电生理学基本知识与技术
心脏电生理基础知识
心脏电生理基础知识心脏，作为我们身体中最为重要的器官之一，其正常的功能对于维持生命活动至关重要。
而心脏电生理，就是研究心脏的电活动规律和机制的一门科学。
了解心脏电生理基础知识，有助于我们更好地理解心脏的工作原理，以及诊断和治疗各种心脏疾病。
心脏的电活动是由一系列特殊的心肌细胞产生和传导的。
这些心肌细胞具有自律性、兴奋性和传导性等电生理特性。
首先，我们来谈谈心肌细胞的自律性。
自律性是指心肌细胞在没有外来刺激的情况下，能够自动地产生节律性兴奋的特性。
在心脏中，窦房结的自律性最高，它就像一个“总司令”，主导着整个心脏的节律。
正常情况下，窦房结每分钟发出 60 100 次的冲动，从而控制着心脏的跳动频率。
接下来是兴奋性。
心肌细胞的兴奋性是指心肌细胞受到刺激时产生兴奋的能力。
心肌细胞在一次兴奋过程中，其兴奋性会发生周期性的变化。
在绝对不应期，无论给予多强的刺激，心肌细胞都不能产生兴奋。
相对不应期时，心肌细胞的兴奋性逐渐恢复，但需要较强的刺激才能引起兴奋。
超常期则是心肌细胞的兴奋性高于正常水平。
再来说说传导性。
心脏的电活动能够有序地传遍整个心脏，这要归功于心肌细胞的传导性。
窦房结产生的冲动通过心房肌传导到房室交界，然后经过房室束及其分支传到心室肌。
不同部位的心肌细胞传导速度有所不同，浦肯野纤维的传导速度最快，这有助于保证心脏的同步收缩。
心脏的电活动可以通过心电图（ECG）来记录和观察。
心电图是一种无创的检查方法，它能够反映心脏的电活动情况。
正常的心电图包括 P 波、QRS 波群和 T 波。
P 波代表心房的去极化，QRS 波群代表心室的去极化，T 波代表心室的复极化。
心律失常是心脏电生理异常的常见表现。
心律失常可以分为心动过速、心动过缓、早搏、心房颤动、心室颤动等多种类型。
心动过速是指心跳速度过快，常见的有窦性心动过速、室上性心动过速和室性心动过速。
心动过缓则是心跳过慢，如窦性心动过缓、房室传导阻滞等。
早搏是指心脏过早地发生搏动，包括房性早搏和室性早搏。
电生理基础知识
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）LAO 下两个瓣环的大概位置注意CS 电极的形状RAO下4个电极的位置正位AP注意一下脊柱的位置和电极弧度的变化上两图为RAO、下为LAO分别显示了环肺标测电极分别进入左上LSPV、右上RSPV、左下LIPV、右下RIPV肺静脉的情况心律失常的射频消融已经从原来的二维观察过度到现在的三维重建，目前三维的的操作界面有两种，一种为圣犹达的Ensite 3000系统分NavX和Array ，NavX 系统为接触式标测，Array 为非接触式标测，就是熟称的“球囊”再有一种就是强生的“CARTO"介绍一下Ensite 3000指导下的常见消融这是该系统的电极贴片Ensite系统采用的是贴片定位技术，分六块贴片，前后、左右、头颈后部，和左大腿内侧中间的是一个计时模块，一旦激活计时模块，系统便倒计时18小时。
这是ensite系统的组成，想有些同道在导管室已经见过了，但还是给大家看一下以房颤消融AF为例简要说明一下，第一步，导管进入心腔后由于AF需要穿房间隔，待穿刺后激活系统，系统可以显示导管在心腔内的位置，注意，图中一个长的是放在CS的冠状窦电极，一个是在心房4极电极这是用导管在建立左心房模型，导管到过的位置就可以被记录下来，这样可以用导管在心腔内勾画一个模型，而且是立体的，图中是建的左房，因为房颤要打左房和肺静脉也可以让患者先做一个心脏CT造影，然后将CT导入改系统，先用导管建模，建完后和CT的三维成像融合，下面就是这个过程这是用导管建的左房和左上和左下肺静脉的过程，图中是在进行左下肺静脉的修模，注意，下面那个是CS 电极做参考同体位下可任意转动体位，看见肺静脉和左房的交界口，做房颤消融肺静脉的定口非常重要，图中是个头位，注意看肺静脉和心房的交界处这是建完模后的左房这是网格图这是导管建模和CT融合后的左房，图中是因为正在做房颤消融后的房速的激动顺序标测，看起来眼花，实际看以从颜色看出哪里最早，图中有个大头的影子，注意看，做完了比这个要好看得多这个费用比较高，一台AF下来要5-6万RMB五六万算便宜了，我们这用CARTO，得八万多详细的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。
