心电图产生原理

更新于 2026年10月13日 版权声明
一、心电图产生原理

(一)心肌细胞的电位变化

1.心肌细胞的静息状态 在静息状态时细胞膜外侧具有正电荷,膜内侧具有负电荷,细胞膜内外存在的电位变化为静息电位。此时,细胞膜外任意两点间无电位差,没有电流产生,这种状态又称为极化状态。

2.心肌细胞的除极 心肌细胞受到适度刺激时开始除极,极化状态消失,产生动作电位。此时,细胞膜外正电荷进入细胞内,细胞膜内负电荷移向细胞膜外,发生细胞膜内外正负电荷的转移。此过程中,已经除极了的细胞膜外的正电荷变为负电荷(又称为电穴),而与之相邻的一个尚未除极的细胞膜外仍带有正电荷(又称为电源),于是在瞬间两处之间形成了电位差。除极完毕,细胞膜内为正电荷,细胞膜外为负电荷,膜外暂无电位变化。一对电源与电穴组成电偶,是细胞膜外正负电荷即电源与电穴两点之间产生的电位差,电偶的方向为电源在前,电穴在后。先除极的心肌部分为电穴,它的前面是电源,心肌细胞由除极部位向尚未除极部位迅速移动,正如一系列移动着的电偶,直至心肌细胞全部除极为止。

3.心肌细胞的复极 心肌细胞复极时,先除极部分先复极,细胞外负电荷移入细胞内,细胞内正电荷移至细胞外。电偶移动方向是电穴在前、电源在后,这与除极时电偶迅速移动的方向恰恰相反。复极结束,细胞膜两侧电子又逐步变为外正内负,直至完全恢复到原来的静息状态。

心肌细胞的电位变化如图8-1。

图示

图8-1 单个心肌细胞的除极与复极过程及其电偶变化

(二)心电波形的形成(https://www.daowen.com)

为了检测心肌细胞的电位变化及波形的形成,将电极分别放在细胞的不同部位。除极时,电偶方向与除极方向是相同的。当检测电极面对细胞电偶方向时,可测得正电位,描出向上的波;背离细胞电偶方向时,可测得负电位,描出向下的波;先面向细胞电偶方向、后背离细胞电偶方向,可测得先正后负的波形。复极时,先除极部分先复极,电偶方向与复极方向是相反的。当检测电极面对细胞电偶方向时,可测得正电位,描出向上的波;背离细胞电偶方向时,可测得负电位,描出向下的波;先面向细胞电偶方向、后背离细胞电偶方向,可测得先正后负的波形(图8-2)。

图示

图8-2 单个细胞除极与复极电偶与心电波形的关系

(三)影响心脏电位强度、心电图波形大小的因素

影响心脏电位强度、心电图波形大小的因素包括:①其与心肌细胞数量(心肌厚度)呈正比关系。②其与探查电极位置和心肌细胞之间的距离呈反比关系。③其与探查电极的方位和心肌除极的方向所构成的角度有关,夹角越大,心电位在导联上的投影越小。大小和方向各不相同的心电向量,可用向量综合法归并为瞬间的综合向量,即同一轴上的两个心电向量,其方向相同,则将其幅度相加,若方向相反则相减。若两个心电向量的方向存在一定的角度,则可采用平行四边形法计算(图8-3)。临床在体表采集到的心电变化,是全部参与电活动的心肌细胞的电位变化按上述原理所综合的结果。

图示

图8-3 心电向量综合示意图

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