篇血流及心電PPT課件

1、主要內(nèi)容： 1 心臟與血液循環(huán)系統(tǒng) 2 血流力學(xué) 3 動(dòng)脈中的血流 4 心臟的心電過程 5 體表心電理論基礎(chǔ)第1頁(yè)/共56頁(yè)第1節(jié)心臟與血液循環(huán)系統(tǒng)機(jī)體需要一個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)1、運(yùn)送并分配O2、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素等至各器官、組織2、收集并運(yùn)送組織代謝產(chǎn)物至肺、排泄器官3、非運(yùn)輸功能：內(nèi)分泌、免疫、調(diào)節(jié)體溫等第2頁(yè)/共56頁(yè)第3頁(yè)/共56頁(yè)心會(huì)跳是因?yàn)楦]房結(jié)有自律細(xì)胞,它會(huì)自發(fā)的發(fā)出神經(jīng)沖動(dòng),通過特殊的傳導(dǎo)途徑傳遞給心房和心室細(xì)胞,引起它們的收縮和舒張,引發(fā)射血.它是不受主觀意識(shí)控制的.除竇房結(jié)以外,還有一些細(xì)胞也有自律性,但沒有它強(qiáng),所以心跳一般是由竇房結(jié)的節(jié)律決定,受它影響，常人75次/分 第4頁(yè)/共

2、56頁(yè)血液循環(huán)血液循環(huán)是指血液在心臟泵血的作用下在血管內(nèi)定向的周而復(fù)始的流動(dòng)。體循環(huán)體循環(huán)是機(jī)體進(jìn)行組織換氣、物質(zhì)交換的過程體循環(huán)體循環(huán)是血液由左心室射入主動(dòng)脈進(jìn)入及其分支流經(jīng)毛細(xì)血管時(shí)血液與組織之間的物質(zhì)交換，然后進(jìn)入靜脈血管及其屬支最后經(jīng)上下腔靜脈和冠狀竇口匯合到右心房。肺循環(huán)肺循環(huán)是機(jī)體進(jìn)行肺換氣的過程第5頁(yè)/共56頁(yè)體循環(huán) ：左心室主動(dòng)脈各級(jí)動(dòng)脈全身毛細(xì)血管各級(jí)靜脈上下腔靜脈右心房 肺循環(huán)： （左心房肺靜脈肺部各個(gè)毛細(xì)血管肺動(dòng)脈右心室 第6頁(yè)/共56頁(yè)pvllPKQ =svrrPKQ =血流正比于流入端的壓力左右心臟左右心臟ppvpapRP-PQ/ )(=肺部和全身組織肺部和全身組織s

3、svsasRP-PQ/ )(=第7頁(yè)/共56頁(yè)papapaPCV=pvpvpvPCV=sasasaPCV=svsvsvPCV=肺和全身動(dòng)脈和靜脈血量肺和全身動(dòng)脈和靜脈血量容抗脈管體積正比于全身壓力第8頁(yè)/共56頁(yè)穩(wěn)態(tài)下，流入和流出的血量相等QQQQQsprl=0VVVVVsvsapvpa=+第9頁(yè)/共56頁(yè)第2節(jié) 血流力學(xué) 流體力學(xué)的基本原理 生理流動(dòng)必須服從物理學(xué)的基本定律，即質(zhì)量、動(dòng)量和能量三大守恒定律，這也是流體力學(xué)的基石。 流體的本構(gòu)關(guān)系和具體的邊界條件 Storkes假說壁面無(wú)滑流條件 Poiseuille流動(dòng) 流體力學(xué)的基本方程 層流和湍流第3節(jié) 動(dòng)脈中的血流第10頁(yè)/共56頁(yè)St

