心電圖機(jī)結(jié)構(gòu)原理

關(guān)于心電圖機(jī)結(jié)構(gòu)原理第一頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電基礎(chǔ)知識(shí)

一、心肌細(xì)胞的電活動(dòng)心臟是人體中血液循環(huán)的動(dòng)力器官。心臟有節(jié)律地舒縮，將血液射入動(dòng)脈及流向全身，不斷的循環(huán)，從而保證身體組織器官的血液供給。心臟在收縮舒張（即機(jī)械活動(dòng)）之前，心肌首先發(fā)生激動(dòng)，在激動(dòng)過程中，進(jìn)行了相應(yīng)的電活動(dòng)，產(chǎn)生微弱的生物電流。第二頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電基礎(chǔ)知識(shí)

細(xì)胞的生物電現(xiàn)象：細(xì)胞在生命活動(dòng)中所產(chǎn)生的電變化，稱為生物電現(xiàn)象。

生物電是以細(xì)胞為單位產(chǎn)生的，借助于儀器，這些電變化可以客觀地記錄下來(lái)，如臨床上記錄的心電圖、腦電圖、肌電圖等。第三頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電基礎(chǔ)知識(shí)

1.靜息電位（1）靜息電位的概念

當(dāng)細(xì)胞膜處于相對(duì)安靜狀態(tài)下（未受刺激時(shí)），存在于細(xì)胞內(nèi)、外兩側(cè)的電位差稱為靜息電位。用微電極測(cè)量神經(jīng)纖維膜，結(jié)果顯示細(xì)胞膜表面與細(xì)胞內(nèi)存在電位差而且膜內(nèi)比膜外電位低，即膜內(nèi)相對(duì)帶負(fù)電，而膜外相對(duì)帶正電。細(xì)胞這種穩(wěn)定的內(nèi)負(fù)外正狀態(tài)，稱為極化狀態(tài)。當(dāng)靜息電位的膜內(nèi)側(cè)負(fù)電位增大時(shí)，稱超極化。相反，如果膜內(nèi)負(fù)電位減小，稱去極化或除極化。細(xì)胞發(fā)生去極化后，膜電位又恢復(fù)到極化狀態(tài)，稱為復(fù)極化。第四頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電基礎(chǔ)知識(shí)

（2）靜息電位的產(chǎn)生機(jī)制

正常時(shí)細(xì)胞內(nèi)的K+和蛋白質(zhì)負(fù)離子濃度A-比膜外高，而細(xì)胞外的Na+濃度和Cl-濃度比膜內(nèi)高。因此，K+和A-有向膜外擴(kuò)散的趨勢(shì)，而Na+和Cl-有向膜內(nèi)擴(kuò)散的趨勢(shì)。在靜息狀態(tài)下，細(xì)胞膜對(duì)K+有較大的通透性，因而一部分K+順濃度差向膜外擴(kuò)散，增加了膜外正電荷；膜內(nèi)的A-雖有隨K+外流的傾向，但由于A-的分子較大，細(xì)胞膜對(duì)其幾乎無(wú)通透性，因而被阻隔于膜內(nèi)，這就造成膜外為正、膜內(nèi)為負(fù)的極化狀態(tài)。由K+外流造成的這種以膜為界的內(nèi)負(fù)外正的電位差，將成為阻止K+外流的力量。當(dāng)促使K+外流的濃度差和阻止K+外流的電位差這兩種拮抗力量達(dá)到平衡時(shí)，膜兩側(cè)的電位差將穩(wěn)定于某一數(shù)值不變，此即K+的平衡電位。第五頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電基礎(chǔ)知識(shí)

