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1、心电图产生原理课件心心电图的的产生原理生原理 心心脏活活动的主要表的主要表现之一是之一是产生生电激激动，它出，它出现在心在心脏机械性收机械性收缩之之前。心肌激前。心肌激动的的电流可以从心流可以从心脏经过身体身体组织传导至体表，使体表的不同至体表，使体表的不同部位部位产生不同的生不同的电位位变化。化。 本本图可可见窦房房结形形成成起起搏搏后后，迅迅速速将将冲冲动通通过传导系系统传至至心心脏各各部部形形成成心心肌肌整整体体的的电活活动，然然后后心心肌肌形形成机械性收成机械性收缩。 按照心按照心脏激激动的的时间顺序，将此体序，将此体表表电位的位的变化化记录下来，形成一条下来，形成一条连续曲曲线，即，
2、即为心心电图。在正常情况下，每。在正常情况下，每次心次心动周期在心周期在心电图上均可出上均可出现相相应的的一一组波形。波形。 PQRSTP,QRS,T 一一组典型的心典型的心电图波形是由下列波形是由下列各波和波段所构成：各波和波段所构成： PTP-RQRSSTU1 1、P P波：反映心房肌除极波：反映心房肌除极过程的程的电位位变化；化；2 2、P-RP-R间期：期： 代表激代表激动从从窦房房结通通过房室交界区到心室肌房室交界区到心室肌 开始除极的开始除极的时限；限；3 3、QRSQRS波群：波群： 反映心室肌除极反映心室肌除极过程的程的电位位变化；化；4 4、T T波：波： 代表心室肌复极代表
3、心室肌复极过程所引起的程所引起的电位位变化；化；5 5、S-TS-T段：段： 从从QRSQRS波群波群终点到达点到达T T波起点波起点间的一段水平的一段水平线；6 6、Q-TQ-T间期：期： 从从QRSQRS波群波群终点到达点到达T T波波终点点间的的时限；限；7 7、U U波：代表波：代表动作作电位的后位的后电位。位。一、心肌的除极和复极一、心肌的除极和复极过程：程： 1 1、静息膜、静息膜电位：位： 近年来通近年来通过电生理学的研究，用微生理学的研究，用微电极的一端刺入极的一端刺入正常静息状正常静息状态下的下的单一心肌一心肌细胞，把胞，把电位位计的正极端与的正极端与此微此微电极相极相连，电
4、位位计的的负极端放在极端放在细胞外液中并与地胞外液中并与地相接，使相接，使细胞外液的胞外液的电位位为零。零。这时所所测得的得的细胞内胞内电位位约为 -90-90毫伏，即在静息状毫伏，即在静息状态下心肌下心肌细胞内胞内电位比位比细胞外胞外电位低位低9090毫伏，毫伏，这种静息状种静息状态下心肌下心肌细胞内外的胞内外的电位差称位差称为跨膜静息跨膜静息电位，位，简称静息膜称静息膜电位。在静息状位。在静息状态下，心肌下，心肌细胞膜外胞膜外带有正有正电荷，膜内荷，膜内带有同等数量的有同等数量的负电荷，称荷，称为极化状极化状态。 请看下页水 槽生理盐水心肌细胞电压表（mv)0-90 在在静静息息状状态下下
5、，心心肌肌细胞胞内内外外各各种种离离子子的的浓度度有有很很大大差差别。细胞胞内内钾离离子子（K K+ +）浓度度约为细胞胞外外K K+ + 浓度度的的3030余余倍倍；与与此此相相反反，细胞胞外外钠离离子子（NaNa+ +）浓度度则远高高于于细胞胞内内Na+ Na+ 浓度度。至至于于阴阴离离子子，在在细胞胞内内以以蛋蛋白白阴阴离离子子的的浓度度为高高，而而在在细胞胞外外液液以以氯离离子子（阴阴离子）的离子）的浓度度为高。高。 2 2、动作作电位：位： 当当心心肌肌细胞胞膜膜某某点点受受刺刺激激时，受受刺刺激激处的的细胞胞膜膜对NaNa+ + 的的通通透透性性突突然然升升高高，而而对K K+ +