4、orkes假說壁面無(wú)滑流條件 粘性流體流動(dòng)時(shí)，貼壁的流體必然附著于壁面，因而具有和壁面相同的速度，此即壁面無(wú)滑流條件。r = d/2, u = 0第11頁(yè)/共56頁(yè)P(yáng)oiseulle流動(dòng) 牛頓流體在剛性直圓管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)-drrLrdrdrdrp-p222)(1=Lp-pdrdudrd21=邊界條件：0u2drdrdu0r=,0,無(wú)滑流軸對(duì)稱，第12頁(yè)/共56頁(yè)22P-PPLPduU)d2r( -Uu1200,16)0(1=PLdQ84法國(guó)醫(yī)生Poiseuille(1840年)通過實(shí)驗(yàn)得到了直圓柱管定常流的壓差流量關(guān)系。這一關(guān)系稱為Poiseuille流動(dòng)（實(shí)際上是牛頓流體在剛性直圓柱管內(nèi)的充分發(fā)

5、展了的軸對(duì)稱定常層流運(yùn)動(dòng)）第13頁(yè)/共56頁(yè)可對(duì)泊肅葉定律作進(jìn)一步討論： (1)流阻R與管子半徑r的四次方成反比。這說明，管子的半徑對(duì)流阻的影響非常大。例如，在管子長(zhǎng)度、壓強(qiáng)差等相同的情況下，要使半徑為r/2的管子與半徑為r的管子有相同的流量，并聯(lián)細(xì)管的根數(shù)需要24，即16根。 (2)流阻R與管子的長(zhǎng)度L成正比。管子越長(zhǎng)，流阻越大。 (3)流阻R與液體的粘滯系數(shù)成正比。液體的粘滯系數(shù)越大，流阻就越大。 由此可見，流量Q是由液體的粘滯系數(shù)、管子的幾何形狀和管子兩端壓強(qiáng)差P等因素共同決定的。 第14頁(yè)/共56頁(yè)層流與湍流粘性力慣性力=ReUdUd2. 雷諾數(shù)雷諾數(shù)1. 經(jīng)典實(shí)驗(yàn)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)雷諾實(shí)驗(yàn)雷諾

6、實(shí)驗(yàn)(1883)(1883)哈根實(shí)驗(yàn)哈根實(shí)驗(yàn)(1839)(1839)林格倫實(shí)驗(yàn)林格倫實(shí)驗(yàn)(1957)(1957)U流速，流速，d 特征長(zhǎng)度，特征長(zhǎng)度，、 流體密度、粘流體密度、粘度度圓管臨界雷諾數(shù)圓管臨界雷諾數(shù)2300，當(dāng)，當(dāng)Re2300時(shí)將發(fā)生湍流。時(shí)將發(fā)生湍流。 流場(chǎng)顯示流場(chǎng)顯示 阻力測(cè)量阻力測(cè)量 熱線測(cè)速熱線測(cè)速第15頁(yè)/共56頁(yè) 湍流內(nèi)部的交換過程（物質(zhì)輸運(yùn)、動(dòng)量交換等）要比層流劇烈得多；除了分子運(yùn)動(dòng)引起的粘性應(yīng)力外，還有湍流脈動(dòng)引起的Reynolds應(yīng)力。因此，在同樣的流量下，湍流的阻力遠(yuǎn)大于層流。 第16頁(yè)/共56頁(yè) 在正常生理范圍內(nèi)，生理流動(dòng)大部分為層流。只有在心臟射血時(shí)，在主動(dòng)

7、脈瓣口的雷諾數(shù)峰值達(dá)500012000（平均雷諾數(shù)36005800）。然而，只有在射血峰期可以觀測(cè)到湍流斑，沒有觀測(cè)到持續(xù)的測(cè)量。 但是在病理?xiàng)l件下，在呼吸道和主動(dòng)脈里都可以觀測(cè)到湍流。人工心瓣后的流動(dòng)就是湍流。人工心瓣后的流動(dòng)就是湍流。第17頁(yè)/共56頁(yè)流體力學(xué)的基本方程 連續(xù)性方程在 t 時(shí)間內(nèi)沿x方向凈流出控制體（流出質(zhì)量減去流入質(zhì)量）的質(zhì)量為 按質(zhì)量守恒定律，在時(shí)間t內(nèi)沿三個(gè)方向凈流出控制體的總質(zhì)量應(yīng)等于控制體內(nèi)減少的質(zhì)量 第18頁(yè)/共56頁(yè)利用質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)概念，可改寫為連續(xù)性方程第19頁(yè)/共56頁(yè) 動(dòng)量方程 單位體積流體元上的體積力及三個(gè)方向的表面應(yīng)力梯度造成了單位體積流體元的加速度 第

