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1、 心肌细胞动作电位与心电图心肌细胞动作电位与心电图的关系的关系 一、心电图各波的命名一、心电图各波的命名在正常情况下，典型的心电图由下述各波段组成(图39)：n nn n图图3 39 9 典型心电图典型心电图 n n（一）（一）P P波波 为左右心房的除极波，起点表示右心房开始为左右心房的除极波，起点表示右心房开始除极，终点代表两个心房除极完毕。除极，终点代表两个心房除极完毕。P P波前半部代表右心波前半部代表右心房除极，后半部代表左心房除极。房除极，后半部代表左心房除极。 （二）（二）Ta(TpTa(Tp) )波波 代表心房肌复极过程中的电位变化，代表心房肌复极过程中的电位变化，也称心房复极
2、波。也称心房复极波。（三）（三）QRSQRS波群波群 是反映左、右心室是反映左、右心室( (包括室间隔包括室间隔) )除极除极的电位变化。其中第的电位变化。其中第1 1个向下的波为个向下的波为QQ波，继波，继QQ波之后的一波之后的一个向上的高波为个向上的高波为R R波，继波，继R R波之后的向下的波为波之后的向下的波为S S波。波。QRSQRS波群是广义代表心室肌的除极波，并不一定每个波群是广义代表心室肌的除极波，并不一定每个QRSQRS波群波群都有都有QQ、R R、S S三个波。三个波。QRSQRS波许可有多种形态，通常依波许可有多种形态，通常依据各波的方向、大小，分别用大、小写的英文字母表
3、示之据各波的方向、大小，分别用大、小写的英文字母表示之( (图图3 310)10)。图310 QRS波群的命名n n（四）T波 反应心室肌复极过程中的电位变化，也称心室复极波，是继ST段之后的一个较低而复的波。（五）U波 是T波的一个小矮波，反映乳头肌的复极电位。 在一系列波形中，除上述各波外，尚有下列各间期及间段。 n n（一）PR间期 指P波起点到QRS波群起点之间的间期，它代表从心房肌开始除极到心室肌开始除极的时间。 （二）PR段 是P波后的一段平线，代表激动在房室交界区、房室束及部分束支内传导。其中含有心房复极波(Ta)波的成分，因电力微弱反映不明显，故心电图呈一平线。 n n（三）Q
4、RS间期 为自R(Q)波开始至S波终了的时间间期。代表两侧心室肌(包括室间隔肌)的电激动过程(时间)。 （四）ST段 是QRS波群的终点到T波开始前的一段平线。代表左、右心室全部除极完毕到复极开始以前的一段时间。 （五）J点(结合点) QRS波降完毕与ST段开始的一点。代表心室肌已除极完毕。 n n（六）（六）QQT T间期间期 自自QRSQRS波群开始到波群开始到T T波终结的波终结的间期。它代表在一个心动周期中，心室肌除极和间期。它代表在一个心动周期中，心室肌除极和复极的全部过程，故又称电收缩时间。复极的全部过程，故又称电收缩时间。 （七）（七）QQU U间期间期 自自QRSQRS波群开始
5、到波群开始到U U波终波终结之间的时间间隔。结之间的时间间隔。 （八）（八）QQTC QTC QT T间期随心率快慢而变化，间期随心率快慢而变化，故常用故常用QQT T间期的校正值，即间期的校正值，即QQTCTC，计算方法，计算方法为为 QQT T测得值测得值 QQTCTC R-R R-R 二、心电图各波产生原理二、心电图各波产生原理 n n（一）（一）P P波的形成波的形成 正常心脏的激动来源于窦房正常心脏的激动来源于窦房结。窦房结的激动沿房间、结间传导束分别传至结。窦房结的激动沿房间、结间传导束分别传至左、右心房及房室交界区。窦房结位于右心房上左、右心房及房室交界区。窦房结位于右心房上腔静
