心電圖機的概述

        心電圖機是記錄心電圖的專用儀器，有單道心電圖機和多道心電圖機，多道心電圖機可以同時記錄多導(dǎo)聯(lián)的心電，多有同時記錄12導(dǎo)聯(lián)的，而單道心電圖機只能順序記錄12個 導(dǎo)聯(lián)。根據(jù)控制方式和導(dǎo)聯(lián)切換方式的不同，有手控的模擬心電圖機，也有程控的數(shù)字式心電圖機。

        （一）心電圖
        心電圖是從體表記錄心臟電位變化的曲線，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，如圖2-2所示為心臟傳導(dǎo)示意圖。

        心電波由一系列波形組成：P波代表左、右心房的除極，波寬不大于0.11s，振幅小于 0. 25mV。P-R間期代表心房除極開始至心室除極開始的時間，即從P波開始處到QRS波 群的開始處。P-R期間隨年齡的增大而有加長的趨勢，成人為0.12～0. 20s。QRS波群反 映左、右心室的除極過程，其大振幅不超過5mV，寬度小0.Is。S-T段是指QRS波群終點到T波開始的一段。T波表示心室復(fù)極波，它是一個較鈍而寬的波，T波由基線慢慢上升到達頂點，隨即快速下降，故而上下支不對稱。T波不應(yīng)砥于R波的1/10，圖2-3為心電波圖形的命名。

        心電信號還有如下特點：

        1．基波頻率低正常人心臟每分鐘跳動75次，它的周期頻率不到1Hz。T波頻率大約是1. 3Hz，QRS波群大約是15Hz。由于二次以上諧波衰減很快，而基波和二次諧波占了總能量的85%以上，所以心電頻譜主要取決于基波及二次諧波。 
        2．諧波豐富QRS波群雖然其頻率僅為15Hz，但其前沿上升率極陡，對于早期隱伏 的心臟病患者來講QRS波群常有切跡，偶爾可達200Hz，而ST段幾乎平直，在 0. 14～0. 8Hz。

        3．心電信號極其微弱峰值在1～5mV，而小電壓只有20uV左右。

        （二）心電圖機的導(dǎo)聯(lián)
        將兩個電極安放在人體表面的相關(guān)部位，分別與心電圖的正負極端相連，用以描記體表兩點間的電位差，這種放置電極的方法及其與心電圖機的連接方式稱為心電圖導(dǎo)聯(lián)。 常用的導(dǎo)聯(lián)：標(biāo)準肢體導(dǎo)聯(lián)、加壓單極肢體導(dǎo)聯(lián)和胸導(dǎo)聯(lián)等。

        1．標(biāo)準肢體導(dǎo)聯(lián)是早使用的傳統(tǒng)方式，屬于雙極導(dǎo)聯(lián)的一種。它包捂標(biāo)準導(dǎo) 聯(lián)（工）、第二導(dǎo)聯(lián)(Ⅱ)和第三導(dǎo)聯(lián)(Ⅲ)。

        2．加壓單極肢體導(dǎo)聯(lián)是指探查電極分別置于右上肢(R)、左上肢(L)及左下肢(I。F)， 并與心電圖機的正極相連，將中心電端與心電圖機的負極相連。加壓單極肢體導(dǎo)聯(lián)(aVR、 aVL和aVF導(dǎo)聯(lián))的連接方式是斷開測量肢體與中心電端的連接，使振幅增大了50%。