8、20頁(yè)/共56頁(yè) 納維納維- -斯托克斯（斯托克斯（N-SN-S）方程）方程 矢量式為 物理意義是：慣性力與體積力、壓力、粘性力平衡 首先，必須對(duì)流體作幾個(gè)假設(shè)。第一個(gè)是流體是連續(xù)的。這強(qiáng)調(diào)它不包含形成內(nèi)部的空隙，例如，溶解的氣體的氣泡，而且它不包含霧狀粒子的聚合。另一個(gè)必要的假設(shè)是所有涉及到的場(chǎng)，全部是可微的，例如壓強(qiáng)，速度，密度，溫度，等等。該方程從質(zhì)量，動(dòng)量，和能量的守恒的基本原理導(dǎo)出。第21頁(yè)/共56頁(yè)第4節(jié) 心臟的心電過程 心肌細(xì)胞： 構(gòu)成心房和心室壁的普通心肌細(xì)胞工作細(xì)胞(執(zhí)行收縮功能) 特殊分化的心肌細(xì)胞，組成心臟的特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)自律細(xì)胞 特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)包括： 竇房結(jié) 房室交界 房室

9、束 末梢浦肯野纖維網(wǎng)第22頁(yè)/共56頁(yè)右心：右心：泵血入肺循環(huán)；泵血入肺循環(huán)；左心：左心： 泵血入體循環(huán)。泵血入體循環(huán)。第23頁(yè)/共56頁(yè)心肌的生理特性 心肌具有自動(dòng)節(jié)律性、傳導(dǎo)性、興奮性和收縮性。前三種特性都是以肌膜的生物電活動(dòng)為基礎(chǔ)，故又稱為電生理特性。心肌的收縮性是指心肌能夠在肌膜動(dòng)作電位觸發(fā)下產(chǎn)生收縮反應(yīng)的特性，是心肌的一種機(jī)械特性。(一)自動(dòng)節(jié)律性: 自動(dòng)節(jié)律性是指心肌在不受外來(lái)刺激的情況下，能自動(dòng)地產(chǎn)生興奮和收縮的特性。竇性心律，竇性心動(dòng)徐緩，竇性心動(dòng)過速。(二)傳導(dǎo)性: 心肌細(xì)胞有傳導(dǎo)興奮的能力稱為傳導(dǎo)性，心臟的傳導(dǎo)系統(tǒng)和心肌纖維均有傳導(dǎo)性，但因房室間心肌細(xì)胞不相連，所以房室之間

10、興奮的傳導(dǎo)要靠心臟特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)傳遞。心臟的特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)包括竇房結(jié)、結(jié)間束、房室結(jié)、房室柬(房結(jié)區(qū)、結(jié)區(qū)、結(jié)束區(qū))和與普通心肌細(xì)胞相連的浦肯野氏纖維。第24頁(yè)/共56頁(yè)傳導(dǎo)過程傳導(dǎo)過程 竇竇 房房 結(jié)結(jié) 結(jié)間束結(jié)間束 房間束房間束（優(yōu)勢(shì)傳導(dǎo)通路）（優(yōu)勢(shì)傳導(dǎo)通路） 房室交界房室交界 心房肌心房肌 房室束房室束 左左、右束支右束支 浦肯野纖維浦肯野纖維 心室肌心室肌第25頁(yè)/共56頁(yè)(三)興奮性: 心肌細(xì)胞具有對(duì)刺激產(chǎn)生反應(yīng)的能力，即具有興奮性。與神經(jīng)或骨骼肌一樣，心肌細(xì)胞每產(chǎn)生一次擴(kuò)布性興奮之后，興奮性總要經(jīng)歷有效不應(yīng)期、相對(duì)不應(yīng)期和超常期，然后才恢復(fù)到正常這樣一段周期性變化。期前收縮：心臟受到竇