电生理课个人总结
电生理课个人总结引言电生理学是生物医学工程领域中的一门重要学科，研究生物体内的电流传导、细胞膜电位以及神经和心脏电活动等等。
本文将对我在电生理课程中所学到的知识进行总结和回顾，并探讨其在生物医学工程领域的应用。
电生理的基础概念1. 细胞膜电位细胞膜电位是指细胞质与细胞外液之间的电位差。
在静息状态下，细胞内质膜相对于细胞外液带负电位，约为-70毫伏。
这种负电位使细胞膜对离子的通透性发生变化，进而控制细胞内外离子的平衡和电活动。
2. 神经元动作电位神经元是电生理研究的重要对象之一，神经元的传导是通过动作电位来实现的。
动作电位是指神经元膜电位在被激发后发生瞬时变化，并随之产生一系列生物电活动，通常具有快速上升和下降的特点。
动作电位的产生主要受到细胞质中离子通道的控制，其传导速度和幅度可由不同离子通道的开放和关闭程度来调节。
3. 心脏电活动电生理学在研究心脏电活动方面发挥了重要作用。
心脏是由心肌细胞构成的，心肌细胞具有自身起搏和传导的能力。
心脏电活动主要通过传导系统来进行，其中包括窦房结、房室结、希氏束和浦肯野纤维等。
正常的心脏电活动可以通过心电图等工具进行监测和分析，从而判断心脏的正常功能和异常情况。
电生理在生物医学工程中的应用1. 生物电信号采集与分析生物电信号采集与分析是电生理学在生物医学工程中的重要应用之一。
通过使用生物电传感器和信号处理技术，可以将生物体内的电信号（如脑电图、心电图等）进行采集和记录，并对其进行分析、识别和解读。
这些信号的分析有助于医学领域对神经系统和心血管系统等的研究，也有助于提高疾病的诊断和治疗水平。
2. 心脏起搏器和除颤器设计心脏起搏器和除颤器是电生理学在生物医学工程领域中的另一个应用领域。
起搏器是一种可以通过电刺激来恢复心脏正常节律的设备，而除颤器则可以通过电击来处理心脏停跳时的紧急情况。
这些设备的设计和研发都离不开电生理学的基础知识，通过研究细胞膜电位和神经元动作电位等电生理参数，可以更好地控制和调节心脏电活动，从而提高设备的效果和安全性。
心电图有关知识点总结
心电图有关知识点总结一、心脏电生理学基础知识1. 心脏的电生理活动人体心脏是由心脏肌肉组织构成，心脏肌细胞具有自律兴奋性、传导性和可兴奋性。
心脏的电生理活动主要包括兴奋传导过程、动作电位的产生和传导，心脏肌肉的收缩与舒张等。
2. 心脏电活动的来源心脏的电活动主要由窦房结、房室结、His束和心室肌细胞四部分组成，并由这些组成传导系统组成心脏的传导系统。
二、心电图的概念和原理1. 心电图的概念心电图是一种用来记录心脏电活动的无创诊断方法。
通过将心脏电活动转化为图形，用以评估心脏的功能及诊断心脏疾病。
通常通过电极将心脏的电信号转化为实时的图像来显示。
2. 心电图的原理心电图的记录原理是利用一定数量的电极粘贴在患者的身体表面，电极感受到的心脏电信号被放大并记录下来。
记录的信号通过一定的仪器转换为图像，并由医生来解读。
三、心电图的图形识别1. 心电图的形态心电图通常由P波、PR间期、QRS波群、ST段和T波组成。
P波代表心房去极化、QRS波代表心室去极化、ST段和T波代表心室收极化。
2. 心电图的基本识别通过观察P波、QRS波和T波的形态、幅度和时间特征，可以初步判断心电图的正常与异常。
3. 心电图的异常波形常见的心电图异常包括ST段抬高或压低、T波倒置、心室颤动等。
这些异常波形通常代表着心脏疾病的存在。
四、心电图的临床应用和诊断意义1. 心电图在心脏疾病诊断中的应用心电图作为一种无创诊断方法，在心脏病的诊断中具有重要的临床意义。
通过心电图可以评估心脏节律的规律性，检测心脏肥大、心肌缺血、心律失常等病变。
2. 心电图在急救中的应用心电图在心脏急救中起着至关重要的作用。