        3．胸導(dǎo)聯(lián)是指將探查電極放在前胸壁，無干電極與中心電端連接，電極安放的部 位有6個，分別稱為VI～V6胸導(dǎo)聯(lián)。

圖2-4為心電圖導(dǎo)聯(lián)示意圖，圖2-5為12導(dǎo)聯(lián)心 電圖。
 

        （三）心電圖機的工作原理
        體表心電經(jīng)電極、導(dǎo)聯(lián)線送至心電圖機，心電圖機主體從原理上可分為輸入回路、導(dǎo)聯(lián) 線選擇、放大電路、描筆驅(qū)動和走紙部分，現(xiàn)代心電圖機通常還有程控部分。 輸入部分有較大的輸入阻抗，一般都在10MC)以上，通常采用射極跟隨的緩沖放大器。 此外，還應(yīng)有過電壓、過電流的保護電路，有右腿驅(qū)動電路或屏蔽驅(qū)動電路以減少50Hz干 擾等措施。導(dǎo)聯(lián)選擇通常由一個選擇開關(guān)和一個電阻網(wǎng)絡(luò)（威爾遜網(wǎng)絡(luò)）組成，通過選擇開關(guān)選擇不同的電阻組合來選擇不同的導(dǎo)聯(lián)，導(dǎo)聯(lián)選擇可以是手動選擇或者程控選擇。放大 器可以分為前置放大器、后級放大器、功率放大器等，前置放大器是由差分放大器組成，以獲得較高的共模抑制比，選擇的元件必須是低噪聲的，從安全用電角度考慮又往往是做成電氣隔離（浮地）的，ImV定標(biāo)電路也連在前置放大器上。后級放大器主要是進行電信號放 大，以及對信號進行濾波，以獲得特定的頻率響應(yīng)特性，這包括阻容耦合電路、閉鎖電路、增益選擇、截止頻率和50Hz陷波等。功率放大器（或稱描筆放大器）和描筆記錄器通常連在一起組成負反饋系統(tǒng)，以提高描筆的頻率響應(yīng)并提供足夠的功率以推動描筆，描筆可以有墨 水筆、熱筆等，在一些數(shù)字式系統(tǒng)中則采用熱元陣列。走紙部分是由馬達傳動結(jié)構(gòu)和控制電 路組成，其目的是記錄紙的線速度為25mm/s或50mm/s，而對于存儲以后再打印的非實時系統(tǒng)，則走紙速度只需與采樣頻率相匹配即可。除了上述心電信號的通道以外，通常還有控 制部分和鍵盤操作部分，用于導(dǎo)聯(lián)選擇、參數(shù)設(shè)置、結(jié)果打印、信號存儲和傳輸?shù)茸饔茫?/p>

圖2-6為心電圖機原理示意圖。
 

        （四）心電圖機的技術(shù)指標(biāo) 包括共模抑制比、頻率響應(yīng)、時間常數(shù)、靈敏度、走紙速度、線性度、阻尼、電安全性能。

        1．共模抑制比可表示為CMRR= ，其中Ad為系統(tǒng)總的差模增益，Acm為系統(tǒng) 總的共模增益。共模抑制比常用分貝(dB)表示，即CMRR= ，該值體現(xiàn)了儀器的 抗共模干擾的能力。心電圖機的共模抑制比應(yīng)大于60dB以上，現(xiàn)在一般都能做到l00dB以上。

        2．頻率響應(yīng)反映的是對不同頻率信號的不同靈敏度，要求心電圖機對O. l--25Hz頻 率范圍內(nèi)的信號，頻率響應(yīng)曲線必須是平坦的(<±0.5 dB)，截止頻率是指靈敏度下降到 70 .7%(-3dB)時的頻率。 頻（率）響（應(yīng)）范圍是指高頻截止頻率( f H)和低頻截止頻率（f L）之間的通頻帶范圍。 對于診斷用的心電圖機的頻響要求是0. 05～I00Hz，對于監(jiān)護用的心電圖機則頻響要求可 ‘乏些，如0. 1～40Hz。

        3．時間常數(shù)反映的是儀器的低頻截止頻率(f L)，實際測量時是記錄1mV標(biāo)準信號幅度下降到30%時所需要的時間(t)，要求t>3.2秒，也可換算成截止頻率f L= 。

        4．靈敏度 指輸入1mV電壓時描筆的偏轉(zhuǎn)量。至少分3擋，×0.5、×1、×2，即5mm/mV、10mm/mV、20mm/mV三擋。

        5．走紙速度記錄紙每秒移動的距離。

        6．阻尼用輸入1mV矩形波來判別描筆記錄的動態(tài)響應(yīng)，應(yīng)使阻尼處在臨界阻尼狀 態(tài)，避免欠阻尼和過阻尼。數(shù)字心電圖機無此指標(biāo)。

        7．電安全性能符合GB9706.1 I類CF型。

        （五）心電圖機的臨床應(yīng)用范圍
        目前應(yīng)用于臨床的心電圖機有三道、四道、六道、八道和十二道心電圖機。有些多道心電圖機還同時具有心電自動分析功能和多路波形顯示的功能，大大方便了醫(yī)務(wù)人員的操作。