6、的的通通透透性性却却显著著降降低低，因因此此细胞胞外外液液中中的的大大量量NaNa+ +渗渗入入到到细胞胞内内，使使细胞胞内内NaNa+ + 大大量量增增加加，细胞胞内内电位位由由-90-90毫毫伏伏突突然然升升高高到到+20+20+30+30毫毫伏伏（跨跨膜膜电位位逆逆转）。）。 请看下页心肌细胞电压表（mv)-90刺 激+20心肌细胞除极，心肌细胞内电位变化 由激由激动所所产生的跨膜生的跨膜电位，称位，称为跨膜跨膜动作作电位，位，简称称动作作电位。心肌位。心肌细胞激胞激动后，膜表面后，膜表面变为负电位，膜内位，膜内变为正正电位，位，这种极化状种极化状态的消除称的消除称为除极。除极。 除极在
7、除极在动作作电位曲位曲线上表上表现为一一骤升升线，称，称为动作作电位位0 0相。相。0 0相相当于相相当于单极极电图或或临床心床心电图的的R R波。波。 请看下页除除 极极刺刺 激激0+200-60-90(mV)R波 复复极极时，细胞胞膜膜对NaNa+ + 的的通通透透性性迅迅速速降降低低，对K K+ + 的的通通透透性性重重新新升升高高，使使细胞胞内内K K+ + 又又开开始始外外渗渗，因因而而细胞胞内内正正电位位迅迅速速下下降降，接接近近零零电位位水水平平，此此时期期称称为动作作电位位1 1相相。相相当于当于单极极电图或或临床心床心电图的的J J点。点。请看下页0+200-60-90(mV
8、)R波J点1 向向内内的的NaNa+ + 流流与与向向外外的的K K+ + 流流迅迅速速达达到到平平衡衡，使使细胞胞内内电位位接接近近零零电位位水水平平，在在动作作电位位曲曲线上上形形成成一一高高平平线，称称为动作作电位位2 2相相。相相当当于于单极极电图或或临床床心心电图的的S-TS-T段。段。请看下页0+200-60-90(mV)12R波ST 2 2相相末末时，细胞胞膜膜对K K+ + 的的通通透透性性大大大大增增加加，故故K K+ + 从从膜膜内内高高浓度度处加加速速外外渗渗，使使细胞胞内内电位位迅迅速速下下降降，变为负电位位，相相当当于于单极极电图或或临床床心心电图的的T T波。波。请
9、看下页0+200-60-90(mV)12R波STT3 当当细胞胞内内电位位终于于恢恢复复到到-90-90毫毫伏伏并并维持持在在此此水水平平上上，即即为静静息息膜膜电位位，这个个时期期称称为4 4相相。4 4相相相相当当于于单极极电图或或临床心床心电图T T波后的等波后的等电位位线。 请看下页0+200-60-90(mV)12R波STT34 从从0 0相开始到相开始到4 4相开始的相开始的时间称称为动作作电位的位的时限，相当限，相当于于Q-TQ-T间期。期。请看下页0+200-60-90(mV)12R波STT34QT间期二、除极与复极二、除极与复极过程的程的 电偶学偶学说 1 1、除极的、除极的
10、电偶学偶学说： 心肌心肌细胞在静息状胞在静息状态时，膜外排列，膜外排列阳离子阳离子带正正电荷，膜内排列同等比例阴荷，膜内排列同等比例阴离子离子带负电荷，保持平衡的极化状荷，保持平衡的极化状态，不不产生生电位位变化。化。请看下页探测电极 当当细胞胞一一端端的的细胞胞膜膜受受到到刺刺激激（阈刺刺激激），其其通通透透性性改改变，使使细胞胞内内外外正正、负离离子子的的分分布布发生生逆逆转，受受刺刺激激部部位位的的细胞胞膜膜出出现除除极极化化，使使该处细胞胞膜膜外外的的正正电荷荷（钠离离子子）迅迅速速进入入细胞胞膜膜内内，此此时该处细胞胞膜膜外外呈呈负性性电位位，而而其其前前面面尚尚未未除除极极的的细胞
