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第三节 缓慢性传导性心律失常
第八章 心室预激的心电图诊断
第一节 典型心室预激
第二节 其他心室预激
第九章 心律失常的常见电生理现象
第一节 文氏现象
第二节 折返激动
第三节 隐匿性传导
第十章 心电图读片
第一节 心电图读片一(何方田)
第二节 心电图读片二(叶玲娣)
第三节 心电图读片三(刘晓健)
第一章心脏电生理基础
第一节心肌细胞的生物电现象
一、心肌细胞的分类
根据组织学和生理学特点,可将心肌细胞分为两类。
1、普通心肌细胞包括心房肌和心室肌细胞,含有丰富的肌原纤维,具有兴奋性、传导性和收缩性,但一般不具有自律性。
这类心肌细胞具有稳定的静息电位,主要执行收缩功能,故又称为工作细胞。
2、自律细胞是一类特殊分化的心肌细胞,主要包括P细胞和浦肯野细胞,组成心脏的特殊传导系统。
这类细胞除了具有兴奋性、传导性外,大多没有稳定的静息电位,但可自动产生节律性兴奋,控制整个心脏的节律性活动。
由于很少含或完全不含肌原纤维,基本不具有收缩功能。
二、心肌细胞的跨膜电位及其形成机制
心肌细胞膜内外的离子浓度不同(见表1-1-1),安静状态下细胞膜对不同离子的通透性也不同,这是心肌细胞跨膜电位形成的主要离子基础。
1、静息电位人类心室肌细胞的静息电位为-90mV,其形成机制与静息时细胞膜对不同离子的通透性和离子的跨膜浓度差有关。
在静息状态下心室肌细胞膜上的内向整流Ik1通道开放,其通透性远大于其他离子通道的同透性,因此,K+顺其浓度梯度由膜内向膜外扩散,造成膜内带负电,膜外带正电,从而形成了膜内外的电位差。
这种在静息状态下,心肌细胞膜内外的电位差就称为膜的静息电位。
此时,心肌细胞处于极化状态。
2、动作电位刺激心室肌细胞使其兴奋,膜内外的电位就会发生突然转变,膜内电位由负电位转变为正电位,而膜外则由正电位转变为负电位。
这种膜电位的变化称为动作电位。
通常将心室肌细胞动作电位分为0期、1期、2期、3期、4期五个时相(图1-1-1)。
(1)去极化过程。
心室肌细胞的去极化过程又称动作电位0期。
心室肌细胞在外来刺激作用下,首先引起部分电压门控式Na+通道(INa通道)开放和少量Na+内流,造成细胞膜部分去极化。
当膜电位由静息水平(膜内-90mV)去极化到阈电位水平(膜内-70mV)时,细胞膜上INa通道的开放概率明显增加,于是Na+顺其浓度梯度和电位梯度由膜外快速进入膜内,使细胞膜进一步去极化,膜内电位迅速上升到正电位(+30mV)。
由于这是一种快INa通道,激活的速度很快,开放时间约1ms,当细胞膜去极到0mV左右时,INa通道就开始失活关闭。
所以,0期很短暂,历时仅1~2ms,去极化幅度很大,为120mV。
此期相当于心电图上的R波上升支。
图1-1-1心室肌细胞跨膜动作电位位相及离子变化示意图
(2)复极化过程。
当心室肌细胞去极化达到顶峰时,由于INa通道的失活与关闭,立即开始复极。
但复极过程缓慢,历时200~300ms,包括动作电位的1期、2期、3期三个阶段。
1期:
又称快速复极初期。
此时,快INa通道已经失活,但同时激活一过性外向电流(Ito),从而使膜电位从+30mV迅速复极到0mV,历时约10ms。
Ito通道是在膜电位去极化到-30mV被激活的,Ito的主要离子成分是K+,因此K+负载的Ito是心室肌细胞1期复极化的主要原因。
此期相当于心电图上的R波下降支,1期之末为J点。
0期和1期膜电位的变化速度都很快,在动作电位图形上形成尖峰状,故把0期和1期合称为峰电位。
2期:
又称平台期或缓慢复极期。
在1期复极膜内电位达到0mV左右后,复极化过程变得相当缓慢,在动作电位图形上形成一平台,历时100~150ms,是心室肌细胞动作电位持续时间较长的主要原因。
平台期的形成主要是由于此时外向的延迟整流钾电流(IK)和内向的L型钙电流(ICa-L)同时存在,两者处于平衡状态所致。
此期相当于心电图S-T段。
3期:
又称快速复极末期。
在2期复极末,膜复极速度逐渐加快,延续为3期复极。
在3期,细胞膜复极速度加快,这是由于此时L型钙通道已经失活关闭,内向离子流减弱,而K+通过平台期已经激活的Ik通道外流,且K+外向电流随时间而递增。
到3期末,外向的Ik1电流也增大,进一步加快过程,使膜内电位由0mV左右较快地下降到–90mV,完成复极化过程,历时约100~150ms。
此期相当于心电图上的T波。
从0期去极化开始到3期复极化完毕就是整个动作电位时间。
心室肌细胞的动作电位时间约200~300ms。
相当于心电图上的Q-T间期。
(3)静息期。
又称动作电位4期。
4期是心室肌细胞膜复极化完毕,膜电位恢复至静息电位的时期。
由于在动作电位期间有Na+和Ca2+流入细胞内及K+外流出细胞,因此,此期要通过细胞膜上的Na+-K+泵的主动转运,将3Na+运出细胞外和2K+运回细胞内。
同时通过Na+-Ca2+交换体和Ca2+泵,将Ca2+主动转运出细胞外,以恢复细胞内外各种离子的正常浓度梯度,维持心肌细胞的正常功能。
此期相当于心电图上的T-P(或T-R)段。
而自律细胞如窦房结P细胞的动作电位曲线则大不一样。
对自律细胞而言,动作电位4期称为舒张期。
窦房结P细胞舒张期最大复极电位约为-70mV,当窦房结P细胞4期自动去极化达到阈电位水平(-40mV)时,激活细胞膜上的L型Ca2+通道,Ca2+缓慢的流入细胞内,导致0期去极化,使动作电位缓慢上升至0~+20mV,随即开始复极,但复极化过程分不清1、2期,而是从0期直接进入3期。
这是因为窦房结P细胞膜上很少表达Ito通道和缺乏Ik1通道,其复极主要依赖Ik通道来完成(图1-1-2)
图1-1-2窦房结P细胞4期去极化和动作电位发生示意图
三、心肌细胞的电生理类型
根据动作电位的特征及形成原理,可将心肌细胞分为快反应细胞和慢反应细胞。
1、快反应细胞包括心房肌、心室肌、房室束和浦肯野细胞。
快反应细胞0期去极化主要与快INa通道开放致Na+内流有关。
它们产生的快反应动作电位,其静息电位或最大舒张(复极)电位大(-85mV~-95mV),0期去极化速度快,幅度高。
2、慢反应细胞包括窦房结细胞和房室交界区的细胞。
慢反应细胞0期去极化主要与慢钙通道开放致Ca2+内流有关。
它们形成的慢反应动作电位,其最大舒张电位小(约-60mV~-70mV),0期去极化速度慢,幅度低。
第二节心肌细胞的电生理特性
心肌细胞的生理特性包括电生理特性和机械特性两大特性。
电生理特性包括自动节律性、兴奋性和传导性,这些电生理特性都是以心肌细胞膜的生物电活动为基础。
机械特性即为收缩性,在很大程度上受电生理特性的影响。
一、自动节律性
自动节律性是指心肌细胞在无外来刺激的情况下,能自动发生节律性兴奋的特性,简称自律性。
1、心脏起搏点在生理情况下,心肌的自律性起源于心脏特殊传导系统的自律细胞,不同部位的自律细胞自律性高低不一。
其中窦房结的自律性最高,约为100次/min,房室交接区约50次/min,房室结及其分支约为40次/min,浦肯野细胞自律性最低约为25次/min。
正常情况下,由于窦房结自律性最高,控制了整个心脏的活动,因此窦房结是心脏的正常起搏点,所形成的心跳节律称为窦性心律。