11、性節(jié)律之外的刺激，產(chǎn)生的收縮在竇性節(jié)律收縮之前, ,稱為期前收縮。 代償間歇：一次期前收縮之后所出現(xiàn)的一段較長(zhǎng)的舒張期稱為代償性間歇。因竇性節(jié)律的興奮是規(guī)律下傳的，當(dāng)竇性興奮落在期前收縮的有效不應(yīng)期內(nèi), ,就不能引起心室的興奮和收縮, ,而出現(xiàn)一次竇律“脫失”，需等待下次竇律刺激引起興奮才產(chǎn)生收縮，此等待期間為代償性間歇。 第26頁(yè)/共56頁(yè)心肌細(xì)胞的跨膜電位 心肌細(xì)胞的跨膜電位產(chǎn)生的機(jī)制與神經(jīng)和骨骼肌細(xì)胞相似，都是由跨膜離子流形成的 心室肌細(xì)胞安靜時(shí)，細(xì)胞膜處于外正內(nèi)負(fù)的極化狀態(tài)。靜息電位約-90毫伏。心室肌細(xì)胞靜息電位產(chǎn)生的原理基本上和神經(jīng)纖維相同，主要是由于安靜時(shí)細(xì)胞內(nèi)高濃度的K+向膜外

12、擴(kuò)散而造成。 心肌細(xì)胞的跨膜電位的產(chǎn)生涉及多種離子通道，其波形和機(jī)制比神經(jīng)細(xì)胞和骨骼肌要復(fù)雜的多第27頁(yè)/共56頁(yè)心肌興奮后的有效不應(yīng)期特別長(zhǎng)，一直延長(zhǎng)到心肌機(jī)械收縮的舒張開始以后。也就是說，在整個(gè)心臟收縮期內(nèi)，任何強(qiáng)度的刺激都不能使心肌產(chǎn)生擴(kuò)布性興奮。心肌的這一特性具有重要意義，它使心肌在自律性興奮來(lái)臨時(shí)，不能產(chǎn)生象骨骼肌那樣的強(qiáng)直收縮，從而始終保持著收縮與舒張交替的節(jié)律性活動(dòng)，這樣心臟的充盈和射血才可能進(jìn)行。第28頁(yè)/共56頁(yè)其動(dòng)作電位與神經(jīng)纖維相比較有很大差別，表現(xiàn)為復(fù)極化過程有明顯特征。通常將全過程分為0、1、2、3、4期。（1）去極化過程（0期）：去極化過程形成動(dòng)作電位的上升支（0期

13、），其形成機(jī)制亦與神經(jīng)纖維相同。此期電位變化幅度約120mV，持續(xù)時(shí)間12ms.（2）復(fù)極化過程：該過程形成動(dòng)作電位下降支，分為四期。1期（快速?gòu)?fù)極初期）：心室肌細(xì)胞去極達(dá)頂峰后立即開始復(fù)極，膜內(nèi)電位迅速下降到0mV左右，形成1期，占時(shí)約10ms.K+外流是1期快速?gòu)?fù)極的主要原因。2期（緩慢復(fù)極期）：此期復(fù)極非常緩慢，膜內(nèi)電位下降速度極慢，停滯在0mV左右，形成平臺(tái)狀，故2期又稱平臺(tái)期，歷時(shí)約100150ms.該期是心室肌細(xì)胞動(dòng)作電位區(qū)別于神經(jīng)纖維和骨骼肌的主要特征，也是動(dòng)作電位持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，有效不應(yīng)期特別長(zhǎng)的原因。形成的機(jī)制是本期內(nèi)有Ca2+內(nèi)流和K+外流同時(shí)存在，緩慢持久的Ca2+內(nèi)流抵消

