(mV)R波第15頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

復極時，細胞膜對Na+的通透性迅速降低，對K+

的通透性重新升高，使細胞內K+又開始外滲，因而細胞內正電位迅速下降，接近零電位水平，此時期稱為動作電位1相。相當于單極電圖或臨床心電圖的J點。請看下頁第16頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四0+200-60-90(mV)R波J點1第17頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

向內的Na+

流與向外的K+流迅速達到平衡，使細胞內電位接近零電位水平，在動作電位曲線上形成一高平線，稱為動作電位2相。相當于單極電圖或臨床心電圖的S-T段。請看下頁第18頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四0+200-60-90(mV)12R波ST第19頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四2相末時，細胞膜對K+

的通透性大大增加，故K+

從膜內高濃度處加速外滲，使細胞內電位迅速下降，變?yōu)樨撾娢?，相當于單極電圖或臨床心電圖的T波。請看下頁第20頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四0+200-60-90(mV)12R波STT3第21頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

當細胞內電位終于恢復到-90毫伏并維持在此水平上，即為靜息膜電位，這個時期稱為4相。4相相當于單極電圖或臨床心電圖T波后的等電位線。

請看下頁第22頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四0+200-60-90(mV)12R波STT34第23頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

從0相開始到4相開始的時間稱為動作電位的時限，相當于Q-T間期。請看下頁第24頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四0+200-60-90(mV)12R波STT34QT間期第25頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四二、除極與復極過程的電偶學說第26頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四1、除極的電偶學說：心肌細胞在靜息狀態(tài)時，膜外排列陽離子帶正電荷，膜內排列同等比例陰離子帶負電荷，保持平衡的極化狀態(tài)，不產生電位變化。請看下頁第27頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四探測電極第28頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

當細胞一端的細胞膜受到刺激（閾刺激），其通透性改變，使細胞內外正、負離子的分布發(fā)生逆轉，受刺激部位的細胞膜出現除極化，使該處細胞膜外的正電荷（鈉離子）迅速進入細胞膜內，此時該處細胞膜外呈負性電位，而其前面尚未除極的細胞膜外仍帶正電荷，從而形成一對電偶（也稱為偶極子）。請看下頁第29頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四電源除極電源（正電荷）在前，電穴（負電荷）在后。電穴也稱為偶極子第30頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四刺

激－＋電穴電源除極第31頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

除極時，電流自電源流入電穴，并沿著一定的方向迅速擴展，直到整個心肌細胞除極完畢。請看下頁第32頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

此時心肌細胞膜內帶正電荷，膜外帶負電荷，稱為除極狀態(tài)。由于細胞的代謝作用，使細胞膜又逐漸復原到極化狀態(tài)，這種恢復過程稱為復極過程。復極與除極先后程序一致，即先除極的部位先復極，但復極化的電偶是電穴在前，電源在后，并緩慢向前推進，直至整個細胞全部復極為止。請看下頁第33頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四0復極1234第34頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

就單個細胞而言，在除極時，探測電極對向電源（即面對除極方向）產生向上的波形，若背向電源（即背離除極方向）則產生向下的波形，若探測電極在細胞中部則記錄出雙向波形。請看下頁第35頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四(+)電源(-)電穴探測電極部位和波形與心肌除極方向的關系除極方向第36頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

復極過程與除極過程方向相同，但復極化過程的電偶是電穴在前，電源在后，因此記錄的復極波方向與除極波相反。請看下頁第37頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

在實驗的條件下，由于復極與除極的程序相同，即電穴在前電源在后，故在單極電圖所記錄的復極波(T波)與除極波(QRS波群)方向相反。T第38頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

需要注意，在正常人的心電圖中，記錄到的復極波方向常與除極波主波方向一致，與單個心肌細胞不同。這是因為正常人心室的除極從心內膜向心外膜，而復極則從心外膜開始，向心內膜方向推進，是因為心外膜下心肌的溫度較心內膜下高，心室收縮時，心外膜承受的壓力又比心內膜小，故心外膜處心肌復極過程發(fā)生較早。請看下頁第39頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四心內膜外膜本圖所顯示的就是心內膜和心外膜除極過程：探測電極置于心外膜。除極時，從心內膜開始，然后，心外膜才開始除極，兩者除極方向相反。由于內膜先除極，探測電極所記錄為正向波。第40頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四心內膜外膜本圖為實驗條件下，心肌細胞先除極的部位先復極，故使內膜先復極完畢，T波的方向與QRS波群主波方向相反。第41頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四心內膜外膜加溫由于心外膜溫度升高于心內膜，故交換速度加快，使其復極先于心內膜結束，致使T波主波方向與QRS主波方向一致。這也是正常心肌形成的除極、復極狀態(tài)。第42頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

由體表所采集到的心臟電位強度與下列因素有關：①、與心肌細胞數量（心肌厚度）呈正比關系；請看下頁第43頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四刺激②、與探查電極位置和心肌細胞之間的距離呈反比關系；第44頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四③、與探查電極的方位和心肌除極的方向所構成的角度有關，夾角愈大，心電位在導聯上的投影愈小，電位愈弱。第45頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四左圖為右室心肌的電動力強度右圖為左室心肌的電動力強度第46頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四00本圖紅色箭頭表示心電動力線，該電力線與各探測電極之間構成不同角度。各探測電極雖然距離相同但角度不同，所以獲得的電力強度也不一致。綠色垂線代表電力強度。垂線向上為正；垂線向下為負。第47頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

