2022年醫(yī)學(xué)專題-心肌細(xì)胞動作電位與心電圖的關(guān)系

心肌細(xì)胞動作電位與心電圖的關(guān)系(guānxì)

第一頁，共二十九頁。一、心電圖各波的命名(mìngmíng)

第二頁，共二十九頁。在正常(zhèngcháng)情況下，典型的心電圖由下述各波段組成(圖3－9)：

圖3－9典型(diǎnxíng)心電圖

第三頁，共二十九頁。（一）P波為左右心房(xīnfáng)的除極波，起點(diǎn)表示右心房(xīnfáng)開始除極，終點(diǎn)代表兩個心房(xīnfáng)除極完畢。P波前半部代表右心房(xīnfáng)除極，后半部代表左心房(xīnfáng)除極。

（二）Ta(Tp)波代表心房(xīnfáng)肌復(fù)極過程中的電位變化，也稱心房(xīnfáng)復(fù)極波。

（三）QRS波群是反映左、右心室(包括室間隔)除極的電位變化。其中第1個向下的波為Q波，繼Q波之后的一個向上的高波為R波，繼R波之后的向下的波為S波。QRS波群是廣義代表心室肌的除極波，并不一定每個QRS波群都有Q、R、S三個波。QRS波許可有多種形態(tài)，通常依據(jù)各波的方向、大小，分別用大、小寫的英文字母表示之(圖3－10)。

第四頁，共二十九頁。圖3－10QRS波群的命名(mìngmíng)

第五頁，共二十九頁。（四）T波反應(yīng)心室肌復(fù)極過程(guòchéng)中的電位變化，也稱心室復(fù)極波，是繼ST段之后的一個較低而復(fù)的波。

（五）U波是T波的一個小矮波，反映乳頭肌的復(fù)極電位。

第六頁，共二十九頁。在一系列波形(bōxínɡ)中，除上述各波外，尚有下列各間期及間段。

（一）P－R間期指P波起點(diǎn)到QRS波群起點(diǎn)之間的間期，它代表從心房肌開始除極到心室肌開始除極的時間。

（二）P－R段是P波后的一段平線，代表激動在房室交界區(qū)、房室束及部分束支內(nèi)傳導(dǎo)。其中含有心房復(fù)極波(Ta)波的成分(chéngfèn)，因電力微弱反映不明顯，故心電圖呈一平線。

第七頁，共二十九頁。（三）QRS間期為自R(Q)波開始至S波終了的時間間期。代表兩側(cè)心室肌(包括室間隔肌)的電激動過程(時間)。

（四）ST段是QRS波群的終點(diǎn)(zhōngdiǎn)到T波開始前的一段平線。代表左、右心室全部除極完畢到復(fù)極開始以前的一段時間。

（五）J點(diǎn)(結(jié)合點(diǎn))QRS波降完畢與ST段開始的一點(diǎn)。代表心室肌已除極完畢。

第八頁，共二十九頁。（六）Q－T間期自QRS波群開始(kāishǐ)到T波終結(jié)的間期。它代表在一個心動周期中，心室肌除極和復(fù)極的全部過程，故又稱電收縮時間。

