唐春平副主任医师
江苏省人民医院 心血管内科
心电图的产生原理可以从心脏的电生理活动、动作电位的传播、体表电场的形成和心电图的记录技术四个方面来解释。心电图是一种通过记录心脏电活动变化,从而反映心脏工作状态的工具。
心脏的电生理活动是心电图产生的基础,主要由起搏细胞和心肌细胞共同完成。窦房结是人体的天然起搏点,产生规律性的电信号,调节心脏的收缩与舒张。这些电信号会沿着特定的传导系统传播,包括窦房结、房室结、希氏束、左右束支及普肯野纤维等结构。心脏的电活动使心肌细胞依次去极化和复极化,从而引发心肌的机械性收缩。
单个心肌细胞的电活动表现为动作电位,其传播机制包括自律性、兴奋性和传导性三个特点。动作电位包括去极化和复极化两个过程:去极化指细胞膜内外电荷分布发生逆转,导致细胞内部变得更加正电性;复极化则是恢复到静息电位状态的过程。这些过程在心脏不同部位的心肌细胞中依次传递,从而在整体上形成心脏的电活动波动。
由于心脏电活动的传播,心脏周围的组织和液体会因其导电性而形成一个动态变化的电场。此时,心脏的电活动相当于一个功能性的“偶极子”,能够在体表产生可检测的电位差。人体组织作为电的良导体,将心脏的电信号以一定的方向向体表传播并扩散开来。体表的电位反映了心脏整体电活动的方向和幅度,这就是心电图信号的来源。
心电图仪是通过金属电极感知体表的电位变化,并将其放大后记录成图的设备。标准的12导联心电图使用多个电极贴敷于不同部位(如四肢和胸部),以获取心脏在不同平面上的电活动信息。每个导联记录的波形代表心脏电活动的不同视角,常见的波形包括P波、QRS波群、T波等,它们分别对应心房去极化、心室去极化与复极化的过程。
心电图的原理揭示了心脏电活动的时空变化规律,是诊断心律失常和其他心脏疾病的重要工具。在日常检查中,应确保电极粘贴位置准确,避免运动或肌肉抖动干扰记录信号。