這種既具有強度，有具有方向性的電位幅度稱為心電“向量”，通常用箭頭表示其方向，而其長度表示電位強度。心臟的電激動過程中產生許多心電向量。由于心臟的解剖結構及其電活動相當錯綜復雜，致使諸心電向量間的關系亦較復雜，然而一般均按下列原理合成為“心電綜合向量”：同一軸的兩個心電向量的方向相同者，其幅度相加；方向相反者則相減。兩個心電向量的方向構成一定角度者，則可應用“合力”原理將二者按其角度及幅度構成一個平行四邊形，而取其對角線為綜合向量?？梢哉J為，由體表所采集到的心電變化，乃是全部參與電活動心肌細胞的電位變化按上述原理所綜合的結果。請看下頁第48頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四+ABC+ABCABC第49頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四三、心電圖各波段的組成和命名

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心臟的特殊傳導系統由竇房結、結間束（分為前、中、后結間束）、房間束（起自前結間束，稱Bachmann束）、房室束、束支（分為左、右束支，左束支又分前分支和后分支）以及普肯耶纖維）構成。心臟的傳導系統與每一心動周期順序出現的心電變化密切相關。第51頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

正常心電活動始于竇房結，興奮心房的同時經結間束傳導至房室結（順序傳導在此處延遲0.05～0.07S），然后循希氏束→左、右束支→普肯耶纖維順序傳導，最后興奮心室。這種先后有序的電激動的傳播，引起一系列電位改變，形成了心電圖上的相應的波段。第52頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四竇房結AA-VV第53頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四ⅡP波

臨床心電學對這些波段規(guī)定了統一的名稱：①、最早出現的幅度較小的P波，反映心房的除極過程；第54頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四ⅡPR間期（P-Q間期）②、P-R間期（實為P-Q間期，傳統稱為P-R間期）反映心房除極過程及房室結、希氏束、束支的電活動；P波與P-R段合計為P-R間期，反映自心房開始除極至心室開始除極的時間；第55頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四QRSQRS波群③、幅度最大的QRS波群，反映心室除極的全過程；第56頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四④、除極完畢后，心室的緩慢和快速復極過程分別形成了ST段和T波；ST-T第57頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四⑤、Q-T間期為心室開始除極至心室復極完畢全過程的時間。QT間期第58頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

QRS波群可因檢測電極的位置不同而呈多種形態(tài)，已統一命名如下：首先出現的位于參考水平線以上的正向波稱為R波；R波之前的負向波稱為Q波；S波是R波之后第一個負向波；R′波是繼S波之后的正向波；R′波后再出現負向波稱為S′；如果QRS波只有負向波，則稱為QS波。至于采用Q或q、R或r、S或s表示，應根據其幅度大小而定。請看下頁第59頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四R波之前的負向波稱為Q波QQRRRQqqr第60頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四R波:所有在基線以上出現的正向波稱為R波rrrSSRqsRRRR′R′第61頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四S波:

R波之后的負向波稱為S波SRqsRrSQSSqrS第62頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

正常心室除極始于室間隔中部，自左向右方向除極；隨后左右心室游離壁從心內膜朝心外膜方向除極；左室基底部與右室肺動脈圓錐部是心室最后除極部位。心室肌這種規(guī)律的除極順序，對于理解不同電極部位QRS波形態(tài)的形成頗為重要。第63頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四四、心電圖導聯體系：第64頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

在人體不同部位放置電極，并通過導聯線與心電圖機電流計的正負極相連，這種記錄心電圖的電路連接方法稱為心電圖導聯。電極位置和連接方法不同，可組成不同的導聯。在長期臨床心電圖實踐中，已形成了一個由Einthoven創(chuàng)設而目前廣泛采納的國際通用導聯體系，稱為常規(guī)12導聯體系。第65頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四1、肢體導聯包括標準導聯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及加壓單極肢體導聯aVR、aVL、aVF。標準導聯為雙極肢體導聯，反映其中兩個肢體之間電位差變化。加壓單極肢體導聯屬單極導聯，基本上代表檢測部位電位變化。肢體導聯主要放置于右臂（R）、左臂（L）、左腿（F），連接此三點即成為所謂Einthoven三角。請看下頁第66頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四Ⅰ0°+180°Ⅱ+90°ⅢRLF請看下頁六軸系統構成示意圖第67頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四-30°-150°+90°avRavLavF0請看下頁第68頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四-30°avL-150°avRⅠ0°+180°+120°ⅢavF+90°Ⅱ+60°第69頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四

在每一個標準導聯正負極間均可畫出一假想的直線，稱為導聯軸。為便于表明6個導聯軸之間的方向關系，將Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ導聯的導聯軸平行移動，使之與aVR、aVL、aVF的導聯軸一并通過坐標圖的軸中心點，便構成額面六軸系統。此坐標系統采用±180°的角度標志。以左側為0°，順鐘向的角度為正，逆鐘向者為負。每個導聯從中心點被分為正負兩半，每個相鄰導聯間的夾角為30°。對此測定心臟額面心電軸頗有幫助。請看下頁第70頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四+30°+Ⅰ+aVF+Ⅱ+aVR-150°+aVL-30°-60°+90°+60°0°+120°+150°-180°-120°-90°+Ⅲ第71頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四2、胸導聯屬單極導聯，包括V1～V6導聯。檢測之正電極應安放于胸壁固定的部位，另將肢體導聯3個電極各串一5千歐電阻，然后將三者連接起來，構成“無干電極”或稱中心電端。如此連接可使該處電位接近零電位且較穩(wěn)定，故設為導聯的負極。胸導聯檢測電極具體安放的位置為：V1位于胸骨右緣第4肋間；V2位于胸骨左緣第4肋間；V3位于V2與V4兩點連線的中點；V4位于左鎖骨中線與第五肋間相交處；V5位于左腋前線V4水平處；V6位于左腋中線V4水平處。請看下頁第72頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四V1V1位于胸骨右緣第4肋間TPQRS第73頁，共80頁，2023年，2月20日，星期四V1V1