醫用電子儀器412023/7/27醫用電子儀器41第一節生物電位的基礎知識興奮：活組織在刺激作用下發生的一種可以傳播的、伴有特殊電現象并能引起某種效應的反應。一、靜息電位內負外正極化狀態1.細胞膜內外離子濃度的不同2.細胞膜對不同離子的選擇通透性維持濃度差：主動轉運（鈉泵）醫用電子儀器41醫用電子儀器41醫用電子儀器41醫用電子儀器41二、動作電位去極化與復極化當給細胞一個電刺激，超過閾值電位的話，細胞膜對鈉離子通透性突然增大，當其通透性超過鉀離子通透性時，產生去極化。超射：鈉離子平衡電位鈉泵的作用醫用電子儀器41醫用電子儀器41醫用電子儀器41動作電位的傳輸醫用電子儀器41動作電位傳導特點動作電位不會因為傳導距離的增大而減弱。興奮在細胞上的傳導不一定限于單方向。醫用電子儀器41三生物電信號測量生理學基礎夾角θ電位φ人體軀干組織相當于電解液，肢體相當于導線醫用電子儀器41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。醫用電子儀器41四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。醫用電子儀器41第二節、心電圖機心電圖：心臟在機械性收縮之前，首先產生電激動。心肌激動所產生的微小電流可經過身體組織傳導到體表，使體表的不同部位產生不同的電位。在體表放置兩個電極，分別用導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，形成一條連續的曲線，就是心電波形，簡稱心電圖。

一、心電圖基礎知識醫用電子儀器41

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生、傳導和恢復過程中的生物電位變化。心肌興奮產生電流心電圖心電圖機組織傳導電位變化醫用電子儀器41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，貢獻最大的學者是荷蘭萊頓大學的生理學教授愛因托芬（WilliamEinthoven,1860-1927）。醫用電子儀器41

由一系列特殊心臟細胞聯結而成的傳導系統竇房結房間束結間束房室結房室束左右房室束支蒲肯纖維網

1、心電圖產生機理醫用電子儀器41醫用電子儀器41心臟興奮過程正常情況下竇房結發出的興奮通過結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，引起心室肌興奮，心室肌將興奮由內膜側向外膜側心室肌擴散，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的時間先后順序及相應的興奮強度醫用電子儀器41人類血液循環是封閉式的，由體循環和肺循環兩條途徑構成的雙循環。血液由左心室射出經主動脈及其各級分支流到全身的毛細血管，在此與組織液進行物質交換，供給組織細胞氧和營養物質，運走二氧化碳和代謝產物，動脈血變為靜脈血；再經各級表肪匯合成上、下腔靜脈流回右心房，這一循環為體循環。血液由右心室射出經肺動脈流到肺毛細血管，在此與肺泡氣進行氣體交換，吸收氧并排出二氧化碳，靜脈血變為動脈血；然后經肺靜脈流回左心房，這一循環為肺循環。醫用電子儀器41

竇房結心室收縮浦肯纖維心室房室結左心房右心房左心房收縮右心房收縮

左右分支房室束發出興奮房間束結間束心臟傳導途徑竇房結發出興奮，按照一定的途徑和傳導延遲，依次傳向心房和心室，引起整個心臟興奮.醫用電子儀器41醫用電子儀器41醫用電子儀器41

2、心電圖的典型波形電壓靈敏度：10mm/mV,走紙速度：25mm/s醫用電子儀器410.2-0.10.5~1.5-0.20.1~0.50.12~0.2s0.06~0.1s0.12~0.16s0.04~0.8s<0.4s醫用電子儀器41醫用電子儀器41

P波由心房的激動所產生，前一半主要由右心房所產生，后一半主要由左心房所產生。正常P波的寬度不超過0.11s，最高幅度不超過2.5mm。

心電圖的典型波形意義醫用電子儀器41

P波QRS波群反映左、右心室的電激動過程，稱QRS波群的寬度為QRS時限，代表全部心室肌激動過程所需要的時間，正常人最高不超過0.10s。

心電圖的典型波形意義醫用電子儀器41

P波QRS波群T波代表心室激動后復原時所產生的電位影響。在R波為主的心電圖上，T波不應低于R波的1/10。

心電圖的典型波形意義醫用電子儀器41

P波QRS波群T波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，人們對它的認識仍在探討之中

心電圖的典型波形意義醫用電子儀器41典型間期（1）房室交界的傳導速度最慢，沖動通過這一部位要延擱0.1S。房室交界是興奮由心房進入心室的唯一通道，從心房到心室保持一定的傳導延擱，使心房和心室不至于同時興奮；當心房收縮時，心室仍處于舒張狀態，這對于保證心臟按順序激動和心室有足夠的充盈時間。醫用電子儀器41（2）心房內和心室內興奮傳導的速度較快是保證興奮幾乎同時傳到所有的心房肌和心室肌，從而使所有的心房肌和心室肌幾乎同時發生收縮。醫用電子儀器41臨床的各個科室手術科室

3.心電圖的臨床應用醫用電子儀器41

臨床上為了統一和便于比較所獲得的心電圖波形，對描記的心電圖的電極位置和引線與放大器的聯接方式有嚴格的統一規定，人們將這種電極組和其聯接到放大器的方式稱為心電圖導聯.