其他自律细胞的自律性较低,通常处于窦房结的控制之下,其本身的自律性并不表现,故称为潜在起搏点。
在某些病理状态下,潜在起搏点控制部分或整个心脏的活动时,就成为异位起搏点。
2、影响自律性的因素
(1)4期自动去极化速度。
4期自动去极化速度快,到达阈电位的时间缩短,则单位时间内发生兴奋的次数多,即自律性高,反之亦然。
4期自动去极化速度为最重要的影响因素。
(2)最大复极电位与阈电位之间的距离。
最大复极电位水平上移,或阈电位下移,均使两者差距缩小,自动去极化到达阈电位水平所需的时间缩短,自律性增高,反之自律性降低。
二、兴奋性
兴奋性是指心肌细胞受适当刺激后产生动作电位的能力。
心肌细胞兴奋性的高低可用刺激阈值的大小来衡量,阈值大表示兴奋性低,阈值小表示兴奋性高。
心脏各部分心肌细胞的兴奋性不同,浦肯野细胞的兴奋性最高,心房肌和心室肌次之,房室结最低。
1、兴奋性的周期变化心肌在每一次兴奋过程中,其膜电位就发生一系列有规律的变化。
在这一过程中,心肌细胞的兴奋性也随着发生相应的周期性改变(见图1-2-1)。
兴奋性的这种周期性变化,使心肌细胞在不同时期内对重复刺激表现出不同的反应能力或特性。
(mV)
图1-2-1心肌细胞兴奋性的周期性变化
(1)有效不应期。
包括绝对不应期与局部反应期。
前者从0期至复极3期-55mV期间,无论用多强的刺激都不引起兴奋(此时Na+通道完全失活);
后者从复极3期-55mV到-60mV,此期若给予强刺激可产生局部去极化,但不产生动作电位。
(2)相对不应期。
从膜电位-60mV到-80mV,用阈上刺激可引起动作电位,主要是Na+通道已部分复活,兴奋性有所恢复,但仍低于正常。
(3)超常期。
从膜电位-80mV到-90mV,此时Na+通道已基本恢复到备用状态,其距阈电位较近,易产生兴奋,所以若给予心肌一个阈下刺激,就可能引起动作电位,表明心肌的兴奋性高于正常,但这时所产生的动作电位幅度较小(因膜电位小),传导亦慢。
(4)易颤期。
在相对不应期的最初阶段,给予相当强度的刺激容易诱发颤动,故这一时期称为易颤期(易损期)。
心室易颤期相当于心电图上T波顶峰前及后0.03—0.04s内。
临床上给予额外刺激或室性期前收缩落在T波顶峰上,即RonT现象,可诱发室性心动过速或心室颤动。
心房易颤期相当于R波降支和S波内。
病理情况下,心房易颤期可延伸至T波内,此时位于T波内的房性期前收缩可诱发心房颤动。
2、影响兴奋性的因素 兴奋产生过程包括静息电位去极化到阈电位水平以及Na+通道(快反应细胞)或Ca2+通道(慢反应细胞)的激活这两个环节。
任何能影响这两个环节的因素均能改变心肌细胞的兴奋性。
(1)静息电位或最大复极电位水平。
静息电位(在自律细胞则为最大复极电位)绝对值增大,距离阈电位的差距就加大,故引起兴奋所需的刺激强度增大,表现为兴奋性降低。
反之,兴奋性增高。
(2)阈电位水平。
阈电位水平上移,则与静息电位或最大复极电位的差距增大,引起兴奋所需的刺激强度增大,兴奋性降低。
反之则增高。
(3)引起0期去极化的离子通道状态。
引起快、慢反应细胞0期去极化的Na+通道和L型Ca2+通道可表现为静息、激活、和失活三种功能状态。
Na+通道(或L型Ca2+通道)是否处于静息状态,是心肌细胞是否具有兴奋性的前提。
而正常静息电位(或最大复极电位)水平又是决定Na+通道(或L型Ca2+通道)能否处于或能否复活到静息状态的关键。
三、传导性
心肌细胞具有传导兴奋的能力,即心肌细胞某处发生的兴奋,能沿细胞膜扩布到整个细胞,并通过闰盘扩布到相邻的心肌细胞,从而引起整块心肌兴奋,这种特性称为传导性。