例如，在心脏骤停的急救中，通过心电图可以及时评估心脏活动，判断是否需要进行心肺复苏和除颤。
3. 心电图在心脏病患者的长期监测中的应用对于心脏病患者来说，进行定期的心电图检查可以帮助医生监测疾病的进展情况，及时调整治疗方案。
同时，心电图还可以用于监测心脏瓣膜疾病、心脏电生理异常等。
电生理知识点总结
电生理知识点总结1. 电生理学的基本概念电生理学是研究生物体在电场中产生和传导电流，以及利用电流来调控细胞功能的生理学学科。
电生理学的研究对象包括细胞膜的离子通道、离子泵、细胞内外离子浓度的差异、动作电位等。
电生理学研究的重点在于探索细胞和组织在电流的作用下产生的生物学效应，揭示电刺激对生物体的影响和调控机制。
2. 离子通道的特点和分类离子通道是细胞膜上多种离子的通道蛋白，具有高度的选择性和特异性。
离子通道的开闭状态可以调节细胞内外离子浓度的平衡，影响细胞的电位和电导率，从而控制细胞兴奋性和肌肉收缩等生物学过程。
根据离子传导的特点和作用机制，离子通道可以分为压力门控通道、电压门控通道、配体门控通道和异源门控通道等多种类型。
3. 离子泵的结构和功能离子泵是细胞膜上的一种重要膜蛋白，具有将离子从低浓度转运到高浓度的能力。
离子泵的典型代表包括Na+/K+ ATP酶和Ca2+ ATP酶等。
离子泵通过ATP酶的水解反应，将ATP分解为ADP和磷酸根，从而产生能量来催化离子的运输。
离子泵在维持细胞内外离子平衡、调节细胞内外离子浓度差异和细胞兴奋性等方面起着重要作用。
4. 动作电位的产生和传导动作电位是细胞膜上的一种电信号，是由于细胞膜上的离子通道在受到电刺激后发生开放和关闭而产生的电压变化。
动作电位的产生和传导是神经元和肌肉等可兴奋细胞活动的基础。
动作电位有兴奋性、传导性和波动性等特点，能够快速、一致地传导信号，完成神经冲动的传递和信息处理。
5. 生物体电生理学的应用电生理学在临床医学、药理学、生物技术和生理学研究等领域具有广泛的应用价值。
通过测量心电图、脑电图和肌电图等生物电信号，可以诊断心脏、脑部和肌肉等组织的功能状态和病理情况，指导疾病的治疗和康复。
通过研究离子通道和离子泵的结构和功能，可以探索药物的作用机制和开发新药物，为疾病治疗提供新的思路和方法。
综上所述，电生理学是生物医学领域中一个重要的研究方向，它通过研究细胞和组织在电场作用下的生物学效应，揭示电刺激对生物体的影响和调控机制，为临床医学和生命科学的发展提供了重要的理论基础和技术手段。
电生理知识点总结归纳
电生理知识点总结归纳1. 细胞膜的离子通道细胞膜是细胞与外界环境之间的界面，它具有选择透性，通过离子通道可以控制细胞内外离子的平衡。
离子通道的开闭状态决定了细胞内外离子浓度的变化，进而影响细胞的兴奋性和传导性。
离子通道的开闭受到多种因素的调控，包括电压、化学物质和机械力等。
2. 神经元的兴奋传导神经元是产生和传导电信号的细胞，它们通过突触与其他神经元或靶细胞相连。
在神经元的兴奋传导过程中，离子通道的开闭导致细胞内外离子浓度的变化，从而产生膜电位的变化。
当膜电位超过一定阈值时，神经元将产生动作电位并将其传导至突触传递给下一神经元或靶细胞。
3. 心脏肌细胞的兴奋传导心脏肌细胞是构成心脏的重要组成部分，它们通过兴奋传导系统完成心脏的收缩与舒张。
心脏肌细胞的兴奋传导包括起搏细胞的自发兴奋和传导系统将兴奋传导至心脏肌细胞的过程。
通过调控离子通道的开闭状态，可以调节心脏肌细胞的兴奋性和传导性，从而影响心脏的节律和收缩力度。
4. 离子通道的生物物理特性离子通道是细胞膜上的蛋白质通道，它们具有特定的生物物理特性，包括通透性、选择性、电压依赖性和药物敏感性等。
离子通道的生物物理特性决定了它们对离子的通透性和对各种因素的调控敏感性，进而影响细胞的兴奋性和传导性。
5. 脑电图和心电图脑电图和心电图是电生理学中常用的技术手段，用于记录脑电和心电活动。
脑电图反映了大脑皮质中神经元群体的兴奋性和传导性，心电图反映了心脏肌细胞的兴奋性和传导性。
通过脑电图和心电图可以评估神经系统和心脏系统的功能状态，对于临床诊断和疾病监测具有重要意义。
