心脏电生理与射频消融术马坚张晓星第一节心脏电生理一、心脏电生理解剖1.心肌细胞的类型心脏是一个由心肌组织构成并具有瓣膜结构的空腔器官，是血液循环的动力装置。
组成心脏的心肌细胞并不是同一类型的。
根据它们的组织学特点、电生理特性以及功能上的区别，将其粗略地分为两大类型。
一类是被称为工作细胞的普通心肌细胞，包括心房肌和心室肌，含有丰富的肌原纤维，执行收缩功能。
工作细胞不能自动地产生节律性兴奋，但是可以在外来刺激的作用下产生兴奋，同时具有较弱的传导兴奋的能力。
另一类是被称为自律细胞的特殊分化了的心肌细胞，它们含肌原纤维甚少或完全缺乏，收缩功能已基本丧失。
自律细胞除了具有兴奋性和传导性之外，还具有自动产生节律性兴奋的能力，组成心脏的特殊传导系统。
特殊传导系统是心脏内发生和传播兴奋的组织，起着控制心脏节律性活动的作用。
2.心脏传导系统的组成(1)窦房结：位于上腔静脉和右心耳的界沟内，长约1-2cm，宽0.5cm，主要由P细胞和过渡细胞组成。
P细胞是自律细胞，位于窦房结的中心部分，过渡细胞位于周边部分，不具有自律性，其作用是将P细胞自动产生的兴奋向外传播到心房肌。
窦房结的供血来自窦房结动脉，起自右冠状动脉占55%，起自左冠状动脉占45%。
此外，房支、支气管动脉的分支以及来自左冠状动脉的Kugel动脉也负责窦房结的部分血供。
(2)结间束：即连接窦房结与房室结之间的心房优势传导途径，由部分浦肯野样细胞和普通的心肌细胞并行排列而成。
结间束根据解剖部分可分为上结间束（Bachmann束）、中结间束（Wenckebach束）、下结间束（Thorel束）共三个优势传导途径。
上结间束自房间隔上缘又分为两束，一束左行延伸进入左房间隔，为房间传导的主要束支，另一束下行终止于房室结。
结间束的传导速度远快于普通心肌纤维，并且有抗高血钾的功能。
高血钾时心房肌不再兴奋，窦房结冲动可以沿结间束经过房室结继续下传心室，即所谓窦室传导。
(3)房室交界区：是心脏传导系统中位于心房和心室间相连部位的特殊心肌结构，是心房兴奋传入心室的通道。
房室交界区由三部分组成：房室结的心房扩展部（房结区）、房室结（结区）、及房室束的近侧部（结希区）。
房室交界区的功能包括兴奋的双向传导作用、传导的延搁与过滤作用、以及作为次级起搏点的起搏作用。
房室交界区由房室结动脉、左房后支和房间隔前动脉供血，其中房室结的血供主要来自起源于右冠状动脉中隔支的房室结动脉。
(4)房室束：又称希氏束，起自房室结穿入中央纤维体的穿部，走行于室间隔肌部与中央纤维体之间（未分叉部），最后在室间隔膜部开始分为左右束支（分叉部）。
房室束是传导系统中心房与心室冲动的唯一重要通路，全长约10-20mm，临床上可以通过放置导管电极记录到特殊的电位图，即希氏束电图。
(5)左束支系统：左束支总干自房室束发出后分为较大的后分支和较小的前分支，后分支和前分支在中间隔区连接在一起，形成左间隔分支。
左前分支由前降支的穿隔支供血，左后分支由右冠脉的后降支和左冠脉的左室后支双重供血。
急性心肌梗塞时如果出现左后分支或左束支阻滞，说明多支血管受累，预后通常不佳。
(6)右束支系统：右束支自房室束发出后沿室间隔下行，分为三段各自供应前乳头肌、右心室游离壁、右心室下间隔表层。
右束支形状较为细长，在室间隔膜部下方与左前分支紧密相连，二者常同时受损，形成临床常见的右束支与左前分支双束支阻滞。
右束支的血供来自左前降支的第一穿隔支，故急性前壁心肌梗塞时可以合并右束支传导阻滞。