1、心脏特殊传导系统心脏特殊传导系统是由不同类型的的特殊分化的心肌细胞组成,包括窦房结、结间束、房室交接区、房室束、左右束支及其分支和浦肯野纤维网(见图1-2-2)。
窦房结产生的节律性兴奋通过特殊传导系统扩布到心房肌和心室肌,通过兴奋-收缩耦联。
引起心房和心室的节律性收缩。
图1-2-2心脏特殊传导系统
RA-右心房,RV-右心室,LA-左心房,LV-左心室
(1)窦房结。
位于右心房和上腔静脉连接处,主要含有P细胞和过渡细胞。
P细胞是自律细胞,位于窦房结中心部位。
过渡细胞位于周边部位,不具有自律性,其作用是将P细胞自动产生的兴奋性向外传播到心房肌。
(2)结间传导束。
简称结间束,位于窦房结与房室结之间。
结间束分为前结间束、中结间束和后结间束,其中前结间束又发出房间束到达左心房。
结间束连接房室交接区,但可有许多纤维(Kent束、James束)越过房室结形成旁路。
多年来,人们就是否存在结间传导束一直争论不休,近二十年来的研究也并未能从形态学和细胞学的角度证实心房内确有由特殊传导组织构成的结间传导束存在。
(3)房室交接区。
又称房室结区,主要包括以下三个功能区:
①房结区。
位于心房和结区之间,具有传导性和自律性。
②结区。
即传统意义上的房室结,具有传导性,无自律性。
③结希区。
位于结区与希氏束之间,具有传导性和自律性。
(4)房室束及左右束支。
房室束又称希氏束,走行于室间隔内,在室间隔膜部开始分为左右两支。
右束支较细,分支少,分布于右心室。
左束支较宽呈带状在室间隔左侧上1/3与下2/3交界处分出左前分支、左后分支及左间隔支(60%),分布于左心室。
房室束及左右束支主要含浦肯野细胞。
(5)浦肯野纤维。
是左右束支的最后分支,由于分支很多,形成网状,密布于左右心室的心内膜下,并垂直向心外膜侧延伸,再与普通心室肌细胞相连接,其作用是将心房下传的激动迅速传播到整个心室。
2、心脏内兴奋传播的特点心脏内兴奋传导有两个特点。
(1)房-室延搁。
兴奋从窦房结开始传导到心室外表面为止,整个心内传导时间约为0.22s。
在整个特殊传导系统中,房室交接区激动传导速度较慢,其中尤以结区传导速度最慢,仅0.02m/s,使激动通过房室交接区时延搁的时间较长,称为房-室延搁。
这一延搁具有生理意义,房-室延搁使心室收缩发生于心房收缩完毕之后,因而保证了心室的充盈和射血。
在正常情况下,房室结作为心房激动传入心室的唯一通道,具有心房激动下传心室和心室激动逆传心房的双向传导功能。
(2)心室的同步收缩。
在整个特殊传导系统中,由于浦肯野纤维传导速度最快,可达4m/s,由房室交接区传入心室的激动能沿着浦肯野纤维网迅速传遍左、右心室,保证全部心室肌几乎同步收缩,产生较好的心室射血效果。
3、影响传导性的因素
(1)心肌细胞直径大小。
直径越大,传导速度越快;
直径越小,则传导速度越慢。
(2)0期去极化的速度和幅度。
0期去极化的速度和幅度越大,激动传导的速度也越快。
反之,则越慢。
(3)邻近未兴奋部位膜的兴奋性。
邻近未兴奋部位膜的静息电位(或最大复极电位)与阈电位之间的差距增大时,膜的兴奋性降低,去极化达到阈电位水平所需的时间延长,因此传导速度减慢。
如果邻近未兴奋部位膜上决定0期去极化的离子通道处于失活(有效不应期)或部分失活(相对不应期或超常期),则激动传导受阻或激动传导缓慢。
第二章 心电图基础知识
第一节心电产生原理与心向量概念
一、心肌细胞的除极与复极
静息状态时,细胞膜外排列着一定数量的阳离子,细胞膜内则附着同等数量的阴离子,膜内外保持着一定的电位差,而膜外各点阳离子分布均匀,不产生电位差,也无电流产生,这种状态称为极化状态。