11、胞膜膜外外仍仍带正正电荷荷，从从而而形成一形成一对电偶（也称偶（也称为偶极子）。偶极子）。请看下页电源源除极除极电源（正源（正电荷）在前，荷）在前，电穴（穴（负电荷）在后。荷）在后。电穴穴也称也称为偶极子偶极子刺刺 激激电穴穴电源源除极除极 除极除极时，电流自流自电源流入源流入电穴，穴，并沿着一定的方向迅速并沿着一定的方向迅速扩展，直到展，直到整个心肌整个心肌细胞除极完胞除极完毕。请看下页 此此时心心肌肌细胞胞膜膜内内带正正电荷荷，膜膜外外带负电荷荷，称称为除除极极状状态。由由于于细胞胞的的代代谢作作用用，使使细胞胞膜膜又又逐逐渐复复原原到到极极化化状状态，这种恢复种恢复过程称程称为复极复极过
12、程。程。 复极与除极先后程序一致，即先除复极与除极先后程序一致，即先除极的部位先复极，但复极化的极的部位先复极，但复极化的电偶是偶是电穴在前，穴在前，电源在后，并源在后，并缓慢向前推慢向前推进，直至整个直至整个细胞全部复极胞全部复极为止。止。请看下页0复复 极极1234 就就单个个细胞胞而而言言，在在除除极极时，探探测电极极对向向电源源（即即面面对除除极极方方向向）产生生向向上上的的波波形形，若若背背向向电源源（即即背背离离除除极极方方向向）则产生生向向下下的的波波形形，若若探探测电极极在在细胞胞中中部部则记录出双向波形。出双向波形。请看下页(+)电源源(-)电穴穴探探测电极部位和波形与心肌除
13、极方向的关系极部位和波形与心肌除极方向的关系除极方向除极方向 复极复极过程与除极程与除极过程方程方向相同，但复极化向相同，但复极化过程的程的电偶是偶是电穴在前，穴在前，电源在后，源在后，因此因此记录的复极波方向与除的复极波方向与除极波相反。极波相反。请看下页 在在实验的的条条件件下下，由由于于复复极极与与除除极极的的程程序序相相同同，即即电穴穴在在前前电源源在在后后，故故在在单极极电图所所记录的的复复极极波波(T波波)与与除除极极波波(QRS波波群群)方方向向相反。相反。T 需需要要注注意意，在在正正常常人人的的心心电图中中，记录到到的的复复极极波波方方向向常常与与除除极极波波主主波波方方向向
14、一一致致，与与单个个心心肌肌细胞胞不不同同。这是是因因为正正常常人人心心室室的的除除极极从从心心内内膜膜向向心心外外膜膜，而而复复极极则从从心心外外膜膜开开始始，向向心心内内膜膜方方向向推推进，是是因因为心心外外膜膜下下心心肌肌的的温温度度较心心内内膜膜下下高高，心心室室收收缩时，心心外外膜膜承承受受的的压力力又又比比心心内内膜膜小小，故故心心外外膜膜处心心肌肌复复极极过程程发生生较早。早。请看下页心心 内内 膜膜外外 膜膜本本图所所显示的就是心内膜和心外膜除极示的就是心内膜和心外膜除极过程：程：探探测电极置于心外膜。除极极置于心外膜。除极时，从心内膜开始，然后，从心内膜开始，然后，心外膜才开
15、始除极，两者除极方向相反。由于内膜先心外膜才开始除极，两者除极方向相反。由于内膜先除极，探除极，探测电极所极所记录为正向波。正向波。心心 内内 膜膜外外 膜膜本本图为实验条件下，心肌条件下，心肌细胞先除极的部位先复极，故使内胞先除极的部位先复极，故使内膜先复极完膜先复极完毕，T波的方向与波的方向与QRS波群主波方向相反。波群主波方向相反。心心 内内 膜膜外外 膜膜加温加温由于心外膜温度升高于心内膜，故交由于心外膜温度升高于心内膜，故交换速度加快，使其复极速度加快，使其复极先于心内膜先于心内膜结束，致使束，致使T波主波方向与波主波方向与QRS主波方向一致。主波方向一致。这也是正常心肌形成的除极、
