серцевого м'яза і ЕЛЕКТРОКАРДІОГРАМА
ЗМІСТ:
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ 2
Біоелектричні дія у серцевий м'яз 2
РЕЄСТРАЦІЯ Електрокардіограма 4
електрокардіографічних Відведення 5
перешкод при реєстрації електрокардіограми та МЕТОДИ ЇХ УСУНЕННЯ 6
МОЖЛИВЕ схемних рішень 8
ПІДСИЛЮВАЧІ ЕЛЕКТРОКАРДІОСІГНАЛА 8
ОСОБЛИВОСТІ ДЖЕРЕЛА ПОРУШЕННЯ 8
вимоги до параметрів 9
ПЕРЕТВОРЮВАЧІ ЕКС ДЛЯ ЦИФРОВИХ ПРИСТРОЇВ. 12
АЦП. 13
ЦИФРОВА ФІЛЬТРАЦІЯ ЕЛЕКТРОКАРДІОСІГНАЛА 14
фільтри придушення СЕТЕВОЙ наводкою. 15
СТИСНЕННЯ ЕЛЕКТРОКАРДІОСІГНАЛА 17
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ: 20
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ
Біоелектричні дія у серцевий м'яз
Виникнення електричних потенціалів у серцевому м'язі пов'язане з рухом іонів через клітинну мембрану. Основну роль при
цьому грають катіони натрію і калію. Усередині клітки калію значно більше, ніж у позаклітинній рідині, концентрація внутрішньоклітинного натрію, навпаки,
набагато менше, ніж поза клітиною. У спокої зовнішня поверхня клітки міокарда заряджена позитивно внаслідок переваги там катіонів натрію, внутрішня
поверхня клітинної мембрани має негативний заряд унаслідок переваги усередині клітки аніонів (Cl -, HCO3-та ін.)
У цих умовах клітка поляризована, при реєстрації електричних процесів за допомогою зовнішніх електродів різниці потенціалів не буде. Однак якщо в цей
період ввести мікроелектроди всередину клітки, то зареєструється так називаний потенціал спокою, що досягає 90 мв. Під впливом зовнішнього електричного
імпульсу клітинна мембрана стає проникною для катіонів натрію, що спрямовуються усередину клітки (унаслідок різниці усередині-і позаклітинної
концентрації) і переносять туди свій позитивний заряд. Зовнішня поверхня даної ділянки здобуває негативний заряд унаслідок переваги там
аніонів. При цьому з'являється різниця потенціалів між позитивним і негативним ділянками поверхні клітки, і реєструючий прилад зафіксує
відхилення від ізоелектричної лінії. Цей процес зветься деполяризації і зв'язаний з потенціалом дії. Незабаром уся зовнішня поверхня клітки
здобуває негативний заряд, а внутрішня - позитивний, тобто відбудеться зворотна поляризація .. Реєстрована крива при цьому повернеться до
ізоелектричної лінії.
Наприкінці періоду порушення клітинна мембрана стає менш проникною для катіонів натрію, але більш проникною для
катіонів калію; останні спрямовуються з клітки (унаслідок різниці поза-і внутрішньоклітинної концентрації). Вихід калію з клітки переважає над
надходженням натрію в клітку, тому зовнішня поверхня мембрани знову поступово здобуває позитивний заряд, а внутрішня - негативний. Цей
процес зветься реполяризації. Реєструючий прилад знову зафіксує відхилення кривої, але в іншу сторону (тому що позитивний і негативний
полюси клітки помінялися місцями) і меншої амплітуди (тому що потік іонів калію рухається повільніше). Описані процеси відбуваються під час систоли .
Коли вся зовнішня поверхня знову здобуває позитивний заряд, а внутрішня - негативний, знову буде зафіксована ізоелектричної лінія,
що відповідає діастолі . Під час діастоли відбувається повільний зворотний рух іонів калію і натрію, що мало впливає на заряд клітки,
оскільки іони натрію виходять із клітки, а іони калію входять у неї одночасно і ці процеси врівноважують один одного.
Описані процеси відносяться до порушення одиничного волокна міокарда. Який виникає при деполяризації імпульс викликає порушення
сусідніх ділянок міокарда, воно поступово охоплює весь міокард, розвиваючись по типі ланцюгової реакції.
Порушення серця починається в синусовому вузлі, розташованому в правому передсерді в області устя верхньої порожньої вени. Синусовий
вузол має автоматизму і продукує визначене число імпульсів у заданий проміжок часу. У дорослої людини в спокої в синусовому сайті
генерується 60-80 імпульсів у хвилину.
РЕЄСТРАЦІЯ Електрокардіограма
Електрокардіограма (ЕКГ) являє собою запис сумарного електричного потенціалу, що виникає при порушенні безлічі
міокардіальних клітин.
ЕКГ записують за допомогою електрокардіографа. Його основними частинами є гальванометр, система посилення, перемикач відведень і
реєструючий пристрій. Електричні потенціали, що виникають у серце, сприймаються електродами, підсилюються і пускають у хід гальванометр.