6. 离子通道的调控与疾病离子通道的异常调控与多种疾病的发生和发展密切相关。
例如，钠通道的突变会导致神经肌肉疾病和心脏疾病，钾通道的失调会导致心律失常等。
针对离子通道的调控可以作为治疗疾病的靶点，针对离子通道的药物也成为了药物研发与治疗的重要领域。
7. 离子泵和电生理学除了离子通道，离子泵也在细胞内外离子平衡中扮演着重要角色。
心脏电生理基础知识
心脏电生理检查及射频消融基本操作知识目前,射频消融术（RFCA)已成为心动过速的主要非药物治疗方法，因此相应的心脏电生理检查实际上是RFCA中的重要部分。
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。
神经电生理__肌电图基础知识
中枢神经系统的反应包括了大脑皮层、脑干、脊髓等
临床常用的诱发电位检查项目
刺激 反应部位
1、SEP 2、BAEP 3、VEP
体感诱发电位 脑干听觉诱发电位 视觉诱发电位
电
本体感觉皮层
声
脑干
光
视觉皮层
4、MEP
5、P300
产生机理、意义、特点
少、小
肌细胞膜 完整性破坏
针电极刺入
多、大
n
周围神经 轴索 中枢 下运动神经元
其它自发性放电 肌强直放电：
强直性肌病的特征电位
m
电位发生机理不明
声音特征： 飞机俯冲样 摩托车启动样
束颤电位： n
下运动神经元
肌细胞 运动神经元
下运动神经元损害早期
纤颤电位、束颤电位同时出现才视为有意义
眶上N 三叉N 刺激 眼 R1、 R2 三叉N主核 中间N元 面N核 面N 眼 轮 轮 匝 R2’ 三叉脊束核 中间 中间N N元 元 面N核 面N 匝 肌 肌 格林巴利综合症 三叉神经压迫性病变 多发性硬化 听神经瘤
应用： 三叉神经痛
糖尿病性周围神经病 Bell麻痹 Wallenberg综合征
神经轴突末梢
腰骶干 全部S ，CO
少突胶质细胞（中枢） 雪旺氏细胞（周围神经）
运动单位
运动神经元
神 经 元
轴索
肌细胞
郎飞氏结
轴突
髓鞘 突触前膜 乙酰胆硷囊泡 突触 终板皱褶 线粒体 末梢
轴突末 梢分支 雪旺氏细胞 终板 肌原纤维
突触后膜皱褶
肌细胞 突触间隙
运动单位
一个脊髓α运动神经元或脑干运动神经元及其所支 配的全部肌纤维所构成的一个功能单位，称为运动 单位。运动单位的大小有很大差别。 小运动单位：利于做精细运动，如眼外肌运动神经 元，只支配6-12根肌纤维。
脑电图基础知识
脑电图在神经科学中的应用拓展
脑疾病诊断
脑电图在脑疾病诊断方面具有重要价值，未来随着脑电图技术的不断创新，其在帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病的诊断和鉴别诊断中的应用将更加广泛。
03
脑电图还可以监测抗癫痫药物对脑电活动的影响，评估治疗效果和调整药物剂量。
意识障碍是指人脑对外界刺激没有反应或反应减弱的状态，如昏迷、植物状态等。
脑电图可以评估意识障碍患者的意识状态、病情演变和预后判断。
通过脑电图监测，可以了解患者大脑的电活动情况，判断意识障碍的程度、持续时间和发展趋势，为制定治疗方案提供依据。
xx年xx月xx日
脑电图基础知识
脑电图简介脑电图基础原理脑电图分析方法和指标脑电图在临床上的应用脑电图的干扰和局限性脑电图未来发展趋势和前景
contents
目录
脑电图简介
01
脑电图（EEG）是一种用于记录和观察大脑电活动的非侵入性技术。通过在头部放置电极，可以测量大脑不同区域的电位差，从而获取脑电活动的信息。
正常脑电图波形包括三相波、正弦波、方波和锐波等。
正常脑电图的幅度范围为20-100μV。
脑电图分析方法和指标
03
脑电图信号的频率分析
脑电图信号的幅度分析
脑电图信号的波形分析
脑电图静态分析
脑电图动态分析
脑电图信号的时间变化
研究脑电图信号在不同时间点上的变化规律。
脑电图信号的空间分布
分析脑电图信号在不同脑区的分布情况。
干扰因素及处理方法
运动干扰
患者的头部运动和肌肉电活动可能干扰脑电图信号。处理方法是在采集时尽量保持头部和身体静止，并使用滤波技术去除肌肉电活动。
临床神经电生理学