（七）Q－U間期自QRS波群開始(kāishǐ)到U波終結(jié)之間的時間間隔。

（八）Q－TCQ－T間期隨心率快慢而變化，故常用Q－T間期的校正值，即Q－TC，計算方法為

Q－T測得值

Q－TC＝————————

√R-R

第九頁，共二十九頁。二、心電圖各波產(chǎn)生(chǎnshēng)原理

第十頁，共二十九頁。（一）P波的形成正常心臟的激動來源于竇房結(jié)。竇房結(jié)的激動沿房間、結(jié)間傳導(dǎo)束分別傳至左、右心房及房室交界區(qū)。竇房結(jié)位于右心房上腔靜腔入口處，故激動首先傳至右心房，稍后傳至左心房，相繼引起左、右心房的除極而產(chǎn)生P波。右心房位于右前方，左心房位于左后方，心房的除極順序是：從右心房上部開始(kāishǐ)，繼而是輻射快向右心房下部及左心房擴(kuò)展。因此，心房除極時所產(chǎn)生的電力(可看作一對較強(qiáng)的電偶)先是指向前下方，稍偏右或偏左，隨后轉(zhuǎn)向左后方，當(dāng)兩側(cè)心房除極結(jié)束，除極電力便隨之消失。第十一頁，共二十九頁。綜上所述，心房的除極電力，隨著時間的推移，其方向和大小在一個空間內(nèi)不停地變化著。根據(jù)立體心電向量的研究，P環(huán)開始自上向右下，然后轉(zhuǎn)向左，最終回到零點(diǎn)。心電圖各導(dǎo)聯(lián)中的P波，實(shí)際上是空間P心電向量經(jīng)過兩次投影而形成，空間P心電向量環(huán)先是在三個相互垂直的平面(即額面、水平面、右側(cè)面)上投影，形成三個互不相同的平面P心電向量環(huán)。其中額面P心電向量環(huán)投影在心電圖各肢體導(dǎo)聯(lián)的導(dǎo)聯(lián)軸上，水平面P心電向量環(huán)投影在各胸導(dǎo)聯(lián)的導(dǎo)聯(lián)軸上，形成相應(yīng)的P波。由此不難理解：心電圖各導(dǎo)聯(lián)中的P波的形態(tài)、方向和大小，取決于各導(dǎo)聯(lián)軸與平面P心電向量環(huán)的方向與角度，如方向指心電導(dǎo)(diàndǎo)聯(lián)軸正側(cè)且與導(dǎo)聯(lián)軸平行，P波為正向，且波幅較高；如垂直于導(dǎo)聯(lián)軸，則P波波幅極小或者無P波出現(xiàn)；如方向指向?qū)?lián)軸負(fù)側(cè)，則為負(fù)向P波。

第十二頁，共二十九頁。（二）Ta(TP)波的形成Ta(TP)波是心房復(fù)極波。心房復(fù)極的順序是：先除極的心房肌先復(fù)極，后除極的心房肌后復(fù)極。復(fù)極時產(chǎn)生的一系列電偶為：電穴在前，電源在后，與除極時相反。因此，在同一(tóngyī)導(dǎo)聯(lián)上的Ta波，其方向與P波相反。Ta波振幅很小，又常常重疊在P－R段或QRS波群之中，故一般不易辨認(rèn)。在心動過速時，偶可落在ST段而致其移位。

第十三頁，共二十九頁。（三）QRS波群的形成激動自心房傳至房室交界區(qū)后，其傳導(dǎo)速度驟然減慢，然后通過房室束，左、右束支，迅速下傳至心室。由于左束支在室間隔左側(cè)中部較早分出細(xì)小的分支，故心室除極順序先從左側(cè)室間隔開始，然后迅速向右上、下方擴(kuò)展，此時產(chǎn)生的除極電力指向右前方，偏上或偏下。與此同時，沿右束支下傳的激動使右側(cè)室間隔及心室部也開始除極。以后激動通過左、右束支及其分支以及遍布于心內(nèi)膜下的浦肯野纖維，迅速引起兩側(cè)心室除極，且又幾乎同時自心內(nèi)膜指向心外膜。兩側(cè)心室除極時，由于左心室產(chǎn)生的電力較右室大，故此時其綜合的除極電力指向左前方。右心室壁較左心室壁薄，因此當(dāng)右心室除極終了時，左室壁仍在繼續(xù)除極，且又缺少右心室除極電力的對抗，故其綜合電力更偏左，且較前更大。左心室后底部及室間隔底部是心室壁中最后除極的部分，其除極電力明顯減少，且指向后上方。根據(jù)心電向量的觀念，心室除極的電活動也可用空間主體向量環(huán)來研究，但比P環(huán)更為復(fù)雜，QRS環(huán)先向左前下，然后向左下，最后向左后上回至零點(diǎn)(圖3－11)。心電圖各導(dǎo)聯(lián)中的QRS波群，實(shí)際上是空間QRS心電向量環(huán)經(jīng)過兩次投影而形成，首先QRS心電向量環(huán)在三個相互垂直的平面(即額面、水平面、右側(cè)面)上投影，形成三個互相不相同的平面QRS心電向量環(huán)。其中額面QRS心電向量環(huán)投影在心電圖各肢體導(dǎo)聯(lián)的導(dǎo)聯(lián)軸上，水平面QRS心電向量環(huán)投影在各胸導(dǎo)聯(lián)的導(dǎo)聯(lián)軸上，形成相應(yīng)的波形(bōxínɡ)。心電圖各導(dǎo)聯(lián)中QRS波群的形態(tài)、方向、電壓取決于各導(dǎo)聯(lián)軸與平面QRS心電向量環(huán)的方向與角度。如其方向指向?qū)?lián)軸的正側(cè)，且與導(dǎo)聯(lián)軸傾于平行，則為正向波，且電壓較高，反之則相反。