(7)浦肯野纤维网：是左右束支的最后分支，在心内膜下交织成心内膜下网，并垂直向心外膜延伸，深入心室肌构成心肌内网，最终与心肌细胞相连接。
一条浦肯野纤维可以兴奋数以千计的心肌纤维。
(8)常见的传导系统变异：1)房室交界区双径路：房室交界区的传导可以出现纵向分离的双径路或多径路，各条径路的传导速度和不应期不尽相同，是房室交界区折返性心动过速的解剖基础。
2)Kent束：又称房室旁束，于1893年由Kent率先报道，为直接连接于心房肌和心室肌之间的一股心肌纤维。
该束起源于房室环附近的心房肌，可以位于左、右房室环的任何部位，经过房室环的浅面，终止于心室肌。
Kent束是WPW综合征的解剖生理基础，临床上可以应用外科手术切断、射频消融、电消融等阻断该束，从而治愈房室折返性室上性心动过速。
3)James束：后结间束的大部分纤维和前中结间束的小部分纤维可绕过房室结右侧面，终止于结的下部或房室束的近侧部，构成旁路纤维，分别称为房结旁路和房希旁路，于1931年由James首次提出。
这些James旁路纤维由于不经过房室结的延搁，可使P-R间期缩短，但QRS波群正常。
曾认为是LGL综合征的解剖生理学基础，目前发现该纤维束在正常心脏中普遍存在。
4)Mahaim纤维：曾认为是由房室结与右室心内膜之间的连接纤维（结室纤维），或房室结与右束支之间的连接纤维（结束纤维），但目前认为多数Mahaim纤维还是右房游离壁与右束支远端之间的连接纤维。
它途径三尖瓣环，呈前向递减性传导，心动过速发作时呈左束支传导阻滞图形的宽QRS波心动过速。
二、心脏电生理基础1.细胞的兴奋性活的组织或细胞接受刺激后可以表现为不同的反应形式，如肌细胞表现为机械收缩，腺细胞表现为分泌活动等。
些因接受刺激后所引起的反应统称为兴奋，能够接受外来刺激并表现出反应的细胞或组织被称为可兴奋细胞或可兴奋组织。
可兴奋细胞或可兴奋组织对外界刺激发生反应的能力，即细胞或组织的兴奋性。
各种可兴奋细胞处于兴奋状态时，虽然有不同的外部表现形式，但它们都有一个共同的、最先出现的反应，就是受刺激处的细胞膜两侧出现一个由细胞本身产生的特殊形式的电变化，即可兴奋细胞的动作电位。
而这些细胞所表现的其他外部反应，如机械收缩或分泌活动等，都是由细胞膜的动作电位进一步触发和引起的。
具有兴奋性的组织和细胞，并不对任何程度的刺激都能表现兴奋或出现动作电位。
刺激要引起组织细胞发生兴奋，必须要在刺激的强度、刺激的持续时间以及刺激强度对于时间的变化率三个参数同时达到或超过某一临界值。
这三个参数对于引起某一组织或细胞的兴奋并不是一个固定数值，三者之间存在着相互影响的关系。
如果将刺激的持续时间和强度-时间变化率固定在某一数值，那么能够引起组织兴奋，产生动作电位所需要的最小刺激强度即称为阈强度或阈刺激，简称阈值。
阈值作为衡量组织兴奋性高低的指标，强度小于阈值的刺激称为阈下刺激，阈下刺激可以在刺激局部产生小范围的电位活动，但不能引起整个细胞或组织的兴奋或动作电位。
2.细胞的生物电现象机体内的各种组织和器官表现出多种形式的功能，其根本机制在于以细胞为单位产生的，起源自细胞水平的生物电现象。
生物电现象产生的基础，是细胞膜两侧带电离子的不均衡分布和选择性离子跨膜转运。
生物电现象的两种主要表现形式，是细胞在安静时具有的静息电位和受到刺激时产生的动作电位。
3.细胞的静息电位细胞的静息电位，是指细胞未受刺激时存在于细胞膜内外两侧的电位差。
因为这一电位差是存在于安静细胞的表面膜两侧的，故称跨膜静息电位，简称为静息电位。
