醫(yī)用電子儀器3

一、心電圖機二、腦電圖機三、肌電圖機

第四章：生物電測量儀器第一節(jié)生物電位的基礎(chǔ)知識興奮：活組織在刺激作用下發(fā)生的一種可以傳播的、伴有特殊電現(xiàn)象并能引起某種效應(yīng)的反應(yīng)。一、靜息電位內(nèi)負(fù)外正極化狀態(tài)1.細(xì)胞膜內(nèi)外離子濃度的不同2.細(xì)胞膜對不同離子的選擇通透性維持濃度差：主動轉(zhuǎn)運（鈉泵）二、動作電位去極化與復(fù)極化當(dāng)給細(xì)胞一個電刺激，超過閾值電位的話，細(xì)胞膜對鈉離子通透性突然增大，當(dāng)其通透性超過鉀離子通透性時，產(chǎn)生去極化。超射：鈉離子平衡電位鈉泵的作用動作電位的傳輸動作電位傳導(dǎo)特點動作電位不會因為傳導(dǎo)距離的增大而減弱。興奮在細(xì)胞上的傳導(dǎo)不一定限于單方向。三生物電信號測量生理學(xué)基礎(chǔ)夾角θ電位φ人體軀干組織相當(dāng)于電解液，肢體相當(dāng)于導(dǎo)線心肌是心肌纖維的集合體，心肌纖維中都有電偶層。心肌中興奮的波前可看做是電偶層的集合。電偶層可以看做是信號源－－心電動勢電偶層隨興奮波前的位置、方向、大小而不同，故可用向量表示－－心電向量。把某時刻心電向量相加得到瞬時綜合向量把心電綜合向量箭尾平移匯聚于一點，箭頭連接起來，成為心電向量環(huán)。四人體電阻抗人體的生物電阻抗的等效情況。人體電阻抗大小。不同頻率的電流通過細(xì)胞的分量各不相同.人體組織的阻抗值，表征人體各組織和器官的機能狀態(tài)。第二節(jié)、心電圖機心電圖：心臟在機械性收縮之前，首先產(chǎn)生電激動。心肌激動所產(chǎn)生的微小電流可經(jīng)過身體組織傳導(dǎo)到體表，使體表的不同部位產(chǎn)生不同的電位。在體表放置兩個電極，分別用導(dǎo)線連接到心電圖機的兩端，就會按心臟激動的時間順序，將體表兩點間的電位差記錄下來，形成一條連續(xù)的曲線，就是心電波形，簡稱心電圖。

一、心電圖基礎(chǔ)知識

心電圖是從體表記錄的心臟電位變化（電偶極距）曲線，它反映出心臟興奮的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和恢復(fù)過程中的生物電位變化。心肌興奮產(chǎn)生電流心電圖心電圖機組織傳導(dǎo)電位變化最早始于英國的Waller(1887),他首次證實除了鴿子、青蛙的心臟外，人類心臟也存在生物電。繼Waller之后，貢獻(xiàn)最大的學(xué)者是荷蘭萊頓大學(xué)的生理學(xué)教授愛因托芬（WilliamEinthoven,1860-1927）。

由一系列特殊心臟細(xì)胞聯(lián)結(jié)而成的傳導(dǎo)系統(tǒng)竇房結(jié)房間束結(jié)間束房室結(jié)房室束左右房室束支蒲肯纖維網(wǎng)

1、心電圖產(chǎn)生機理心臟興奮過程正常情況下竇房結(jié)發(fā)出的興奮通過結(jié)間束和心房肌傳到左右心房和房室交界，然后由希氏束（房室束）傳到左右束支，最后通過浦肯野氏纖維網(wǎng)，引起心室肌興奮，心室肌將興奮由內(nèi)膜側(cè)向外膜側(cè)心室肌擴散，引起整個心室興奮。心電圖反映的就是興奮由心房到心室的傳導(dǎo)的時間先后順序及相應(yīng)的興奮強度人類血液循環(huán)是封閉式的，由體循環(huán)和肺循環(huán)兩條途徑構(gòu)成的雙循環(huán)。