心电图的产生原理(一).ppt
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1、心电图的产生原理心电图的产生原理北京大学人民医院北京大学人民医院王立群王立群一、一、心肌细胞的除极与复极心肌细胞的除极与复极 心心心心脏脏脏脏是一个肌肉泵,在是一个肌肉泵,在是一个肌肉泵,在是一个肌肉泵,在其其其其产生机械产生机械产生机械产生机械收缩前,心肌细胞先产生电激动。收缩前,心肌细胞先产生电激动。收缩前,心肌细胞先产生电激动。收缩前,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电激动来源于细胞膜内外带电离子电激动来源于细胞膜内外带电离子电激动来源于细胞膜内外带电离子的流动的流动的流动的流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“极化状态极化状态极化状态极化状态”、“除
2、极除极除极除极”、“复极复极复极复极”等等等等 生理变化。生理变化。生理变化。生理变化。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NaNa+不能不能不能不能自由渗入。自由渗入。自由渗入。自由渗入。细胞膜外排列一定数量的阳离子,细胞膜外排列一定数量的阳离子,细胞膜外排列一定数量的阳离子,细胞膜外排列一定数量的阳离子,而膜内则排列而膜内则排列而膜内则排列而膜内则排列相同数量相同数量相同数量相同数量的阴离子的阴离子的阴离子的阴离子细胞膜内外两侧存在跨膜电位差,细胞膜内外两侧存在跨膜电位差,细胞膜内外两侧存在跨膜电位差,细胞膜
3、内外两侧存在跨膜电位差,即处于即处于即处于即处于内负外正内负外正内负外正内负外正的极化状态。的极化状态。的极化状态。的极化状态。细胞细胞细胞细胞膜外膜外膜外膜外任两点间任两点间任两点间任两点间无电位差无电位差无电位差无电位差1.静息时心肌细胞膜处于极化状态静息时心肌细胞膜处于极化状态+2.细胞在受到刺激时产生动作电位细胞在受到刺激时产生动作电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,兴奋性,兴奋性,兴奋性,在受到在受到在受到在受到刺激后即可产生刺激后即可产生刺激后即可产生刺激后即可产生动作电位动作电位动作电位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
4、位静息电位静息电位静息电位静息电位动作电位是膜内外电位变化动作电位是膜内外电位变化细胞外细胞外细胞外细胞外细胞内细胞内细胞内细胞内除极部分与未除极部分存在膜外电位差除极部分与未除极部分存在膜外电位差当心肌细胞受到刺激发生除极而兴奋时,它的表面当心肌细胞受到刺激发生除极而兴奋时,它的表面当心肌细胞受到刺激发生除极而兴奋时,它的表面当心肌细胞受到刺激发生除极而兴奋时,它的表面就带有负电荷,与仍处于静息状态的细胞表面(带就带有负电荷,与仍处于静息状态的细胞表面(带就带有负电荷,与仍处于静息状态的细胞表面(带就带有负电荷,与仍处于静息状态的细胞表面(带正电荷)之间出现电位差。正电荷)之间出现电位差。正
5、电荷)之间出现电位差。正电荷)之间出现电位差。注意:注意:注意:注意: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3.兴奋的传导形成除极波兴奋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,从而触发邻近细荷)之间有电位差,就会引起局部电流,从而触发邻近细荷)之间有电位差,就会引起局部电流,从而触发邻近细荷)之间有电位差,就会引起局部电流,从而触发邻近细胞膜除极产生动作电
6、位。胞膜除极产生动作电位。胞膜除极产生动作电位。胞膜除极产生动作电位。即即即即兴奋的传导兴奋的传导兴奋的传导兴奋的传导通过闰盘,已除极细胞与邻近静息细胞之间亦存在电传导。通过闰盘,已除极细胞与邻近静息细胞之间亦存在电传导。通过闰盘,已除极细胞与邻近静息细胞之间亦存在电传导。通过闰盘,已除极细胞与邻近静息细胞之间亦存在电传导。单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形探查电极探查电极探查电极探查电极参参参参考考考考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
7、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单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形探查电极探查电极探查电极探查电极参参参参考考考考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,未
8、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单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形探查电极探查电极探查电极探查电极参参参参考考考考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
9、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。单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形探查电极探查电极探查电极探查电极参参参参考考考考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
10、电位线单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形探查电极探查电极探查电极探查电极参参参参考考考考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
11、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单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形探查电极探查电极探查电极探查电极参参参参考考考考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。单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化
12、波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形单个细胞除极复极过程中记录到的电位变化波形探查电极探查电极探查电极探查电极参参参参考考考考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探查电极探查电极探查电极探查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复极细胞复极细胞复极细胞复极细胞多个细胞除极复极的电
13、位变化波形多个细胞除极复极的电位变化波形已除极部分与紧邻的未除极部分形成一个所谓的已除极部分与紧邻的未除极部分形成一个所谓的已除极部分与紧邻的未除极部分形成一个所谓的已除极部分与紧邻的未除极部分形成一个所谓的电偶极子电偶极子电偶极子电偶极子(简称(简称(简称(简称电偶电偶电偶电偶),),),),除极波传导的过程就是电偶移动的过程除极波传导的过程就是电偶移动的过程除极波传导的过程就是电偶移动的过程除极波传导的过程就是电偶移动的过程。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