6、腔入口处，故激动首先传至右心房，稍后传腔静腔入口处，故激动首先传至右心房，稍后传至左心房，相继引起左、右心房的除极而产生至左心房，相继引起左、右心房的除极而产生P P波。波。右心房位于右前方，左心房位于左后方，心房的右心房位于右前方，左心房位于左后方，心房的除极顺序是：从右心房上部开始，继而是辐射快除极顺序是：从右心房上部开始，继而是辐射快向右心房下部及左心房扩展。因此，心房除极时向右心房下部及左心房扩展。因此，心房除极时所产生的电力所产生的电力( (可看作一对较强的电偶可看作一对较强的电偶) )先是指向先是指向前下方，稍偏右或偏左，随后转向左后方，当两前下方，稍偏右或偏左，随后转向左后方，当
7、两侧心房除极结束，除极电力便随之消失。侧心房除极结束，除极电力便随之消失。n n综上所述，心房的除极电力，随着时间的推移，其方向和大小在一个综上所述，心房的除极电力，随着时间的推移，其方向和大小在一个空间内不停地变化着。根据立体心电向量的研究，空间内不停地变化着。根据立体心电向量的研究，P P环开始自上向右环开始自上向右下，然后转向左，最终回到零点。心电图各导联中的下，然后转向左，最终回到零点。心电图各导联中的P P波，实际上是波，实际上是空间空间P P心电向量经过两次投影而形成，空间心电向量经过两次投影而形成，空间P P心电向量环先是在三个相心电向量环先是在三个相互垂直的平面互垂直的平面(
8、(即额面、水平面、右侧面即额面、水平面、右侧面) )上投影，形成三个互不相同上投影，形成三个互不相同的平面的平面P P心电向量环。其中额面心电向量环。其中额面P P心电向量环投影在心电图各肢体导联心电向量环投影在心电图各肢体导联的导联轴上，水平面的导联轴上，水平面P P心电向量环投影在各胸导联的导联轴上，形成心电向量环投影在各胸导联的导联轴上，形成相应的相应的P P波。由此不难理解：心电图各导联中的波。由此不难理解：心电图各导联中的P P波的形态、方向和大波的形态、方向和大小，取决于各导联轴与平面小，取决于各导联轴与平面P P心电向量环的方向与角度，如方向指心心电向量环的方向与角度，如方向指心
9、电导联轴正侧且与导联轴平行，电导联轴正侧且与导联轴平行，P P波为正向，且波幅较高；如垂直于波为正向，且波幅较高；如垂直于导联轴，则导联轴，则P P波波幅极小或者无波波幅极小或者无P P波出现；如方向指向导联轴负侧，则波出现；如方向指向导联轴负侧，则为负向为负向P P波。波。 n n（二）（二）Ta(TPTa(TP) )波的形成波的形成 Ta(TPTa(TP) )波是心房复极波是心房复极波。心房复极的顺序是：先除极的心房肌先复极，波。心房复极的顺序是：先除极的心房肌先复极，后除极的心房肌后复极。复极时产生的一系列电后除极的心房肌后复极。复极时产生的一系列电偶为：电穴在前，电源在后，与除极时相反
10、。因偶为：电穴在前，电源在后，与除极时相反。因此，在同一导联上的此，在同一导联上的TaTa波，其方向与波，其方向与P P波相反。波相反。TaTa波振幅很小，又常常重叠在波振幅很小，又常常重叠在P PR R段或段或QRSQRS波群波群之中，故一般不易辨认。在心动过速时，偶可落之中，故一般不易辨认。在心动过速时，偶可落在在STST段而致其移位。段而致其移位。n n（三）（三）QRSQRS波群的形成波群的形成 激动自心房传至房室交界区后，其传导速度骤然减慢，然后激动自心房传至房室交界区后，其传导速度骤然减慢，然后通过房室束，左、右束支，迅速下传至心室。由于左束支在室间隔左侧中部较早分出通过房室束，左