此时探查电极仅记录出一水平线(等电位线)。
当心肌细胞的左侧受到刺激,使细胞膜对离子的通透性发生变化,即开始除极过程。
刚开始除极的一点与其邻近尚未除极部分之间存在电位差,因而有电流产生,形成电偶。
电偶由电源与电穴组成,除极过程犹如一组电偶在沿着心肌细胞膜向前推进,电源在前,电穴在后。
当电源对着探查电极时,描记出向上的波(正向波)。
当除极结束后,细胞膜外排列一层负电荷,膜内排列同等数量的正电荷,心肌细胞处于除极状态。
此时,细胞膜外左右两端无电流产生,探查电极描记的曲线又回到等电位线。
心肌细胞的复极化过程,与除极时的情况恰好相反,复极过程电穴在前,电源在后。
由于电源背离探查电极,故描记出向下的波(负向波)。
复极结束后恢复到极化状态时的细胞膜外显示一层正电荷,膜内附有同等数量的负电荷,细胞膜外没有电位差,探查电极描记的曲线又回到等电位线(图2-1-1、2-1-2)。
图2-1-1单个心肌细胞除极和复极过程所产生的电偶变化
图2-1-2单个心肌细胞的除极和复极过程
对单个心肌细胞而言,先除极的部分先开始复极。
除极和复极的扩展有如一对电偶在移动。
除极时电源在前,电穴在后,除极方向与除极电偶移动的方向相同;
而复极时电源在后,电穴在前,复极方向与复极电偶移动的方向相反。
由于单个心肌细胞除极与复极过程进行的方向相同,但电偶轴方向相反,故复极波与除极波方向相反。
正常心脏的除极与复极和单个心肌细胞的除极与复极的过程是不同的。
心脏的除极自心内膜开始向心外膜扩散,心外膜最后除极。
而复极则是从最后除极的心外膜开始向心内膜扩散,心内膜最后复极。
由于心脏除极与复极过程进行的方向相反,但电偶轴方向相同,所以心室复极波(T波)与除极波(QRS波)主波方向一致(图2-1-3)。
图2-1-3左、右心室外膜面除极与复极
心脏的除极和复极的机制尚未完全明了,传统的观点认为心外膜的温度较心内膜高,导致复极先从温度高的心外膜开始。
而当心室收缩时,心内膜压力高于心外膜,也是导致心外膜先复极的可能原因。
二、心向量的基本概念
心肌细胞除极或复极过程中产生的电力(电偶),除了有一定的方向和极性外,还有大小,这个既有大小又有方向的量称为心向量。
心向量通常用一带箭头的线段(箭矢)表示,箭头的方向反映向量的方向,箭矢的长度反映向量的大小,箭矢前端代表正电荷(电源在前),箭矢尾端代表负电荷(电穴在后),电流的方向由负到正。
1、向量的综合 心脏电活动进行的某个瞬间,必定有许多心肌细胞同时发生除极或复极,产生许多方向各异、大小不同、相对较小的心向量。
如果按力学综合法则可以将它们综合成—个总的心向量。
综合法则如下:
(1)方向相同的向量相加。
(2)方向相反的向量相减。
(3)方向成角度的向量按平行四边形法则综合(图2-1-4)。
最后形成总的综合心向量。
图2-1-4综合向量示意图
2、瞬间综合心向量 心脏是一个立体脏器,在发生电活动的各个瞬间,许多厚薄与位置不相同的心肌细胞同时发生除极或复极。
按照心向量的综合法则,可以将它们综合成该瞬间的一个总的心向量,这个总的心向量就是该瞬间的瞬间综合心向量。
如果把心房、心室除极或复极过程中,产生的许多方向、大小不同的瞬时综合向量综合起来,就形成一个总向量(平均综合心向量),分别称为心房除极向量(P向量)、心室除极向量(QRS向量)和心室复极向量(T向量)。
心房除极的每个瞬间的综合心向量都可用箭头表示,按发生的顺序将箭头顶点移动的轨迹连接起来,就可形成一个空间环状曲线,称为P向量环(图2-1-5)。
