二、 心電圖基礎有關知識
什麼是心電圖？心臟機械性收縮之前，心肌先發生電激動。這種電激動除了使心肌除極復極產生動作電位外，還會傳布全身，使身體不同部位的表面隨著心動週期變化出現不同的電位差。
通過心電圖機把不斷變化的電位差連續描記得出的曲線，就是心電圖。
臨床心電圖學就是把身體不同部位表面間變動著的電位記錄下來，結合其他臨床資料，給以適當解釋，以輔助臨床診斷的一門科學。
注意這裡首先要求的是結合其他臨床資料，給以適當解釋。其次是輔助臨床診斷，不是臨床診斷，不能代替臨床診斷 。所以心電圖診斷需要結合臨床才有其明確意義。
心臟機械性收縮之前發生的電激動就是心肌的週期性的除極與復極所產生的微弱電流----生物電，沒有心肌的週期性除極與復極變化，就沒有電激動，也就沒有心臟的收縮與舒張，更不會有心電圖。所以心電圖醫師要掌握有關心電生理知識，特別要掌握心電圖形成的基本原理。
下面講具體除極、復極、心電向量及心電圖二次成像有關知識講一講。（叫複習也行，因為這些在醫學校學習時已經學過了的。）
（一） 有關心肌細胞電生理知識
電偶的概念：由兩個電量相等，距離很近的正負電荷所組成的乙個電偶，電偶的方向指向電源側，即所謂電源在前，電穴在後。有電偶存在，自然會形成電場。
單個電偶可以形成電場，人體任何部位都存在著電場，所以體表任何兩點間都存在著電位差，也就是一種電場，連線兩點間的連線就是電軸，兩點間的中點就是這個電場的0電位線。
圖2-1 電源電穴與電流方向示意圖
毫無疑問，心肌細胞也是乙個電場。心肌細胞的電變化主要是細胞膜內、外的電位變化，即膜電位變化。膜電位是細胞內、外離子活動的表現。
細胞內的陽離子主要是k+離子，其濃度為細胞外液的30倍左右。陰離子主要為有機物離子。細胞外的陽離子主要為na＋離子，其濃度為細胞內液的15~20倍；ca++為細胞內的20 000倍；陰離子主要為cl-。
正常情況下細胞內外各種離子儘管存在明顯的濃度梯度，卻不能隨意進出。除了細胞膜上的各種離子通道是否開放及開放程度大小影響外，還受細胞內外電場電荷的相互影響。只有在心肌細胞的除極和復極過程中，各種離子才相對明顯的跨膜流動，造成細胞內、外的電位變化，形成動作電位。
1 靜息電位
心肌細胞在靜息狀態下，由於細胞膜對鈉離子的通透性是受條件限制的，而對鉀離子的通透性大，加上細胞內鉀離子濃度比細胞外顯著大（高約30倍），所以鉀離子可以隨濃度梯度大的細胞內流出細胞外，也可以隨電梯度（外正內負），被負離子相吸，進入細胞內。但由於鉀離子是帶正電荷的，鉀離子大量外出，細胞內正負電荷就會失去平衡，所以細胞內的帶負電荷的離子或大分子有機物質就會吸引著帶正電的鉀離子回到細胞內或在細胞膜表面，當達到濃度梯度與電梯度的平行時，細胞膜外是均勻分布一層鉀離子的。這樣在細胞膜外就會保持著帶正電荷狀態，細胞膜內側保持帶負電荷狀態，這種正負電荷穩定的分布細胞內外，形成的包膜電位外正內負的狀態稱極化狀態。
靜息時細胞膜內外電位差稱靜息膜電位。靜息膜電位時細胞膜內外電位差約為－90mv。
圖2-2 靜息電位示意圖
在靜息電位時，正常心肌細胞表面都帶正電荷，所以細胞表面任何兩點間及細胞與細胞間是沒有電位差的，也就沒有形成電偶。這就是形成心電圖的等電位線基礎。
心肌細胞除極化：心肌細胞的極化膜某處受到一定強度的刺激時，如來自竇房結的電激動或病變部位細胞的電激動，細胞膜對離子的通透性突然發生改變，大量帶正電荷的鈉離子進入細胞內，結果細胞膜內迅速由負電位變成正電位，膜外則逐漸變成負電位，即產生電偶和動作電位（細胞膜內外產生的電位變化過程稱動作電位）。心肌細胞這種膜電位由外正內負轉為內正外負的過程稱除極化過程。
