心电图的产生原理(一)演示教学.ppt
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1、心电图的产生心电图的产生(chnshng)原理原理北京大学人民医院北京大学人民医院王立群王立群第一页,共73页。一、一、心肌细胞的除极与复极心肌细胞的除极与复极 心脏是一个肌肉泵,在其产生机械收心脏是一个肌肉泵,在其产生机械收心脏是一个肌肉泵,在其产生机械收心脏是一个肌肉泵,在其产生机械收缩前,心肌细胞先产生电激动。缩前,心肌细胞先产生电激动。缩前,心肌细胞先产生电激动。缩前,心肌细胞先产生电激动。电激动来源于细胞膜内外带电离子的流电激动来源于细胞膜内外带电离子的流电激动来源于细胞膜内外带电离子的流电激动来源于细胞膜内外带电离子的流动动动动心肌细胞发生心肌细胞发生心肌细胞发生心肌细胞发生“极化
2、状态极化状态极化状态极化状态”、“除极除极除极除极”、“复极复极复极复极”等等等等 生理生理生理生理(shngl)(shngl)变化。变化。变化。变化。第二页,共73页。Na+K+Na+Na+K+-+静息时,静息时,静息时,静息时,K+K+可以外渗,而可以外渗,而可以外渗,而可以外渗,而Na+Na+不能自不能自不能自不能自由渗入。由渗入。由渗入。由渗入。细胞膜外排列一定细胞膜外排列一定细胞膜外排列一定细胞膜外排列一定(ydng)(ydng)数量的阳数量的阳数量的阳数量的阳离子,而膜内则排列相同数量的阴离离子,而膜内则排列相同数量的阴离离子,而膜内则排列相同数量的阴离离子,而膜内则排列相同数量的
3、阴离子子子子细胞膜内外两侧存在跨膜电位差,即细胞膜内外两侧存在跨膜电位差,即细胞膜内外两侧存在跨膜电位差,即细胞膜内外两侧存在跨膜电位差,即处于内负外正的极化状态。处于内负外正的极化状态。处于内负外正的极化状态。处于内负外正的极化状态。细胞膜外任两点间无电位差细胞膜外任两点间无电位差细胞膜外任两点间无电位差细胞膜外任两点间无电位差1.静息时心肌细胞膜处于静息时心肌细胞膜处于(chy)极化极化状态状态+第三页,共73页。2.细胞在受到刺激细胞在受到刺激(cj)时产生动作电时产生动作电位位心肌细胞都具有心肌细胞都具有心肌细胞都具有心肌细胞都具有兴奋性,在受到兴奋性,在受到兴奋性,在受到兴奋性,在受
4、到刺激刺激刺激刺激(cj)(cj)后即后即后即后即可产生动作电位可产生动作电位可产生动作电位可产生动作电位动作电位动作电位动作电位动作电位阈电位阈电位阈电位阈电位静息电位静息电位静息电位静息电位第四页,共73页。动作电位是膜内外动作电位是膜内外(niwi)电位变电位变化化细胞细胞细胞细胞(xbo)(xbo)外外外外细胞细胞细胞细胞(xbo)(xbo)内内内内第五页,共73页。除极部分除极部分(b fen)与未除极部分与未除极部分(b fen)存在膜外电位差存在膜外电位差当心肌细胞受到刺激当心肌细胞受到刺激当心肌细胞受到刺激当心肌细胞受到刺激(cj)(cj)发生除极而兴奋时,它的表发生除极而兴奋
5、时,它的表发生除极而兴奋时,它的表发生除极而兴奋时,它的表面就带有负电荷,与仍处于静息状态的细胞表面(带正面就带有负电荷,与仍处于静息状态的细胞表面(带正面就带有负电荷,与仍处于静息状态的细胞表面(带正面就带有负电荷,与仍处于静息状态的细胞表面(带正电荷)之间出现电位差。电荷)之间出现电位差。电荷)之间出现电位差。电荷)之间出现电位差。注意注意注意注意(zh y)(zh y):电位差电位差电位差电位差 存在存在存在存在 方向性方向性方向性方向性第六页,共73页。3.兴奋兴奋(xngfn)的传导形成除极波的传导形成除极波已除极的心肌细胞膜与仍处于静息状态的细胞膜(带正电已除极的心肌细胞膜与仍处于