第十四頁，共二十九頁。圖3－11心室肌除極過程的瞬間(shùnjiān)綜合向量

第十五頁，共二十九頁。第十六頁，共二十九頁。在過去幾十年中，作為心電圖理論基礎(chǔ)心單極觀點(diǎn)曾認(rèn)為：各單極導(dǎo)聯(lián)中QRS波群的形成(xíngchéng)，主要是各導(dǎo)聯(lián)探查電極所“面向”的心室肌的電位影像記錄。故有的學(xué)者將單極導(dǎo)聯(lián)所記錄的QRS波群分為五種基本圖形：右心室圖形；左心室圖形；右心腔圖形；左心圖形；心室后部圖形(圖3－12)。第十七頁，共二十九頁。然而單極導(dǎo)聯(lián)具有“單極性”的觀點(diǎn)，其理論是錯誤的，在臨床心電圖工作中也不能圓滿解釋心電圖的各種變異，甚至造成分析判斷上的錯誤。因此，對心電圖各波圖形形成的原理，應(yīng)徹底糾正(jiūzhèng)單極觀點(diǎn)的片面解釋，而應(yīng)采用更加符合電活動實(shí)際情況的“心電向量”觀念來解釋。

第十八頁，共二十九頁。圖3－12心室(xīnshì)的五中基本圖形

第十九頁，共二十九頁。（四）室壁激動時間VAT系在胸導(dǎo)聯(lián)上QRS綜合波的開始到R波頂點(diǎn)經(jīng)過的時間。一般認(rèn)為它反映的是在導(dǎo)聯(lián)探查電極(diànjí)下激動自心內(nèi)膜傳至心外膜下的時間，因此稱為室壁激動時間，又稱之為“內(nèi)部曲折”或“本位曲折”時間。但探查電極(diànjí)畢竟不是直接放在心肌上，故又稱“類內(nèi)部曲折”或“類本位曲折”時間。

第二十頁，共二十九頁。從心電向量的觀點(diǎn)看，心電圖各波的形成是向量環(huán)在各導(dǎo)聯(lián)上的二次投影圖3－13為水平向量環(huán)在各胸導(dǎo)聯(lián)上的投影。如在V1導(dǎo)聯(lián)上的除極瞬間向量到達(dá)V1探查電極下的a點(diǎn)，但向量環(huán)投射到V1的最大向量在b點(diǎn)。因此(yīncǐ)，VATV1為0～b的經(jīng)過時間，而不是激動到達(dá)探查電極下0～a的時間。同樣，V5導(dǎo)聯(lián)上瞬間向量到達(dá)V5探查電極下時應(yīng)在c點(diǎn)，但向量環(huán)投影到V5導(dǎo)聯(lián)的最大向量在ｄ點(diǎn)，因此(yīncǐ)VATV5為0～ｄ的時間，并不是反應(yīng)激動到達(dá)探查電極下0～c的時間。所以，VAT并不一定反映探查電極下的導(dǎo)聯(lián)心室壁激動時間。但根據(jù)臨床實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，VATV1<0.03s，VATV5<0.05s，仍可作為心室肥大的參考指標(biāo)。