2.動(dòng)作電位（1）動(dòng)作電位的概念和演變過程細(xì)胞膜受到刺激時(shí)，在靜息電位的基礎(chǔ)上發(fā)生一次快速可逆可擴(kuò)布的電位變化過程，稱為動(dòng)作電位。在測(cè)出靜息電位的基礎(chǔ)上，給予神經(jīng)纖維一個(gè)刺激，此時(shí)即可顯示出一次動(dòng)作電位。動(dòng)作電位包括一個(gè)上升相和一個(gè)下降相。上升相表示膜的去極化過程，此時(shí)膜內(nèi)原有的負(fù)電位消失，并迅速變?yōu)檎娢?，即?70～-90mV變?yōu)?20～+40mV，出現(xiàn)膜兩側(cè)電位倒轉(zhuǎn)（外負(fù)內(nèi)正），整個(gè)膜電位變化的幅度可達(dá)90～130mV。下降相代表膜的復(fù)極化過程，是膜內(nèi)電位從上升相頂端下降到靜息電位水平的過程，在神經(jīng)纖維，動(dòng)作電位的上升相與下降相變化幅度大、時(shí)程短（不到2ms），電位波倒呈尖峰形，稱為峰電位。第六頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電基礎(chǔ)知識(shí)

二、心電波形典型的心動(dòng)電流圖形是由P、Q、R、S、T、U波及P-R間期、S-T段、Q-T間期等組成。記心電波形時(shí)，一般都用一種劃有格子的圖紙來(lái)進(jìn)行，圖中的橫坐標(biāo)代表時(shí)間，當(dāng)走紙速度為25mm/s時(shí)，一個(gè)小格代表0.04s，25個(gè)小格代表1s，用較粗的一條豎線標(biāo)示，縱坐標(biāo)代表電壓的幅度，每個(gè)小格間距為1mm，靈敏度選取的不同，縱坐標(biāo)高度代表的電壓也不同，選用10mm/mv的靈敏度（標(biāo)準(zhǔn)靈敏度）時(shí),10個(gè)小格的高度代表1mv的電壓，當(dāng)選用5mm/mv的靈敏度時(shí)，10個(gè)小格的高度就代表2mv的電壓。

第七頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電圖機(jī)的原理及電路分析導(dǎo)聯(lián)選擇器高頻濾波器定標(biāo)前置放大器閉鎖主電壓放大器功率放大器記錄器熱筆控制開關(guān)（也起穩(wěn)壓作用）筆溫調(diào)節(jié)走紙電路電池穩(wěn)壓器第八頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電圖機(jī)的原理及電路分析

1、導(dǎo)聯(lián)選擇器在常規(guī)心電圖機(jī)中，處于前置放大器的輸入電路內(nèi)（將心電圖機(jī)前置放大器以前的部分叫做輸入部分），用來(lái)選擇不同的導(dǎo)聯(lián)。

*導(dǎo)聯(lián)選擇器：用來(lái)選擇從肢體或胸電極導(dǎo)出的心電信號(hào)，形成某一心電圖導(dǎo)聯(lián)。第九頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電圖機(jī)的原理及電路分析

*導(dǎo)聯(lián)（lead）（1）標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）。（2）單極肢體加壓導(dǎo)聯(lián)（avr、avl、avf）。單極肢體導(dǎo)聯(lián)的波形反應(yīng)出各肢體電極在心動(dòng)周期內(nèi)的電位變化。用這種方法測(cè)得的電壓幅值要比單極肢體導(dǎo)聯(lián)大50%，但不影響其波形。第十頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電圖機(jī)的原理及電路分析

（3）胸導(dǎo)聯(lián)。胸導(dǎo)聯(lián)可分為雙極胸導(dǎo)聯(lián)和單極胸導(dǎo)聯(lián)。胸導(dǎo)聯(lián)也是用兩個(gè)電極接到心電圖機(jī)的輸入端，一個(gè)電極（探察電極）接到胸前，另一個(gè)電極（中性電極）接到肢體上。*中性電極接到三個(gè)肢體連線的連接點(diǎn)上，這種胸導(dǎo)聯(lián)叫做單極胸導(dǎo)聯(lián)，用V表示。第十一頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電圖機(jī)的原理及電路分析

臨床上常用單極胸導(dǎo)聯(lián)，接法:

探察電極：

V1導(dǎo)聯(lián)：胸骨右緣第四肋骨間隙。

V2導(dǎo)聯(lián)：胸骨左緣第四肋骨間隙。

V3導(dǎo)聯(lián)：在V2和V4連線的中點(diǎn)。

V4導(dǎo)聯(lián)：在鎖骨中線與第五肋間相交處。

V5導(dǎo)聯(lián)：在腋前線與V4同一水平處。

V6導(dǎo)聯(lián)：在腋中線與V4同一水平處。無(wú)關(guān)電極與中心端相連接。第十二頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電圖機(jī)的原理及電路分析

心電圖機(jī)上各電極導(dǎo)線所用顏色做如下規(guī)定：

紅色---右手；黃色---左手；綠色---左足；黑色---右足；白色---胸部。第十三頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電圖機(jī)的原理及電路分析

2、高頻濾波電路高頻電磁波會(huì)對(duì)心電圖機(jī)產(chǎn)生高頻干擾，為了減少和避免干擾，除了在導(dǎo)聯(lián)線外包一層金屬屏蔽網(wǎng)，還在心電圖機(jī)的輸入部分設(shè)計(jì)了高頻濾波電路。

XC=1/2лfc

*高頻濾波電路只能濾除高頻干擾信號(hào)，對(duì)于低頻信號(hào)則沒有什么影響。第十四頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電圖機(jī)的原理及電路分析

3．前置放大器心電圖機(jī)前置放大電路要把微弱的變化緩慢的心電信號(hào)放大到足以推動(dòng)電壓放大器，同時(shí)，又要對(duì)各種干擾信號(hào)有足夠的抑制作用。前置放大器必須具有下述特點(diǎn)：高輸入阻抗、高抗干擾能力、低噪聲、工作點(diǎn)穩(wěn)定。第十五頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電圖機(jī)的原理及電路分析

4．1mV定標(biāo)信號(hào)發(fā)生器用作心電圖機(jī)的幅度校正和心電圖機(jī)時(shí)間常數(shù)檢查，一般為按鈕控制。

5．主放大器主放大器把心電信號(hào)進(jìn)一步作電壓放大和功率放大，使之能恰當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)記錄筆偏轉(zhuǎn)，主電壓放大器與前置放大器之間，采用阻容耦合，除隔離前級(jí)的直流工作電壓外，還可防止電極極化電壓造成的失調(diào)，進(jìn)入主放大器。極化電壓：金屬板電極與電解質(zhì)溶液（汗液）接觸時(shí)，金屬離子有進(jìn)入溶液的趨勢(shì)，在金屬表面和溶液界面間形成電荷分布，形成電流。

第十六頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電圖機(jī)的原理及電路分析

6．記錄器是記錄心電圖的一種機(jī)械裝置。早期生產(chǎn)的心電圖機(jī)在描記方法上有感光描記法、火花描記法等，當(dāng)前常用的是熱筆描記法，這是利用電能加熱描筆（筆尖），然后和特制的記錄紙面相接觸，利用熱度將紙面的薄層藥膜熔化，露出底色來(lái)，還有一種記錄紙受熱后，將涂在紙面的藥膜變成炭質(zhì)，露出黑色。常用的記錄器有：動(dòng)鐵式記錄器、動(dòng)圈外磁式記錄器、動(dòng)圈內(nèi)磁式記錄器。第十七頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日心電圖機(jī)的原理及電路分析

7．筆溫控制電路用以調(diào)節(jié)熱筆的溫度，以根據(jù)不同的走紙速度使之記錄清晰的心電波形。

8．閉鎖電路心電圖機(jī)在轉(zhuǎn)換導(dǎo)聯(lián)時(shí)，由于各導(dǎo)聯(lián)輸入放大器的極化電壓不同，使耦合電容器所需隔斷的直流電壓也不同，引起了電容器的重新充（或放）電，描筆要等電容器重新充（或放）電結(jié)束后，才能回到基線的位置，做好下一導(dǎo)聯(lián)心電圖波形描記的準(zhǔn)備，這個(gè)時(shí)間一般比較長(zhǎng)，為了能連續(xù)做各導(dǎo)聯(lián)的心電圖，在心電圖機(jī)中都設(shè)有閉鎖裝置。第十八頁(yè)，共二十頁(yè)