心電図のしくみと波形：P波・QRS波・T波は何を表すか

※この記事にはPR（アフィリエイトリンク）が含まれます。

前の記事では、電気信号が「洞結節 → 心房 → 房室結節 → ヒス束 → 右脚・左脚 → プルキンエ線維 → 心室」の順に伝わることを整理しました。

この記事では、その電気の流れが、心電図の上でどんな波形になるのかを見ていきます。

心電図は何を記録しているか

心臓の筋肉（心筋）は、電気信号が届くと興奮し、そのあと収縮します。興奮が終わると、心筋は元の状態に戻ります。

• 興奮する： 専門用語では「脱分極」といいます
• 元の状態に戻る： 専門用語では「再分極」といいます

この記事では、必要に応じて「興奮（脱分極）」のように専門用語を併記します。

心電図は、この「興奮」と「元に戻る」ときに生じる電気の変化を、体の表面につけた電極で記録したものです。

記録紙の見方

心電図は、方眼紙のようなマス目のある紙に記録されます。

• 横軸： 時間を表します。右へ進むほど、時間が進みます
• 縦軸： 電気の大きさ（電位）を表します

記録紙には、細い線と太い線が引かれています。細い線で囲まれた小さい四角を「目盛り」、太い線で囲まれた大きい四角を「マス」といいます。1マスの中には、縦横5つずつ、あわせて25の目盛りがあります。

標準的な設定では、目盛りとマスの大きさは次のようになっています。

• 1目盛り（1mm）： 横は0.04秒、縦は0.1mV
• 1マス（5mm）： 横は0.20秒、縦は0.5mV

縦の2マス（10mm）が、1mVにあたります。

波が上を向くか下を向くかは、電気の進む向きで決まります。興奮（脱分極）が電極に近づいてくるときは上向き、遠ざかるときは下向きに記録されます。

正常な心電図の波形

正常な心電図では、1拍ごとに、次のような波形が繰り返されます。

波には、左から順にP・Q・R・S・Tという名前がついています。

P波：心房の興奮（脱分極）

最初に現れる、小さくなだらかな波です。洞結節で生まれた信号が心房に広がり、心房が興奮（脱分極）したことを表します。

PR間隔（PQ間隔）：心房から心室へ伝わるまでの時間

P波の始まりから、QRS波の始まりまでの時間です。信号が心房を伝わり、房室結節を通って、心室に届くまでの時間にあたります。この時間は、QRS波がQ波から始まるとは限らないため、国際的にはPR間隔と呼ばれることが一般的です。日本ではPQ間隔とも呼ばれ、両者は同じ区間を指します。以降は「PR間隔」と書きます。

前の記事で出てきた、房室結節での「少しの遅れ」は、ここに含まれています。

正常では、0.12〜0.20秒（120〜200ミリ秒、3〜5目盛り分）です。

QRS波：心室の興奮（脱分極）

とがった大きな波です。信号がヒス束、右脚・左脚、プルキンエ線維を通って心室全体に広がり、心室が興奮（脱分極）したことを表します。

3つの波には、次の決まりで名前がついています。

• Q波： QRS波のうち、R波より前に現れる下向きの波
• R波： QRS波のうち、最初に現れる上向きの波
• S波： R波のあとに現れる下向きの波

3つの波がすべて見えるとは限りませんが、まとめてQRS波と呼びます。

心室は心房よりも筋肉が多いので、QRS波はP波よりも大きくなります。また、プルキンエ線維が信号を速く伝えるので、QRS波の幅は狭くなります。

QRS波の幅は、通常0.08〜0.10秒程度（2〜2.5目盛り分）です。0.12秒未満（3目盛り分未満）であれば「狭いQRS」とされ、信号が心室へ速く伝わっていると考えられます。

0.10秒は、正常の典型的な上限値のひとつです。正常と異常を分ける絶対的な境界ではないので、境界付近の幅は、ほかの所見と合わせて判断します。幅が0.12秒以上に広がるときは、脚ブロック、心室から始まった興奮、高カリウム血症などの可能性を考えます。