二.心電圖導聯系統醫用電子儀器41標準十二導聯系統標準十二導聯系統Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 雙極導聯aVR、aVL、aVF 加壓單極肢體導聯V1~V6 單極導聯需要10個電極：左臂、右臂、左腿、右腿及胸部6個電極。右腿電極一般作為參考電極，其余9個作為測量電極醫用電子儀器41單極導聯和雙極導聯雙極導聯：用來測量兩點間電位差的導聯。單極導聯：探測心臟某一局部區域電位變化時，用一個電極安放在靠近心臟的胸壁上（叫作探查電極），另一個電極放置在遠離心臟的肢體上（稱為參考電極），探查電極所在部位電位的變化即為心臟局部電位的變化。使參考電極在測量中始終保持為零電位，稱這種導聯為單極肢體導聯，簡稱為單極導聯。醫用電子儀器41標準導聯的理論基礎愛因霍文三角學說醫用電子儀器41理論基礎1.體腔是容積導體，心臟電活動的電偶極距原點在中央。2.左肩、右肩和臀部構成等邊三角形。四肢僅作為導體。電位等于與體腔連接處的電位。3.等邊三角形中心點在電偶極距原點。醫用電子儀器41VⅠ=VL-VRVⅡ=VF-VRVⅢ=VF-VLVⅡ=VⅠ+VⅢ右下肢始終接ACM輸出端電極安放位置以及與放大器的連接方式導聯放大器正極放大器負極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）標準導聯連接方式醫用電子儀器41醫用電子儀器41

醫用電子儀器41單極導聯理論基礎標準導聯只能反映體表某兩點的電位差，不能探測某一點的電位變化。威爾遜于1940年提出，單極導聯可以更準確地反映電極下局部心肌電位的變化情況。威爾遜中心端：將左上肢、右上肢和左下肢的三個電位各通過相等的電阻連接到一點，其電位始終穩定，接近于零。醫用電子儀器41威爾遜中心端由威爾遜（Wilson）提出在三個肢體上各串聯一只5kΩ的電阻（可在5～300kΩ之間選，稱為平衡電阻），使三個肢端與心臟間的電阻數值互相接近，因而把它們連接起來獲得一個接近零值的電極電位端，稱它為Wilson中心電端.醫用電子儀器41單極導聯放大器負極始終與威爾遜中心電端連接。而正極分別連在右上肢、左上肢和左下肢測量電極分別連接在人體的左上肢、右上肢或者左下肢醫用電子儀器41加壓單極肢體導聯單極肢體導聯的心電圖波形振幅較小，不便于觀測Goldberger于1942年對威爾遜單極導聯進行了改進，提出了加壓單極肢體導聯將測量電極與中心電端相連接的高電阻斷開，這樣就可以使得心電圖波形的振幅增加50%，這種導聯方式就叫做加壓單極肢體導聯，分別用aVR、aVL和aVF醫用電子儀器41aVR=3/2VRaVL=3/2VLaVF=3/2VF醫用電子儀器41醫用電子儀器41胸導聯將威爾遜中心電端與放大器負極相連測量電極安放在胸前預訂的六個位置醫用電子儀器41醫用電子儀器41醫用電子儀器41醫用電子儀器41醫用電子儀器41三心電圖機的基本結構輸入部分放大部分電源部分導聯線過壓保護低通緩沖放大要求：5條時間常數中間放大隔離，濾波走紙醫用電子儀器41電極與導聯線醫用電子儀器41醫用電子儀器41醫用電子儀器41醫用電子儀器41醫用電子儀器41醫用電子儀器41（一）輸入部分包括從電極到導聯線、導聯選擇器、輸入保護及高頻濾波器等。1．導聯線由它將電極上獲得的心電信號送到放大器的輸入端。電極部位、電極符號及相連的導聯線的顏色。醫用電子儀器412．導聯選擇器它的作用是將同時接觸人體各部位的電極的導聯線按需要切換組合成某一種導聯方式。每切換一次導聯都需按順序進行，不能跳換。醫用電子儀器413．輸入保護及高頻濾波器使用心電圖機時，既要保護病人安全，又要避免因病人進行除顫治療或施行高頻電刀手術而損壞同時使用的心電圖機。醫用電子儀器41（二）放大部分1．前置放大器它是心電放大的第一級，因輸入的心電信號很微弱，對前置放大器具體要求是：低噪聲、高輸入阻抗、高抗干擾能力、低零點漂移、線性工作范圍醫用電子儀器412．1mV標準信號發生器醫用電子儀器413．中間放大器中間放大器在RC耦合電路之后，稱為直流放大器。它不受極化電壓的影響，增益可以較大，一般由多級直流電壓放大器組成。心電圖機的一些輔助電路（如增益調節、閉鎖電路、50Hz干擾和肌電干擾抑制電路等）都設置在這里。醫用電子儀器414．功率放大器功率放大器的作用是將中間放大器送來的心電信號電壓進行功率放大，以便有足夠的電流去推動記錄器工作，把心電信號波形描記在記錄紙上，獲得所需的心電圖。因此功率放大器亦稱驅動放大器。

