醫(yī)學(xué)儀器原理試驗(yàn)指導(dǎo)書

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醫(yī)療儀器試驗(yàn)指導(dǎo)書

（THISV-2型和JY-21和JY-24型）

楊丹丹

中南民族大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院

2023年5月

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醫(yī)療儀器試驗(yàn)指導(dǎo)書

試驗(yàn)一心電圖測(cè)量試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．把握THISV-2型心電圖機(jī)和JY-21型心電圖示教儀采集人體心電的原理。2．初步學(xué)會(huì)人體心電圖的測(cè)量以及QRS波群分析方法。

二、試驗(yàn)設(shè)備

THISV-2生物醫(yī)療儀器與虛擬儀器試驗(yàn)系統(tǒng)主機(jī)箱、THISV-201心電圖測(cè)量模塊、數(shù)字存儲(chǔ)示波器（一臺(tái)）、夾式心電電極（4個(gè)）、2號(hào)導(dǎo)線（5根）、心電圖模擬器（選配）、DB-9連接線、雙頭Q9座屏蔽線（2根）、短路線（9根）、酒精棉。

JY-21型心電圖示教儀、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)十二導(dǎo)聯(lián)。JY-21型心電示教儀內(nèi)部有心電信號(hào)發(fā)生器，里面存儲(chǔ)的是模擬人的正常心電信號(hào)，心率為60。選擇單導(dǎo)時(shí)，可以通過(guò)心電示教儀面板上的導(dǎo)聯(lián)選擇查看12導(dǎo)心電波形；也可以選擇12導(dǎo)同步，能同時(shí)觀測(cè)到12導(dǎo)心電信號(hào)。

三、試驗(yàn)原理

心臟是循環(huán)系統(tǒng)中重要的器官。由于心臟不斷地進(jìn)行有節(jié)奏地收縮和舒張活動(dòng)，血液才能在閉鎖的循環(huán)系統(tǒng)中不斷地滾動(dòng)，將氧氣輸送到全身各部分組織器官，將二氧化碳排除人體，使生命活動(dòng)得以維持。心臟在機(jī)械性收縮之前，首先產(chǎn)生電沖動(dòng)。在正常人體內(nèi)，竇房結(jié)發(fā)出一個(gè)興奮，依照一定的途徑和時(shí)程，依次傳向心房和心室，引起整個(gè)心臟的興奮。根據(jù)圖1，具體來(lái)說(shuō)，竇房結(jié)發(fā)出的興奮首先傳到右心房，使右心房開始收縮，同時(shí)興奮經(jīng)過(guò)房間束傳到左心房，引起左心房收縮。興奮隨后沿著結(jié)間束傳到房室結(jié)，再由房室結(jié)通過(guò)房室束及其左右分支肯氏纖維傳導(dǎo)到心室。由于從心房到心室具有特別傳導(dǎo)途徑，使由心房傳導(dǎo)的興奮能夠在較短時(shí)間內(nèi)到達(dá)心室各部分，引起心室的沖動(dòng)。因此，在每一個(gè)心動(dòng)周期中，心臟各部分興奮過(guò)程中出現(xiàn)的電信號(hào)變化的方向、途徑、次序和時(shí)間都具有一定的規(guī)律。這種生物電變化通過(guò)心臟周邊的導(dǎo)電組織和體液傳導(dǎo)到身體表面，使身體各部位在每一個(gè)心動(dòng)周期中也都發(fā)生有規(guī)律的電變化。假使在體表放置兩個(gè)測(cè)量電極，分別用導(dǎo)線聯(lián)結(jié)到心電圖機(jī)(即縝密的電流計(jì))的兩端，它就會(huì)依照心臟沖動(dòng)的時(shí)間順序，將體表兩點(diǎn)間的電位差記錄下來(lái)，形成一條連續(xù)的曲線．這就是心電波形，簡(jiǎn)如意電圖，能反映心臟的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和恢復(fù)過(guò)程的電變化。

心電圖是由一系列的波組構(gòu)成，每個(gè)波組代表著一個(gè)心動(dòng)周期。在臨床診斷中，大量心臟功能失常都可從心電圖的改變中反映出來(lái)，因此心電圖的典型波形、間期與段與心臟的生理功能密切相關(guān)。心電圖典型波形為：

(1)P波：反映心房肌沖動(dòng)過(guò)程的電位與時(shí)間變化。正常P波的寬度不超過(guò)0.11s，幅度：0.2mV。(2)QRS波群：反映左、右心室的電沖動(dòng)過(guò)程。寬度不超過(guò)0.10s，正常成人：0.06～0.1s；兒童為0.04～0.08s。幅度：Q波：0.1mV(一般不超過(guò)R波的l／4)；R波：0.5s～1.5mV；S波：

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0.2mV。

(3)T波：反映心室肌沖動(dòng)后復(fù)原過(guò)程的電位與時(shí)間的變化。在R波為主的心電圖上，T波振幅不應(yīng)低于R波的1/10。正常人為0.1～0.5mV。

