心电图机ppt课件

齐齐哈尔市第一医院设备科业务学习-魏红杰,心电图机（electrocardiogram，ECG）,.,心肌细胞特点,心电图是由窦房结产生动作电位，向心脏其他部位传导.心房和心室的心肌细胞依次经过极化去极化复极化过程。,心肌细胞特点：兴奋性：活的组织或者细胞对刺激产生反应的能力，即产生动作点位的能力。传导性：指心肌细胞的动作点位不停留在原地，可沿心肌细胞传导。自律性：心肌含有自律细胞，他们在无外来刺激仍有规律自主产生电位的能力。收缩性：心肌细胞具有机械收缩的能力。,从窦房结心房及结间束房室结左右束支心室传导纤维心室肌。,细胞正常状态下膜内带正电，膜外带负电。细胞膜上有专门传输K+和Na+的传输离子泵，称为钠钾泵。细胞膜在不同状态下对不同离子的通透性不同。,-,-,+,+,.,除极过程Depolarization：膜内负电位消失，电位差降低。,心电活动,K+K+Na+,Na+K+Na+,细胞膜内,细胞膜外,受到外界刺激，产生动作电位。电位由窦房结经过神经传导束传递到整个心脏。,细胞膜在接受刺激后，在动作电位状态下对Na+通透性大于对K+通透性；Na+由细胞外扩散到细胞外。膜内多正离子，膜外多负离子。,膜内Na+向内扩散顺应浓度差的力与膜内正内负电位差形成组织Na+向内扩散的阻力逐渐趋于平衡。,.,复极化过程depolarization：细胞恢复到极化状态的过程。,心电活动,极化：细胞膜内外存在的电位差稳定于静息电位固定水平的状态。,细胞膜在处于除极化平衡状态后，细胞膜对K+通透性大于对Na+通透性；K+由细胞内扩散到细胞外。膜内多负离子，膜外多正离子。,膜内K+向外扩散顺应浓度差的力与膜外正内负电位差形成组织K+向外扩散的阻力逐渐趋于平衡。,.,细胞电位变化与离子活动显示图,K+外流与复极化有关。伴随静息电位，恢复到极化状态。Na+内流与除极化有关。伴随动作电位，达到除极化状态。,K+逆浓度差内流和Na+逆浓度差外流都需要消耗能量ATP，新陈代谢。,.,P-P,R-R,图形命名,(1)P波：心脏的激动发源于窦房结，然后传导到达心房。P波由心房除极所产生，是每一波组中的第一波，它反映了左、右心房的除极过程。前半部分代表右房，后半部分代表左房。(2)QRS波群：典型的QRS波群包括三个紧密相连的波，第一个向下的波称为Q波，继Q波后的一个高尖的直立波称为R波，R波后向下的波称为S波。因其紧密相连，且反映了心室电激动过程，故统称为QRS波群。这个波群反映了左、右两心室的除极过程。(3)T波：T波位于S-T段之后，是一个比较低而占时较长的波，它是心室复极所产生(4)U波：U波位于T波之后，比较低小，其发生机理未完全明确。一般认为是心肌激动的“激后电位”。,.,原理心电活动链接,心肌细胞一直处于节律性的静息、除极、去极化、复极及静息这一变化中，从而产生相应的电位变化。两个状态、两个过程,K+外流引起复极化,Na+内流引起去极化,P波：心房除极过程,QRS波：心室除极过程,T波心室复极过程,肢导联双极标准肢体导联：加压单极肢体导联：aVRaVLaVF胸导联单极心前导联：V1、V2、V3、V4、V5、V6标准导联的理论基础是Einthoven原理主要包括：1.人体的左肩、右肩及臀部三点与心脏距离相等，构成等边三角形的三个顶点。心脏产生的电流均匀传播于体腔，四肢仅作导体，肢体上任何一点的电位等于该肢体与体腔连接处的电位；2等边三角形的中心为心脏，并与三角形共面；3.体腔是一个均匀导电、相对心脏而言很大的球星容积导体。心脏的电活动过程为一对电偶，位于容积导体中央，其偶极矩的方向斜向左下方并与水平线成一角度，称为心电轴,标准导联(12条),导联命名,.,ECG-6511心电图机,按照心电图机能够同时测量的导联信号的通道数分1.单通道心电图机：心电图机中只有一条信号通道，每次只能记录一道信号的装置2.多通道心电图机：心电图机中有多条独立的信号通道，每次能同时记录多通道的装置,.,.,心电图纸,纸速：25mm/s标准电压：1mv/10mm,.,心电图纸,.,普通式心电图机原理结构,人体,输入保护电路,1mv定标,高频滤波,导联选择,前置放大,隔离电路,电压放大,功率放大,DC-DC,浮地电源,电源,心电导联线,.,心电图机信号通道部分电路,输入部分包括电极、导联线、导联选择器、过压保护电路及低通滤波器等，主要作用是从人体提取心电信号并按要求组合导联，将选定导联的心电信号送入缓冲放大器，同时滤除电磁波干扰，放置高电压损坏仪器。