Зміни магнітного поля передаються на реєструючий пристрій і фіксуються на електрокардіографічних стрічку, що рухається зі швидкістю 10-100 мм/с
(найчастіше 25 або 50 мм/с).
Щоб уникнути технічних помилок і перешкод при записі ЕКГ необхідно звернути увагу на правильність накладення електродів і їхній контакт
зі шкірою, заземлення апарата, амплітуду контрольного міллівольт й інші фактори, здатні викликати перекручування кривої.
Електроди для запису ЕКГ накладають на різні ділянки тіла. Система розташування електродів називається електрокардіографічних
відведеннями.
Електрокардіографічних Відведення
У клінічній практиці найбільш поширені відведення від різних ділянок поверхні тіла. Ці відведення називаються
поверхневими. При реєстрації ЕКГ звичайно використовують 12 загальноприйнятих: 6 від кінцівок і 6 грудних. Перші 3 стандартних відведення були запропоновані ще
Ейнтговеном. Електроди при цьому накладаються в такий спосіб:
I. відведення: ліва рука (+) і права рука (-);
II. відведення: ліва нога (+) і права рука (-);
III. відведення: ліва нога (+) і ліва рука (-).
Осі цих відведень утворять у фронтальній площині грудної клітки так званий трикутник Ейнтговена.
Реєструють також посилені відведення від кінцівок:
aVR - від правої руки;
aVL - від лівої руки;
aVF - від лівої ноги.
До позитивного полюса апарата приєднують провідник електрода від відповідної кінцівки, а до негативного полюса --
об'єднаний провідник електродів від двох інших кінцівок. Посилені відведення від кінцівок знаходяться у визначеному співвідношенні зі стандартними.
Так, відведення aVL в нормі має подібність з I відведенням, aVR - з дзеркально перевернутим II відведенням, aVF подібно з II і III відведеннями.
Шість грудних відведень позначають V1 - V6. Електрод від позитивного полюса встановлюють на наступні крапки:
V1 - в четвертому міжребер'ї біля правого краю грудини;
V2 - у четвертому міжребер'ї біля лівого краю грудини;
V3 - посередині між крапками V2 і V4;
V4 - у п'ятому міжребер'ї по лівій серединно-ключично лінії;
V5 - на рівні відведення V4 по лівій передній аксилярній лінії;
V6 - на тому ж рівні по лівій середній аксилярній лінії.
Перешкод при реєстрації електрокардіограми та МЕТОДИ ЇХ
УСУНЕННЯ
підсилювальної системи в електрокардіограф сприяє різкому посиленню не тільки корисних сигналів, але і тих
незначних перешкод, які не завжди переборні. Деякі морфологічні зміни зубців неминучі, але не мають діагностичного значення. Однак дуже
часто ці зміни помилково вважають ознаками поразки міокарда.
Причиною перешкод можуть бути електрична активність тканин, через які проводиться імпульс (наприклад, скелетні
м'язи), опір тканин, особливо шкіри, а також опір на вході підсилювача .. Прикладом перешкод такого роду є електрична активність
скелетних м'язів, тому при реєстрації електрокардіограми необхідно рекомендувати пацієнту максимально розслабити м'язи. М'язові струми
накладаються на електрокардіограму у хворих з дрожательним паралічем, хореєю, тетанією, паркінсонізмом, тиреотоксикозом. Коливання, що викликаються
м'язовими струмами, іноді важко відрізнити від тріпотіння передсердь. Артефакти, що виникають на кривій при випадковому поштовху чи апарата кушетки можуть
імітувати шлуночкові екстрасистоли. Однак, при уважному розгляді артефакти легко розпізнаються. Нерівномірна робота отметчіка часу або
стрічкопротяжного механізму може симулювати аритмію.
При зіставленні динамічних змін не можна надавати діагностичне значення змінам амплітуди зубців, якщо
серійні електрокардіограми в одного і того ж пацієнта зареєстровані при різній чутливості електрокардіографа.
Велике значення має сталість нульової (або основний) лінії, від якої виробляється відлік амплітуди зубців.
Стабільність нульової лінії залежить від наявності досить високого вхідного опору підсилювальної системи і мінімального шкірного опору.
Нерідко основна лінія електрокардіограми коливається разом з елементами кривої. Подібну електрокардіограму не слід
вважати патологічної, тому що причиною можуть бути порушення режиму харчування апарата, форсований подих пацієнта, кашель, гикавка, чхання, перистальтика
кишечника. У грудних відведеннях подібні зміни нерідко виявляються при терті електрода про виступаючі ребра.
Низький вольтаж зубців іноді обумовлюється поганим контактом електродів зі шкірою.