6、静息状态的细胞膜(带正电已除极的心肌细胞膜与仍处于静息状态的细胞膜(带正电已除极的心肌细胞膜与仍处于静息状态的细胞膜(带正电荷)之间有电位差,就会引起局部电流,从而触发邻近荷)之间有电位差,就会引起局部电流,从而触发邻近荷)之间有电位差,就会引起局部电流,从而触发邻近荷)之间有电位差,就会引起局部电流,从而触发邻近(ln jn)(ln jn)细胞膜除极产生动作电位。细胞膜除极产生动作电位。细胞膜除极产生动作电位。细胞膜除极产生动作电位。即兴奋的传导即兴奋的传导即兴奋的传导即兴奋的传导通过闰盘,已除极细胞与邻近通过闰盘,已除极细胞与邻近通过闰盘,已除极细胞与邻近通过闰盘,已除极细胞与邻近(ln
7、jn)(ln jn)静息细胞之间亦存静息细胞之间亦存静息细胞之间亦存静息细胞之间亦存在电传导。在电传导。在电传导。在电传导。第七页,共73页。单个细胞单个细胞单个细胞单个细胞(xbo)(xbo)除极复极过程中记录到的电位变化波除极复极过程中记录到的电位变化波除极复极过程中记录到的电位变化波除极复极过程中记录到的电位变化波形形形形探查探查探查探查(tn(tn ch)ch)电极电极电极电极参参参参考考考考(c c n nk k o o)电电电电极极极极刺激刺激刺激刺激刺激刺激刺激刺激 当心肌细胞处于当心肌细胞处于静息状态静息状态时,细胞膜外均为正电荷,时,细胞膜外均为正电荷,探查电极与参考电极之间
8、无电位差,故记录出一条探查电极与参考电极之间无电位差,故记录出一条等电位线等电位线等电位线等电位线第八页,共73页。单个细胞除极复极过程单个细胞除极复极过程单个细胞除极复极过程单个细胞除极复极过程(guchng)(guchng)中记录到的电位变中记录到的电位变中记录到的电位变中记录到的电位变化波形化波形化波形化波形探查探查探查探查(tn(tn ch)ch)电极电极电极电极参参参参考考考考(c c n nk k o o)电电电电极极极极刺激刺激刺激刺激刺激刺激刺激刺激细胞左侧受到刺激开始除极并迅速向右侧推进细胞左侧受到刺激开始除极并迅速向右侧推进已除极已除极的细胞膜外带的细胞膜外带负电荷负电荷,
9、未除极未除极的细胞膜外带的细胞膜外带正电荷正电荷故探查电极故探查电极正对正对正对正对除极传导方向除极传导方向时,可描记到一时,可描记到一正向正向正向正向电流曲线电流曲线而探查电极而探查电极背离背离背离背离除极传导方向除极传导方向时,则描记到一时,则描记到一负向负向负向负向电流曲线电流曲线第九页,共73页。单个细胞除极复极过程中记录单个细胞除极复极过程中记录单个细胞除极复极过程中记录单个细胞除极复极过程中记录(jl)(jl)到的电位变化波到的电位变化波到的电位变化波到的电位变化波形形形形探查探查探查探查(tn(tn ch)ch)电极电极电极电极参参参参考考考考(c c n nk k o o)电电
10、电电极极极极刺激刺激刺激刺激刺激刺激刺激刺激 用电流计连续记录下用电流计连续记录下心肌细胞表面心肌细胞表面在除极过程中的在除极过程中的电位变化电位变化,由此记录得到的曲线称为由此记录得到的曲线称为除极波除极波除极波除极波。第十页,共73页。单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化(binhu)(binhu)波形波形波形波形探查探查探查探查(tn(tn ch)ch)电极电极电极电极参参参参考考考考(c c n nk k o o)电电电电极极极极刺激刺激刺激刺激刺激刺激刺激刺激 当心肌细