α波
θ波
δ波
纺锤波
尖波
棘波
三相波
电极组成
脑电图的记录统一用国际脑电图 标准协会制定的十－二十系统标 准脑电图电极安装法确定记录电 极。
电极安装
电制国
记定际
录了脑
系统电
在精神活动情绪兴奋和睁眼时较多， 称之为活化波型。约6%正常人为β 型 脑电图。
慢波
• 正常成人脑电图一般含有少量低 波幅 θ 波和 δ 波。波幅小于30微 伏。慢波主要见于额、颞部位。
正常成人脑电图的类型
• 常见有α型、 β型、不规则型、趋 同步化关系等
• 波脑电图 α 以节律占优势的脑电图 称型。
• 3、有单个孤立性的特殊病理波。 • 4、过度换气出现高幅δ 波。
三、重度异常
• 1、基本节律高度慢化。一般以 δ 波为主 要调节律。θ 波尚存，α波基本消失。
• 2、脑波频率及波幅波动极大，呈完全失 律性脑电图。
• 3、特殊发作波分成自发或在诱发条件下 长期出现或反复发作。
重度异常64导之一
• 二、锁时关系是诱发电位的一个特征，它指的是 在刺激实施后一个固定的时间里出现相应的电位， 這个电位出現的时间相当稳定。诱发电位就是通 过这种锁时关系用叠加平均的方法诱导纪录下來 的。
脑电图基本知识
脑电图是一段时间内大脑皮质及 神经核团生命活动过程中产生的 生物电形成的脑波的记录结果。
脑波组成
• （2）、尖波。80-200微伏，大于200微伏主 要见于癫痫。在正常小儿睡眠中也可见。
• c. 棘—慢波综合 • d. 尖—慢波综合 • e. 位相波 • f. 高幅失律 • g. 慢波爆发
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19
生物电信号的特性
信号微弱：电压为mV～µV，电流为nA～ pA
频率特性：生物机能信号频率范围很大
大，故在使用生物电极放大器时应选择
适宜的频带
信号源内阻高：包括组织皮肤内阻及细
胞膜电阻等，可达几千乃至数万欧姆
易受其他电信号干扰：① 生物电之间
1. 图中的斜率即为该 通道的电导，若电导为一 常数，I-V关系便呈线性
2. 曲线还表明，不仅 离子流过通道的驱动力不 是E，而且电流为0的电位 是与离子的平衡电位相等 的电位而不是0mV 处。因 电流在此电位改变方向， 故又称反转电位
3. 根据反转电位值可 以判断该通道电流是何种 离子跨膜流动引起的
Relative IOutward current of ATP 2
(n=4)
1
(n=10)
*
(n=6)
(n=7) Hold Potential(mV)
0 -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60
(n=6)
(n=1)
-1
Current-Voltage relationship (I-V Curve)
13
生物膜的电学特性 — [刺激电流与膜电位变化]
刺激电流与膜电位变化
刺激引起兴奋的条件
1. 细胞所处功能状态 2. 有效刺激的三个参数，即强度、时间和强度-时 间变化率 3. 刺激电流的方向，如外向刺激电流使膜去极化， 兴奋性升高；内向刺激电流使膜超极化，兴奋性降低 ，不能引发动作电位。因此，在用微电极技术进行实 验时，应将正电极置于细胞内，或将负电极置于细胞 外
7
生物膜的电学特性 — [膜时间常数]
理论意义与实际应用
1. 生物膜中t的变化很大（神经元约1～20ms），但 经检测，单位表面积的膜电容却较恒定、约10-6F/cm2
2. 不同时间常数反映了不同细胞的Rm的不同，乃至 同一神经元的各个膜区域之间的区别。而Rm的差异又代 表膜离子通道类型、密度和调节方面的特性。总之，膜 时间常数在决定神经元高度复杂的内在电活动，以及细 胞对刺激的反应方面都起着重要作用
3
生物膜的电学特性 — [生物膜的等效电路]
4
生物膜的电学特性 — [膜时间常数]
膜时间常数
刺激与兴奋 矩形脉冲刺激电流引起的膜电位变化
a：纯电阻元件的膜电位 变化与脉冲电流变化同步 b：纯电容元件的膜电位 变化减慢，但保持其起始 斜率 c：含阻容元件的膜电位 呈指数变化：