第二十一頁，共二十九頁。圖3－13橫面上QRS向量(xiàngliàng)環(huán)在V1、V5導(dǎo)聯(lián)上的投影

第二十二頁，共二十九頁。（五）T波的形成T波為心室的復(fù)極波，相當(dāng)于心室動作電位曲線中的“3”時相。心室肌的復(fù)極過程與除極過程不同，它不是一個快速的電激動過程，與心臟傳導(dǎo)(chuándǎo)系統(tǒng)無密切聯(lián)系，而是心室肌細(xì)胞內(nèi)外大量的帶電荷的離子進(jìn)行轉(zhuǎn)移的過程，這種帶電荷的離子轉(zhuǎn)移使心肌產(chǎn)生電位改變。前已述及，心肌在激動過程中產(chǎn)生的電力在一個空間里變化著，因此復(fù)極和除極一樣，也可用一個空間心電向量環(huán)——T環(huán)來表示，這個T環(huán)經(jīng)過“兩次投影”，便形成了心電圖上的T波。除極是在瞬間的極劇烈的電位變化，而復(fù)極是相對緩慢的逐步從0mV達(dá)到－90mV，故T波相對圓鈍。第二十三頁，共二十九頁。在單個心肌細(xì)胞電活動中，首先開始除極的部位，最先復(fù)極，這樣必然產(chǎn)生一個與QRS波群相反的T波。然而心室肌的復(fù)極與單個心室肌細(xì)胞的復(fù)極進(jìn)展極不相同。心室肌復(fù)極與傳導(dǎo)系統(tǒng)無關(guān)，而與心肌的溫度差及心肌所承受的壓力差等因素有密切關(guān)系，故晚除極的心外膜下心肌先復(fù)極，然后按順序向心內(nèi)膜進(jìn)行。復(fù)極過程(guòchéng)產(chǎn)生一系列電偶，即電穴在前，電源在后，電偶的方向由心內(nèi)膜指向心外膜，這便與心室肌除極時電偶方向相同，在心電圖上表現(xiàn)為在QRS波群及以該波為主的導(dǎo)聯(lián)上，T波是直立的。

由于右室壁很薄，在復(fù)極過程(guòchéng)中產(chǎn)生的電動力很小，以及室間隔兩側(cè)的復(fù)極電動力相互抵消，所以T波主要由左室壁復(fù)極產(chǎn)生的電動力所形成。

第二十四頁，共二十九頁。（六）U波的形成U波是T波后的一個矮小波。關(guān)于U波的發(fā)生機(jī)制，有人認(rèn)為它代表心肌激動的激后電位；亦有人認(rèn)為它表示浦肯野纖維的動作電位，最近有人提出(tíchū)它可能系乳頭肌的復(fù)極電位。

第二十五頁，共二十九頁。三、心肌細(xì)胞動作電位與心電圖的關(guān)系(guānxì)第二十六頁，共二十九頁。心肌細(xì)胞的動作電位是用細(xì)胞內(nèi)微電極測得的單個心肌細(xì)胞激動時，細(xì)胞膜內(nèi)外電位的時相變化，分為(fēnwéi)“0”時相、“1”時相、“2”時相、“3”時相和“4”時相。以往曾有人認(rèn)為：心肌細(xì)胞動作電位曲線的”0”時相相當(dāng)于心電圖的R波；“1”時相相當(dāng)于J點(diǎn)；“2”時相相當(dāng)于ST段；“3”時相相當(dāng)于T波；“4”時相相當(dāng)于T波后的等電位線。上述看法是不確切的，因?yàn)樾募〖?xì)胞的動作電位曲線表明的只是心肌細(xì)胞在激動過程中

第二十七頁，共二十九頁。細(xì)胞膜內(nèi)外電位的時相變化，說明(shuōmíng)了心肌細(xì)胞生物電流發(fā)生的原理，而體表心電圖則是無數(shù)心肌細(xì)胞依次興奮時在體表測得的電位變化。因此，QRS－T各波段并不等于心室肌細(xì)胞動作電位的“0”－“3”時相。心室肌除極時，首先室間隔除極，占時5～10ms，繼之心尖和左、右室游離壁除極，占時20～30ms，至心室除極60ms時，左室后底部仍有一部分心肌正在除極過程中。整個QRS波群占時約60～80ms，而動作電位的“0”時相僅占時約1～2ms，“1”時相僅占時10ms，QRS波群時間比“0”～“1”時相長得多。因此，心肌動作電位與體表心電圖的關(guān)系僅指兩者在電位變化上有一定的內(nèi)在聯(lián)系。