1、精選優質文檔-傾情為你奉上生物醫學儀器課程設計報告姓 名： 陸想想 學 號： 專 業： 生物醫學工程 指導教師： 陶玲 成 績： 自動化學院 二0一一年 六 月目 錄題目一頁碼3題目二頁碼6題目三頁碼8題目四頁碼11題目一 心電測量一目的學習心電圖機的基本工作原理以及使用方法，學會人體心電的測試方法，觀察心電波形。觀察運動對心電的影響，采用相應的抗干擾措施，觀察心電圖的改變，分析心電測量時感性耦合形成的干擾及相應的抗干擾措施。二報告內容1. 學會使用心電圖機，闡述心電圖機的十二種工作方式（電極的位置及其和放大器的連接），記錄自己在不同工作方式下的心電圖，并分析心電波形各特征點及其各間期的生理學

2、意義。（1）心電圖機的十二種工作方式：肢體導聯： 導聯 導聯 導聯導聯： LA接放大器正輸入端，RA接放大器負輸入端；導聯： LL接放大器正輸入端，RA接放大器負輸入端；導聯： LL接放大器正輸入端，LA接放大器負輸入端。加壓導聯： aVR導聯 aVL導聯 aVF導聯aVR導聯：RA接正極，LA、LL相連通的中心電位端接負極；aVL導聯：LA接正極，RA、LL相連通的中心電位端接負極；aVF導聯：LL接正極，LA、RA相連通的中心電位端接負極。胸導聯：V1導聯：正極接胸骨右緣第四肋間，負極接威爾遜中心端；V2導聯：正極接胸骨左緣第四肋間，負極接威爾遜中心端；V3導聯：V2和V4連線中點接正極，

3、負極接威爾遜中心端；V4導聯：左鎖骨中線第五肋間接正極，負極接威爾遜中心端；V5導聯：左腋前線與V4處于同一水平接正極，負極接威爾遜中心；V6導聯：左腋中線與V4處于同一水平接正極，負極接威爾遜中心端。（2）記錄自己在不同工作方式下的心電圖。肢體導聯導聯測自己的心電圖，走紙如圖所示：（3）分析心電波形各特征點及其各間期的生理學意義。心電波形的特征點：P波：由心房的激動產生。前一般主要由右心房所產生，后一半主要由左心房產生。正常P波的寬度不超過0.1s，最高幅度不超過0.25mV。QRS波群：反映左、右心室的點激動過程，QRS波群的寬度稱為QRS時限，代表全部的心室肌激動過程所需要的時間。正常人

4、最長不超過0.1s。Q波大約0.1mV；R波大約0.51.5mV；S波大約0.2mV。T波：代表心室激動后復原時所產生的電位。T波大約0.10.5mV。在R波為主的心電圖上，T波不應低于R波1/10。U波：位于T波之后，可能是反映心肌激動后電位與時間的變化。S-T段：從QRS波群的終點到T波起點的一段。正常人的S-T段是接近基線的，與基線間的距離一般不超過0.05mm。P-Q段：從P波終點至QRS波群起點。同樣，正常人的這一段也是接近基線的。P-Q段的持續時間是0.040.2s。各間期生理特點：P-Q間期：它代表從心房激動開始到心室開始激動的時間，這一期間隨著年齡的增長而有加長的趨勢。P-Q間

5、期的持續時間是0.12s0.2s。QRS間期：從Q波開始至S波終了的時間間隔，它代表左右心室肌（包括心室間隔肌）的電激動過程。QRS間期持續時間是0.060.18s。Q-T間期：從QRS波群開始到T波終結相隔的時間，它代表心室肌除極化和負極化的全過程。Q-T間期持續的時間是0.3s0.35s。2. 根據自己的波形，計算自己的脈率。心率=60/(88.6+87.5+88.8)/12/25)=67.95次/分3. 記錄干擾前后的心電圖波形，分析減少干擾的措施。干擾前后的心電圖波形如圖所示（以導聯為例）：減少干擾的措施：將導線絞合在一起，減小環路面積，并平行于人體放置，兩臂緊靠身體，另外，人體盡量保

6、持平靜，周圍環境相對安靜。題目二 多參數生理信號采集處理系統的使用及參數測量分析一.目的 學習多生理參數儀的基本工作原理以及使用方法，掌握多參數生理信號儀的使用，測量自己相應的生理參數，并分析各種參數。二.報告內容1. 簡述測試過程及相關參數的設置，記錄測量結果分析測量得到的生理參數及其生理意義。測試過程：首先打開桌面上的RM6240.EXE，設置各個參數，然后連接各個通道的輸出線。在各電極上涂一些導電膏，夾在相應位置（紅色對應右手，黃色對應左手，綠色對應左腳，黑色對應右腳），然后將檢測脈搏的傳感器綁在手指上，將聽心音的聽診器放在心臟跳動最強烈的位置，按軟件中的開始按鈕，開始記錄心電、心音和脈

7、搏，待曲線穩定后點擊軟件上的暫停按鈕，截圖保存。由于實際操作過程中干擾較大，很難保持三個通道的記錄曲線同時穩定，所以我采用了分時段單通道的方法，即同一時間只采集一個通道的數據，望老師見諒。以下是我的測試結果：心音是瓣膜關閉和血流撞擊心室引起的振動所產生的聲音，分為第一心音和第二心音。上圖可清晰地分辨出第一和第二心音。心音強度、頻率及相互關系可以反映心瓣膜、心肌功能及心內血流的狀況。脈搏是心臟收縮時，由于輸出血液沖擊引起的動脈跳動。脈搏波的形狀，因循環系統的情況改變而不同。 如主動脈瓣是否健全，心搏節律是否正常，動脈管的彈性如何等，都可根據脈搏波形的變化進行診斷。正常人的脈搏和心跳是一致的。由采