11、胞当心肌细胞全部除极完毕全部除极完毕时,细胞膜外均为负电荷,时,细胞膜外均为负电荷,探查电极与参考电极之间无电位差,故记录出一条探查电极与参考电极之间无电位差,故记录出一条等电位线等电位线等电位线等电位线第十一页,共73页。单个细胞除极复极过程中记录到的电位单个细胞除极复极过程中记录到的电位(din wi)变化波形变化波形探查探查探查探查(tn(tn ch)ch)电极电极电极电极参参参参考考考考(c c n nk k o o)电电电电极极极极刺激刺激刺激刺激刺激刺激刺激刺激单个心肌细胞先除极部分先复极,所以复极从左侧开始向右推进单个心肌细胞先除极部分先复极,所以复极从左侧开始向右推进已复极已复
12、极的细胞膜外带的细胞膜外带正电荷正电荷,未复极未复极的细胞膜外带的细胞膜外带负电荷负电荷故探查电极故探查电极正对正对正对正对复极传导方向复极传导方向时,可描记到一时,可描记到一负向负向负向负向电流曲线电流曲线而探查电极而探查电极背离背离背离背离复极传导方向复极传导方向时,则描记到一时,则描记到一正向正向正向正向电流曲线电流曲线第十二页,共73页。单个细胞除极复极过程中记录到的电位单个细胞除极复极过程中记录到的电位单个细胞除极复极过程中记录到的电位单个细胞除极复极过程中记录到的电位(din wi)(din wi)变变变变化波形化波形化波形化波形探查探查探查探查(tn(tn ch)ch)电极电极电
13、极电极参参参参考考考考(c c n nk k o o)电电电电极极极极刺激刺激刺激刺激刺激刺激刺激刺激 用电流计连续记录下用电流计连续记录下心肌细胞表面心肌细胞表面在复极过程中的在复极过程中的电位变化电位变化,由此记录得到的曲线称为由此记录得到的曲线称为复极波复极波复极波复极波。第十三页,共73页。单个细胞除极复极过程单个细胞除极复极过程单个细胞除极复极过程单个细胞除极复极过程(guchng)(guchng)中记录到的电位变中记录到的电位变中记录到的电位变中记录到的电位变化波形化波形化波形化波形探查探查探查探查(tn(tn ch)ch)电极电极电极电极参参参参考考考考(c c n nk k o
14、 o)电电电电极极极极刺激刺激刺激刺激刺激刺激刺激刺激 当心肌细胞当心肌细胞全部复极全部复极恢复极化状态,细胞膜外均为正电荷,恢复极化状态,细胞膜外均为正电荷,探查电极与参考电极之间无电位差,故记录出一条探查电极与参考电极之间无电位差,故记录出一条等电位线等电位线等电位线等电位线第十四页,共73页。探查探查探查探查(tn(tn ch)ch)电极电极电极电极静息细胞静息细胞静息细胞静息细胞除极细胞除极细胞除极细胞除极细胞(xbo)(xbo)复极细胞复极细胞复极细胞复极细胞(xbo)(xbo)多个细胞除极复极的电位变化波形多个细胞除极复极的电位变化波形第十五页,共73页。已除极部分与紧邻的未除极部
15、分形成一个所谓已除极部分与紧邻的未除极部分形成一个所谓已除极部分与紧邻的未除极部分形成一个所谓已除极部分与紧邻的未除极部分形成一个所谓(suwi)(suwi)的电的电的电的电偶极子(简称电偶),除极波传导的过程就是电偶移动的过偶极子(简称电偶),除极波传导的过程就是电偶移动的过偶极子(简称电偶),除极波传导的过程就是电偶移动的过偶极子(简称电偶),除极波传导的过程就是电偶移动的过程。程。程。程。已复极部分与紧邻的未复极部分亦构成电偶。已复极部分与紧邻的未复极部分亦构成电偶。已复极部分与紧邻的未复极部分亦构成电偶。已复极部分与紧邻的未复极部分亦构成电偶。4.电偶极子电偶极子第十六页,共73页。定