16、复极状也是正常心肌形成的除极、复极状态。 由体表所采集到的心由体表所采集到的心脏电位位强度与下列因素有关：度与下列因素有关：、与心肌、与心肌细胞数量（心肌厚度）呈正比关系；胞数量（心肌厚度）呈正比关系；请看下页刺刺 激激 、与探、与探查电极位置和心肌极位置和心肌细胞之胞之间的距离呈反比关系；的距离呈反比关系； 、与探、与探查电极的方位和心肌极的方位和心肌除极的方向所构成的角度有关，除极的方向所构成的角度有关，夹角愈大，心角愈大，心电位在位在导联上的投影愈上的投影愈小，小，电位愈弱。位愈弱。左左图为右室心肌的右室心肌的电动力力强度度右右图为左室心肌的左室心肌的电动力力强度度00本本图红色箭色箭头
17、表示心表示心电动力力线，该电力力线与各探与各探测电极之极之间构成不同角度。各探构成不同角度。各探测电极极虽然距离相同但角度不同，所以然距离相同但角度不同，所以获得的得的电力力强度也不一致。度也不一致。绿色垂色垂线代表代表电力力强度。垂度。垂线向上向上为正；垂正；垂线向下向下为负。 这种种既既具具有有强度度，有有具具有有方方向向性性的的电位位幅幅度度称称为心心电“向向量量”，通通常常用用箭箭头表表示示其其方方向向，而而其其长度度表表示示电位位强度度。心心脏的的电激激动过程程中中产生生许多多心心电向向量量。由由于于心心脏的的解解剖剖结构构及及其其电活活动相相当当错综复复杂，致致使使诸心心电向向量量
18、间的的关关系系亦亦较复复杂，然然而而一一般般均均按按下下列列原原理理合合成成为“心心电综合合向向量量”：同同一一轴的的两两个个心心电向向量量的的方方向向相相同同者者，其其幅幅度度相相加加；方方向向相相反反者者则相相减减。两两个个心心电向向量量的的方方向向构构成成一一定定角角度度者者，则可可应用用“合合力力”原原理理将将二二者者按按其其角角度度及及幅幅度度构构成成一一个个平平行行四四边形形，而而取取其其对角角线为综合合向向量量。可可以以认为，由由体体表表所所采采集集到到的的心心电变化化，乃乃是是全全部部参参与与电活活动心心肌肌细胞胞的的电位位变化按上述原理所化按上述原理所综合的合的结果。果。请看
19、下页+ABC+ABCABC三、心三、心电图各波段的各波段的组成和命名成和命名 心心脏的的特特殊殊传导系系统由由窦房房结、结间束束（分分为前前、中中、后后结间束束）、房房间束束（起起自自前前结间束束，称称BachmannBachmann束束）、房房室室束束、束束支支（分分为左左、右右束束支支，左左束束支支又又分分前前分分支支和和后后分分支支）以以及及普普肯肯耶耶纤维）构构成成。心心脏的的传导系系统与与每每一一心心动周周期期顺序序出出现的心的心电变化密切相关。化密切相关。 正正常常心心电活活动始始于于窦房房结，兴奋心心房房的的同同时经结间束束传导至至房房室室结（顺序序传导在在此此处延延迟0.050
20、.050.07S0.07S），然然后后循循希希氏氏束束左左、右右束束支支普普肯肯耶耶纤维顺序序传导，最最后后兴奋心心室室。这种种先先后后有有序序的的电激激动的的传播播，引引起起一一系系列列电位位改改变，形成了心，形成了心电图上的相上的相应的波段。的波段。窦窦房房结结AA-VVP P波波 临床心床心电学学对这些波段些波段规定了定了统一的名称：一的名称： 、最早出、最早出现的幅度的幅度较小的小的P P波，波， 反映心房的除极反映心房的除极过程；程； PR PR间期期（P-QP-Q间期）期） 、P-RP-R间期（期（实为P-QP-Q间期，期，传统称称为P-RP-R间期）反映心房除极期）反映心房除极过