11、、右束支，迅速下传至心室。由于左束支在室间隔左侧中部较早分出细小的分支，故心室除极顺序先从左侧室间隔开始，然后迅速向右上、下方扩展，此细小的分支，故心室除极顺序先从左侧室间隔开始，然后迅速向右上、下方扩展，此时产生的除极电力指向右前方，偏上或偏下。与此同时，沿右束支下传的激动使右侧时产生的除极电力指向右前方，偏上或偏下。与此同时，沿右束支下传的激动使右侧室间隔及心室部也开始除极。以后激动通过左、右束支及其分支以及遍布于心内膜下室间隔及心室部也开始除极。以后激动通过左、右束支及其分支以及遍布于心内膜下的浦肯野纤维，迅速引起两侧心室除极，且又几乎同时自心内膜指向心外膜。两侧心的浦肯野纤维，迅速引起
12、两侧心室除极，且又几乎同时自心内膜指向心外膜。两侧心室除极时，由于左心室产生的电力较右室大，故此时其综合的除极电力指向左前方。室除极时，由于左心室产生的电力较右室大，故此时其综合的除极电力指向左前方。右心室壁较左心室壁薄，因此当右心室除极终了时，左室壁仍在继续除极，且又缺少右心室壁较左心室壁薄，因此当右心室除极终了时，左室壁仍在继续除极，且又缺少右心室除极电力的对抗，故其综合电力更偏左，且较前更大。左心室后底部及室间隔右心室除极电力的对抗，故其综合电力更偏左，且较前更大。左心室后底部及室间隔底部是心室壁中最后除极的部分，其除极电力明显减少，且指向后上方。根据心电向底部是心室壁中最后除极的部分，
13、其除极电力明显减少，且指向后上方。根据心电向量的观念，心室除极的电活动也可用空间主体向量环来研究，但比量的观念，心室除极的电活动也可用空间主体向量环来研究，但比P P环更为复杂，环更为复杂，QRSQRS环先向左前下，然后向左下，最后向左后上回至零点环先向左前下，然后向左下，最后向左后上回至零点( (图图3 311)11)。心电图各导联中的。心电图各导联中的QRSQRS波群，实际上是空间波群，实际上是空间QRSQRS心电向量环经过两次投影而形成，首先心电向量环经过两次投影而形成，首先QRSQRS心电向量环心电向量环在三个相互垂直的平面在三个相互垂直的平面( (即额面、水平面、右侧面即额面、水平面
14、、右侧面) )上投影，形成三个互相不相同的平上投影，形成三个互相不相同的平面面QRSQRS心电向量环。其中额面心电向量环。其中额面QRSQRS心电向量环投影在心电图各肢体导联的导联轴上，心电向量环投影在心电图各肢体导联的导联轴上，水平面水平面QRSQRS心电向量环投影在各胸导联的导联轴上，形成相应的波形。心电图各导联心电向量环投影在各胸导联的导联轴上，形成相应的波形。心电图各导联中中QRSQRS波群的形态、方向、电压取决于各导联轴与平面波群的形态、方向、电压取决于各导联轴与平面QRSQRS心电向量环的方向与角度。心电向量环的方向与角度。如其方向指向导联轴的正侧，且与导联轴倾于平行，则为正向波，
15、且电压较高，反之如其方向指向导联轴的正侧，且与导联轴倾于平行，则为正向波，且电压较高，反之则相反。则相反。 图311 心室肌除极过程的瞬间综合向量n n在过去几十年中，作为心电图理论基础心单极观点曾认为：各单极导联中QRS波群的形成，主要是各导联探查电极所“面向”的心室肌的电位影像记录。故有的学者将单极导联所记录的QRS波群分为五种基本图形：右心室图形；左心室图形；右心腔图形；左心图形；心室后部图形(图312)。n n然而单极导联具有“单极性”的观点，其理论是错误的，在临床心电图工作中也不能圆满解释心电图的各种变异，甚至造成分析判断上的错误。因此，对心电图各波图形形成的原理，应彻底纠正单极观点