Vm=I/Cm
5
生物膜的电学特性 — [膜时间常数]
3. 生物机能实验中，多种因素如标本干燥、机械牵 拉等不良刺激都可使Rm增加，影响其电活动及其对刺激 的反应。因而实验中为保持标本机能状态的正常及实验 结果的真实可靠，应尽量避免不良刺激对Rm的影响
8
生物膜的电学特性 — [跨膜离子电流与膜电位变化]
跨膜离子电流与膜电位变化
欧姆定律及其表述
1. 通过某一导体的电流（I）与导体两端的电压 （V或E）成正比，与导体的电阻（R）成反比：
Vm=I/Cm 的原理
1. Cm可减慢电流引起的 膜电位变化，是因此前Cm须 经历充、放电的过程
2. 膜电位变化快慢最终 由时间常数t决定，即t值越 大，Cm充放电流越小、越慢 或电容器两端电压（uc）达 到某一定值所需时间越长
3. 不同的生物膜，t值 大小也不同
6Leabharlann 生物膜的电学特性 — [膜时间常数]
3. 阈刺激所致Na+内流及进一步去极化可在二者间 形成正反馈，这被称为再生性去极化或再生性Na+内流
17
生物膜的电学特性 — [刺激强度与膜电位变化]
动作电位的全或无特性
对很强的去极化刺激发生的主动反应（图示还 表明，刺激强度越大，刺激和AP间的延迟越短）
18
生物膜的电学特性 — [刺激强度与膜电位变化]
神经干或组织受刺激的表现
1. 因不同的细胞兴奋性也不同，且手术操作或离体 条件等都将影响到生物膜的特性，从而引起兴奋所需的 阈强度存在某种差别
2. 对蟾蜍坐骨神经干实施刺激，在最大刺激强度范 围内，神经纤维兴奋的数目会随刺激强度的增加而增加 ；同时，动作电位的叠加还将表现为所记录动作电位幅 度的相应增大，这正是不同的细胞分别具有不同的兴奋 性的表现
电生理学基本知识与技术
朱克刚
（药理学副教授、机能学部主任 兼机能学综合实验室主任）
1
生物膜的电学特性
生物膜的等效电路 膜时间常数 跨膜离子电流与膜电位变化 刺激电流与膜电位变化 刺激强度与膜电位变化
2
生物膜的电学特性 — [生物膜的等效电路]
生物膜的等效电路
生物膜的结构与跨膜信号转导 可兴奋细胞的跨膜电位差与离子的选 择性通透性 跨膜电位差的物理学描述—电阻抗（R） 或膜电阻（Rm) 膜可贮存电荷的物理学描述—电容器 （C）或膜电容（Cm） Rm与Cm的并联关系即膜的等效电路
示波器
大
器
记录仪
(自发、诱发)
22
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功 能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图：
按键
PCBA
开关键
传统机械按键设计要点：
1.合理的选择按键的类型，尽量选择 平头类的按键，以防按键下陷。
2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议 留0.05~0.1mm，以防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计算累积公 差，以防按键手感不良。
4. 时间常数（又称高通滤波）和高频滤波（又称 低通滤波）都是表征RC电路频率响应的参数，其实质 都是滤波
通频道（带宽）
通频道的定义
1. 通频道又称带宽，是放大器选择与直流或交流生 物信号相适应频率范围的技术指标
2. 生物放大器的通频带下限为0、上限最大频率通 常在6kHz以内，这基本能满足机能实验需要
3. 根据所观察生物信号的频率特性,选择相应带宽 可通过调节放大器的“时间常数”和“高频滤波”实现 。如在放大器前、后极之间常设置有低和高频电路
生物电记录方法及原理 — [生物电信号拾取]
生物电信号拾取
信号拾取的定义与记录电极的等效 电路
生
接触电阻
极
检测电极
物
间
电
电
源
阻
接触电阻
参考电极
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生物电记录方法及原理 — [生物电信号拾取]
信号拾取的两个原则
