心脏电生理基础知识
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心脏的电生理学基础一、心肌细胞的分类心肌细胞按生理功能分为两类:一类为工作细胞,包括心房肌及心室肌,胞浆内含有大量肌原纤维,因而具有收缩功能,主要起机械收缩作用。
除此以外,还具有兴奋性、传导性而无自律性。
另一类为特殊分化的心肌细胞,包括分布在窦房结、房间束与结间束、房室交界、房室束和普肯耶纤维中的一些特殊分化的心肌细胞,胞浆中没有或很少有肌原纤维,因而无收缩功能,主要具有自律性,有自动产生节律的能力,同时具有兴奋性、传导性。
无论工作细胞还是自律细胞,其电生理特性都与细胞上的离子通道活动有关,跨膜离子流决定静息膜电位和动作电位的形成。
根据心肌电生理特性,心肌细胞又可分为快反应细胞和慢反应细胞。
快反应细胞快反应细胞包括心房肌细胞、心室肌细胞和希-普细胞。
其动作电位0相除极由钠电流介导,速度快、振幅大。
快反应细胞的整个APD中有多种内向电流和外向电流参与。
慢反应细胞慢反应细胞包括窦房结和房室结细胞,其动作电位0相除极由L-型钙电流介导,速度慢、振幅小。
慢反应细胞无I k1控制静息膜电位,静息膜电位不稳定、易除极,因此自律性高。
有关两类细胞电生理特性的比较见表1。
表1 快反应细胞和慢反应细胞电生理特性的比较参数快反应细胞慢反应细胞静息电位-80~-95mV -40~-65mV0期去极化电流I Na I Ca0期除极最大速率200~700V/s 1~15V/s超射+20~+40mV -5~+20mV阈电位-60~-75mV -40~-60mV传导速度0.5~4.0m/s 0.02~0.05m/s兴奋性恢复时间3期复极后10~50ms 3期复极后100ms以上4期除极电流I f I k, I Ca, I f二、静息电位的形成静息电位(resting potential, RP)是指安静状态下肌细胞膜两侧的电位差,一般是外正内负。
利用微电极测量膜电位的实验,细胞外的电极是接地的,因此RP是指膜内相对于零的电位值。
心脏的电生理学心脏是人体最重要的器官之一,它承担着泵血的功能,使血液能够循环到全身各个器官和组织,为身体提供所需的氧气和营养物质。
而心脏的正常功能离不开电生理学的控制和调节。
本文将深入探讨心脏的电生理学原理及相关研究。
一、心脏的电活动心脏的电活动是由心脏自身的电生理性质驱动的。
心脏的电活动可以通过心电图(ECG)进行观测和记录。
正常情况下,心脏的电活动包括起搏细胞的自动除极过程、心房和心室的兴奋过程以及心房和心室的收缩过程。
1. 起搏细胞的自动除极过程起搏细胞是心脏中特殊的细胞类型,它具有自律性和传导性。
自律性是指起搏细胞可以自发地生成和传导电信号,而传导性是指起搏细胞能够将电信号传导给心脏的其他细胞。
在自动除极过程中,起搏细胞的细胞膜电位快速从负值逐渐升高,直到达到阈值,细胞膜电位发生快速反转,形成除极。
2. 心房和心室的兴奋过程心房和心室的兴奋过程是指除极过程后的细胞膜电位迅速升高,达到高峰,然后逐渐恢复。
这个过程是由电压门控型离子通道的开闭调节所控制的。
其中,钠离子通道的快速开放引起快速上升阶段,而钙离子通道的慢速开放和钾离子通道的慢速关闭则引起缓慢下降阶段。
3. 心房和心室的收缩过程心脏的收缩过程受到细胞内钙离子浓度的调节。
当细胞内钙离子浓度增加时,钙离子与肌凝蛋白结合,促使肌纤维产生收缩。
收缩过程随之产生的张力将使心脏的血液推向全身。