将心室除极的每个瞬间综合心向量箭头顶点移动的轨迹连接起来,同样可获得一个空间环状曲线,称为QRS向量环(图2-1-6)。
而将心室复极过程的各瞬间综合向量箭头顶点移动的轨迹连接起来也是一个空间环状曲线,称为T向量环。
图2-1-5P向量环示意图
图2-1-6QRS向量环示意图
第二节心电图各波的形成
一、心电图常用导联
将电极置于体表任何两点,再用导线与心电图机的正负两极相连,就可构成电路,此种连接方式和装置称为导联。
目前临床常用的导联有肢体导联和胸导联。
肢体导联的电极分别置于左上肢、右上肢和左下肢、右下肢。
肢体导联实际上反映肢体与躯干连接部位的电位变化,左右上肢反映左右肩部,而左下肢反映左大腿。
肢体导联属于额面导联,因其反映上下和左右方位的心电变化。
而胸导联属于横面导联,因其反映前后及左右方位的心电变化。
肢体导联进一步又分为双极肢体导联(标准导联)和单极加压肢体导联。
1、标准导联 标准导联是最早采用的导联,是一种双极导联,即测定的为两个电极之间的电位差。
其连接方式分为以下3类。
(1)Ⅰ导联(标准第一导联)。
左上肢连接心电图机导线的正极,右上肢连接负极,所测得电位是两上肢电位之差。
当左上肢的电位高于右上肢,描记出向上的波形。
反之,则
描记出向下的波形。
(2)Ⅱ导联(标准第二导联)。
左下肢接正极,右上肢接负极。
如左下肢电位高于右上肢,描记出向上的波形。
反之,则描记出向下的波形。
(3)Ⅲ导联(标准第三导联)。
左下肢接正极,左上肢接负极。
如左下肢电位高于左上肢,描记出向上的波。
反之,则描记出向下的波。
根据Einthoven方程式I=VL—VR,Ⅱ=VF—VR,Ⅲ=VF—VL。
I+Ⅲ=VL—VR+VF—VL=VF—VR=Ⅱ。
由此可知,I导联的波形,包括P波、QRS波群和T波,加上Ⅲ导联相应波形的代数和应等于Ⅱ导联。
在观察三个标准导联心电图时,比较一下三个导联各波的振幅(一般选用QRS波群)。
如果Ⅱ导联的QRS波群不等于I导联与Ⅲ导联QRS波群的代数和,则说明电极安放有错误或标记错误。
2、加压肢体导联 加压肢体导联为单极导联,所测定的为探查电极所在部位心脏的电位变化。
将双上肢和左下肢三点连接到中心点(中心电端),此中心电端的电位接近于零,可看作无关电极。
将心电图的正极连接探查的肢体,负极与中心电端相连,就构成单极肢体导联,设法将所描记的波形增大50%,就成为加压单极肢体导联(aVR、aVL、aVF)。
(1)加压单极右上肢导联(aVR)。
探查电极置于右上肢,负极与中心电端相连。
(2)加压单极左上肢导联(aVL)。
探查电极置于左上肢,负极与中心电端相连。
(3)加压单极左下肢导联(aVF)。
探查电极置于左下肢,负极与中心电端相连。
在分析心电图时,对比三个加压单极肢体导联波形,如三个导联QRS波群的代数和不等于零,也说明电极安放不当或标记错误。
3、胸导联 将探查电极置于胸壁不同部位,负极与中心电端相连,就构成胸导联。
胸导联也为加压单极导联。
胸导联电极安放的部位如下。
(1)V1导联。
电极置于胸骨右缘第4肋间。
(2)V2导联。
电极置于胸骨左缘第4肋间。
(3)V3导联。
电极置于V2与V4连线的中点。
(4)V4导联。
电极置于第5肋间左锁骨中线上。
(5)V5导联。
电极置于V4导联同一水平左腋前线处。
(6)V6导联。
电极置于V4导联同一水平左腋中线处。
常规心电图采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aVR、aVL、aVF、V1
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