心電圖產(chǎn)生的基本原理

關(guān)于心電圖產(chǎn)生的基本原理概念心臟機械收縮之前，先產(chǎn)生電激動，心房和心室的電激動可經(jīng)人體組織傳到體表。心電圖指的是心臟在每個心動周期中，由起搏點、心房、心室相繼興奮，伴隨著心電圖生物電的變化，通過心電描記器從體表引出多種形式的電位變化的圖形（簡稱ECG）。心電圖是心臟興奮的發(fā)生、傳播及恢復(fù)過程的客觀指標。心電圖（ECG）是利用心電圖機從體表記錄心臟每一心動周期所產(chǎn)生電活動變化的曲線圖形。心肌細胞在靜息狀態(tài)時，膜外排列陽離子帶正電荷，膜內(nèi)排列同等比例陰離子帶負電荷，保持平衡的極化狀態(tài)，細胞膜在靜息時稱為極化膜。膜內(nèi)外不產(chǎn)生電位差稱極化電位也稱靜息電位。不產(chǎn)生電位變化。心肌細胞在靜息狀態(tài)下，細胞膜外帶正電荷，膜內(nèi)帶同等數(shù)量的負電荷，這種電荷穩(wěn)定的分布狀態(tài)稱為極化狀態(tài)。通過實驗，測得極化狀態(tài)的單一心肌細胞內(nèi)電位為-90mV，膜外為零。這種靜息狀態(tài)下細胞內(nèi)外的電位差稱為靜息電位這種穩(wěn)恒狀態(tài)就稱極化狀態(tài)。

第2頁,共42頁，2024年2月25日，星期天極化狀態(tài)時靜息電位的恒定，有賴于細胞的代謝活動，細胞內(nèi)外鉀離子及鈉離子濃度的比值以及細胞膜對鉀、鈉、鈣、蛋白質(zhì)、氯離子等具有不同的通透性。在靜息狀態(tài)下，細胞內(nèi)鉀離子濃度約為細胞外鉀離子濃度的30倍，相反細胞外鈉離子濃度約為細胞內(nèi)鈉離子濃度的15倍。至于陰離子，細胞內(nèi)液以蛋白陰離子的濃度為高，而在細胞外液則以氯離子濃度為高。由于細胞膜對鉀離子的通透性遠超超過對鈉離子和通透性，細胞內(nèi)鉀離子濃度又高于細胞外數(shù)十倍，鉀離子便會不斷地從細胞內(nèi)向細胞外滲出。當鉀離子外滲時，氯離子亦隨之外滲，但因細胞膜本身帶有負電荷，氯離子滲出受阻，就使較多的鉀離子滲出到膜外，而未能滲出的游離型陰離子（主要是蛋白陰離子，其次是氯離子）留在膜內(nèi)，使膜內(nèi)電位顯著低于膜外。膜內(nèi)負電位的大小和靜息時鉀離子外滲的多少有密切關(guān)系，鉀離子外滲越多，留在膜內(nèi)的陰離子也越多，因而膜內(nèi)負電位也越大，同時由于膜內(nèi)帶負電荷的陰離子越來越多，吸引著膜內(nèi)鉀離子（靜電力作用），使膜內(nèi)鉀離子逐漸不能再向外轉(zhuǎn)移，因而使膜內(nèi)電位維持在-90mV的水平上，形成了靜息電位。

第3頁,共42頁，2024年2月25日，星期天當細胞一端的細胞膜受到刺激（閾刺激），其通透性發(fā)生改變，使細胞內(nèi)外正、負離子的分布發(fā)生逆轉(zhuǎn)，受刺激部位的細胞膜出現(xiàn)除極化，使該處細胞膜外正電荷消失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。電源（正電荷）在前，電穴（負電荷）在后，電流自電深流入電穴，并沿著一定的方向迅速擴展，直到整個心肌細胞除極完畢。此時心肌細胞膜內(nèi)帶正電荷，膜外帶負電荷，稱為除極狀態(tài)。嗣后，由于細胞的代謝作用，使細胞膜又逐漸復(fù)原到極化狀態(tài)，這種恢復(fù)過程稱為復(fù)極過程，復(fù)極與除極先后程序一致，但復(fù)極化的電偶是電穴在前，電源在后，并較緩慢向前推進，直至整個細胞全部復(fù)極為止第4頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