8、集到的脈搏波形圖可知：脈率=60/(37.6*500/1000/27)=86.17次/分鐘由采集到的心電波形可知：心率=60/(36.3*250/1000/13)=85.95次/分鐘，與脈率基本一致。心電分析的依據通常是QRS波的寬度、幅度、波峰方向和R-R間期等參數，以及與心電模板的匹配程度等。正常心電的QRS波寬度一般小于100ms。由采集到的心電波形可觀測到QRS波的位置，估測QRS波的寬度為50ms左右。題目三 設計心電放大電路一.目的設計心電放大電路（三運放），要求第一級差動增益為5，第二級差動增益為10，了解高共模抑制比、高輸入阻抗差動運算放大器的主要技術指標：輸入阻抗、放大倍數及

9、共模抑制比。通過電路仿真調試電路，并分析改變電路中某些參數對共模抑制比CMRR的影響。電路調試正確后，自己制作電路板，用所制作的電路板測量人體的心電波形（標準雙導聯工作方式I），調整各參數，用示波器觀察所測量的心電信號。二.報告內容1. 提交正確的電路圖，并標注各參數。電路圖及各參數如圖所示：2. 分析計算電路的放大倍數和共模抑制比，并和測量得到的放大倍數和共模抑制比比較。理論的放大倍數為50，共模抑制比為無窮大。實際測量相關參數：差模電壓Vi10mVVo0.5VAd50共模電壓Vi3VVo60mVAc0.02CMRR20lg（50/0.02）=68圖一 輸入10mv差模電壓時的信號顯示：圖二

10、 輸入3V共模電壓時的信號顯示：3. 提交制作的電路板照片。 圖三 心電測量電路板照片：4. 提交心電信號的測量結果。分析心電放大電路和CMRR與哪些因素有關。圖四 心電測量結果：影響心電放大電路的因素有：（1）電極放置位置，為了記錄正確和較強的信號，電極放置必須精確；（2）電極與皮膚的接觸，ECG信號非常微弱，電壓幅度較低，良好的接觸需要對皮膚做適當的處理，另外，應在電極上涂上導電膏；（3）導聯的選擇，選擇錯誤導聯會出現錯誤的心電圖；（4）外部干擾，運動會干擾信號記錄，50Hz工頻干擾也會影響ECG的記錄。影響CMRR的因素：（1）第一級放大電路的對稱性，電路的對稱性越好，共模抑制比越大；（

11、2）輸入阻抗，提高輸入阻抗，能提高電路的共模抑制比。題目四 設計右腿驅動電路一.目的在實驗三的基礎上，加上右腿驅動電路模塊，并制作電路板，再用示波器觀察所測量的心電信號，并和實驗三的結果進行比較。二.報告內容1. 畫出ECG測量前置級完整電路結構圖，并標注各參數。2. 提交自己制作的電路板照片。圖五 增加右腿驅動的電路板照片：3. 提交測量結果，并分析右腿驅動電路在心電測量中的作用。圖六 心電測量結果：右腿驅動電路在心電測量中的作用：采用右腿驅動電路可以減少位移電流形成的共模電壓的干擾，提高共模抑制比。4. 在整個課程設計過程中，尤其在設計和調試電路環節，有何收獲和體會。 兩周的生物醫學儀器課

12、程設計終于圓滿落幕，在整個課設過程中，雖然困難重重，但是收獲也很豐富。前兩個應用型的實驗，相對來說操作比較容易，只要嚴格遵守實驗要求，并掌握一定的理論知識，很快就能得到實驗結果。第三個心電放大電路的設計，電路原理顯而易見。首先根據實驗要求，計算出設計電路需要的電阻值，然后根據計算得到的阻值，利用萬用表，精心挑選電阻，并制作電路板。挑選電阻是我遇到的第一個難題，首先實驗室所提供的可選電阻很少，所以只好對先前的計算值稍作修改。其次是我選定的電阻值的電阻很難找，由于大家都需要10K的電阻，使得資源一下子變得緊缺起來，甚至有同學戲稱這是找電阻游戲。一切準備就緒，根據要求制作完成了實驗三的電路板，進入調

13、試階段。由于實驗室可用的儀器比較少，需要長時間的等待，所以我跟一個同學合作，一起組裝了一套儀器，包括信號發生器，穩壓電源和示波器，開始調試電路。第一次調試沒有出現預想的波形，我只好將電路檢查了一遍，發現還是沒有。一次次的檢查，怎么也找不出錯誤來，急的我都快放棄了。這時候我發現也有很多同學出現了跟我一樣的問題，后來經過一位“過來人”點撥，才發現這個電路板跟我們平時做實驗用的不一樣，經常當作接地組使用的一橫排并不是連通的，每五個之間還需要導線來連接。我聽從了同學的建議加以修改，果然成功了。接著用自己制作的電路板測心電圖，由于心電信號太微弱，再加上干擾比較大，很難出現正確的心電波形，就算瞬間出現，也很難保持一段時間，這是我遇到的第二個難題。我想了各種方法，調試示波器到最佳顯示比例，盡量將線絞合在一起以減少干擾，可是效果甚微。最后偶然間發現，只要雙手用力握拳，心電信號立即增強許多，而且效果還不錯，這一方法一經宣傳立即被大家積極采用，到此總算把實驗三的任務完成了。對于實