圖2-3 細胞除極過程及電位變化示意圖1
除極化時，已除極與未除極的心肌細胞間形成電位差，即形成電偶。其電偶方向與除極方向是一致的。這樣用微電流計分別在心肌兩端記錄其電位差，面對除極方向的探查電極記錄的乙個正向的波，背離除極方向的電極，記錄得乙個負向波。
（見附圖3-b、圖4-c）
圖2-4 細胞除極過程及電位變化示意圖2
除極化結束，未復極化前，心肌細胞外均帶負電荷，細胞間電位差也為0。
3 心肌細胞復極化：除極化後，隨著細胞膜對離子通透性的改變，細胞內的正電位逐漸恢復到靜息膜電位水平，這一過程稱復極化，心肌細胞復極完畢後，又恢復靜息電位，電偶和動作電位消失（附圖5-d、e）。
圖2-5 細胞復極過程及電位變化示意圖
復極化時，也有電偶和電位形成，電偶方向與復極方向相反。復極化完畢，細胞膜表面又恢復到除極前的靜息狀態，心肌細胞間也無電位差，無電偶形成。
4 心肌細胞的除極、復極過程和動作電位：心肌細胞在興奮時所發生除極和復極過程的電位變化稱為動作電位。分為去極化的0相和復極化的1、2和3相。4相為靜息期。
0相（去極化期）：
【1】相（早期快速復極相）：
【2】相（平台期）：
【3】相（快速復極末相）：
【4】相（靜息相）：4 相的開始相當於復極過程完畢，心室舒張期由此開始。
圖2-6 心室肌細胞跨膜電位和離子活動示意圖
前面已經講過心肌細胞受到刺激後會依次發生去極化及復極化過程，即產生電偶和動作電位過程。這個過程是怎麼進行的？這裡通過對這條動作電位曲線的解釋，來理解這個過程。
在靜息狀態下細胞膜外保持著帶正電荷狀態，細胞膜內帶有負電荷狀態，細胞膜內外的電位差約-90mv。
【0】相，叫去極化相：是由於細胞膜受到刺激，細胞膜的通透性發生改變，細胞膜上的na+閘門快速開放，細胞外高濃度的帶正電荷的na+離子沿著濃度梯度快速進入細胞內，使細胞內富餘的負電荷（陰極）不但突然消失，以致逆轉，正電荷超過負電荷，即所謂超射，使細胞內的電位到達0電位以上。
在上面這條動作電位曲線0電位線以上部分，就叫超射部分。一般超射可以達到或接近+30mv。隨後進入復極化過程。復極化過程一般分以下四個時相。
【1】 相早期快速復極相：緊隨其後由於細胞外cl－ 隨之快速進入細胞內，使超射的陽離子被中和掉一部分，這便形成快速復極【1】相，或叫「早期快速復極相」。
在上面這條動作電位曲線公升至最高點後快速回落這段曲線就是【1】相部分.。
【2】 2相平台期：【1】相後各種離子受到各自的閘門控制，保持進出相對平衡，形成乙個相對平坦的平台期，即【2】時相期。在這期主要是k+緩慢外出，而ca+也緩慢進入細胞內，兩者所帶的電荷進出量幾乎相等，所以膜內外的電位差在較長時間段內相對平衡。
在上面這條曲線標誌2這段相對平坦，處於0電位上下部分就是【2】時相平台期
【3】 相快速復極末相：隨後快鉀離子通道開放，k+離子沿著濃度梯度迅速外出，使細胞內的帶正電荷的陽離子濃度迅速降低，以致細胞內有恢復到-90度水平。這就是快速復極末相【3】相。
又稱復極相。
在上面這條曲線標誌3這段電位快速降低到達-90mv水平這段曲線是快速復極末相【3】相
【4】 相，即靜息電位相：此期，細胞膜內外，電位基本保持靜息電位水平，但這時由於細胞內na+、、、k+ 、ca+並沒有恢復到靜息電位水平，要靠消耗能量（atp），分別經na+- ca+幫浦、na+- k+幫浦，把多餘的ca+與na+離子幫浦出細胞外，k+吸回細胞內，最後達到靜息電位細胞內外各種離子分布平衡水平。迎接下一次正常的激動過程。
