第2課 心電測量及儀器課件

內(nèi)容生理電測量及儀器心電的產(chǎn)生和心電圖體表心電圖導聯(lián)心電圖機Holter生物電測量與儀器第2課心電測量及儀器生理電測量及儀器生物電現(xiàn)象（BioelectricPhenomenon）電生理學（Electrophysiology）細胞是所有生物電的發(fā)源地，生物電是由細胞內(nèi)部與外部間產(chǎn)生的電位差。生物電現(xiàn)象是細胞實現(xiàn)一些最生要功能的關鍵因素，是生命現(xiàn)象的表征。進行生物電測量，可以了解生物體的生理活動。由細胞電位構(gòu)成的人體主要電生理信號有：心電、腦電、肌電、眼電。生物電測量電極生物電信號獲取——測量電極電測量電極分類位置：體表電極、皮下電極、體內(nèi)植入電極形狀：板狀電極、針狀電極、螺旋電極、環(huán)狀和球狀電極大?。汉觌姌O、微電極接觸：濕電極（導電膏），干電極（無導電膏）微電極可以記錄到細胞的靜息電位和動作電位，一般從幾微伏至上百毫伏之間。心電的產(chǎn)生和心電圖心電的產(chǎn)生心臟在搏動之前，心肌發(fā)生興奮，在興奮過程中產(chǎn)生微弱的電流，該電流經(jīng)人體組織向各部分傳導，由于身體各部分的組織不同，各部分與心臟間的距離不同，因此在體表各部分表現(xiàn)出不同的電位變化，這些變化可以通過導線連接到記錄裝置——心電圖機，形成動態(tài)的曲線心電圖（Electrocardiogram，ECG），體表心電圖心臟的傳導系統(tǒng)心肌細胞——普通心肌細胞、特殊心肌細胞 普通心肌細胞：構(gòu)成心房壁和心室壁特殊心肌細胞：具有自律性和傳導性，功能為產(chǎn)生和傳導沖動、控制心的節(jié)律性活動特殊心肌細胞竇房結(jié)、節(jié)間束、房室結(jié)區(qū)、房室束、左右束支和

浦肯野（Purkinje）纖維網(wǎng)由竇房結(jié)發(fā)出的一次電興奮，按一定的途徑和時程，依次傳向心房和心室，引起整個心臟的興奮，使心臟周期性地收縮，推動血液在全身循環(huán)。心臟的傳導系統(tǒng)正常起搏點希室束除極和復極心肌細胞在靜息狀態(tài)下，細胞膜外帶正電荷，膜內(nèi)帶同等數(shù)量的負電荷，這種電荷穩(wěn)定的分布狀態(tài)稱為極化狀態(tài)。極化狀態(tài)的單一心肌細胞內(nèi)電位為-80~90mV，膜外為零。這種靜息狀態(tài)下細胞內(nèi)外的電位差稱為靜息電位.心肌細胞受刺激時鈉通道開放，細胞膜對Na+的通透性急驟升高，使細胞外液中的大量Na+滲入細胞內(nèi)，膜內(nèi)電位從靜息狀態(tài)的-80~90mV迅速上升到，形成動作電位。極化狀態(tài)的消除稱為除極除極復極2-10心臟興奮與ECG心臟靜止期心房除極開始心房除極完畢心室除極完畢

復極開始心室除極開始心室復極完畢PQRSTUECG的臨床應用可顯示心臟電生理、解剖、代謝和血流動力學改變，并提供各種心臟病確診和治療的基本信息。判斷心律失常類型。檢測具有心肌梗塞可能的先兆癥狀如胸痛、頭暈、或昏厥診斷心絞痛。當冠狀動脈供血不足引起心絞痛發(fā)作時，心電圖會發(fā)生變化。部分病人心房心室肥厚可在心電圖上表現(xiàn)出來。對心肌疾患心包炎的診斷有一定的幫助。幫助了解某些藥物和電解質(zhì)紊亂及酸堿失衡對心肌的影響。危重病人的心電監(jiān)測新型的Wilson網(wǎng)絡單極性心電增廣肢體導聯(lián)與胸導測量電路單極肢體導聯(lián)

探測電極距心臟較遠，電壓低單極胸導聯(lián)