14、了K+外流，致使膜電位保持在0mV附近。3期（快速?gòu)?fù)極末期）：此期膜內(nèi)電位迅速下降到靜息電位水平（-90mV），形成3期，以完成復(fù)極化過程，歷時(shí)約100150ms.K+快速外流是3期快速?gòu)?fù)極的原因。4期（靜息期）：此期膜電位雖已恢復(fù)到靜息電位水平，但在動(dòng)作電位形成過程中，膜內(nèi)Na+、Ca2+增多，膜外K+增多，致使膜內(nèi)外的這幾種離子濃度有所改變。本期內(nèi)，細(xì)胞膜離子泵積極地進(jìn)行著逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)，把Na+和Ca2+排到細(xì)胞外，同時(shí)將K+攝回細(xì)胞內(nèi)，以恢復(fù)細(xì)胞內(nèi)外離子的正常濃度，保持心肌細(xì)胞的正常興奮能力。第29頁(yè)/共56頁(yè)定義：測(cè)量電極放置在心臟或人體表面的一定部位，用心電圖機(jī)記錄出來(lái)的心臟電位變

15、化的連續(xù)曲線，即為心電圖心電圖反應(yīng)心肌的興奮性、自律性和傳導(dǎo)性，而與心臟的機(jī)械收縮活動(dòng)無(wú)直接關(guān)系。第30頁(yè)/共56頁(yè) 心電圖描記方法在體表任何兩處安放電極板，用導(dǎo)線接到心電圖機(jī)的正負(fù)兩極，即形成導(dǎo)聯(lián)，可借以記錄人體兩處的心電電位差。常規(guī)用12個(gè)導(dǎo)聯(lián)。 標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)又稱雙極導(dǎo)聯(lián),由W.愛因托芬于19051906年首創(chuàng)，在三個(gè)肢體上安置電極，并假設(shè)這三點(diǎn)在同一平面上形成一個(gè)等邊三角形，而心臟產(chǎn)生的綜合電力是一個(gè)位于此等邊三角形中心的電偶。 單極肢導(dǎo)是威爾遜于19301940年代所創(chuàng)，即把三個(gè)肢體互相連通構(gòu)成中心電端，在肢體通向中心電端間加一個(gè)5000的電阻，中心電端電位接近于零，因此被看作無(wú)干電極，探

16、查電極分別置各肢體形成單極肢導(dǎo)。但由于所描記波幅太小，故戈德伯格又將其改良成加壓?jiǎn)螛O肢體導(dǎo)聯(lián),即描記某一肢體的單極導(dǎo)聯(lián)心電圖時(shí)，將該肢體與中心電端的連接截?cái)啵@樣其電壓高出50。威爾遜所創(chuàng)單極心前導(dǎo)聯(lián)是將中心電端與電流計(jì)的陰極相連，探查電極置胸前各位置。第31頁(yè)/共56頁(yè) 心電圖記錄為印有間距1mm的縱橫細(xì)線的小方格;其橫向距離代表時(shí)間，一般記錄紙速為每秒25mm，故每小格為0.04秒,縱向距離代表電壓。常規(guī)投照標(biāo)準(zhǔn)電壓1mV=10mm(圖10)特殊需要時(shí)紙速可調(diào)至每秒50、100或200mm。電壓1mV=20或5mm。 第32頁(yè)/共56頁(yè)正常時(shí)，每次心動(dòng)周期在心電圖上都可以出現(xiàn)P波、QRS波

17、群、T波和U波、P-R段、S-T段和T-P段，P-R間期和Q-T間期及J點(diǎn) 第33頁(yè)/共56頁(yè)P(yáng)波：反映左、右心房去極化過程中的電位和時(shí)間變化。P-R段：反映興奮通過房室交界區(qū)，因其傳導(dǎo)非常緩慢，形成的電位變化也很微弱，一般記錄不出來(lái)而成等電位線。QRS波群：反映左、右心室去極化過程中的電位和時(shí)間變化。S-T段：表示心室去極剛結(jié)束后尚處于緩慢復(fù)極的一段短暫時(shí)間，即代表心室早期復(fù)極的電位和時(shí)間變化。T波：反映心室晚期復(fù)極過程中的電位和時(shí)間改變。U波：一般認(rèn)為是心肌傳導(dǎo)纖維的復(fù)極所造成，也有人認(rèn)為是心室的后電位。第34頁(yè)/共56頁(yè)心電圖與心肌細(xì)胞動(dòng)作電位的關(guān)系心肌細(xì)胞生物電變化是心電圖產(chǎn)生的根源。