前面說過：沒有心肌的週期性除極與復極變化，就沒有電激動，------更不會有心電圖。心電圖與心肌除極與復極有什麼關係呢？
圖2-7 心肌細胞動作電位變化與心電圖關係示意圖
心肌細胞動作電位變化與心電圖對應關係：一般都認為0相與i相相當qrs時間，2相與st段對應，3相與t波對應，4相相當t-p段。
（二） 心臟的電生理特徵
心臟的心肌具有自律性、興奮性、傳導性、收縮性等電生理特性。這些生理特徵是否正常，與乙個人的生命體徵及生活質量息息相關。心電圖（包括心內心電圖）是反映心臟這些電生理特徵是否正常最重要手段。
故心電圖成為了心血管病無創性檢查最常用手段而被臨床廣泛應用。下面就簡單介紹心臟的這些電生理特性。
1、自律性
心臟在沒有外來刺激的情況下，心臟傳導系統的各個部位都可能按照自身的頻率自動產生動作電位，即自發地、規律地產生興奮，簡稱自律性。在心臟傳導系統中，竇房結的自律性最高，正常每分鐘約60～100次。房室結次之，約40～60次/分。
房室結以下部位自律性最低，約20～40次/分。竇房結產生的頻率最高，因此稱為第一級（最高）起搏點，房室結產生的自律性較竇房結弱，故稱為第二級起搏點。其它束支及浦肯野氏纖維，稱為第**起搏點。
由於竇房結的自律性最高，正常情況下，竇房結的發出的激動抑制了其它節律點激動的形成，竇房結的節律自然成為心臟的主導節律。如竇房結的自律性降低，則房室結或其它低階節律點就會替代竇房結節律，產生異位節律。
此外，一些平時正常的心肌組織，可在某些生理或病理因素作用下，產生自律性（早搏或逸搏），或影響正常興奮的傳導，從而使心電圖發生改變。目前認為可產生異位節律的部位已不限於傳導系統、心房、心室肌及某些大血管根部心肌等也會產生自律性，如心房纖顫的異位節律源部分來自肺靜脈根部（所謂肌袖）組織。在該處作射頻消溶可使反**作的房顫轉復而痊癒。
2、興奮性
心臟（心肌）的興奮性是指心臟受到刺激後能發生電生理變化和機械性收縮的特性，也叫應激性。其特點是當刺激達到興奮閾值以上時，不論刺激大小，其心肌收縮都是最大的。
心肌接受刺激時，心肌產生興奮。其心肌興奮時呈週期性的。心肌一次興奮至下次心肌興奮這個心動週期內心肌的興奮性是不同的，一般乙個心動週期可分為反應期與不應期（反拗期），後者又分為絕對不應期、相對不應期。
心肌只在反應期與相對不應期才對刺激產生反應。在絕對不應期向相對不應期的過渡時期，即在t波頂峰前30ms，歷時10-60ms，給予刺激或室性早搏落在此時期（r-on-t）可引起心室顫動，故此期稱為易顫期或易損期。臨床上進行電擊復律時應避免落在易顫期上，以免引起心室顫動。
超常期是在復極化基本完成，膜電位由-80mv到-90mv這一短時間稱為超常期或超常興奮期。在該期內膜電位更接近閾電位，引起興奮所需的閾刺激比正常小，即興奮性較高。但此期間由於快鈉通道尚未完全恢復，所產生的動作電位速度和幅度較正常小，傳導速度較正常慢。
超常期在體表心電圖上相當t波末了u波的時間。
幾個概念：心房易顫期相當於r波下降支和位於s波時間；心室易顫期在t波公升支到達頂峰前30ms內，歷時10-60ms；有效不應期是指從除極開始到復極化約-60ms的時間，包括絕對不應期與侷限性興奮期。
公共基礎第21講講義
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運籌學練習2 1
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