心電圖是記錄心臟電活動的檢查手段,其工作原理基于心臟電生理活動的傳導(dǎo)特性以及生物電信號的檢測與轉(zhuǎn)換。以下從核心原理、技術(shù)實現(xiàn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)三個方面詳細(xì)說明
一、核心原理:心臟的收縮與舒張由心肌細(xì)胞的電活動驅(qū)動,具體過程如下:1靜息電位:心肌細(xì)胞在未興奮時,細(xì)胞膜內(nèi)外存在電位差(內(nèi)負(fù)外正),稱為靜息電位。2動作電位:當(dāng)心臟起搏點(如竇房結(jié))發(fā)出電信號,心肌細(xì)胞發(fā)生去極化(電位反轉(zhuǎn),內(nèi)正外負(fù)),隨后復(fù)極化(恢復(fù)靜息狀態(tài)),這一過程產(chǎn)生的電信號稱為動作電位。3電信號傳導(dǎo):動作電位通過心肌細(xì)胞間的閏盤快速傳導(dǎo),引發(fā)心房和心室依次收縮,形成心臟的泵血功能。4體表電位差:心肌的整體電活動會在身體表面形成微弱的電位差,這一差異可被心電圖機檢測到。
二、技術(shù)實現(xiàn):心電圖機的信號采集與處理:心電圖機通過以下步驟將體表電位差轉(zhuǎn)化為可視波形:1電極連接:在人體特定部位(如手腕、腳踝、胸前)放置電極片,作為信號采集點。常規(guī)導(dǎo)聯(lián)包括肢體導(dǎo)聯(lián)(記錄上下肢間的電位差)和胸導(dǎo)聯(lián)(記錄胸部與肢體間的電位差),共 12 個導(dǎo)聯(lián),可從不同角度反映心臟電活動。2信號放大:體表電位差極其微弱,心電圖機通過放大器將信號放大數(shù)千至數(shù)萬倍,以便后續(xù)處理。3濾波降噪:采用濾波技術(shù)去除干擾信號(如肌肉顫動、呼吸運動、交流電干擾),保留純凈的心臟電信號。4信號轉(zhuǎn)換與記錄:放大后的電信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
三、關(guān)鍵環(huán)節(jié):波形與心臟活動的對應(yīng)關(guān)系:心電圖的波形(如 P 波、QRS 波群、T 波)與心臟電活動的特定階段一一對應(yīng):P 波:反映心房去極化(心房收縮前的電活動)。QRS 波群:反映心室去極化(心室收縮時的電活動),信號幅度較大。T 波:反映心室復(fù)極化(心室舒張時的電活動)。通過分析這些波形的形態(tài)、幅度、間期,可判斷心臟節(jié)律(如竇性心律、心律失常)、心肌缺血、心肌梗死等異常情況。
心電圖的工作原理可概括為:心臟電活動產(chǎn)生生物電流→體表電極采集微弱信號→儀器放大、濾波、轉(zhuǎn)換信號→以波形形式記錄并反映心臟電生理狀態(tài)。其核心是利用生物電傳導(dǎo)特性,通過多導(dǎo)聯(lián)檢測和信號處理,實現(xiàn)對心臟功能的無創(chuàng)評估,是診斷心律失常、心肌缺血、心臟肥大等疾病的基礎(chǔ)工具。(功能檢查科 潘登)
責(zé)編:瘦馬 編審:王輝 終審:盧子璋