二、心脏电活动的调节与心律失常心脏电活动的调节涉及多种离子通道和离子泵的调节作用。
其中,钠离子、钾离子和钙离子是调控心脏电活动的主要离子。
当这些离子通道和泵的功能出现异常时,就会导致心律失常的发生。
心律失常是指心脏的节律发生改变,包括心搏过缓、心搏过速、早搏和心房颤动等。
心律失常可以由多种原因引起,如心肌缺血、药物毒性、电解质紊乱等。
心律失常的发生不仅会影响心脏的有效泵血功能,还可能导致血液循环不畅,引发心脑血管意外等严重后果。
三、心脏电生理学的研究及应用心脏电生理学的研究与应用为心脏病的诊断和治疗提供了重要的手段。
心电生理入门资料目录心脏解剖与电传导 (2)基础电生理及心电图 (14)心脏电生理检查 (25)快速型心律失常简介 (34)射频消融原理 (43)导管室构成 (47)电生理相关英文 (49)心脏解剖与电传导心脏解剖与电传导是学习电生理的基石!一、心脏解剖1.心脏的位置心脏位于胸腔纵隔内,2/3在正中线左侧,1/3在正中线右侧。
左右与肺相邻,前对应2-6肋,后对应5-8胸椎。
注:正常情况下,人的心脏呈顺时针转位(足头看),轴向为右后上至左前下。
2.心脏的形态心脏的形态可描述为一尖(心尖)、一底(心底)、两面(胸肋面和膈面)、三缘(左缘、右缘和下缘)、三沟(冠状沟、前室间沟和后室间沟)。
注:1)一尖:指向左前下方,在第5肋间隙、左锁骨中线内侧1~2cm处可触及心尖的搏动。
2)一底:指向右后上方,连有出入心脏的大血管。
3)两面:胸肋面:与胸骨和肋软骨相对;膈面:与膈肌相邻。
4)三缘:左缘:主要由左心室构成;右缘:主要由右心房构成;下缘:主要由右心室和心尖构成。
5)三沟:冠状沟:心脏表面的环形沟,是心房和心室的分界;前室间沟:左、右心室在心前面的分界线;后室间沟:左、右心室在心后面的分界线。
3.心脏的结构心脏有四个腔,分别是左、右心房(LA和RA)和左、右心室(LV和RV)。
心房为薄壁、低压心腔,左右心房之间有房间隔,导管从右心房到左心房需行房间隔穿刺术,经卵圆窝通路进入左心房。
心室为厚壁心腔,输送血液至肺循环和体循环,其左右心室之间有室间隔。
IVC SV1) 右心房接受来自上腔静脉(SVC )、下腔静脉(IVC )和冠状窦(CS )的静脉血,再通过三尖瓣(TV )将血液输送到右心室(RV )。
上腔静脉(SVC ,Superior Vena Cava ):收集头、颈和上肢的血液进入右心房下腔静脉(IVC ,Inferior Vena Cava ):收集足、下肢和脏器的血液进入右心房冠状窦(CS ,Coronary Sinus ):位于心后面的冠状沟内,左侧起点是心大静脉和心房斜静脉注入处,起始处有静脉窦,右侧终端是冠状窦口,位于下腔和三尖瓣环之间。
生理学心肌电生理
生理学中心肌电生理主要研究心肌细胞的电活动规律,包括心肌细胞的兴奋性、自律性、传导性和收缩性等。
心肌细胞的电活动是心脏跳动和泵血的基础,对于维持人体正常生理功能至关重要。
心肌细胞在受到刺激时,会产生动作电位,这是心肌细胞兴奋的标志。
动作电位分为0期、1期、2期、3期和4期五个时相,每个时相都有不同的离子通道开放和关闭,从而形成电位的峰值和转折。
心肌细胞的自律性是指心肌细胞在没有外来刺激的情况下,能够自动产生节律性的兴奋和收缩。
自律性的产生依赖于心肌细胞的膜电位和特殊的离子通道。
心肌细胞的传导性是指兴奋在心肌细胞之间的传递速度和传递方向。
传导的速度和方向受到多种因素的影响,包括细胞内外的离子浓度差、细胞膜的通透性和特殊通道的开放状态等。