威尔逊电阻网络时间常数导联切换复零电路1mv定标电路电极脱落检测电路肌电滤波电路50Hz滤波电路灵敏度选择电路光耦隔离电路,.,输入部分,威尔逊网络,导联选择,电极脱落检测,.,1mv定标,时间常数及复位,50Hz滤波电路,肌电滤波电路,灵敏度选择,.,（一）浮地前放大电路（1）前置输入部分,高压保护,高频滤波HF,低压保护,.,高压保护,原理：当电压大于氖泡的起辉电压时，氖泡两端电压被限制在6070V之间，从而使输入端的高压成分不能向后面电路传送,.,高频滤波HF,RC电路组成低通滤波器，将输入端的高频信号过滤掉，由公式,.,低压保护,返回,+,-,.,（2）威尔逊电阻网络,1.TEST2.导联I3.AVR变形的威尔逊中心端4.胸导联威尔逊中心端,返回,.,.,威尔逊网络连接原理图,.,（3）导联选择,4052是两组开关，4选1,逻辑真值表,导联选择逻辑功能,.,逻辑真值与转换状态,.,导联选择逻辑功能,.,TEST,.,此处设计相当于没有输入，用于调整水平基线,.,导联I,同理，导联II，III也是经过10K电阻到达放大器A1,.,加压导联AVR,.,胸导联,.,威尔逊中心端,返回,.,（4）屏蔽驱动电路,在图4-15中IC112、D118、D119、R110、R111、L100、C132构成屏蔽驱动电路,.,2.浮地前放大电路（1）前置放大器,由IC107、IC108A组成,.,（2）1mv定标电路,由电路图可知,Vp,6.8v,返回,.,（3）起搏脉冲抑制电路,.,时间常数,高通滤波器主要功能是隔直流（人体上的极化电压跟放大器的漂移电压）,.,（4）导联切换复零电路（闭锁电路）,由T2,T3组成，当/INST是低电平时，经过光耦电路的反相，在A端输入一个高电平，此时T2，T3导通，电容C1对地迅速放电，使得电路上的电流迅速减少到零。,A,返回,.,（5）光电耦合电路,.,.,3.中间放大合电路（1）增益调节放大器由IC115A、VR102等组成,.,（2）高频滤波电路由R157、C116组成的高频负反馈网络，可以滤除高频干扰。,.,（3）灵敏度/滤波选择电路,返回,35.7K,.,.,CD4053,选择功能与编码关系,.,选择功能与编码关系,.,（4）交流/肌电滤波电路,由IC116A、IC116B和R161R166、C118C120组成有源陷波网络的交流滤波电路，抑制50Hz交流干扰并将其衰减为原振幅的1/8。由R167、C121组成肌电干扰滤波电路，用驱动器Q105、Q106来控制，抑制35Hz肌电干扰并将其衰减3dB。,.,交流滤波电路,.,返回,.,当EMG键按下时，低电平输入通过光电耦合器后变成高电平，使得T5导通，从而二极管截止，场效应管导通。由84.5k和0.047u组成的RC滤波电路，过滤35Hz的肌电信号,返回,肌电滤波电路,.,（5）比例运放IC117,.,（6）基线置零电路:Q109、Q110,.,（7）电极脱落检测电路,由A7和A8组成的比较器以及4个33K的电阻组成,当A1的输入|Vi|200mv，通过A1的放大此时a点|Va|4V，从而使A7或A8输出高电平，使得二极管导通，该高电平通过光电耦合器驱动键控电路板上的电极监测发光二极管发光报警，表示电极已经脱落。,a,4V,返回,-4V,.,（二）键控电路,.,1功能选择按键14个功能选择按键（SW201SW214）：上升（前进）键（ADV）、下降（后退）键（REV）闭锁键（RESET）、1mV定标键启动（START）、观察（CHECK）、停止（STOP）灵敏度选择开关（2、1、1/2）肌电干扰抑制（EMG）交流干扰抑制（HUM）纸速转换（25mm/S、50mm/s）。,.,2电子开关电路IC201，IC202组成电子开关电路。IC202为双路互锁式电子开关，内部有两组电子开关，IN1IN3对应OUT1OUT3为第一组（STOP、CHECK、START）的选择；IN4IN6对应于OUT4OUT6为第二组，灵敏度（1/2、1、2）的选择。两组开关各允许选通一个。