18、第35頁(yè)/共56頁(yè) 心電圖與單個(gè)心肌細(xì)胞的動(dòng)作電位波形上有很大的差別，因?yàn)閱蝹€(gè)細(xì)胞的電變化是采用細(xì)胞內(nèi)記錄法所記錄到細(xì)胞膜兩側(cè)的電位變化，而心電圖的紀(jì)錄方法則為細(xì)胞外記錄法，只能測(cè)出已興奮部位和未興奮部位膜外兩點(diǎn)的電位差。 心電圖反映的是整個(gè)心臟的生物電變化，心電圖上每一瞬間電位數(shù)值都是很多心肌細(xì)胞膜外電位變化在體表的綜合反映。 由于記錄電極在心電電場(chǎng)中的位置和距心臟的遠(yuǎn)近不同，所記錄到的波形也不同。第36頁(yè)/共56頁(yè)心電圖的臨床應(yīng)用 （1）有決定性價(jià)值 心律紊亂（包括傳導(dǎo)阻滯及復(fù)雜的心律失常）為最精確的診斷方法，尤其對(duì)臨床上不能確定的心律失常更具有實(shí)際意義。 確診心肌梗塞，除確診有無(wú)心肌梗塞

19、外，更可用于了解病變的部位、范圍及其演變的過程。 進(jìn)行心臟手術(shù)與心導(dǎo)管檢查時(shí)，應(yīng)用心電圖作為示警器，以及時(shí)了解心律失常與心肌受累的情況，藉以指導(dǎo)手術(shù)的進(jìn)行并可提示必要的藥物處理。第37頁(yè)/共56頁(yè)（2）有很大的幫助 于心肌病變（心肌炎、心肌?。?、慢性冠狀動(dòng)脈機(jī)能不全等情況，可以了解心肌損害情況。 提示心房、心室有無(wú)肥大，從而協(xié)助各種心臟病的臨床診斷。 觀察心臟病藥物（如洋地黃，奎尼?。┗?qū)π募∮袚p害的藥物（如酒石酸銻鉀、吐根堿）在用藥過程中對(duì)心臟的不良反應(yīng)。 血液中電解質(zhì)紊亂，如血鈣過低，血鈣過高，血鉀過低，血鉀過高，尤以后二者有較大的幫助。 心包炎及心包積液的診斷。 急性及慢性肺源性心臟病的

20、診斷。第38頁(yè)/共56頁(yè)對(duì)心電圖檢查的評(píng)價(jià) 1.心電圖正常絕不能排除心臟病，如較輕微的瓣膜病或雙心室肥大時(shí)心電圖可以正常；亦不能由于心電圖有些不正常之處而肯定其患有心臟病，如預(yù)激綜合征，右束支傳導(dǎo)阻滯的改變可以見于正常人。 2.心電圖的正常范圍較大，多數(shù)值的判定標(biāo)準(zhǔn)，也不是絕對(duì)的，應(yīng)避免將一些正常變異誤認(rèn)為不正常，甚而做出心臟病之診斷，而造成不應(yīng)有的醫(yī)源性錯(cuò)誤，如T波的改變就很不穩(wěn)定。第39頁(yè)/共56頁(yè) 3.心電圖的某些改變并不具有特異性，同樣的心電圖改變可見于多種心臟病，如右室肥厚，即可見于肺源性心臟病，先天性心臟病，也可見于風(fēng)濕性心臟??；T波改變可見于心肌缺血、心肌炎，也可見于藥物作用及電