血液由左心室射出經(jīng)主動脈及其各級分支流到全身的毛細(xì)血管，在此與組織液進(jìn)行物質(zhì)交換，供給組織細(xì)胞氧和營養(yǎng)物質(zhì)，運走二氧化碳和代謝產(chǎn)物，動脈血變?yōu)殪o脈血；再經(jīng)各級表肪匯合成上、下腔靜脈流回右心房，這一循環(huán)為體循環(huán)。血液由右心室射出經(jīng)肺動脈流到肺毛細(xì)血管，在此與肺泡氣進(jìn)行氣體交換，吸收氧并排出二氧化碳，靜脈血變?yōu)閯用}血；然后經(jīng)肺靜脈流回左心房，這一循環(huán)為肺循環(huán)。竇房結(jié)心室收縮浦肯纖梯維心室房室結(jié)左心房右心房左心房快收縮右心房粗收縮左右分支房室束發(fā)出興奮房間束結(jié)間束心臟傳導(dǎo)姿途徑竇房結(jié)閣發(fā)出興箭奮，按烏照一定葛的途徑登和傳導(dǎo)煎延遲，依次夜傳向心房也和心室，灣引起整個柄心臟興奮.2、心電族圖的典役型波形電壓靈薪敏度：10mm窮/mV,走紙速紹度：25mm踢/s0.2-0.10.5~1.5-0.20.1~0.50.12~0.2s0.06~0.1s0.12~0.16s0.04~0.8s<0.4sP波由心房置的激動蠻所產(chǎn)生件，前一姜半主要困由右心驗房所產(chǎn)箱生，后糠一半主滴要由左砍心房所天產(chǎn)生。豬正常P波的寬度月不超過0.11釀s，最高燭幅度不徒超過2.5m第m。心電圖音的典型址波形意殿義P波QRS波群反映左、卷右心室的擠電激動過喊程，稱QRS波群的咸寬度為QRS時限，肝代表全塔部心室敢肌激動口過程所殲需要的喪時間，慌正常人碼最高不超超過0.10挺s。心電圖爆的典型鞋波形意穗義P波QRS波群T波代表心線室激動泥后復(fù)原居時所產(chǎn)籃生的電凈位影響址。在R波為主的屠心電圖上詢，T波不應(yīng)塔低于R波的1/1退0。心電圖驚的典型棗波形意里義P波QRS波群T波U波位于T波之后，伶可能是反悶映心肌激冶動后電位咸與時間的牢變化，人雞們對它的潛認(rèn)識仍在棍探討之中心電圖的砍典型波形傅意義典型間勿期（1）房室爺交界的貌傳導(dǎo)速達(dá)度最慢亂，沖動然通過這挖一部位粒要延擱0.1S。房室夜交界是由興奮由喝心房進(jìn)米入心室喉的唯一皂通道，兄從心房幕到心室唇保持一碎定的傳旺導(dǎo)延擱樸，使心頭房和心密室不至截于同時瘦興奮；躍當(dāng)心房籠收縮時砍，心室縱仍處于丈舒張狀默態(tài)，這帆對于保霜證心臟經(jīng)按順序賽激動和狂心室有繭足夠的辮充盈時住間。（2）心房內(nèi)鹿和心室內(nèi)芳興奮傳導(dǎo)嫁的速度較半快是保證總興奮幾乎粒同時傳到鼠所有的心井房肌和心稼室肌，從捆而使所有冶的心房肌答和心室肌折幾乎同時微發(fā)生收縮接。臨床的各穴個科室手術(shù)科室3.心電圖的臨床中應(yīng)用臨床上記為了統(tǒng)或一和便笑于比較察所獲得索的心電奧圖波形泡，對描季記的心策電圖的蚊電極位饅置和引錘線與放示大器的庸聯(lián)接方脆式有嚴(yán)惰格的統(tǒng)張一規(guī)定胸，人們腎將這種電極組和惡其聯(lián)接到抗放大器的婆方式稱為心電圖姻導(dǎo)聯(lián).二.心電圖導(dǎo)聯(lián)系呈統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)十踢二導(dǎo)聯(lián)受系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)十二妥導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ雙極導(dǎo)棗聯(lián)aVR、aVL、aVF加壓單休極肢體驗導(dǎo)聯(lián)V1~V妻6單極導(dǎo)堂聯(lián)需要10個電極愛：左臂擁、右臂列、左腿寬、右腿掙及胸部6個電極。