當心肌細胞受到刺激（或自發(fā)地）而興奮時，細胞膜內(nèi)外的電位迅速變化。細胞膜內(nèi)外的電位差在瞬間消失,細胞內(nèi)的電位由-90mV迅速變?yōu)?mV,乃至+20～+30mV。也就是說極化狀態(tài)消失，這過程稱為除極過程。以心室肌為例，膜電位從靜息時的-80～-90mV降至-60～-70mV的閾電位水平，即迅速開始除極。隨后細胞內(nèi)又逐漸恢復(fù)其負電位，這過程稱為復(fù)極。由除極至復(fù)極，膜內(nèi)電位由負變正及又回至靜息電位的一系列電位變化稱為跨膜動作電位?？僧嫵梢粭l曲線,分成為5個時相。第5頁,共42頁，2024年2月25日，星期天動作電位與心電圖.及離子活動的關(guān)系圖解心肌細胞除極復(fù)極時電位變化與離子活動心電圖關(guān)系示意圖A.心肌細胞除極與復(fù)極過程中的電位曲線；

a.零電位線

b.靜息電位

c.動作電位開始B.相應(yīng)的心電圖

0位相：相當于心電圖的R波；

1位相：相當于心電圖的J點

2位相：相當于心電圖的ST段；

3位相：相當于心電圖的T波

4位相：相當于心電圖T波后的靜息電位C.心肌細胞膜內(nèi)外在不同位相時的離子變化第6頁,共42頁，2024年2月25日，星期天心肌細胞除極復(fù)極時電位變化與離子活動心電圖關(guān)系示意圖A.心肌細胞除極與復(fù)極過程中的電位曲線；a.零電位線b.靜息電位c.動作電位開始B.相應(yīng)的心電圖0位相：相當于心電圖的R波；1位相：相當于心電圖的J點2位相：相當于心電圖的ST段；3位相：相當于心電圖的T波4位相：相當于心電圖T波后的靜息電位C.心肌細胞膜內(nèi)外在不同位相時的離子變化第7頁,共42頁，2024年2月25日，星期天1、2及3位相是代謝過程，此階段膜內(nèi)電位恢復(fù)到-90mV,這一過程稱為復(fù)極，但此時膜內(nèi)外離子分布尚未恢復(fù)到靜息狀態(tài)水平，最后鈉—鉀泵的轉(zhuǎn)移作用使內(nèi)外各種離子又恢復(fù)到靜息狀態(tài)。在4倍相非自律性細胞穩(wěn)定于靜息狀態(tài)水平，其動作電位呈水平線；而具有自律性的心肌細胞Ca2+慢通道開放，Ca2+穩(wěn)定地內(nèi)流，使膜電位逐漸移向正電位水平，其動作電位呈向上的斜線，這又稱4位相自發(fā)性除極,當達到閾電位時,便激發(fā)Ca2+慢通道開放，Ca2+迅速內(nèi)流而致0位相除極。此即心臟自律性的機制,由于竇房結(jié)的4位相相除極速度最快，故正常人竇房結(jié)發(fā)放沖動激動心臟。第8頁,共42頁，2024年2月25日，星期天穿膜動作電位第9頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第10頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第11頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第12頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第13頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第14頁,共42頁，2024年2月25日，星期天復(fù)極時，細胞膜對鈉離子的通透性迅速降低，對鉀離子的通透性重新升高，使細胞內(nèi)鉀離子又開始外滲，因而細胞內(nèi)正電位迅速降低，接近零電位水平，約占時5—10ms，此時期稱動作電位1位相，相當于心電圖的J點。第15頁,共42頁，2024年2月25日，星期天內(nèi)向的鈉電流與外向的鉀電流迅速達到平衡，使細胞內(nèi)電位接近零電位水平，在動作電位曲線上形成一高平線（平臺區(qū)），約占時100—150ms,稱為動作電位2相。相當于心電圖上的S-T段。第16頁,共42頁，2024年2月25日，星期天2位相末，細胞膜對鉀離子的通透性大大增加，故鉀離子從膜內(nèi)高濃度處加速外滲，使細胞內(nèi)電位迅速下降，變?yōu)樨撾娢?