21、解質(zhì)紊亂 故對(duì)其判斷必須結(jié)合臨床資料才能作出較恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論 4.心電圖對(duì)于心臟的收縮功能的估計(jì)與瓣膜損害情況的反映無(wú)幫助。因而不能作為心臟功能的判斷依據(jù)。第40頁(yè)/共56頁(yè)第5節(jié) 體表心電理論基礎(chǔ) 人體的體液中含有電解質(zhì)，具有導(dǎo)電性能，因此人體也是一種容積導(dǎo)體，這樣在人體內(nèi)及體表均有電流自心電偶的正極流入負(fù)極，形成一個(gè)心電場(chǎng)。可通過心電偶中心的垂直于電偶軸的零電位面把心電場(chǎng)分為正、負(fù)電位區(qū)。心電場(chǎng)在人體表面分布的電位就是體表電位。心電圖機(jī)將此體表電位的電信號(hào)放大及按心臟激動(dòng)的時(shí)間順序記錄下來(lái)，即為心電圖。 第41頁(yè)/共56頁(yè)心肌細(xì)胞除極與復(fù)極過程在臨床心電圖上通常用電偶學(xué)說來(lái)說明。由兩個(gè)電量相等

22、，距離很近的正負(fù)電荷所組成的一個(gè)總體，稱為電偶電偶。正電荷稱做電偶的電源，負(fù)電荷稱為電偶的電穴，其連線稱為電偶軸，電偶軸的方向是由電穴指向電源，兩極間連線的中點(diǎn)稱為電偶中心。第42頁(yè)/共56頁(yè)第43頁(yè)/共56頁(yè)電位在容積導(dǎo)電體內(nèi)的正負(fù)電場(chǎng)示意圖 第44頁(yè)/共56頁(yè)在容積導(dǎo)體中各處都有強(qiáng)弱不同的電流在流動(dòng)著，因而導(dǎo)體中各點(diǎn)存在著不同的電位差，通過電偶中心可作一垂直平面，因面上各點(diǎn)與正負(fù)兩極距離相等，故在此平面上各點(diǎn)的電位均等于零，稱為電偶電場(chǎng)的零電位面電偶電場(chǎng)的零電位面，零電位面把電偶的電場(chǎng)分為正、負(fù)兩個(gè)半?yún)^(qū)。第45頁(yè)/共56頁(yè) 心肌細(xì)胞在除極和復(fù)極的過程中形成的心電位既有數(shù)量大小，又有方向性，

23、稱為心電向量心電向量 心電向量可用箭矢來(lái)表示，箭桿的長(zhǎng)度表示向量的大小，箭頭表示向量的方向（電源），箭尾表示電穴。因?yàn)樾募〉某龢O是從心內(nèi)膜面開始指向心外膜面，所以向量的方向是電源在前（箭頭），電穴在后（箭尾）。復(fù)極時(shí)，因?yàn)橄瘸龢O的部位先復(fù)極，所以電穴在前電源在后。而心肌復(fù)極從心外膜開始，指向心內(nèi)膜，因此復(fù)極向量與除極一致。 第46頁(yè)/共56頁(yè) 一片心肌是由多個(gè)心肌細(xì)胞所組成，除極與復(fù)極時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多個(gè)電偶向量，把它們疊加在一起成為一個(gè)電偶向量，這就是綜合心電向量綜合心電向量 在心電活動(dòng)周期中，各部心肌除極與復(fù)極有一定的順序，每一瞬間均有不同部位的心肌的心電活動(dòng)，例如：心室除極時(shí)0.01s，0.0

24、2s0.08s的心電向量 在某一瞬間又有眾多的心肌細(xì)胞產(chǎn)生方向不盡相同的電偶向量，把這些電偶向量按平行四邊形法依次加以綜合，這個(gè)最后綜合而成的向量稱為瞬間綜合心電向量瞬間綜合心電向量。 心臟是立體器官，它產(chǎn)生的瞬間向量在空間朝向四面八方，把一瞬間綜合心電向量的尖端構(gòu)成一點(diǎn)，則在整個(gè)心電周期中隨著時(shí)間的推移，把移動(dòng)的各點(diǎn)連接起來(lái)的環(huán)形軌跡就構(gòu)成空間心電向量環(huán)即空間向量心電圖空間心電向量環(huán)即空間向量心電圖。第47頁(yè)/共56頁(yè) 心臟電活動(dòng)是診斷心臟疾病的重要指征，也是研究生物電活動(dòng)的典型對(duì)象，二十年來(lái)對(duì)心電活動(dòng)的建模與仿真研究一直是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中建模與仿真工作的經(jīng)典課題。心電模型 電磁場(chǎng)模型與電生理