16、的片面解释，而应采用更加符合电活动实际情况的“心电向量”观念来解释。 图312 心室的五中基本图形n n n n（四）室壁激动时间 VAT系在胸导联上QRS综合波的开始到R波顶点经过的时间。一般认为它反映的是在导联探查电极下激动自心内膜传至心外膜下的时间，因此称为室壁激动时间，又称之为“内部曲折”或“本位曲折”时间。但探查电极毕竟不是直接放在心肌上，故又称“类内部曲折”或“类本位曲折”时间。n n从心电向量的观点看，心电图各波的形成是向量环在各导从心电向量的观点看，心电图各波的形成是向量环在各导联上的二次投影图联上的二次投影图3 31313为水平向量环在各胸导联上的投为水平向量环在各胸导联上的
17、投影。如在影。如在V1V1导联上的除极瞬间向量到达导联上的除极瞬间向量到达V1V1探查电极下的探查电极下的a a点，但向量环投射到点，但向量环投射到V1V1的最大向量在的最大向量在b b点。因此，点。因此，VAT VAT V1V1为为0 0b b的经过时间，而不是激动到达探查电极下的经过时间，而不是激动到达探查电极下0 0a a的时间。同样，的时间。同样，V5V5导联上瞬间向量到达导联上瞬间向量到达V5V5探查电极下时探查电极下时应在应在c c点，但向量环投影到点，但向量环投影到V5V5导联的最大向量在点，因导联的最大向量在点，因此此VAT V5VAT V5为为0 0的时间，并不是反应激动到达
18、探查电极的时间，并不是反应激动到达探查电极下下0 0c c的时间。所以，的时间。所以，VATVAT并不一定反映探查电极下的导并不一定反映探查电极下的导联心室壁激动时间。但根据临床实践经验证明，联心室壁激动时间。但根据临床实践经验证明，VAT VAT V10.03sV10.03s，VAT V50.05sVAT V50.05s，仍可作为心室肥大的参考，仍可作为心室肥大的参考指标。指标。图313 横面上QRS向量环在V1、V5导联上的投影 n n（五）（五）T T波的形成波的形成 T T波为心室的复极波，相当于波为心室的复极波，相当于心室动作电位曲线中的心室动作电位曲线中的“ “3”3”时相。心室肌
19、的复极时相。心室肌的复极过程与除极过程不同，它不是一个快速的电激动过程与除极过程不同，它不是一个快速的电激动过程，与心脏传导系统无密切联系，而是心室肌过程，与心脏传导系统无密切联系，而是心室肌细胞内外大量的带电荷的离子进行转移的过程，细胞内外大量的带电荷的离子进行转移的过程，这种带电荷的离子转移使心肌产生电位改变。前这种带电荷的离子转移使心肌产生电位改变。前已述及，心肌在激动过程中产生的电力在一个空已述及，心肌在激动过程中产生的电力在一个空间里变化着，因此复极和除极一样，也可用一个间里变化着，因此复极和除极一样，也可用一个空间心电向量环空间心电向量环TT环来表示，这个环来表示，这个T T环经过
20、环经过“ “两次投影两次投影” ”，便形成了心电图上的，便形成了心电图上的T T波。除极是在波。除极是在瞬间的极剧烈的电位变化，而复极是相对缓慢的瞬间的极剧烈的电位变化，而复极是相对缓慢的逐步从逐步从0mV0mV达到达到90mV90mV，故，故T T波相对圆钝。波相对圆钝。n n 在单个心肌细胞电活动中，首先开始除极的部位，最在单个心肌细胞电活动中，首先开始除极的部位，最先复极，这样必然产生一个与先复极，这样必然产生一个与QRSQRS波群相反的波群相反的T T波。然而波。然而心室肌的复极与单个心室肌细胞的复极进展极不相同。心心室肌的复极与单个心室肌细胞的复极进展极不相同。心室肌复极与传导系统无