心肌细胞的收缩性是指心肌细胞在受到刺激时,能够通过兴奋-收缩耦联机制,将电兴奋转化为肌肉的机械收缩,从而推动血液的流动。
总之,心肌电生理是生理学中研究心肌细胞电活动规律的重要领域,对于理解心脏的正常生理功能和疾病的发生机
制具有重要意义。
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在此将心脏电生理检查和RFCA作为一个诊疗整体逐一描述其基本操作步骤。
病人需常规穿刺锁骨下静脉,股静脉,必要时穿动脉,常规放置心内电生理电极导管,最长的为高位右房(HR),HIS束,冠状窦CS,和右室心尖(RV)和射频导管熟称“大头”常规投照体位位左前斜位(LAO)右前斜位(RAO)前后位(AP)和后前位(PA)一、基本操作需知病人选择及术前检查:2002射频消融指南血管穿刺:股静脉、股动脉、颈内静脉、锁骨下静脉心腔置管:HRA、CS、HBE、RVA、LA、PV、LV体表和心脏内电图:HRA、CSd…CSp、HBEd…HBEp、RVA、PV、Abd、Abp 电生理检查:刺激部位:RA、CS、LA、RV、LV刺激方法:S1S1、S1S2、S1S2S3、RS2↓消融靶点定位:激动顺序、起搏、靶标记录、拖带、特殊标测↓消融+消融方式:点消融、线消融能量控制:功率、温度、时间消融终点:电生理基础、心动过速诱发、异常途径阻滞、折返环离断、电隔离、其它二、血管穿刺术经皮血管穿刺是心脏介入诊疗手术的基本操作,而FCA则需要多部血管穿刺。
心动过速的类型或消融方式决定血管刺激的部位。
一般而言,静脉穿刺(右例或双侧)常用於右房、希氏束区、右室、左房及肺静脉置管;颈内静脉或锁骨下静脉穿刺则是右房、右室和冠状静脉窦(窦状窦)置管的途径;股颈脉穿刺是左室和左房的置管途径。
例如房室结折返性心运过速的消融治疗需常规穿刺股静脉(放置HRA、HBE、RVA和消融导管)和颈内或锁骨下静脉(放置CS导管);左侧旁道消融则需穿刺股动脉放置左室消融导管。
三、心腔内置管及同步记录心电信号根据电生理检查和RFCA需要,选择不同的穿刺途径放置心腔导管。
右房导管常用6F4极(极间距0.5~1cm)放置於右房上部,记录局部电图为HRA1,2和HRA3,4图形特点为高大A波,V波较小或不明显。
希氏束导管常用6F4极(极间距0.5~1cm)放置於三尖瓣膈瓣上缘,记录局部电图为HBE1,2和HBE3,4,HBE1,2的H波高大,HBE3,4的A/V≥1,H波清楚。
右房导管常用6F4极(极间距0.5~1cm),放置於右室尖部,局部电图为大V波,无A波。
冠状窦电极可用6F 4极(极间距1cm),但目前常用专用塑形的6F 10极(极间距2-8-2mm)导管,经股静脉、颈内静脉或锁骨下静脉插管易於进入CS,理想位置应将导管最近端电极放置在其口部(CSO),局部电图特点多数病人A>V,少数病人A<V。
左室导管常用7F 4极大头电极,主要同於标测消融,其部位取决於消融的靶点部位。
此外,左房房速、肺静脉肌袖房性心律失常和部分左侧旁道需经股静脉穿刺房间隔放置导管。
以上各部位的局部电图与体表心电图同步记录,心腔内局部电图的滤波范围为30~400Hz。
同步记录由上而下的顺序为体表心电图、HRA、HBE、CS、RVA和消融电极局部电图(Ab)。
部分特殊病例或置入特殊导管(如Hallo导管、laso导管等)需调整记录顺序。
四、心脏程控刺激心脏电生理检查中常选择高位右房和右室尖作为心房和心室的刺激部位,特殊情况下可选择心脏任一部位进行刺激。