25、模型 正問題模型與逆問題模型 源場(chǎng)模型與節(jié)律模型第48頁(yè)/共56頁(yè)心電場(chǎng)理論電磁場(chǎng)模型心電場(chǎng)的基本方程為式中,r是軀干容積導(dǎo)體內(nèi)的任意場(chǎng)點(diǎn);r是源點(diǎn);M是該場(chǎng)點(diǎn)的電導(dǎo)率;H代表心臟區(qū)域;sl是軀干內(nèi)電導(dǎo)率不連續(xù)的封閉界面,例如肺表面、心腔血液表面、胸腔肌肉層表面、皮下脂肪層表面等,它們是分片均勻、各向同性的,且其內(nèi)外電導(dǎo)率分別為-l和+l以麥克斯韋方程為出發(fā)點(diǎn)，把心電場(chǎng)簡(jiǎn)化為準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)，建立偏微分方程及適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件，用有限元方法或邊界元方法求解方程在三維空間的解。理論上講，自然界的一切電活動(dòng)都服從電磁學(xué)的普遍規(guī)律，因此以電磁場(chǎng)理論為依據(jù)的心電建模與仿真較早受到研究者的重視，建立起了一整套方法心

26、電場(chǎng)理論電磁場(chǎng)模型理論上講，自然界的一切電活動(dòng)都服從電磁學(xué)的普遍規(guī)律，因此以電磁場(chǎng)理論為依據(jù)的心電建模與仿真較早受到研究者的重視，建立起了一整套方法第49頁(yè)/共56頁(yè)假設(shè)心電場(chǎng)是分片均勻的、純電阻性的、各向同性的,在準(zhǔn)靜態(tài)條件下可得到J=E+Js式中為電導(dǎo)率,E為電場(chǎng)強(qiáng)度,Js為(強(qiáng)迫)電流密度 Laplacian方程-0EJ是電位麥克斯維方程為是電荷密度,是介電常數(shù)第50頁(yè)/共56頁(yè)人體體表面的Laplace方程為體表電位的Laplacian表達(dá)式與體表等效電荷密度的負(fù)值成正比,eq是僅與x,y有關(guān)的電荷分布.第51頁(yè)/共56頁(yè)電生理模型 電生理模型指的是根據(jù)細(xì)胞動(dòng)作電位方程建立的模型。由于

27、細(xì)胞動(dòng)作電位方程是由離子通道電流組成的，與細(xì)胞內(nèi)外離子濃度、通道狀況、神經(jīng)遞質(zhì)及藥物影響密切相關(guān)，因此模型能與細(xì)胞電生理與臨床病理生理之間建立確切的聯(lián)系，進(jìn)行模型驗(yàn)證，這對(duì)于建模與仿真研究是至關(guān)重要的。目前報(bào)道的電生理模型都是單細(xì)胞動(dòng)作電位模型，建模依據(jù)直接取材自電壓鉗與膜片鉗實(shí)驗(yàn)。各種心臟細(xì)胞的動(dòng)作電位模型均有報(bào)道，并被用于研究某些心律失常的發(fā)生機(jī)制，而組織與器官級(jí)別的電生理模型則尚無(wú)報(bào)道 組織與器官層次的電生理模型是指眾多相同或不同細(xì)胞按照真實(shí)解剖關(guān)系有機(jī)相連，每個(gè)細(xì)胞都有各自的動(dòng)作電位方程，并發(fā)生細(xì)胞間的相互聯(lián)系，全部細(xì)胞動(dòng)作電位方程同時(shí)求解，揭示組織或器官的電行為。二維與三維全心臟電生理模型是研究心電活動(dòng)的重要工具。第5