右腿電極愁一般作為躺參考電極，其余9個作為測遵量電極單極導(dǎo)聯(lián)答和雙極導(dǎo)鈴聯(lián)雙極導(dǎo)聯(lián)淹：用來測量圾兩點間電厘位差的導(dǎo)斗聯(lián)。單極導(dǎo)聯(lián)皇：探測心臟岡某一局部坡區(qū)域電位漲變化時，尸用一個電曉極安放在辮靠近心臟姑的胸壁上葬（叫作探組查電極）炊，另一個腥電極放置恩在遠(yuǎn)離心矛臟的肢體怠上（稱為羊參考電極陽），探查棗電極所在腿部位電位媽的變化即刊為心臟局部屈電位的變五化。使參榜考電極薄在測量笛中始終四保持為肅零電位榨，稱這源種導(dǎo)聯(lián)故為單極訂肢體導(dǎo)飯聯(lián)，簡訴稱為單抹極導(dǎo)聯(lián)使。標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)言聯(lián)的理悟論基礎(chǔ)愛因霍倒文三角腳學(xué)說理論基礎(chǔ)1.體腔是容謀積導(dǎo)體，蟲心臟電活歡動的電偶場極距原點樂在中央。2.左肩、肅右肩和蕩臀部構(gòu)議成等邊狡三角形逃。四肢腿僅作為原導(dǎo)體。電位等于株與體腔連襖接處的電挎位。3.等邊三真角形中船心點在慚電偶極子距原點橋。VⅠ=VL-VRVⅡ=VF-VRVⅢ=VF-VLVⅡ=VⅠ+VⅢ右下肢賀始終接ACM輸出端電極安鋒放位置歌以及與下放大器膽的連接盤方式導(dǎo)聯(lián)放大器正極放大器負(fù)極Ⅰ左上肢（LA）右上肢（RA）Ⅱ左下肢（LL）右上肢（RA）Ⅲ左下肢（LL）左上肢（LA）標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)搖連接方式單極導(dǎo)聯(lián)理論基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)飼只能反映涂體表某兩興點的電位豬差，不能轎探測某一妻點的電位溉變化。威爾遜于1940年提出逃，單極旺導(dǎo)聯(lián)可躍以更準(zhǔn)日確地反文映電極佩下局部心肌淚電位的變化情窯況。威爾遜中畢心端：將左上肢就、右上肢襯和左下肢面的三個電脅位各通過相等的訓(xùn)電阻連接到療一點，熟其電位俯始終穩(wěn)紐奉定，接口近于零姐。威爾遜中推心端由威爾挑遜（Wils旱on）提出越在三個厚肢體上駝各串聯(lián)開一只5kΩ的電阻（潤可在5～300迅kΩ之間選監(jiān)，稱為膠平衡電跳阻），革使三個餅肢端與糾心臟間煤的電阻威數(shù)值互泰相接近象，因而房誠把它們花連接起窩來獲得歪一個接耐近零值倒的電極毛電位端天，稱它致為Wils雖on中心電乳端.單極導(dǎo)聯(lián)放大器負(fù)拖極始終與貸威爾遜中畜心電端連遍接。而正莫極分別連膏在右上肢這、左上肢墾和左下肢測量電證極分別借連接在在人體的靈左上肢醒、右上鉤肢或者記左下肢加壓單歸極肢體崗導(dǎo)聯(lián)單極肢掛體導(dǎo)聯(lián)章的心電氧圖波形愚振幅較縱小，不出便于觀龜測Gold爆berg滅er于1942年對威爾距遜單極導(dǎo)芬聯(lián)進(jìn)行了玩改進(jìn)，提層出了加壓單極性肢體導(dǎo)聯(lián)將測量電執(zhí)極與中心量電端相連煤接的高電郵阻斷開，樹這樣就可奪以使得心蓬電圖波形識的振幅增困加50%，這種主導(dǎo)聯(lián)方牛式就叫賠做加壓單極視肢體導(dǎo)聯(lián)，分別旱用aVR、aVL和aVFaVR尼=3/音2VRaVL=堪3/2VLaVF暢=3/擾2VF胸導(dǎo)聯(lián)將威爾遜僻中心電端樸與放大器鉆負(fù)極相連測量電玻極安放縮慧在胸前據(jù)預(yù)訂的亦六個位左置三心電圖機弱的基本結(jié)蠶構(gòu)輸入部分放大部分電源部豎分導(dǎo)聯(lián)線過壓保應(yīng)護低通緩沖放大要求：5條時間常數(shù)中間放大隔離，門濾波走紙電極與電導(dǎo)聯(lián)線（一）扮輸入部頌分包括從電認(rèn)極到導(dǎo)聯(lián)替線、導(dǎo)聯(lián)軋選擇器、鍛輸入保護崖及高頻濾山波器等。1．導(dǎo)聯(lián)線由它將噴電極上能獲得的戒心電信血號送到誓放大器壁的輸入藏端。電童極部位寧、電極丟符號及隸相連的鞭導(dǎo)聯(lián)線喬的顏色僵。2．導(dǎo)聯(lián)飼選擇器它的作閃用是將恰同時接悉觸人體笛各部位容的電極寧的導(dǎo)聯(lián)叮線按需愚要切換抹組合成族某一種決導(dǎo)聯(lián)方埋式。每堡切換一芒次導(dǎo)聯(lián)耐都需按系順序進(jìn)壓行，不背能跳換轉(zhuǎn)。3．輸入逝保護及李高頻濾撥波器使用心憤電圖機告時，既兆要保護盾病人安梯全，又裂要避免蹤蝶因病人饞進(jìn)行除抗顫治療模或施行芹高頻電隙刀手術(shù)受而損壞違同時使權(quán)用的心好電圖機。（二）放慶大部分1．前置放潑大器它是心紛電放大規(guī)的第一增級，因伯輸入的甘心電信楊號很微飼弱，對辰前置放酸大器具趨體要求垮是：低噪聲既、高輸小入阻抗信、高抗照干擾能說力、低例零點漂于移、線虜性工作顯范圍2．1mV標(biāo)準(zhǔn)信號蠶發(fā)生器3．中間放大揀器中間放大途器在RC耦合電路案之后，稱戚為直流放去大器。它背不受極化方電壓的影壓響，增益激可以較大唐，一般由饞多級直流革電壓放大恥器組成。心電圖杏機的一簡些輔助脂電路（紐奉如增益千調(diào)節(jié)、氏閉鎖電躍路、50Hz干擾和漫肌電干線擾抑制尿電路等芝）都設(shè)攜置在這泥里。4．功率拘放大器功率放省大器的盜作用是駱將中間嚼放大器炒送來的己心電信循號電壓永進(jìn)行功庫率放大昆，以便禁有足夠喊的電流羨去推動記錄務(wù)器工作，瓦把心電艷信號波祝形描記六在記錄踩紙上，錦獲得所貧需的心范電圖。鬧因此功軍率放大秒器亦稱裁驅(qū)動放技大器。（三）感記錄器良部分：包括記款錄器、寺熱描記紋器（簡艘稱熱筆催）及熱腦筆溫控膨電路。（四）賣走紙傳壓動機構(gòu)帶動記錄編紙并使它盼沿著一個襪方向做勻速運動的機構(gòu)霧稱為走犁紙傳動躁裝置，立它包括磚電機與株減速裝限置及齒羨輪傳動府機構(gòu)。（五）磨電源部揚分電源采用220影V／110v交流市電春經(jīng)整流、割濾波及穩(wěn)栗壓構(gòu)成的曬穩(wěn)定直流逝電源供電咳，或用于欄電池、蓄憑電池等直范流電源供雞電。也有滴采用交直流纖兩用方森式供電的。腦為適應(yīng)不打同需要，牧電源部分密還有充電及戴充電保耗護電路富、蓄電證池過放女電保護倘電路、再交流供似電自動找轉(zhuǎn)換蓄壞電池供壓電電路鋼及電池慰電壓指抓示等。輸入阻抗靈敏度噪聲時間常數(shù)線性誤差共模抑制胞比阻尼頻率響應(yīng)走紙速瀉度絕緣性四.心電圖濱機的主要性能渴參數(shù)1、輸入阻抗心電圖機毛的輸入電撕阻即為前教置放大器跨的輸入電畢阻，一般要油求大于2MΩ輸入電克阻愈大留，因電水極接觸我電阻不鈔同而引拉起的波套形失真逆越小，本共模抑岸制比就復(fù)越高2、靈敏度心電圖塵機的靈雪敏度時縮慧指輸入1mV電壓時，讀描筆偏轉(zhuǎn)脈的幅度，潔通常用mm/m交V表示，它戲反映了整厲機放大器靠放大倍數(shù)窮的大小。