心電圖是怎么來(lái)的 科技知識(shí)
科技知識(shí) 由小雪供稿醫(yī)院里,檢查病人心臟都要用到心電圖。那么,心電圖到底是怎么來(lái)的呢?
心電圖
公元前4世紀(jì)古希臘學(xué)者亞里士多德就觀察到電鰩在捕食時(shí)先對(duì)水中動(dòng)物施加電擊,使之麻痹。古希臘人、古羅馬人曾用黑電鰩的電擊治療風(fēng)痛、頭痛。但直到18世紀(jì)電學(xué)建立之后,人們才逐步認(rèn)識(shí)動(dòng)物放電的性質(zhì)。1786年,意大利醫(yī)生加爾瓦尼發(fā)現(xiàn),如用兩種金屬組成的回路把新制備的蛙的神經(jīng)肌肉連接起來(lái),馬上會(huì)使肌肉抽搐、抖動(dòng),他指出這是因?yàn)樯窠?jīng)肌肉組織具有內(nèi)在形式的電流。但意大利科學(xué)家伏打認(rèn)為,青蛙腿抖動(dòng)是因?yàn)榻佑|電位差而導(dǎo)致,建立了金屬接觸電動(dòng)勢(shì)理論,從而發(fā)明了能產(chǎn)生穩(wěn)定電流的伏打電池。兩人對(duì)于青蛙腿抖動(dòng)的原因爭(zhēng)執(zhí)了很長(zhǎng)時(shí)間。
1842年,意大利生理學(xué)家馬泰烏奇證明青蛙心臟收縮伴隨有電流,才最終平息了加爾瓦尼與伏打的爭(zhēng)論,也由此發(fā)展出了心臟電生理學(xué)??茖W(xué)家對(duì)于心臟的電活動(dòng)進(jìn)行了長(zhǎng)期的探索。1908年,荷蘭醫(yī)生艾因特霍芬證明了心率、呼吸對(duì)于心電圖的影響,提出心電圖可用于臨床診斷。第二次世界大戰(zhàn)之后,隨著電子儀器的快速發(fā)展,心電圖才在醫(yī)學(xué)上得到大規(guī)模應(yīng)用。
200多年的探索表明,電在生物體內(nèi)普遍存在。生命過程的實(shí)質(zhì)就是電子傳遞過程,特別是能量轉(zhuǎn)換、神經(jīng)傳導(dǎo)、光合作用、呼吸過程均與此有關(guān)。心電圖只是其中最常見的一個(gè)例子。
讓我們從微觀到宏觀來(lái)解釋心電圖的形成過程。心肌細(xì)胞在心臟跳動(dòng)中起到關(guān)鍵作用。它的細(xì)胞膜隔離了細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞外的物質(zhì),細(xì)胞膜上鑲嵌的蛋白質(zhì)能選擇性地通過甚至主動(dòng)搬運(yùn)一些離子,例如鉀離子、鈉離子等,這些離子是帶電荷的。這種通道,蛋白開放或關(guān)閉離子通道是通過蛋白的形狀變化完成的,也就是說(shuō)可以控制是否讓某種離子通過。
由于心肌細(xì)胞膜對(duì)鉀、鈉等不同離子的通透性不同,不同離子在細(xì)胞膜內(nèi)外分布存在差異,細(xì)胞靜息狀態(tài)下,這些帶電離子的分布差異導(dǎo)致膜外的電位比膜內(nèi)高;當(dāng)局部的膜興奮時(shí),通道蛋白對(duì)離子的通透性會(huì)發(fā)生變化,膜內(nèi)外離子重新分布,造成膜外電位比膜內(nèi)低。這種興奮可以沿著細(xì)胞膜傳遞,導(dǎo)致細(xì)胞膜按空間順序興奮,從而電位也按一定的空間順序出現(xiàn)差異并發(fā)生變化。心肌細(xì)胞膜興奮時(shí)經(jīng)一種稱為興奮—收縮耦聯(lián)的機(jī)制,組織內(nèi)部發(fā)生生物化學(xué)變化,將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,從而使肌纖維收縮縮短。
整個(gè)心臟的心肌細(xì)胞的興奮具有時(shí)間性和空間性,從而導(dǎo)致心肌不同步收縮。只有這樣,心臟才能有條不紊地完成泵血功能。心臟興奮性的精確傳導(dǎo)取決于心臟內(nèi)的快傳導(dǎo)纖維。在某一時(shí)刻,心臟的某個(gè)部位處于興奮收縮狀態(tài),其余部位處于舒張狀態(tài),隨著時(shí)間的變化,收縮和舒張的部位也發(fā)生變化。當(dāng)我們把電極安置在體表特定部位(如右臂和左腿)時(shí),可以記錄到反應(yīng)心臟不同部位興奮所表現(xiàn)出電位的總體差異,也就是我們見到的心電圖。
如果心臟內(nèi)部的電位傳導(dǎo)機(jī)制發(fā)生故障,或者心肌某一部分出現(xiàn)損害,這種總體的電位變化規(guī)律就會(huì)發(fā)生改變,體現(xiàn)在心電圖中。因此,心電圖檢查可用于診斷多種心臟的疾病,挽救寶貴的生命。
介紹
心電圖(Electrocardiogram,ECG或者EKG)是利用心電圖機(jī)從體表記錄心臟每一心動(dòng)周期所產(chǎn)生的電活動(dòng)變化圖形的技術(shù)。心電圖是測(cè)量和診斷異常心臟節(jié)律的最好的方法,其是診斷心電傳導(dǎo)組織受損時(shí)心臟的節(jié)律異常以及由于電解質(zhì)平衡失調(diào)引起的心臟節(jié)律的改變。