绝大多数细胞的静息电位都表现为膜内较膜外为负，如果规定膜外电位为0，则膜内电位大都在-10~-100mV之间，哺乳动物的肌肉和神经细胞的静息电位为-70~-90mV。
静息电位存在时，细胞膜两侧保持的内负外正状态称为膜的极化，当静息电位的数值向着膜内负值加大的方向变化时，称作膜的超极化。
细胞膜上各种离子通道对带电荷的阴阳离子具有不同的通透性，以及细胞膜上各种离子泵的作用，造成了细胞膜内外各种离子的不均匀分布。
静息状态下细胞膜主要对钾离子有通透性，膜内钾离子浓度约为膜外钾离子浓度的30倍。
带有正电荷的钾离子顺浓度梯度由膜内向膜外流动，而膜内带负电荷的蛋白质大分子却不能随之移出细胞，于是随着钾离子的移出，使膜内电位下降变负而膜外电位上升为正。
这种内负外正的电场力将对钾离子的继续外移起阻碍作用，直到膜内外的钾离子浓度差（化学梯度）与钾离子外流形成的电位差（电位梯度）两种相互拮抗的力量相等，达到“电-化学平衡”时，钾离子的跨膜净移动停止，膜内外电位差达到相对稳定的状态，即钾离子的平衡电位。
静息电位的产生主要是由于钾离子平衡电位的存在。
静息电位的大小主要取决于膜对钾离子的通透性和膜内外钾离子的浓度差。
当膜对钾离子的通透性降低或膜内外钾离子浓度差减少时，均可使静息电位变小，反之则可使静息电位增大。
4.细胞的动作电位细胞的动作电位，是指可兴奋细胞处于兴奋状态时，在接受刺激处的细胞膜两侧出现的一个由细胞本身所产生的特殊形式的电变化。
动作电位的全程包括膜内电位向负值减少的方向变化的去极化或除极化，以及去极化后细胞再恢复为安静时极化状态的复极化。
去极化时膜内的电位可以由原来的内负外正暂时变为内正外负，膜内电位上升支超过零位线以上的部分，被称为超射值。
静息状态下细胞膜上的钠离子通道关闭，细胞膜外的钠离子浓度约是细胞膜内钠离子浓度的20倍。
当处于静息状态的细胞接受到外来刺激后，钠离子慢通道被激活并开放，钠离子通过激活的慢通道顺浓度梯度自细胞膜外向膜内流动，静息电位升高，细胞去极化。
当去极化超过阈电位的水平时，钠离子快通道被激活开放，细胞膜外的钠离子迅速内流，使膜内电位迅速上升。
由于膜外钠离子较高的浓度势能，钠离子在膜内电位上升至零电位时仍可继续向细胞内移动，直至内移的钠离子在膜内形成的正电位足以阻止钠离子的净移入为止，此时的膜内外电位差达到相对稳定的状态，即钠离子的平衡电位。
与静息电位不同，膜内电位停留在钠离子平衡电位的时间极短，随后很快出现膜内电位向静息时的状态恢复，即复极化，其原因在于细胞膜对钠离子的通透性消失和对钾离子通透性的增大。
5.工作细胞的电位特点心肌的工作细胞主要包括执行心脏收缩功能的心房肌与心室肌细胞。
以心室肌细胞为例，在静息状态下保持细胞膜内负外正的极化状态，膜内电位比膜外约低90mV。
其动作电位的主要特点在于复极过程比较复杂，持续时间较长，动作电位降支与升支很不对称。
通常用0、1、2、3、4分别代表心室肌细胞动作电位和静息电位的各个时期。
(1)除极过程除极过程又称0期。
在适宜的外来刺激作用下，心室肌细胞发生兴奋，膜内电位由静息状态下的-90mV迅速上升到+30mV左右，即肌膜两侧原有的极化状态被消除并呈极化倒转，构成动作电位的升支。
除极相很短暂，仅占1~2ms，而且除极幅度很大，约为120mV，可见，心室肌细胞的除极速度很快，膜电位的最大变化速率可达800-1000V/s。
根据0期除极的速率，将心室肌细胞以及具有同样特征的心肌细胞又称为快反应细胞，其动作电位称为快反应电位，以区别于后述的慢反应细胞与慢反应电位。
(2)复极过程当心室肌细胞除极达到顶峰后，立即开始复极。
