心电图机结构原理

医药器械概论心电图机心电基础知识一、心肌细胞的电活动心脏是人体中血液循环的动力器官。心脏有节律地舒缩，将血液射入动脉及流向全身，不断的循环，从而保证身体组织器官的血液供给。心脏在收缩舒张（即机械活动）之前，心肌首先发生激动，在激动过程中，进行了相应的电活动，产生微弱的生物电流。心电基础知识细胞的生物电现象：细胞在生命活动中所产生的电变化，称为生物电现象。生物电是以细胞为单位产生的，借助于仪器，这些电变化可以客观地记录下来，如临床上记录的心电图、脑电图、肌电图等。心电基础知识1.静息电位（1）静息电位的概念当细胞膜处于相对安静状态下（未受刺激时），存在于细胞内、外两侧的电位差称为静息电位。用微电极测量神经纤维膜，结果显示细胞膜表面与细胞内存在电位差而且膜内比膜外电位低，即膜内相对带负电，而膜外相对带正电。细胞这种稳定的内负外正状态，称为极化状态。当静息电位的膜内侧负电位增大时，称超极化。相反，如果膜内负电位减小，称去极化或除极化。细胞发生去极化后，膜电位又恢复到极化状态，称为复极化。心电基础知识（2）静息电位的产生机制正常时细胞内的K+和蛋白质负离子浓度A-比膜外高，而细胞外的Na+浓度和Cl-浓度比膜内高。因此，K+和A-有向膜外扩散的趋势，而Na+和Cl-有向膜内扩散的趋势。在静息状态下，细胞膜对K+有较大的通透性，因而一部分K+顺浓度差向膜外扩散，增加了膜外正电荷；膜内的A-虽有随K+外流的倾向，但由于A-的分子较大，细胞膜对其几乎无通透性，因而被阻隔于膜内，这就造成膜外为正、膜内为负的极化状态。由K+外流造成的这种以膜为界的内负外正的电位差，将成为阻止K+外流的力量。当促使K+外流的浓度差和阻止K+外流的电位差这两种拮抗力量达到平衡时，膜两侧的电位差将稳定于某一数值不变，此即K+的平衡电位。心电基础知识2.动作电位（1）动作电位的概念和演变过程细胞膜受到刺激时，在静息电位的基础上发生一次快速可逆可扩布的电位变化过程，称为动作电位。在测出静息电位的基础上，给予神经纤维一个刺激，此时即可显示出一次动作电位。动作电位包括一个上升相和一个下降相。上升相表示膜的去极化过程，此时膜内原有的负电位消失，并迅速变为正电位，即由-70～-90mV变为+20～+40mV，出现膜两侧电位倒转（外负内正），整个膜电位变化的幅度可达90～130mV。下降相代表膜的复极化过程，是膜内电位从上升相顶端下降到静息电位水平的过程，在神经纤维，动作电位的上升相与下降相变化幅度大、时程短（不到2ms），电位波倒呈尖峰形，称为峰电位。心电基础知识二、心电波形典型的心动电流图形是由P、Q、R、S、T、U波及P-R间期、S-T段、Q-T间期等组成。记心电波形时，一般都用一种划有格子的图纸来进行，图中的横坐标代表时间，当走纸速度为25mm/s时，一个小格代表0.04s，25个小格代表1s，用较粗的一条竖线标示，纵坐标代表电压的幅度，每个小格间距为1mm，灵敏度选取的不同，纵坐标高度代表的电压也不同，选用10mm/mv的灵敏度（标准灵敏度）时,10个小格的高度代表1mv的电压，当选用5mm/mv的灵敏度时，10个小格的高度就代表2mv的电压。心电图机的原理及电路分析导联选择器高频滤波器定标前置放大器闭锁主电压放大器功率放大器记录器热笔控制开关（也起稳压作用）笔温调节走纸电路电池稳压器心电图机的原理及电路分析1、导联选择器在常规心电图机中，处于前置放大器的输入电路内（将心电图机前置放大器以前的部分叫做输入部分），用来选择不同的导联。*导联选择器：用来选择从肢体或胸电极导出的心电信号，形成某一心电图导联。