(4)U波：產(chǎn)活力理未明?？赡苁欠从承募_動(dòng)后電位與時(shí)間的變化。在T波后0.02～0.04s后出現(xiàn)的小波，其方向一般與T波一致。振幅很小，最高達(dá)0.2～0.3mV。

圖1心電圖電信號(hào)的產(chǎn)生過(guò)程

圖2心電圖典型波形

心電圖的典型間期段為：

(1)P-R間期：是從P點(diǎn)起點(diǎn)到QRS波段的起點(diǎn)相隔時(shí)間，代表沖動(dòng)從竇房結(jié)通過(guò)心房、心室交界區(qū)到心室肌開始沖動(dòng)的時(shí)間。這一間期隨年齡的增長(zhǎng)而有加長(zhǎng)的趨勢(shì)，一般正常成人P-R間期：0.12～0.2s。

(2)Q-T間期：從QRS波群起點(diǎn)到T波終點(diǎn)間的時(shí)間，代表心室肌沖動(dòng)的總時(shí)間。心率越快，Q-T間期越短。正常成人Q-T值最高值為0.4s。

(3)S-T段：從QRS波群的終點(diǎn)到T波起點(diǎn)間的線段，代表心室早期復(fù)極的電位變比。正常人為0.12～0.16s，幅度一般由基線向下偏移不超過(guò)0.25mV。

(4)P-R段：從P波終點(diǎn)到QRS波群起點(diǎn)。正常人0.04～0.8s。

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在記錄心電圖時(shí)電極在人體體表的放置位置及電極與放大器的連接方式稱為心電圖的導(dǎo)聯(lián)。心肌沖動(dòng)所產(chǎn)生的微小電流可經(jīng)過(guò)身體組織傳導(dǎo)到體表，使體表的不同部位產(chǎn)生不同的電位。目前廣泛使用的是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)十二導(dǎo)聯(lián)體系，分別記為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aVR、aVL、aVF、V1～V6，具體波形見(jiàn)圖3。其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為雙極導(dǎo)聯(lián)，aVR、aVL、aVF為加壓?jiǎn)螛O肢體導(dǎo)聯(lián)，V1～V6為單極胸導(dǎo)聯(lián)。尋常用四個(gè)肢體電極(放在兩前臂，兩小腿內(nèi)側(cè)面)和一個(gè)或多個(gè)胸電極(放在胸部)檢測(cè)心電波，并就這些電極和導(dǎo)聯(lián)的連接方式作了明確的規(guī)定，習(xí)慣上這些電極的符號(hào)和連接導(dǎo)線的顏色如表1所示。右腿電極一般為參考電極，其余9個(gè)電極為心電電極，肢體電極采用平板式電極，胸電極采用吸附式電極，電極具體形狀見(jiàn)圖4。

圖312導(dǎo)心電信號(hào)波形

圖4心電平板式電極和吸附式電極

表1電極部位符號(hào)導(dǎo)線顏色右臂RA(或R)紅左臂LA(或L)黃左腿LL(或F)藍(lán)胸CH(或V)白右腿RL黑1.THISV-201型心電圖測(cè)量原理

THISV-201心電圖測(cè)量方框圖見(jiàn)圖5。由電路方框圖可知，心電圖測(cè)量電路由七部分組成。通過(guò)表面電極獲取微弱的電位信號(hào)（最大振幅約為1mV）即心電信號(hào)，導(dǎo)聯(lián)選擇電路中包含一各電壓跟隨器，用于匹配電極-皮膚阻抗，提高信號(hào)測(cè)量的靈敏度。導(dǎo)聯(lián)選擇器出來(lái)的信號(hào)通過(guò)前置放大器轉(zhuǎn)換為單極性信號(hào)，隔離電路有隔離信號(hào)和電源的作用，信號(hào)通過(guò)高通濾波器、放大器、低通濾波器、帶阻濾波器的濾波和放大后，可在示波器上觀測(cè)到明了的心電圖信號(hào)。

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圖5THISV-201型心電圖測(cè)量電路方框圖

2.JY-21型心電示教儀測(cè)量原理

JY-21型心電示教儀單導(dǎo)的原理框圖如圖6所示，主要由心電信號(hào)采集、輸入保護(hù)電路、緩沖放大電路、威爾遜網(wǎng)絡(luò)、導(dǎo)聯(lián)選擇電路、屏蔽線驅(qū)動(dòng)電路、前置差分放大器、1mV定標(biāo)電路、電壓放大電路、肌電干擾濾波電路、50Hz濾波電路、增益選擇控制電路、功率放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、光耦隔離電路、單片機(jī)處理電路、USB2.0通訊電路組成。

心電信號(hào)發(fā)生器或人體心電信號(hào)輸入保護(hù)緩沖放大威爾遜網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)聯(lián)選擇電路前置差分放大電路低通濾波電路屏蔽驅(qū)動(dòng)電路1mv定標(biāo)電路主動(dòng)放大電路A/D轉(zhuǎn)化電路光耦隔離電路單片機(jī)處理電路USB2.0通訊電路上位機(jī)圖形顯示、處理

圖6JY-21型心電圖測(cè)量電路方框圖