14、偶极子电偶极子定义:定义:定义:定义:一对一对一对一对距离很近距离很近距离很近距离很近的的的的电量相等、电性相反电量相等、电性相反电量相等、电性相反电量相等、电性相反的电荷的电荷的电荷的电荷+q+q与与与与 -q -q,其总体称为电偶极子(双极体),简称电偶,其总体称为电偶极子(双极体),简称电偶,其总体称为电偶极子(双极体),简称电偶,其总体称为电偶极子(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中证明电
15、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子的性质可以用偶极子的性质可以用偶极子的性质可以用偶极矩偶极矩偶极矩偶极矩描述。描述。描述。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(2)电偶电场的电位分布电偶电场的电
16、位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相等,因此零电位面上任何一点电位为离相等,因此零电位面上任何一点电位为离相等,因此零电位面上任何一点电位为离相等,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
17、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电偶正电荷的等电位面越靠近电偶正电荷的等电位面越靠近电偶正电荷的等电位面越靠近电偶正电荷的等电位面其电位越高,越靠近负电荷的其电位越高,越靠近负电荷的其电位越高,越靠近负电荷的其电位越高,越靠近负电荷的等电位面电位越低等电位面电位越低等电位面电位越低等电位面电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,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(3)除极除极(复极复极)扩布扩布电
18、偶移动电偶移动(电场变化电场变化)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未除极部位为未除极部位为电源电源,已除极部位为,已除极部位为电穴电穴除极扩布为除极扩布为电源在前电源在前电源在前电源在前、电穴在后电穴在后电穴在后电穴在后的电偶前移的电偶前移(3)除极除极(复极复极)扩布扩布电偶移动电偶移动(电场变化电场变化)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
19、息状态静息状态静息状态静息状态已复极部位为已复极部位为电源电源,未复极部位为,未复极部位为电穴电穴复极过程为复极过程为电穴在前电穴在前电穴在前电穴在前、电源在后电源在后电源在后电源在后的电偶前移的电偶前移5.除极波与复极波的主要区别除极波与复极波的主要区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的是正向波,复极过程电穴在前,电源在后探查电极正对复录的是正向波,复极过程电穴在前,电源在后探查电极正对复录的是正向波,复极过
20、程电穴在前,电源在后探查电极正对复录的是正向波,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的是负向波。极传导方向记录的是负向波。极传导方向记录的是负向波。极传导方向记录的是负向波。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极速度快,在时间上,复极时间是除极过程的2 277倍,因此,除极波起伏陡峭,波型高尖复极波起伏倍,因此,除极波起伏陡峭,波型高尖复极波起伏倍,因此,除极波起伏陡峭,波型高尖复极波起伏倍,因此,除极波起伏陡峭,波型高尖复极波起伏迟缓迟缓、振幅
21、、振幅、振幅、振幅较较低。低。低。低。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穴到穴到穴到达并通达并通达并通达并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位由最高点
22、突然位由最高点突然位由最高点突然降到降到降到降到负电负电位,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(或内部转转折折折折)。而复)。而复)。而复)。而复极波无本位极波无本位极波无本位极波无本位转转折,从复极波形折,从复极波形折,从复极波形折,从复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极极极所在部位。所在部位。所在部位。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
23、化、生化、生化、生化变变化等有密切关系,化等有密切关系,化等有密切关系,化等有密切关系,且易受其影响而且易受其影响而且易受其影响而且易受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区别除极波与复极波的主要区别临床描记心电图不可能把电极直接联接在心肌上,而是从体表临床描记心电图不可能把电极直接联接在心肌上,而是从体表临床描记心电图不可能把电极直接联接在心肌上,而是从体表临床描记心电图不可能把电极直接联接在心肌上,而是从体表上来间接测定心肌的电激动情况。人体中含有大量的体液和电上来间接测定心肌的电激动情况。人体中含有大量的体液和电上来间接测定心肌的电激动情况。人体中含有大量的体液和电
24、上来间接测定心肌的电激动情况。人体中含有大量的体液和电解质具有一定的导电性,是一个容积导体。解质具有一定的导电性,是一个容积导体。解质具有一定的导电性,是一个容积导体。解质具有一定的导电性,是一个容积导体。容积导电是电学上的一种导电方式。凡是具有一定体积的整块容积导电是电学上的一种导电方式。凡是具有一定体积的整块容积导电是电学上的一种导电方式。凡是具有一定体积的整块容积导电是电学上的一种导电方式。凡是具有一定体积的整块导电体均称为导电体均称为导电体均称为导电体均称为“容积导体容积导体容积导体容积导体”。二、二、ECG形成的容积导体原理形成的容积导体原理+-_ _+0 0+-一个电偶的电源和电穴
25、可以看作电池一个电偶的电源和电穴可以看作电池的阳极和阴极,若将其放置在稀释的的阳极和阴极,若将其放置在稀释的食盐溶液中,必然有电流由阳极流向食盐溶液中,必然有电流由阳极流向阴极,整个容积内的溶液布满了电流阴极,整个容积内的溶液布满了电流这种导电方式称这种导电方式称“容积导电容积导电”食盐溶液即为食盐溶液即为“容积导体容积导体”0 0正电位区正电位区正电位区正电位区负电位区负电位区负电位区负电位区容积导体中各处都有不同强度的电流在流动,其电位也不同,在容容积导体中各处都有不同强度的电流在流动,其电位也不同,在容容积导体中各处都有不同强度的电流在流动,其电位也不同,在容容积导体中各处都有不同强度的
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- 心电图 产生 原理
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