21、程及房室程及房室结、希、希氏束、束支的氏束、束支的电活活动；P P波与波与P-RP-R段合段合计为P-P-R R间期，反映自心房开始除极至心室开始除期，反映自心房开始除极至心室开始除极的极的时间；Q QR RS SQRS波群 、幅度最大的、幅度最大的QRS波群，反映心室除波群，反映心室除极的全极的全过程；程； 、除极完、除极完毕后，后，心室的心室的缓慢和快速复慢和快速复极极过程分程分别形成了形成了STST段和段和T T波；波；ST-T、Q-TQ-T间期期为心室心室开始除极至心室复极开始除极至心室复极完完毕全全过程的程的时间。QT间期 QRSQRS波波群群可可因因检测电极极的的位位置置不不同同而
22、而呈呈多多种种形形态，已已统一一命命名名如如下下：首首先先出出现的的位位于于参参考考水水平平线以以上上的的正正向向波波称称为R R波波；R R波波之之前前的的负向向波波称称为Q Q波波；S S波波是是R R波波之之后后第第一一个个负向向波波；RR波波是是继S S波波之之后后的的正正向向波波；RR波波后后再再出出现负向向波波称称为SS；如如果果QRSQRS波波只只有有负向向波波，则称称为QSQS波波。至至于于采采用用Q Q或或q q、R R或或r r、S S或或s s表示，表示，应根据其幅度大小而定。根据其幅度大小而定。请看下页R波之前的波之前的负向波称向波称为Q波波QQRRRQqqrR波波:所
23、有在基所有在基线以上出以上出现的正向波称的正向波称为R波波rrrSSRqsRRRRRS波波: R波之后的波之后的负向波称向波称为S波波SRqsRrSQSSqrS 正正常常心心室室除除极极始始于于室室间隔隔中中部部，自自左左向向右右方方向向除除极极；随随后后左左右右心心室室游游离离壁壁从从心心内内膜膜朝朝心心外外膜膜方方向向除除极极；左左室室基基底底部部与与右右室室肺肺动脉脉圆锥部部是是心心室室最最后后除除极极部部位位。心心室室肌肌这种种规律律的的除除极极顺序序，对于于理理解解不不同同电极部位极部位QRSQRS波形波形态的形成的形成颇为重要。重要。四、心四、心电图导联体系：体系： 在在人人体体不
24、不同同部部位位放放置置电极极，并并通通过导联线与与心心电图机机电流流计的的正正负极极相相连，这种种记录心心电图的的电路路连接接方方法法称称为心心电图导联。电极极位位置置和和连接接方方法法不不同同，可可组成成不不同同的的导联。在在长期期 临 床床 心心 电 图 实 践践 中中 ， 已已 形形 成成 了了 一一 个个 由由EinthovenEinthoven创设而而目目前前广广泛泛采采纳的的国国际通通用用导联体系，称体系，称为常常规1212导联体系。体系。 1 1、肢肢体体导联包包括括标准准导联、及及加加压单极极肢肢体体导联aVRaVR、aVLaVL、aVFaVF。标准准导联为双双极极肢肢体体导联
25、，反反映映其其中中两两个个肢肢体体之之间电位位差差变化化。加加压单极极肢肢体体导联属属单极极导联，基基本本上上代代表表检测部部位位电位位变化化。肢肢体体导联主主要要放放置置于于右右臂臂（R R）、左左臂臂（L L）、左左腿腿（F F），连接接此此三点即成三点即成为所所谓EinthovenEinthoven三角。三角。请看下页0+180+90RLF请看下页六轴系统构成示意图-30-150+90avRavLavF0请看下页-30avL-150avR0+180+120avF+90+60 在在每每一一个个标准准导联正正负极极间均均可可画画出出一一假假想想的的直直线，称称为导联轴。为便便于于表表明明6