STセグメント：QRS波の終わりからT波の始まりまで

QRS波の終わりから、T波の始まりまでの平らな部分です。「セグメント」は、波と波のあいだの区間という意味です。心室全体が興奮（脱分極）した状態が続いている時期にあたります。

正常では、基線（波のない平らな線）とほぼ同じ高さにあります。STセグメントが基線より上がる「ST上昇」や下がる「ST低下」は、心筋梗塞などで現れる重要な変化です。くわしくは別の記事で扱います。

T波：心室が元の状態に戻る（再分極）

QRS波のあとに現れる、なだらかな波です。興奮した心室が、元の状態に戻る（再分極する）ときの電気の変化を表します。

「近づくと上向き」は、興奮が広がるときの決まりです。元に戻る変化（再分極）では、この決まりが逆になり、近づくと下向きに記録されます。さらに、再分極は興奮とは逆に、心室の外側から内側へ（電極から遠ざかる向きに）進みます。この2つの「逆」が重なるため、T波は多くの場合、QRS波と同じ上向きに記録されます。

もう少しくわしく見てみます。心室の筋肉の細胞は、場所によって元に戻る早さが違います。心室の外側（心外膜側）の細胞は、内側（心内膜側）の細胞よりも活動電位が続く時間が短く、先に元の状態に戻ります。そのため、再分極は外側から内側へ進みます。一方、興奮（脱分極）は内側から外側へ広がります。進む向きは逆ですが、電気の変化の向きも逆なので、心室全体で見た電気の向きは、脱分極とおおむね同じ方向にそろいます。その結果、多くの正常な誘導で、T波はQRS波と同じ向きになります。ただし、すべての誘導で同じ向きになるわけではなく、誘導によってはQRS波と逆向きが正常なこともあります。

QT間隔：心室の興奮の始まりから、元に戻るまで

QRS波の始まりから、T波の終わりまでの時間です。心室が興奮（脱分極）を始めてから、元の状態に戻る（再分極する）までにあたります。

QT間隔は、心拍数によって長さが変わります（心拍数が速いと短く、遅いと長くなります）。そのため、臨床では心拍数で補正した「QTc（補正QT）」を使って評価します。

心房が元に戻るときの波はほとんど見えない

心房が元の状態に戻る（再分極する）ときにも、電気の変化は起きています。この波は「Ta波」と呼ばれます。ただ、電気の変化が小さく、大部分がQRS波やSTセグメントと重なるため、通常の心電図ではほとんど見えません。

刺激伝導系と波形を対応させる

前の記事の流れと、波形を並べてみます。

• 洞結節で生まれた信号が心房筋に広がる（心房筋の興奮＝脱分極） → P波
• 信号が房室結節でゆっくり伝わり、ヒス束・右脚・左脚・プルキンエ線維を通る（電気が小さく、波としては現れない） → PR間隔の中（P波が終わったあとは、平らな部分として見える）
• 信号が心室筋に広がる（心室筋の興奮＝脱分極） → QRS波
• 心室が元の状態に戻る（再分極） → T波

洞結節や刺激伝導系そのものを流れる電気はとても小さいため、体の表面の心電図には波として現れません。心電図に現れるのは、心房筋と心室筋の電気の変化です。

洞結節から始まる正常なリズムを「洞調律」といいます。洞調律で、心房から心室への伝わり方（房室伝導）も正常であれば、P波のあとに必ずQRS波が続き、それが一定のリズムで繰り返されます。このとき、信号が洞結節から正しい順番で伝わっていると、おおむね考えられます。

ただし、この関係は病気によって変わりえます。たとえば、房室ブロックではP波のあとにQRS波が続かないことがあります。心房細動では、P波そのものが見られなくなります。期外収縮（予定より早く出る興奮）では、タイミングの早い波が混ざります。

信号が本当に洞結節から始まっているかを確かめるには、P波の向きなども確認します。これは別の記事で扱います。