IN端输入为低电平时开关选通，并输出低电平，并分为两路，一路控制功能电路，完成相应的工作状态及灵敏度转换；另一路点亮对应的发光二极管。IC201为循环自锁式电子开关。两组开关可同时工作，亦可单独工作。IN1用于控制肌电干扰抑制，IN2用于控制交流干扰抑制。,.,3.闭锁（INST）控制电路,有三个来源：1.连续描记信号，在转换导联时同时产生INST2.手动闭锁开关RESET键3.在从“准备stop”到“观察check”时,.,（1）初始置零电路由R205、C210和IC203A组成。它的作用是当电源接通的瞬间输出一个正脉冲，使编码器（IC212）的输出端全部置零。因为接通电源时，C210两端电压不能突变，IC203A输入为零电平，输出即为高电平。,.,（2）基线置零控制电路,由SW203、IC203D组成。按下SW203时，IC203D便输出一个高电平，并通过IC204B和IC204C两个正或门及IC215C非门反相输出一个负脉冲，经插座J200送到前置放大电路去启动INST电路。,.,由初始置零电路和转换导联开关所产生的两种控制信号，经过由IC203C和IC205B组成的单稳电路后，输出一个正脉冲。用它启动INST电路，使开启电源瞬间或转换导联期间，将干扰信号对地短路及基线置零。,.,当工作方式转到STOP状态时，从IC202的4脚输出一个由正变零的跳变，经C223在R244上产生一个正脉冲，再经IC204C和IC215，亦作为INST电路的启动脉冲。同时IC202的4脚输出的零电平，仍作为主置零（MINST，即MAININST）控制信号，分别送到前置放大电路和电源电路去,.,-,导联切换时,.,按下RESET键时,+8V,+8V,.,电路初始状态,-,-,.,由STOP向CHECK转换时,.,由于C223两端电压不能突变，所以IC204的8脚为高电平，当电容充电完毕是8脚会由高电平变为低电平，此时INST会产生高电平,.,4.导联选择部分（升/降编码）,二进制可逆计数器,施密特触发器,BCD十进制译码器,顺逆,延时电路,.,（1）编码器（二进制可逆计数器）,5脚为总控制端，高电平时不允许计数，1脚为计数方式控制端，高电平时为预置计数，低电平时为加减计数。10脚为加减计数控制端，高电平时作加法计数，低电平作减法计数。9脚是复位控制端，低电平时计数，高电平时将输出端全部置零。,.,逻辑真值与计数功能关系,.,没有键按下时,-,+,+,-,（2）键控编码电路由IC205A、IC203B、IC212和SW201、SW202等组成键控编码电路，完成导联选择上升（ADV）或下降（REV）的功能。,.,当ADV键按下时,-,-,+,+,.,5译码电路开机接通电源，由于初始置零电路的作用，使IC212的输出置零。当按下SW201键时，有一个高电平加在10脚上，编码器上升计数。同时，该正脉冲通过IC205A、R203和C201的延迟电路及IC203B反向门，送到IC212的15脚计数时钟输入端，使输出编码加1。如原状态是“0000”，加1后变成“0001”，即导联前进一步。当按下SW202键时，10脚通过R201接地，输入低电平，编码器作下降（减法）计数。同样给15脚一个正脉冲，使输出端编码减1。如原状态是“1100”，减1后变成“1011”，即导联从V6选择降为V5。,.,.,Q3Q0输出编码与导联选择状态的关系,由IC213和IC214组成，该译码集成电路是将四位二进制数据变为十进制数据的译码器,.,施密特触发器翻转一下，产生一个时钟信号计数一次，再通过BCD译码器译码给前置放大电路的4052选择相应的导联，同时通过反相器与发光二极管相连，使其发光显示相应导联情况。当顺移到V6导联时，Q3Q2Q1Q01100，则第二个14028B的Q4脚输出一个高电平，再多一个脉冲，则Q5脚输出一个高电平,使RST脚为高电平，计数器恢复到0000开始计数，即导联回到TEST导联,.,当RED键按下时,+,-,-,-,.,同顺移一样，只是由于U/D脚为低电平所以来一个时钟信号减一次而当移到TEST导联时，相应有Q3Q2Q1Q00000，再来一个减数脉冲，则Q3Q2Q1Q01111，此时第二个14028B的Q脚输出一个高电平到PE端，则计数器复位到1100，即V6导联,.,6.