26、6个个导联轴之之间的的方方向向关关系系，将将、导联的的导联轴平平行行移移动，使使之之与与aVRaVR、aVLaVL、aVFaVF的的导联轴一一并并通通过坐坐标图的的轴中中心心点点，便便构构成成额面面六六轴系系统。此此坐坐标系系统采采用用180180的的角角度度标志志。以以左左侧为00，顺钟向向的的角角度度为正正，逆逆钟向向者者为负。每每个个导联从从中中心心点点被被分分为正正负两两半半，每每个个相相邻导联间的的夹角角为3030。对此此测定心定心脏额面心面心电轴颇有帮助。有帮助。请看下页 +30+ +aVF + +aVR -150 +aVL -30-60+90+600+120+150-180-12
27、0-90+ 2 2、胸胸导联属属单极极导联，包包括括V V1 1V V6 6导联。检测之之正正电极极应安安放放于于胸胸壁壁固固定定的的部部位位，另另将将肢肢体体导联3 3个个电极极各各串串一一5 5千千欧欧电阻阻，然然后后将将三三者者连接接起起来来，构构成成“无无干干电极极”或或称称中中心心电端端。如如此此连接接可可使使该处电位位接接近近零零电位位且且较稳定定，故故设为导联的的负极极。胸胸导联检测电极极具具体体安安放放的的位位置置为：V V1 1位位于于胸胸骨骨右右缘第第4 4肋肋间；V V2 2位位于于胸胸骨骨左左缘第第4 4肋肋间；V V3 3位位于于V V2 2与与V V4 4两两点点连
28、线的的中中点点；V V4 4位位于于左左锁骨骨中中线与与第第五五肋肋间相相交交处；V V5 5位位于于左左腋腋前前线V4V4水水平平处；V V6 6位于左腋中位于左腋中线V V4 4水平水平处。请看下页V1V1位于胸骨右缘第4肋间 T TP PQRSQRSV1V1位于胸骨右缘第4肋间 T TP PQRSQRSV2V2位于胸骨左缘第4肋间 V1V1位于胸骨右缘第4肋间 T TP PQRSQRSV2V2位于胸骨左缘第4肋间 V3V V3 3位于V V2 2与V V4 4两点连线的中点 V4V1V1位于胸骨右缘第4肋间 T TP PQRSQRSV2V2位于胸骨左缘第4肋间 V3V V3 3位于V V
29、2 2与V V4 4两点连线的中点 V V4 4位于左锁骨中线与第5肋间相交处 V1V1位于胸骨右缘第4肋间 T TP PQRSQRSV2V2位于胸骨左缘第4肋间 V3V V3 3位于V V2 2与V V4 4两点连线的中点 V4V V4 4位于左锁骨中线与第5肋间相交处 V5V V5 5位于左腋前线V V4 4水平处 V1V1位于胸骨右位于胸骨右缘第第4肋肋间 T TP PQRSQRSV2V2位于胸骨左位于胸骨左缘第第4肋肋间 V3V3位于位于V2与与V4两点两点连线的中点的中点 V4V4位于左位于左锁骨中骨中线与第与第5肋肋间相交相交处 V5位于左腋前位于左腋前线V4水平水平处 V5V6V6位于左腋中位于左腋中线V4水平水平处 临床床上上诊断断后后壁壁心心肌肌梗梗塞塞还常常用用V V7 7V V9 9导联；V V7 7位位于于左左腋腋后后线V4V4水水平平处；V V8 8位位于于左左肩肩胛胛骨骨线V V4 4水水平平处；V V9 9位位于于左左脊脊线V V4 4水水平平处。小小儿儿心心电图或或诊断断右右心心病病变（例例如如右右室室心心肌肌梗梗塞塞）有有时需需要要选用用V V3R3RV V6R6R导联，电极极放放置右胸部与置右胸部与V V3 3V V6 6对称称处。再再见！我！我们下期下期见！