程控刺激的主要目的在於评价心脏起搏和传导系统的电生理特征,诱发和终止心动过速。
刺激强度常选择1.5~2.0倍刺激阈(恰好夺获心房或心室的刺激强度)。
常规刺激方法为S1S1增频(递减周期)刺激和S1S2单早搏或多早搏(S1S2S3、S1S2S3S4)刺激。
五、药物试验用於心动过速诊断和评价的药物试验有Atropine、lsoprenaline(异丙肾上腺素)激发试验和ATP(腺苷)抑制试验。
主要用於消融消融前后以评价消融效果。
1.Atropnie试验:多用於PSVT病人,尤其是AVNRT基础电生理检查不能诱发心动过速者。
静脉注射0.02~0.04mg/kg后重复心脏程控刺激以促发心动过速或对比用药前后的电生理变化。
2.Lsoprenaline试验:多用於PSVT和室速病人。
用於促发心动过速和评价消融疗效。
0.5~1mg加入250ml液体内静脉滴注,以心率增加20~40%时心脏程控刺激。
3.ATP试验:用以抑制AVN传导以评价旁道和DAVNP消融效果。
AVNRT病人注射ATP(10~20mg)后可显示AH和PR突然延长以证实DAVNP,而慢径消融后注射ATP可证实消融效果。
旁道(尤其是间隔旁道)消融后在心室起搏心律下注射ATP可根据VA传导是否受抑制而判断室房传导途径是AVN或旁道。
宽QRS心动过速时注射ATP可根据AV或VA阻滞与否及与心动过速的关系确定心动过速的性质。
六、分析心电生理资料对心电生理资料的分析的目的是确定心动过速的性质和消融靶部位。
倒如PSVT病人,分析时应明确心动过速是AVNRT抑或是AVRT,然后确定消融慢径(AVNRT)或旁道(AVRT)。
1.心房程控刺激:分析房室传导和心动过速诱发的特点。
正常房室传导:递减传导性能,即随着S1S1间期或S1S2间期缩短,AH间期逐渐延长;房室旁道前传特点:房室传导间期恒定并伴有心室预激是;AVN双径的表现:随着S1S2间期缩短,AH间期跃增性延长,为AVNRT的电生理基础。
房性心动过速和室性心动过速:与房室传导没有关系。
折返有关:心房刺激、重复性诱发心动过速常提示与折返有关的室上性心动过速。
2.心室程控刺激:分析室房传导和心动过速的诱发特点。
正常室房传导具有递减传导性能:与前传一样,即随S1S1和S1S2间距缩短,VA间期逐渐延长;隐匿性旁道:室房传导间期恒定常提示旁道传导,伴心房激动顺序异常则旁道位於激离型,而心房激动顺序正常则提示旁道位於间隔部。
室房递减传导伴心房激动顺序异常则提示游离至慢旁道。
心室刺激不仅可诱发室性心动过速,也可诱发AVRT、AVNRT和房性心动过速。
与折返有关的心动过速,常有临界性的心室刺激间期。
3.分析心动过速的特点分析心动过速的心腔电图特点是确定心动过速性性质的主要方法。
(1)房室和室房关系:房速可共存不同比例的房室传导,AVNRT可共存2:1房室传导;AVRT仅为1:1房室传导;室性心动过速可共存室房分离。
(2)房波和室波关系:房速A波常位於V波前、AVNRT则A波常与V波重叠;AVRT的 A波常位於V之后;室性心动过速A波和V波无关,或A波位於V 波之后。
(3)心房和心室激动顺序:房性心动过速的心房激动顺序取决於心动过速的部位,越邻近心动过速病灶则心房激动越早。
AVNRT和AVRT心房均为逆向传传激动,而AVNRT心房激动顺序类同正常室房传导,但A波重叠於V波以至难以分析。
AVRT为旁道逆传,其心房激动顺序取决旁道部位。