电机转速控制电路（稳速、调速）,.,+,-,+,+,-,+,作用,+12V,.,-,+,+,-,25m/s,50m/s,+,-,-,+,25m/s,50m/s,初始状态为25m/s,.,1/64Hz,1/64Hz,+,-,-,1/128Hz,返回,.,1/128Hz,1/64Hz,-,+,-,1/128Hz,.,1/64Hz或1/128Hz,整形电路,控制马达停或走,START,比较器,.,马达转速,晶振分频,相比较,反馈电流,.,7.灵敏度,初始时灵敏度选择在1,.,前置放大器电路中的灵敏度选频,.,（四）供电电路,电路组成,1.直流直流变换电路2.充电与充电指示电路3.交直流选择电路（交流优先电路）4.电池电压指示电路5.定时断电保护电路,.,交直流选择电路,电量指示电路,充电指示电路,定时电路,充电电路,DC-DC变换,.,1.整流电路与直流-直流变换器（1）整流电路（2）直流-直流变换器浮地直流-直流变换器,.,非浮地直流-直流变换器,.,2.充电及充电指示电路,（1）充电电路（a）串联型稳压电源：由复合调整管Q406、Q407,比较放大器Q409，基准电阻R442及VD402和分压取样电阻R443，RP401，R444组成。充电电压由RP401调整，Q406Q407起控制是否充电作用。,.,充电时，SW401置“充电”；检测键处于“准备”位置，RESET处于“0”电平INST为低电平Q410截止Q406Q407工作向电池充电。充电电压调整在15.315.4V当Q410基极为“1”时导通，Q409饱和Q406Q407截止充电电路不工作。电路中D409是保护二极管，防止电池反向充电。,.,（b）充电过流保护电路由电流取样电阻R440，Q408，VD408组成；Q408的作用：当充电电流过大时，R440上压降大于两个PN结电压（约1.2V以上），使Q408导通，Q406Q407截止，充电电路停止工作。本机充电保护电流为200mA（c）当控制键处于“走纸”“观察”位时RESET处于“1”Q410导通Q409饱和Q406Q407截止，充电停止,.,（2）充电指示电路,由Q404，Q405，IC405A，IC405B组成充电时LED402闪烁充电完毕LED402常亮,.,充电时：充电电流在R440的压降虽不能使Q408导通，但满足Q405的导通，通过R438对C410充电，当上电压充到一定值，IC405B的反向输入端电压高于同向端电压（约+6V）时，IC405B的8脚输出低电平，使LED402反偏不亮。经过R436加到IC405A的反向输入端3脚上，使其输出脚2为“1”Q404导通；C410快速放电使IC405B的反向输入端7脚电平低于6脚电平使IC405B的8脚为“1”（约等于充电电压）从而使LED402发亮。这时C411被充电，使IC405A的输出2脚为“0”Q404截止电流又通过Q405，R438给C410充电，当C410充电电压达到一定值时，IC405B再次翻转使LED402熄灭。如此反复，使LED402时亮时暗，指示充电正在进行。,.,当充电约10小时，由于蓄电池端电压升高，接近于充电电压，使充电电流减少，这时R440上压降已不能使Q405导通，电容C410因失去充电而变成低电平，使IC405B7脚为“0”6脚为“1”，输出8脚为“1”，LED402维持常亮状态，表示充电已经完成。,.,3.交流供电电路,主要由IC403跟RY400组成,.,STARTSW401闭合整流电源经稳压块IC400稳压IC403A的“8”脚为“1”，“9”脚为“0”Q400截止RY400没电流，-常闭对心电图机提供+12V电压,+,-,（1）交流供电,.,（2）交流供电中断（交-直流供电转换）整流电压消失IC403A的8脚为“0”9脚为“1”Q400导通RY400吸合-常闭向负载提供蓄电池电压,+,-,.,（3）当整流电源恢复电压时，恢复交流供电情况。,当交流供电恢复后，IC403A的8脚又为高电平，9脚即为低电平，Q400截止，RY400不工作，-恢复常闭接通，故又恢复为交流供电。,.,（4）SW401的作用“工作/准备”开关SW401，若在“准备”（STBY）位置时，因1与2没接通，不管有无交流供电，IC400因无供电电压而不工作。而IC403由蓄电池通过R460、D402供电，IC403A的1脚为高电平，Q400截止，RY400不工作，常闭接点-仍接通