心电图机的原理及电路分析*导联（lead）（1）标准导联（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）。（2）单极肢体加压导联（avr、avl、avf）。单极肢体导联的波形反应出各肢体电极在心动周期内的电位变化。用这种方法测得的电压幅值要比单极肢体导联大50%，但不影响其波形。心电图机的原理及电路分析（3）胸导联。胸导联可分为双极胸导联和单极胸导联。胸导联也是用两个电极接到心电图机的输入端，一个电极（探察电极）接到胸前，另一个电极（中性电极）接到肢体上。*中性电极接到三个肢体连线的连接点上，这种胸导联叫做单极胸导联，用V表示。心电图机的原理及电路分析临床上常用单极胸导联，接法:探察电极：V1导联：胸骨右缘第四肋骨间隙。V2导联：胸骨左缘第四肋骨间隙。V3导联：在V2和V4连线的中点。V4导联：在锁骨中线与第五肋间相交处。V5导联：在腋前线与V4同一水平处。V6导联：在腋中线与V4同一水平处。无关电极与中心端相连接。心电图机的原理及电路分析心电图机上各电极导线所用颜色做如下规定：红色---右手；黄色---左手；绿色---左足；黑色---右足；白色---胸部。心电图机的原理及电路分析2、高频滤波电路高频电磁波会对心电图机产生高频干扰，为了减少和避免干扰，除了在导联线外包一层金属屏蔽网，还在心电图机的输入部分设计了高频滤波电路。XC=1/2лfc*高频滤波电路只能滤除高频干扰信号，对于低频信号则没有什么影响。心电图机的原理及电路分析3．前置放大器心电图机前置放大电路要把微弱的变化缓慢的心电信号放大到足以推动电压放大器，同时，又要对各种干扰信号有足够的抑制作用。前置放大器必须具有下述特点：高输入阻抗、高抗干扰能力、低噪声、工作点稳定。心电图机的原理及电路分析4．1mV定标信号发生器用作心电图机的幅度校正和心电图机时间常数检查，一般为按钮控制。5．主放大器主放大器把心电信号进一步作电压放大和功率放大，使之能恰当的驱动记录笔偏转，主电压放大器与前置放大器之间，采用阻容耦合，除隔离前级的直流工作电压外，还可防止电极极化电压造成的失调，进入主放大器。极化电压：金属板电极与电解质溶液（汗液）接触时，金属离子有进入溶液的趋势，在金属表面和溶液界面间形成电荷分布，形成电流。心电图机的原理及电路分析6．记录器是记录心电图的一种机械装置。早期生产的心电图机在描记方法上有感光描记法、火花描记法等，当前常用的是热笔描记法，这是利用电能加热描笔（笔尖），然后和特制的记录纸面相接触，利用热度将纸面的薄层药膜熔化，露出底色来，还有一种记录纸受热后，将涂在纸面的药膜变成炭质，露出黑色。常用的记录器有：动铁式记录器、动圈外磁式记录器、动圈内磁式记录器。心电图机的原理及电路分析7．笔温控制电路用以调节热笔的温度，以根据不同的走纸速度使之记录清晰的心电波形。8．闭锁电路心电图机在转换导联时，由于各导联输入放大器的极化电压不同，使耦合电容器所需隔断的直流电压也不同，引起了电容器的重新充（或放）电，描笔要等电容器重新充（或放）电结束后，才能回到基线的位置，做好下一导联心电图波形描记的准备，这个时间一般比较长，为了能连续做各导联的心电图，在心电图机中都设有闭锁装置。心电图机的原理及电路分析9．走纸传导装置要求：（1）纸速准确，否则影响心电间期。（2）走纸开关合上，应立即达到稳速，起步要快。（3）运转时噪声及对放大器干扰要小。（4）变速方便，功率要小。心电图机的原理及电路分析10.电源及选择开关常规单道便携式心电图机常有两种供电方式：直流或交流供电。