宽QRS波心动过速时呈典型的左、右束支阻滞常提示PSVT伴功能性束支阻滞或特发性室速,QRS 波呈完全性心室预激形多提示逆向型AVRT或房扑伴旁道前传。
(4)心房预激:对有1:1房室和/或室房关系的心动过速,心房预激现象是确定室房途径为旁道的可靠方法。
心动过速时以H波同步刺激心室,观察A 波是否提前激动,即AAS间期是否缩短(>30ms)。
与H波同步刺激心室时,其逆传激动恰遇希氏束的不应期而不能逆传至心房,如引起心房激动则只能通过旁道逆传。
(5)对ATP的反应:心动过速时静脉注射ATP10~20mg,观察心动过速的房室或室房关系是确定心动过速性质的重要方法。
ATP常使AVRT、AVNRT及部分房速终止。
室速病人应用ATP后可出现室房分离,部分房速则出现房室阻滞。
七、确定消融的靶部位根据电生理检查确定心动过速性质后,选择心动过速的关键部位为消融的靶部位。
AVNRT和AVRT分别消融慢径和旁道,即慢径和旁道是靶部位。
房扑则以峡部为靶部位,与肺静脉肌袖有关的房性心律失常则应消融电隔离相关肺静脉口部。
与手术疤痕或梗死疤痕有关的心动过速应采用更复杂的标测消融该区域。
局灶性房速和室速,则直接消融心动过速的起源点。
八、消融能量控制—温控大头消融能量常以功率或温度控制。
有效损伤靶部位的能量常为20~50W×60~90秒,或50℃~60℃连续放电60~90秒。
目前越来越多的采用温度控制能量输出。
九、消融终点1.心动过速终止和不能诱发再诱发消融中心动过速终止和消融后心动过速不能诱发几乎是所有心动过速消融有效的指标之一,尤其是房速和室速。
2.靶部位传导阻滞消融后靶部位传导阻滞是消融有效的客观指标。
如AVNRT的慢径阻滞,AVRT的旁道阻断,房扑的狭部阻滞等。
3.电隔离消融造成局部(邻近心动过速灶)的电隔离是部分心动过速的治疗终点。
例如与静脉袖有关的房性心律失常,已往直接消融肺静脉不仅疗效低,复发率高,而且并发症较多,而“环状”电隔离相关肺静脉口部,即能达到安全有效消融的目的。
4.药物试验评价消融疗效的药物试验主要有异丙肾上腺素试验和ATP试验。
心脏电生理检查基础详细的EPS检查是射频消融手术成功的重要保证,尤其是对于刚刚开展射频消融术的心内科医生来说就更重要子,一步一步做,不去抢时间,只有这样才能保证心律失常诊断的准确性,并且最好至少放三根标测电极。
然而,由于国情的原因,为了替患者省钱,目前国内许多医生用二根电极就搞定(一根CS 电极,一根HRA和RVA电极)了,甚至许多经验丰富的医生有时在单导管的情况下也可以解决一些显性旁道,当然,术后检测还是需要再加一根电极的。
对于刚开展的医生,我觉得最好还是用三根标测电极的好,有一条HIS电极,对于诊断及鉴别诊断帮助非常大,尤其是在不能确定是否是旁道还是房室结折返性心动过速时。
此外,对于CS电极,目前主要是四极的十极,其中十极的是专门的CS电极,十极的CS电极有它的优点,对于左侧旁道不能确定是游离壁还是间隔部的时候,十极的CS电极就比较好判断了,而四极的就较难判断,尤其是对初学者来说。
但是十极的CS电极也有它的缺点,它的前端比较软(减少损伤冠状窦静脉的机会),有时候放入冠状窦静脉比较困难,或者总是进入某一个分支静脉,位置过浅,从而导致误诊右侧旁道为左侧旁道,即使在经验丰富的电生理中心,仍然会出现这种情况,对于刚刚开展的医生来说就更加容易误诊。
而四极电极比较硬,有可能增加心包填塞的风险,但对于十极CS电极不能到位时,换用四极电极有时候常常到位比较理想。