，約占時100—150ms,動作電位3位相，相當于單極電圖或心電圖的T波。第17頁,共42頁，2024年2月25日，星期天通過細胞膜上鈉-鉀泵的活動加強，使細胞內(nèi)電位終于恢復(fù)到-90mv并維持在此水平上，即為靜息膜電位，這個時期稱為動作電位4相。4相相當于臨床心電圖T波后的等電位線。第18頁,共42頁，2024年2月25日，星期天從O位相開始到4位相開始的時間稱作動作電位時限，相當于Q-T間期。第19頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第20頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第21頁,共42頁，2024年2月25日，星期天就單個細胞而言，在除極時，檢測電極對向電源（即面對除極方向）產(chǎn)生向上的波形，背向電源（即背離除極方向）產(chǎn)生向下的波形，在細胞中部則記錄出雙向波形。復(fù)極過程與除極過程方向相同，但因復(fù)極化過程的電偶是電穴在前，電源在后，因此記錄的復(fù)極波方向與除極波相反第22頁,共42頁，2024年2月25日，星期天需要注意，在正常人的心電圖中，記錄到的復(fù)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(nèi)膜向心外膜，而復(fù)極則從心外膜開始，向心內(nèi)膜方向推進，其機制尚不清楚?？赡芤蛐耐饽は滦募〉臏囟容^心內(nèi)膜下高，心室收縮時，心外膜承受的壓力又比心內(nèi)膜小，故心外膜處心肌復(fù)極過程發(fā)生較早。第23頁,共42頁，2024年2月25日，星期天由體表所采集到的心臟電位強度與下列因素有關(guān)：①與心肌細胞數(shù)量（心肌厚度）呈正比關(guān)系；②與探查電極位置和心肌細胞之間的距離呈反比關(guān)系；③與探查電極的方位和心肌除極的方向所構(gòu)成的角度有關(guān)，夾角愈大，心電位在導(dǎo)聯(lián)上的投影愈小，電位愈弱。第24頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第26頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第27頁,共42頁，2024年2月25日，星期天這種既其有強度，又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，而其長度表示其電位強度。心臟的電激動過程中產(chǎn)生許多心電向量。由于心臟的解剖結(jié)構(gòu)及其電活動相當錯綜復(fù)雜，致使諸心電向量間的關(guān)系亦較復(fù)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(gòu)成一定角度者，則可應(yīng)用“合力”原理將二者按其角度及幅度構(gòu)成一個平行四邊形，而取其對角線為綜合向量。可以認為，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(jié)果。

第28頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第29頁,共42頁，2024年2月25日，星期天綜合向量與二次投影心臟是一個立體結(jié)構(gòu)，心肌纖維縱橫交錯，在除極.復(fù)極過程中的某一瞬間有無數(shù)對電偶，產(chǎn)出無數(shù)方向不同，強弱不等的心電向量。在任一平面上可綜合成一個瞬間的向量。

第一次投影：心臟所產(chǎn)生的心電向量，有上下.左右.前后的不同的向量，按除極的程序連接起來就是一個立體構(gòu)型的空間向量環(huán)，直接記錄三維空間的向量環(huán)在也應(yīng)用上還有困難，人們用三組上下.左右.前后的電極，從三個不同平面，即額面.水平面（又稱橫面）.側(cè)面，記錄下三個平面向量圖，也就是空間向量環(huán)在三個不同平面上的投影稱為第一次投影。第30頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