Значні перешкоди викликають наведених струми ( «тло»), які розпізнаються по правильності коливань
50 Гц (від освітлювальної мережі). Подібні перешкоди можуть з'явитися при поганому контакті електродів зі шкірою, особливо при її волосатості. Неважко розпізнати
локалізацію виникнення перешкод. Наприклад, якщо «наведення» виду в II і III відведенні, а в I відведенні її ні, те провід від лівої ноги має
поганий контакт з електродом, чи останній нещільно прилягає до шкіри. Якщо «наведення» видна в I і II відведенні, то поганий контакт на правій руці. Якщо
контакти достатні, а «наведення» спостерігається у всіх відведеннях, то рекомендується заземлити праву ногу, приєднавши її спеціальним кабелем до
опалювальних і водопровідних труб. Іноді корисно змінити положення ліжка пацієнта, оскільки тіло людини іноді можна уподібнити антені, яка в
одних положеннях піддається впливу атмосферних струмів, а в інших - вільна від них. Крім того, не можна укладати пацієнта так, щоб освітлювальна мережа була
паралельна осі відведення. Для усунення «наведення» часто вдаються до різних фільтрів. Такого способу усунення перешкод варто уникати, тому що при цьому
поряд із звільненням кривої від наведених струмів нерідко викидаються і частоти сигналу серця. Найкращий спосіб, що допомагає звільненню від перешкод, полягають
у використанні клітки Фарадея.
МОЖЛИВЕ Схемні
РІШЕННЯ
ПІДСИЛЮВАЧІ ЕЛЕКТРОКАРДІОСІГНАЛА
ОСОБЛИВОСТІ ДЖЕРЕЛА ПОРУШЕННЯ
Джерелом порушення підсилювача електрокардіосігнала (УсЕКС) є біологічний
об'єкт - людина, яка може бути представлений еквівалентним рівнянням електричним генератором. А як відомо, властивості будь-якого електричного
генератора визначаються характером зміни ЕРС в часі і внутрішнім опором.
Електрокардіосігнал є частиною ЕРС серця, вимірюваної на поверхні тіла за допомогою
електродів, розташованих певним чином. Закон зміни ЕКС у часі може вважатися квазіперіодичні з періодом кардіокомплексов 0,1-3 с.
Мінімальне значення відповідає фібриляції шлуночків, а максимальне - блокада серця. Форма еквівалентного кардіокомплекса близька до трикутної з
амплітудою, що лежить в діапазоні 0-5 мв. Смуга прийнятих кардіокомплексом частот охоплює діапазон від 0,05 до 800 Гц.
Междуелектродное опір, що включає опори переходів шкіра-електрод, відповідає
внутрішньому опору джерела порушення УсЕКС і змінюється в значних межах. Для технічних розрахунків звичайно приймають діапазон 5-100
кОм.
Крім перерахованих параметрів при проектуванні ЕКС необхідно враховувати ряд
істотних особливостей джерела порушення.
1. Нестабільність внутрішнього опору за рахунок змін опорів переходів
шкіра-електрод. При цьому потрібно вважатися з великими значеннями междуелектродних опору і їх розбаланс в системі відведень ЕКС.
2. Освіта на переходах шкіра-електрод напруг поляризації, що створюють на вхідних контактах УсЕКС
напруга зсуву, що досягає ± 300 мВ. Така напруга може викликати насичення
підсилювача.
3. Повільний дрейф напруги поляризації і різкі його зміни при зсуві електродів через
рухів хворого. Стрибки напруги поляризації створюють важко усунути перешкоди.
4. Наявність напруг перешкод, що попадають на вхідні затиски УсЕКС синфазно і протівофазно. Перешкоди можуть
бути біологічного і фізичного походження. До біологічних перешкод відносяться биопотенциалы інших органів і м'язів, а до фізичних - наведені на
об'єкт напруги від неекранованих ділянок мережної проводки, мережних шнурів інших приладів і провідних поверхонь (вторинна напруга наведення).
Особливо великий рівень мають синфазних сигнали перешкод напруги мережі, що попадають на об'єкт через ємнісні зв'язок.
Наявність імпульсних перешкод при впливі на об'єкт терапевтичних апаратів:
кардіостимулятора і дефібрилятора. Потрапляючи на вхід УсЕКС, артефакти імпульсів кардіостимулятора спотворюють ЕКС і викликають у ряді випадків помилково виявлення
кардіокомплекса, а імпульси дефібрилятора можуть зашкодити вхідні кола УсЕКС.
Вимоги до параметрів
Вірогідність передачі ЕКС багато в чому визначається параметрами УсЕКС - першої ланки в ланцюзі
обробки сигналу. Беручи до уваги характеристики джерела порушення, особливості підключення УсЕКС до об'єкта й умови сполучення підсилювача з
пристроєм обробки сигналу, розглянемо вимоги до основних параметрів УсЕКС та їх вплив на перекручування ЕКС.
Вхідна напруга Uвх повинна лежати в діапазоні не менш чим 0,03-5 мв.
Нижнє значення Uвх визначає межу чутливість підсилювача, нижче якої реєстрація ЕКС утруднена.
На порогову чутливість впливає рівень внутрішніх шумів, приведених до
входу підсилювача. Звичайні досяжні значення Uш