與中心斷開，加壓導聯(lián)胸導聯(lián)部位與相關波形V1：胸骨右緣第四肋間隙

V2：胸骨左緣第四肋間隙V3：V2與V4之間

V4：左第5肋間隙鎖骨中線處………….胸導聯(lián)的部位與相關波形導聯(lián)與心臟部位關系正確地連接導聯(lián)電極所獲得的心電圖，才能正確的說明心臟某一部位的病理特征。心電導聯(lián)與心臟部位的關系心臟部位導聯(lián)名稱左心室前壁I,aVL左心室側(cè)壁V5,V6右心室前壁V1,V2心室隔膜V3心室腔aVR左心室后壁II,III,aVF12個標準導聯(lián)示意圖12標準導聯(lián)組合示意圖,12個導聯(lián)的信號能反映出人體心臟特定部位的健康狀況，在臨床診斷上具有重要意義I,II,III/V1、V2、V3、V4、V5、V6/aVR、aVL、aVF心電圖機心電輸入電路前置放大器光電隔離主放大器描記器光電隔離浮地電源主電源微機按鍵液晶顯示1mV定標器右手安放紅色電極左手安放黃色電極腳安放黑色和綠色電極電極的安放國際統(tǒng)一規(guī)定字母和導線色標為：R-右臂（紅）；L-左臂（黃）；F-左腿（綠）；RF-右腿（黑）心電輸入電路導聯(lián)選擇開關在不改變?nèi)梭w電極連接線的情況下，而改變各導聯(lián)線和心電放大器之間的連接方法。用來記錄某一導聯(lián)的心電圖。早期的導聯(lián)選擇器為機械式開關；現(xiàn)代心電圖機的導聯(lián)選擇器多用觸摸開關和電子開關電路組合而成。高頻濾波和保護電路濾波主要濾去電臺、電視的高頻電磁波，高頻功率設備開關瞬間的空間輻射電磁波，減少高頻干擾。一般由RC低通濾波電路組成，使僅有幾十Hz的心電波信號通過。輸入保護通常接有高壓去顫保護電路，避免輸入放大器被高壓擊穿輸入阻抗共模輸入阻抗室溫25度時運放每一輸入端與公共電源線之間的阻抗，比如INA118為10Gohm/4pf生理信號源表現(xiàn)為高內(nèi)阻微弱信號，高達100kohm，要求使用高輸入阻抗儀用運放，避免信號失真。ECG-Amp>1Mohm;EEG-Amp>5Mohm;EMG-Amp>100Mohm共摸干擾分布電容Cb人體是良導體，在接地電阻ZG上產(chǎn)生壓降（共模電壓Vcm）當在A、B兩點進行測量時，由于Vcm的存在，VA-VB有電壓差。要求：消除或減少共模電壓前置放大電路設計設計參數(shù)一般由第一級的儀用運放決定儀用運放的增益G的設置。一般CMRR隨G的增加而有所提高，但放大器的噪聲性能隨第一級增益的提高而明顯增加，特別是集成器件的噪聲性能比一般分立元件差，所以，G<20高通濾波右腿驅(qū)動Gain=200Gain=51mV定標電路作用是產(chǎn)生一個1mV的定標信號。為描記心電波作幅度定標，并檢查、定標題放大器、記錄器的工作狀態(tài)（放大倍數(shù)、線性和時間常數(shù)等）。1mV定標電路一般設計在前置放大器中。產(chǎn)生1mV定標的方法有兩種，老式心電圖機多標準電池和電阻分壓得到。現(xiàn)代心電圖機是用機內(nèi)穩(wěn)壓電源分壓得到。心電記錄熱筆直記式(八十年代)：輸出信號--發(fā)熱描筆--心電圖波形難以多導化：無法為每導聯(lián)配備一套記錄機構(gòu)（龐大、沉重）誤差大：是理論誤差，位置反饋式記錄采用“直線補償”方法，具有2%的理論誤差；頻率響應差，由于描筆的重量，描筆式記錄技術(shù)的頻率響應僅能達到75Hz左右引入阻尼偽差：帶動描筆的轉(zhuǎn)動部分在電磁場下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)動力矩和反作用力矩相當時，描筆在某一偏轉(zhuǎn)的相應位置發(fā)生左右擺動。故障率高：高熱描筆在熱敏記錄紙上來回運動，與記錄紙作劇烈摩擦，這些運動部件壽命不長，故障率也較高。不便與微電腦接口：先進心電圖機內(nèi)部都應用了高性能的微電腦進行心電信號處理，除了記錄心電波形，還需記錄很多文字信心電記錄熱陣記錄式：熱陣記錄技術(shù)的關鍵在于其核心元件--熱陣元記錄頭。熱陣元記錄頭是利用先進的元件集成技術(shù)，在陶瓷基體上高密度集成了大量發(fā)熱元件（8點/毫米）及其控制電路所制成的一種高科技部件。目前所有新推出的機器幾乎全部是熱陣記錄式記錄。歐美ECG記錄標準采用(a)歐洲標準和(b)美國標準記錄的心電圖

(a)

(b)50mm/s25mm/s現(xiàn)代心電圖機裝有微處理器，不僅控制導聯(lián)自動轉(zhuǎn)換，還具有分析功能，叫自動分析心電圖機。這種心電圖機可以自動測量心率、各種幅度、間期。例如R波幅度、ST段電平、QRS波群寬度、瞬時心率、平均心率等幾十個參數(shù)，這些參數(shù)一同與心電圖由陣列式熱敏打印機打印出來。自動分析心電圖一般采用16位微機，16bit的A/D轉(zhuǎn)換器，用4000或8000次/秒的采樣頻率，分析精度高。心電在線處理Holter1957年美國Nor-manJ·Holter發(fā)明了動態(tài)心電圖(AiululatoryECG:AECG)，故動態(tài)心電圖簡稱HolterAECG監(jiān)護系統(tǒng)是用一種隨身攜帶的記錄儀，連續(xù)監(jiān)測人體24～72小時的心電變化，經(jīng)信息處理分析及打印記錄的心電圖。特點如下：心電記錄儀隨身佩帶，不受檢測距離影響，不受體位變化及活動的限制心電信息量遠遠大于常規(guī)ECG，尤其對短暫性心律失常的捕捉及一過性心肌缺血的檢出有獨到之處。選擇導聯(lián)必須不影響日常生活的活動和防止由這種活動所產(chǎn)生的偽差和干擾，一般都選擇模擬胸導V1、