第二次投影：心電圖上所記錄的電位變化是一系列瞬間心電綜合向量在不同導(dǎo)聯(lián)軸上的反映，也就是平面向量環(huán)在有關(guān)導(dǎo)聯(lián)軸上的再投影（二次投影）。投影所得電位的大小決定于瞬間心電綜合向量本身的大小及其與導(dǎo)聯(lián)軸的夾角關(guān)系。投影的方向和導(dǎo)聯(lián)軸方向一致時得正電位，相反時為負電位。用一定速度移行的記錄紙對這些投影加以連續(xù)描記，得到的就是心電圖的波形。（體變面，面變線，線為圖。）心電圖波形在基線（等電位線）上下的升降，同向量環(huán)運行的方向有關(guān)。和導(dǎo)聯(lián)軸方向一致時，在心電圖上投影得上升支，相反時得下降支。向量環(huán)上零點的投影即心電圖上的等電位線，該線的延長線將向量環(huán)分成兩個部分，它們分別投影為正波和負波。因此，心電圖與心向量圖有非常密切的關(guān)系。心電圖的長處是可以從不同平面的不同角度，利用比較簡單的波形、線段對復(fù)雜的立體心電向量環(huán)，就其投影加以定量和進行時程上的分析。而心電向量圖學(xué)理論上的發(fā)展又進一步豐富了心電圖學(xué)的內(nèi)容并使之更易理解。第31頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第32頁,共42頁，2024年2月25日，星期天心電圖記錄方法

心電圖描記方法在體表任何兩處安放電極板，用導(dǎo)線接到心電圖機的正負兩極，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)。標準導(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。電圖記錄為印有間距1mm的縱橫細線的小方格;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)投照標準電壓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。正常心電圖由一系列波組成。典型的心電圖包括P.QRS.T波。各波需要測量時間、電壓以及觀察形態(tài)和方向及各波之間的相互關(guān)系。第33頁,共42頁，2024年2月25日，星期天普通心電圖應(yīng)用范圍

1、對心律失常和傳導(dǎo)障礙具有重要的診斷價值。

2、對心肌梗塞的診斷有很高的準確性，它不僅能確定有無心肌梗塞，而且還可確定梗塞的病變期部位范圍以及演變過程。

3、對房室肌大、心肌炎、心肌病、冠狀動脈供血不足和心包炎的診斷有較大的幫助。

4、能夠幫助了解某些藥物（如洋地黃、奎尼?。┖碗娊赓|(zhì)紊亂對心肌的作用。

5、心電圖作為一種心電信息的時間標志，常為心音圖、超聲心動圖、阻抗血流圖等心功能測定以及其他心臟電生理研究同步描紀，以利于確定時間。

6、心電監(jiān)護已廣泛應(yīng)用于手術(shù)、麻醉、用藥觀察、航天、體育等的心電監(jiān)測以及危重病人的搶救。第34頁,共42頁，2024年2月25日，星期天做心電圖檢查時應(yīng)注意什么?心電圖是一種迅速、簡便、安全、有效的無操作性檢查方法，凡病人感到胸悶，心悸、心慌、頭昏、眼花、心前區(qū)不適或疼痛等癥狀時都應(yīng)做心電圖檢查。目前心電圖已普遍地被醫(yī)生們廣泛應(yīng)用。做心電圖時病人應(yīng)注意哪些問題呢？

1、不要有恐懼感做心電圖時醫(yī)生要在病人的胸前、腳脖上、手腕上接上花花綠綠的電線，有些人非常害怕，生怕會觸電，心電圖機還未開，心里就"撲通"、"撲通"直跳。實際上這些電線只是把心臟的生物電"引出來"，不會向人體輸入什么東西，正像拍照只是把人體的形象如實地記錄下那樣，所以不要有恐懼感。

