心電圖工作原理的定性分析——通信1201馬哲顏留單心電圖是檢測(cè)和診斷心臟功能的重要儀器。其大致原理是:心臟機(jī)械收縮前，心肌先產(chǎn)生電激動(dòng)。由于人體是個(gè)容積導(dǎo)體，心肌的這種電激動(dòng)相對(duì)人體體表就等效為電矩大小和方向隨心臟跳動(dòng)周期性變化的電偶極子，醫(yī)學(xué)上稱為心電向量．心電向量的電場(chǎng)周期性地變化，使人體各處電勢(shì)隨之周期性地變化。測(cè)量和描記人體體表某兩點(diǎn)問的電勢(shì)差變化波形，就是心電圖。

原理概述

心肌細(xì)胞電勢(shì)差的產(chǎn)生：心肌細(xì)胞在靜息狀態(tài)時(shí)，膜外排列陽(yáng)離子帶正電荷，膜內(nèi)排列同等比例陰離子帶負(fù)電荷，保持平衡的極化狀態(tài)，不產(chǎn)生電位變化。當(dāng)細(xì)胞一端的細(xì)胞膜受到刺激，其通透性發(fā)生改變，使細(xì)胞內(nèi)外正、負(fù)離子的分布發(fā)生逆轉(zhuǎn)，受刺激部位的細(xì)胞膜出現(xiàn)除極化，使該處細(xì)胞膜外正電荷消失而其前面尚未除極的細(xì)胞膜外仍帶正電荷，從而形成一對(duì)電偶。電源（正電荷）在前，電穴（負(fù)電荷）在后，電流自電深流入電穴，并沿著一定的方向迅速擴(kuò)展，直到整個(gè)心肌細(xì)胞除極完畢。此時(shí)心肌細(xì)胞膜內(nèi)帶正電荷，膜外帶負(fù)電荷，稱為除極狀態(tài)。而后，由于細(xì)胞的代謝作用，使細(xì)胞膜又逐漸復(fù)原到極化狀態(tài)，這種恢復(fù)過程稱為復(fù)極過程，復(fù)極與除極先后程序一致，但復(fù)極化的電偶是電穴在前，電源在后，并較緩慢向前推進(jìn)，直至整個(gè)細(xì)胞全部復(fù)極為止。理論分析心臟的結(jié)構(gòu)是一個(gè)立體，它除極時(shí)電偶的方向時(shí)刻在變化，表現(xiàn)在心電圖上，是影響各波向上或向下的主要原因。由于各部心肌的大小、厚薄不同，心臟除極又循一定順序，所以心臟除極中，等效電偶的強(qiáng)度時(shí)刻都在變化。它主要影響心電圖上各波的幅度。人體是一個(gè)容積導(dǎo)體，心臟居人體之中，心臟產(chǎn)生的等效電偶，在人體各部均有它的電位分布。在心動(dòng)周期中，心臟等效電偶的電力強(qiáng)度和方向在不斷地變化著。身體各種的電位也會(huì)隨之而不斷變動(dòng)，從身體任意兩點(diǎn)，通過儀器（心電圖機(jī)）就可以把它描記成曲線，這就是心電圖。

理論分析電偶層：電偶層是由兩個(gè)平行的、相距很近的、帶等值異號(hào)電荷的面組成，兩面一般是彎曲面。如圖所示，兩個(gè)類似橢圓形狀的金屬電極即為電偶層。討論電偶層電場(chǎng)中的電勢(shì)時(shí)，可以把其看成由許許多多平行排列的電偶極子組成。電偶層中每一根法線都相應(yīng)一對(duì)平行面元，若電荷面密度和面元間距分別為和,則每對(duì)電偶極子的電偶極矩為，方向由負(fù)電荷指向正電荷。電偶層層外某點(diǎn)P的電位可以看作無(wú)限