醫用電子儀器41（三）記錄器部分：包括記錄器、熱描記器（簡稱熱筆）及熱筆溫控電路。醫用電子儀器41（四）走紙傳動機構帶動記錄紙并使它沿著一個方向做勻速運動的機構稱為走紙傳動裝置，它包括電機與減速裝置及齒輪傳動機構。醫用電子儀器41（五）電源部分電源采用220V／110v交流市電經整流、濾波及穩壓構成的穩定直流電源供電，或用于電池、蓄電池等直流電源供電。也有采用交直流兩用方式供電的。為適應不同需要，電源部分還有充電及充電保護電路、蓄電池過放電保護電路、交流供電自動轉換蓄電池供電電路及電池電壓指示等。醫用電子儀器41

輸入阻抗靈敏度噪聲時間常數線性誤差共模抑制比阻尼頻率響應走紙速度絕緣性

四.心電圖機的主要性能參數醫用電子儀器411、輸入阻抗心電圖機的輸入電阻即為前置放大器的輸入電阻，一般要求大于2MΩ輸入電阻愈大，因電極接觸電阻不同而引起的波形失真越小，共模抑制比就越高

醫用電子儀器412、靈敏度心電圖機的靈敏度時指輸入1mV電壓時，描筆偏轉的幅度，通常用mm/mV表示，它反映了整機放大器放大倍數的大小。一般將心電圖機的靈敏度分為三擋（5mm/mV、10mm/mV、20mm/mV），且分擋可調醫用電子儀器413、噪聲和漂移噪聲指的是心電圖機內部元器件工作時，由于電子熱運動等產生的噪聲。將其折合到輸入端后大小不能超過10μV。國際上規定≤15μV。漂移是指電壓偏離起始點，而上下飄動緩慢變化。檢測方法導聯開關切到test，靈敏度最大，記錄筆跡應為一條直線。醫用電子儀器41醫用電子儀器414、時間常數若給RC串聯電路接通直流電壓E后，電容器的充電電流并不是一個常量，而是時間t的函數。表達式為：式中：τ——

時間常數；ic(t)——t時刻電容兩端的充電電流

醫用電子儀器41在直流輸入時，心電圖機描記出的信號幅度將隨時間的增加而逐漸下降，輸出幅度自100%下降到37%左右所需的時間這個指標一般要求大于3.2s，若過小，幅值就下降過快，甚至會使輸入信號為方波信號時輸出信號變成尖峰波醫用電子儀器41檢測方法：心電圖機工作在標準靈敏度。導聯選擇開關置于“Test”位（lmV位），將描筆基線調置記錄紙中心線上，走紙，按下1mV定標電壓開關，直到記錄筆回到記錄紙中心線再松開，停止走紙。計算波幅從10mm下降到3.7mm時所經過的時間，就是該機的時間常數醫用電子儀器415、線性誤差線性好的心電圖機，在輸入信號幅度變化時，輸出信號應與輸入信號成正比變化。當心電圖機處于10mm/mV標準靈敏度情況時，給心電圖機分別輸入0.1mV，0.2mV，0.3mV，…，不同的幅值信號時，如果輸出描記下來的信號高度分別為lmm，2mm，3mm，…，則說明心電圖機線性好，線性誤差為零醫用電子儀器416、阻尼心電圖機的阻尼是指抑制記錄器產生自激振蕩的能力，調節適當就可防止記錄器按固有頻率振蕩運動。心電圖機的阻尼過大時，心電圖上微小的波形幅值降