一般將心驚電圖機的這靈敏度分塔為三擋（5mm/友mV、10mm鼠/mV、20m竭m/m跟V），且分醫(yī)擋可調(diào)3、噪聲和漂移噪聲指龜?shù)氖切挠H電圖機范內(nèi)部元青器件工定作時，概由于電耐子熱運顫動等產(chǎn)善生的噪獨聲。將其折匹合到輸搜入端后佛大小不插能超過10μV。國際上伸規(guī)定≤15μ療V。漂移是攔指電壓贊偏離起雀始點，揮而上下努飄動緩?fù)Ｂ兓z測方法職導(dǎo)聯(lián)開關(guān)威切到test，靈敏度幟最大，記王錄筆跡應(yīng)泄為一條直節(jié)線。4、時間常早數(shù)若給RC串聯(lián)電路連接通直流眾電壓E后，電容殿器的充電以電流并不躺是一個常稠量，而是哥時間t的函數(shù)。眾表達(dá)式為勺：式中：τ——時間常數(shù)賢；ic(t)——t時刻電連容兩端豬的充電要電流在直流任輸入時周，心電賓圖機描蒼記出的元信號幅攝度將隨剩時間的僑增加而斬逐漸下萬降，輸采出幅度皂自100%下降到37%左右所需疫的時間這個指被標(biāo)一般櫻要求大于3.2印s，若過小袋，幅值就買下降過快卸，甚至?xí)厥馆斎胄艓锰枮榉讲ㄍ葱盘枙r輸位出信號變豬成尖峰波檢測方法庫：心電圖粒機工作在頭標(biāo)準(zhǔn)靈敏漲度。導(dǎo)聯(lián)勿選擇開關(guān)薪置于“Test”位（lmV位），蚊將描筆基線陡調(diào)置記錄分紙中心線挖上，走紙果，按下1mV定標(biāo)電壓秤開關(guān)，直重到記錄筆咸回到記錄音紙中心線準(zhǔn)再松開，貓停止走紙附。計算波慎幅從10mm下降到3.7貪mm時所經(jīng)處過的時首間，就借是該機毒的時間憤常數(shù)5、線性誤差線性好怨的心電娃圖機，此在輸入脅信號幅匪度變化村時，輸震出信號蛙應(yīng)與輸村入信號疤成正比變化。當(dāng)心電扒圖機處增于10m喚m/m淡V標(biāo)準(zhǔn)靈敏再度情況時述，給心電柳圖機分別頭輸入0.1m剖V，0.2址mV，0.3脫mV，…，不同林的幅值古信號時臭，如果售輸出描稠記下來肥的信號繩高度分練別為lmm，2mm，3mm，…，則說儉明心電夾圖機線諸性好，扯線性誤廟差為零6、阻尼心電圖機鎮(zhèn)的阻尼是瓶指抑制記錄有器產(chǎn)生自數(shù)激振蕩的閉能力，調(diào)節(jié)抖適當(dāng)就漂可防止替記錄器則按固有淹頻率振聾蕩運動籍。心電濾圖機的阻尼過大時，心電礙圖上微小啦的波形幅淹值降低，米嚴(yán)重時甚姑至描記不礙出來。而阻尼過約小時，心電元圖上的尖弦峰波（如R波，S波等）走幅值會作增加。襪故需將虧其調(diào)至喘適中狀拜態(tài)，以如保持不禿失真的云記錄波丹形檢測方半法：機坡器接通執(zhí)電源后廢，導(dǎo)聯(lián)處選擇開既關(guān)置“Tes躬t”位（1mV位）。屯靈敏度移調(diào)于10mm寬/mV，走紙，壞不斷打出體標(biāo)準(zhǔn)電壓治的矩形波譯，并觀察最波形。阻尼過江大的波形折泰角處圓滑墻。阻尼過小的波形剖折角處獸出尖脈衡沖。一麻般用定酷標(biāo)波形期檢驗阻革尼狀況盞，定標(biāo)炎波形方遺波不發(fā)浸生畸變據(jù)即阻尼適譜中。阻尼過朽大、過小化、適中三慰種情況下文描記的定羅標(biāo)波形如廈圖所示。7、頻率響應(yīng)燦特性心電圖機災(zāi)輸入相同詢幅值、不越同頻率信熊號時，其居輸出信號景幅度隨頻哄率變化的同關(guān)系稱為犧頻率響應(yīng)巧。心電圖炎機的頻率司響應(yīng)主要盛取決于放大器垂和記錄立器的頻