16、义:一对距离很近的电量相等、电性相反的电荷定义:一对距离很近的电量相等、电性相反的电荷定义:一对距离很近的电量相等、电性相反的电荷定义:一对距离很近的电量相等、电性相反的电荷+q+q与与与与 -q -q,其总体,其总体,其总体,其总体(zngt)(zngt)称为电偶极子(双极体),简称电偶称为电偶极子(双极体),简称电偶称为电偶极子(双极体),简称电偶称为电偶极子(双极体),简称电偶 电偶的正端称电偶的正端称电偶的正端称电偶的正端称“电源电源电源电源”,电偶的负端称,电偶的负端称,电偶的负端称,电偶的负端称“电穴电穴电穴电穴”。物理学中证明电偶极子物理学中证明电偶极子物理学中证明电偶极子物理学
17、中证明电偶极子P P的电场中任一点的电场中任一点的电场中任一点的电场中任一点r r的电势是:的电势是:的电势是:的电势是:偶极子的性质可以用偶极矩描述。偶极子的性质可以用偶极矩描述。偶极子的性质可以用偶极矩描述。偶极子的性质可以用偶极矩描述。电偶极矩的方向由负电荷指向正电荷,电偶极矩的方向由负电荷指向正电荷,电偶极矩的方向由负电荷指向正电荷,电偶极矩的方向由负电荷指向正电荷,大小等于正电荷量乘以正负电荷之间的距离。大小等于正电荷量乘以正负电荷之间的距离。大小等于正电荷量乘以正负电荷之间的距离。大小等于正电荷量乘以正负电荷之间的距离。(1)电偶极子的定义电偶极子的定义(dngy)第十七页,共73
18、页。(2)电偶电场电偶电场(din chng)的电位的电位分布分布图中虚线代表零电位面,在该平面上各点与电偶的正负电荷距图中虚线代表零电位面,在该平面上各点与电偶的正负电荷距图中虚线代表零电位面,在该平面上各点与电偶的正负电荷距图中虚线代表零电位面,在该平面上各点与电偶的正负电荷距离离离离(jl)(jl)相等,因此零电位面上任何一点电位为相等,因此零电位面上任何一点电位为相等,因此零电位面上任何一点电位为相等,因此零电位面上任何一点电位为0 0零电位面把电偶电场分为两个区,靠近正电荷一侧为正电位区,零电位面把电偶电场分为两个区,靠近正电荷一侧为正电位区,零电位面把电偶电场分为两个区,靠近正电荷
19、一侧为正电位区,零电位面把电偶电场分为两个区,靠近正电荷一侧为正电位区,靠近负电荷一侧为负电位区靠近负电荷一侧为负电位区靠近负电荷一侧为负电位区靠近负电荷一侧为负电位区越靠近越靠近越靠近越靠近(kojn)(kojn)电偶正电荷的电偶正电荷的电偶正电荷的电偶正电荷的等电位面其电位越高,越靠近等电位面其电位越高,越靠近等电位面其电位越高,越靠近等电位面其电位越高,越靠近(kojn)(kojn)负电荷的等电位面电负电荷的等电位面电负电荷的等电位面电负电荷的等电位面电位越低位越低位越低位越低在电偶电量大小与位置变化时,在电偶电量大小与位置变化时,在电偶电量大小与位置变化时,在电偶电量大小与位置变化时,
20、等电位面也必然随之改变等电位面也必然随之改变等电位面也必然随之改变等电位面也必然随之改变第十八页,共73页。(3)除极除极(复极复极)扩布扩布电偶移动电偶移动(ydng)(电场变电场变化化)刺激刺激刺激刺激静息状态静息状态静息状态静息状态除极完毕除极完毕除极完毕除极完毕除除除除极极极极过过过过程程程程复复复复极极极极过过过过程程程程静息状态静息状态静息状态静息状态未除极部位未除极部位(bwi)为电源,已除极部位为电源,已除极部位(bwi)为为电穴电穴除极扩布为电源在前、电穴在后的电偶前移除极扩布为电源在前、电穴在后的电偶前移第十九页,共73页。(3)除极除极(复极复极)扩布扩布电偶移动电偶移动