21、关，而与心肌的温度差及心肌所承室肌复极与传导系统无关，而与心肌的温度差及心肌所承受的压力差等因素有密切关系，故晚除极的心外膜下心肌受的压力差等因素有密切关系，故晚除极的心外膜下心肌先复极，然后按顺序向心内膜进行。复极过程产生一系列先复极，然后按顺序向心内膜进行。复极过程产生一系列电偶，即电穴在前，电源在后，电偶的方向由心内膜指向电偶，即电穴在前，电源在后，电偶的方向由心内膜指向心外膜，这便与心室肌除极时电偶方向相同，在心电图上心外膜，这便与心室肌除极时电偶方向相同，在心电图上表现为在表现为在QRSQRS波群及以该波为主的导联上，波群及以该波为主的导联上，T T波是直立的。波是直立的。 由于右室
22、壁很薄，在复极过程中产生的电动力很小，由于右室壁很薄，在复极过程中产生的电动力很小，以及室间隔两侧的复极电动力相互抵消，所以以及室间隔两侧的复极电动力相互抵消，所以T T波主要由波主要由左室壁复极产生的电动力所形成。左室壁复极产生的电动力所形成。n n（六）U波的形成 U波是T波后的一个矮小波。关于U波的发生机制，有人认为它代表心肌激动的激后电位；亦有人认为它表示浦肯野纤维的动作电位，最近有人提出它可能系乳头肌的复极电位。 三、心肌细胞动作电位与心电图的三、心肌细胞动作电位与心电图的关系关系n n 心肌细胞的动作电位是用细胞内微电极测得的心肌细胞的动作电位是用细胞内微电极测得的单个心肌细胞激动
23、时，细胞膜内外电位的时相变单个心肌细胞激动时，细胞膜内外电位的时相变化，分为化，分为“ “0”0”时相、时相、“ “1”1”时相、时相、“ “2”2”时相、时相、“ “3”3”时相和时相和“ “4”4”时相。以往曾有人认为：心肌时相。以往曾有人认为：心肌细胞动作电位曲线的细胞动作电位曲线的” ”0”0”时相相当于心电图的时相相当于心电图的R R波；波；“ “1”1”时相相当于时相相当于J J点；点；“ “2”2”时相相当于时相相当于STST段；段；“ “3”3”时相相当于时相相当于T T波；波；“ “4”4”时相相当于时相相当于T T波波后的等电位线。上述看法是不确切的，因为心肌后的等电位线。
24、上述看法是不确切的，因为心肌细胞的动作电位曲线表明的只是心肌细胞在激动细胞的动作电位曲线表明的只是心肌细胞在激动过程中过程中n n细胞膜内外电位的时相变化，说明了心肌细胞生物电流发细胞膜内外电位的时相变化，说明了心肌细胞生物电流发生的原理，而体表心电图则是无数心肌细胞依次兴奋时在生的原理，而体表心电图则是无数心肌细胞依次兴奋时在体表测得的电位变化。因此，体表测得的电位变化。因此，QRSQRST T各波段并不等于心各波段并不等于心室肌细胞动作电位的室肌细胞动作电位的“ “0”0”“ “3”3”时相。心室肌除极时，时相。心室肌除极时，首先室间隔除极，占时首先室间隔除极，占时5 510ms10ms，
25、继之心尖和左、右室，继之心尖和左、右室游离壁除极，占时游离壁除极，占时202030ms30ms，至心室除极，至心室除极60ms60ms时，左时，左室后底部仍有一部分心肌正在除极过程中。整个室后底部仍有一部分心肌正在除极过程中。整个QRSQRS波群波群占时约占时约606080ms80ms，而动作电位的，而动作电位的“ “0”0”时相仅占时约时相仅占时约1 12ms2ms，“ “1”1”时相仅占时时相仅占时10ms10ms，QRSQRS波群时间比波群时间比“ “0”0”“ “1”1”时相长得多。因此，心肌动作电位与体表心电图的时相长得多。因此，心肌动作电位与体表心电图的关系仅指两者在电位变化上有一定的内在联系。关系仅指两者在电位变化上有一定的内在联系。