1. 生物电源是欲记录的生物电信号，视其为电源是 因它的电位降落在三个电阻上
2. 仪器记录的信号是极间电阻两端的电位差(电压) 3. 串联电路中，电阻两端电压的大小与电阻大小成 正比。因此，拾取信号的方法与过程应遵循两个原则： 一是力求电极与组织接触良好即尽量减少接触电阻，以 使信号电压主要降落在极间电阻两端，同理两个电极不 能短路、否则极间电阻为0而拾取不到信号；二是制作 电极的材料导电性能要好或极间电阻要低，以使信号电 压主要降落在仪器的输入电阻上，如极间电极由电极电 阻与仪器的输入电阻串联而成
进一步的物理学与生物物理学描述
1. 时间常数是标志RC电路放电的基本参数 2. RC电路中，电路的电压（E）随时间呈指数变化：
E=IR（1-et/t） 3. 由矩形脉冲电流引起的生物膜电位变化：
Vm=ImRm(1-et/t) 4. 公式中e=2.72……为指数系数，t=RC为时间常数 5. 公式表明，膜电位下降到最初值的1/e所需时间 为一个时间常数，即膜电位变化达最终值的63%所需时 间为一个时间常数
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生物膜的电学特性 — [刺激电流与膜电位变化]
外向和内向刺激电流引起的膜电位变化
外向刺激电流与膜电位变化
内向刺激电流与膜电位变化
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生物膜的电学特性 — [刺激电流与膜电位变化]
关于细胞外刺激
+ - r1 r2 - + r1 r2
1.两个电极与神经 接触并通电，正和负 电极处会分别发生超 极化和去极化 2. 应用细胞外双 电极刺激法，应将正 电极置于远离引导电 极一侧、负电极置于 靠近引导电极一侧， 以避免正电极处超极 化引起的阻滞作用（ 阳极阻滞）
I=V/R 2. 电导是电阻的倒数（G=I/R），引入电导概念：
I=gV 或 I=gE 3. 电导概念可更好地描述离子通道允许电流通过 的能力
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生物膜的电学特性 — [跨膜离子电流与膜电位变化]
应用欧姆定律描述跨膜离子电流与膜 电位的关系
1. 离子通道是一种特殊的导体，各种离子经离子 通道的跨膜转运是顺化学梯度的转运，故其产生的电 流的大小（I）既取决于膜电位差（E）及通道的电导 （g），也与该离子的平衡电位（Es）有关：
的相互干扰 ② 50Hz交流电源对记录电
信号的干扰 ③ 电极极化电位的干扰
④ 感应电场及空间电磁波的干扰等
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生物电记录方法及原理
生物信号记录的框架图 生物电信号拾取 生物电信号的放大与记录 诱发生物电现象产生 干扰问题
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生物电记录方法及原理 — [生物信号记录的框架图]
生物信号记录的框架图
放
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生物电记录方法及原理 — [生物电信号的放大与记录]
生物电信号的放大与记录
生物电信号放大和记录的有关方法
放
示波器
大
器
记录仪
(自发、诱发)
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生物电记录方法及原理 — [生物电信号的放大与记录]
关于刺激伪迹
1. 生物电信号的纪录常面临辨认信号真伪的问题 2. 可记录到的干扰信号有许多种，其中之一是刺 激伪迹 3. 在电生理学实验中，当刺激器发出一个刺激脉 冲时，记录电极将同时拾取到一个双向、呈尖脉冲的 电信号，此即刺激伪迹。刺激伪迹可被用来作为一个 时间点。如从刺激伪迹到刺激坐骨神经干而记录到AP ，其时间间隔就是刺激电极处所产生AP传导到记录电 极处所需要的时间 4. 刺激伪迹一般不会干扰有用信号的纪录