21、(电场电场(din chng)变化变化)刺激刺激刺激刺激静息状态静息状态静息状态静息状态除极完毕除极完毕除极完毕除极完毕除除除除极极极极过过过过程程程程复复复复极极极极过过过过程程程程静息状态静息状态静息状态静息状态已复极部位已复极部位(bwi)为电源,未复极部位为电源,未复极部位(bwi)为为电穴电穴复极过程为电穴在前、电源在后的电偶前移复极过程为电穴在前、电源在后的电偶前移第二十页,共73页。5.除极波与复极波的主要除极波与复极波的主要(zhyo)区区别别除极过程电源在前、电穴在后,探查电极正对除极传导方向记录除极过程电源在前、电穴在后,探查电极正对除极传导方向记录除极过程电源在前、电穴在
22、后,探查电极正对除极传导方向记录除极过程电源在前、电穴在后,探查电极正对除极传导方向记录(jl)(jl)的的的的是正向波,复极过程电穴在前,电源在后探查电极正对复极传导方向记录是正向波,复极过程电穴在前,电源在后探查电极正对复极传导方向记录是正向波,复极过程电穴在前,电源在后探查电极正对复极传导方向记录是正向波,复极过程电穴在前,电源在后探查电极正对复极传导方向记录(jl)(jl)的是负向波。的是负向波。的是负向波。的是负向波。除极速度比复极速度快,在时间上,复极时间是除极过程的除极速度比复极速度快,在时间上,复极时间是除极过程的除极速度比复极速度快,在时间上,复极时间是除极过程的除极速度比复
23、极速度快,在时间上,复极时间是除极过程的2727倍,因此,倍,因此,倍,因此,倍,因此,除极波起伏陡峭,波型高尖复极波起伏迟缓、振幅较低。除极波起伏陡峭,波型高尖复极波起伏迟缓、振幅较低。除极波起伏陡峭,波型高尖复极波起伏迟缓、振幅较低。除极波起伏陡峭,波型高尖复极波起伏迟缓、振幅较低。第二十一页,共73页。当探当探当探当探查电查电极位于极位于极位于极位于细细胞的中部胞的中部胞的中部胞的中部(zhn b)(zhn b)时时,除极,除极,除极,除极传导过传导过程中当程中当程中当程中当电电源源源源刚刚好通好通好通好通过过探探探探查电查电极极极极时时,电电极受正性极受正性极受正性极受正性电电位影响最
24、大,瞬位影响最大,瞬位影响最大,瞬位影响最大,瞬时时后,后,后,后,电电源离开而源离开而源离开而源离开而电电穴到达并穴到达并穴到达并穴到达并通通通通过过探探探探查查复极波复极波复极波复极波时时,受,受,受,受负负性性性性电电位影响最大,位影响最大,位影响最大,位影响最大,电电位由最高点突然降到位由最高点突然降到位由最高点突然降到位由最高点突然降到负电负电位,位,位,位,这这个个个个骤骤然然然然转转折称折称折称折称为为“本位本位本位本位转转折折折折”(或内部(或内部(或内部(或内部转转折)。而复极波无本位折)。而复极波无本位折)。而复极波无本位折)。而复极波无本位转转折,从复折,从复折,从复折,
25、从复极波形极波形极波形极波形态态上不能上不能上不能上不能识别识别复极复极复极复极过过程到达探程到达探程到达探程到达探查电查电极所在部位。极所在部位。极所在部位。极所在部位。复极复极复极复极过过程是耗能程是耗能程是耗能程是耗能过过程,与程,与程,与程,与细细胞的新胞的新胞的新胞的新陈陈代代代代谢谢、生化、生化、生化、生化变变化等有密切关系,且易受化等有密切关系,且易受化等有密切关系,且易受化等有密切关系,且易受其影响而其影响而其影响而其影响而发发生改生改生改生改变变。5.除极波与复极波的主要除极波与复极波的主要(zhyo)区区别别第二十二页,共73页。临床描记心电图不可能把电极直接联接在心肌上,
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