2、檢查安靜時進行因肌肉活動都會產(chǎn)生生物電，當啼哭、深呼吸、四肢亂動時，均會影響心電圖的結(jié)果。所以應(yīng)在小兒安靜時進行。必要時可先給病兒吃些鎮(zhèn)靜藥，以防止因其他肌肉活動而引起的干擾。

3、避免藥物影響有些藥物直接或間接地影響心電圖的結(jié)果，例如洋地黃、奎尼西等。由于藥物影響心肌的代謝，因而影響心電圖的圖形。所以，家長應(yīng)向醫(yī)生講明病兒最近服過哪些藥物，以免誤診。

4、結(jié)果僅作參考和其他檢查方法一樣，心電圖也不是萬能的，因為它僅是在體表記錄心臟的電活動，正如有望遠鏡跳望遠處景色一樣，不一定都能看得十分清楚。譬如，左、右心室增大時，由于相反方向的兩股電流可以相互抵消，這時記錄到的心電圖反而可能是"正常"的。[第35頁,共42頁，2024年2月25日，星期天做心電圖診斷需要注意的幾點

(1)心電圖診斷：很多心電圖從其他心電圖的角度來看雖屬異常，但未必有臨床心臟器質(zhì)性改變，此時可直接寫出其心電圖診斷，如偶發(fā)室性期前收縮、低電壓、非特異性S-T、T改變等。以便臨床醫(yī)師結(jié)合臨床表現(xiàn)判斷是否有病理意義。

(2)符合臨床診斷：對一些綜合性心電圖改變能與臨床診斷相符合者應(yīng)加以說明。

(3)綜合臨床診斷：心電圖診斷必須密切結(jié)合臨床資料，特別是有的心電圖本身無特異性者需要結(jié)合臨床資料。此外，藥物與電解質(zhì)紊亂對心肌的損害也必須結(jié)合臨床資料加以判斷。

(4)追蹤觀察心電圖改變：例如急性心肌梗塞的心電圖必須反復(fù)進行心電圖檢查方可確診，有時參考過去的心電圖依據(jù)其動態(tài)演變觀察才較為準確。第36頁,共42頁，2024年2月25日，星期天心電監(jiān)護心電是最基本的監(jiān)護參數(shù)，幾乎所有的監(jiān)護儀都有心電監(jiān)護。心電監(jiān)護最基本的項目有心率顯示、心率上下限報警、心電波形的實時顯示。心電監(jiān)護儀通常還有以下被選功能：心律不齊檢測、S-T段分析、回憶波形顯示、趨勢圖分析、電極脫落報警、電源故障處理、數(shù)據(jù)儲存和傳送等?？梢杂卸鄠€通道同時記錄多個導(dǎo)聯(lián)。24小時動態(tài)分析的專用監(jiān)護系統(tǒng)。第37頁,共42頁，2024年2月25日，星期天心電監(jiān)護儀的使用程序:1.核對病人，解釋目的。2.安置舒適體位。3.鏈接監(jiān)護儀電源，打開主機開關(guān)。4.無創(chuàng)血壓監(jiān)測：.選擇合適的部位，綁血壓計袖帶;有標志的箭頭指向肱動脈處。.按測量鍵（TIMEINTERVAL）。.設(shè)定測量間隔時間（TIMEINTERVAL）。5.心電監(jiān)測：.暴露胸部，正確定位，粘貼電極片；.鏈接心電導(dǎo)聯(lián)線;.選擇P.QRS.T波較清晰的導(dǎo)聯(lián);.調(diào)節(jié)振幅。第38頁,共42頁，2024年2月25日，星期天6.監(jiān)測SpO2：將SpO2傳感器安放在病人的合適部位。紅點照指甲，與血壓計袖帶相反。7.其他監(jiān)測：呼吸.體溫等。8.