Апаратура для реєстрації та спостереження електричної активності серцевої діяльності

Для спостереження і реєстрації біопотенціалів серця (ЕКГ) сьогодні промисловістю випускаються апарати (електрокардіографи та електрокардіоскопи), які забезпечують якісне відтворення та реєстрацію електрокардіограм.

Прилади, які забезпечують зняття електрокардіограм, їх підсилення до необхідної величини і відображення на екрані електронно-променевої трубки, називаються електрокардіоскопами.

Прилади, які служать для зняття електрокардіосигналів, їх підсилення і запису їх на носій інформації (теплочутливий папір діаграмна стрічка, фотопапір), називаються електрокардіографами. Електрокардіографи, у свою чергу, поділяються на портативні та стаціонарні.

Прилади, що посилюють та реєструють ЕКГ, мають відповідати вимогам, які забезпечують стандартизацію й відтворення електрокардіограм. Це означає, що електрокардіосигнали треба реєструвати без істотних спотворень і перешкод. Нелінійність амплітудної характеристики в ефективній ширині запису для електрокардіографів І-ІІІ класу коливається від 9 до 26 %; динамічний діапазон вхідних сигналів — від 0,03 до 4-5 мВ; стала часу — 2,2 с.

1. Міжнародна електротехнічна комісія пред'являє до електрікардіографів такі вимоги

2. Нелінійність амплітудної характеристики в ефективній ширині запису — 10 %.

3. Динамічний діапазон вхідних сигналів — 0,01-5 мВ.

4. Стала часу — 3,2 с.

5. Струм в ланцюзі пацієнта — 0,1 мкА.

6. Можливість калібрування при усіх положеннях перемикав відведень і наявність захисту від перевантажень при дефібриляції.

Блок-схема електрокардіографа

Найбільш розповсюдженим методом досліджень біоелектричної активності серця є метод електрокардіографії, який реалізується за допомогою електрокардіографів. Ці прилади забезпечую підсилення та реєстрацію (графічну) біоелектричних потенціалів серця, які змінюються за часом.

Електроди накладаються на кінцівки й груди, за допомогою ізольованих провідників приєднуються до блоку відведень 5 через буферні підсилювачі 1-4. Під буферними підсилювачами миються на увазі підсилювачі, які служать для узгодження високого вихідного опору еквівалентного генератора електричного сигналу (включаючи внутрішній опір біологічного об'єкта, також опір контакту електрод — шкіра й електрода) з опором вхідних ланцюгів каналу реєстрації біопотенціалу.

Блок-перемикач відведень 5 служить для підключення ланцюга електродів з необхідного відведення на вхід передпідсилювача. Зміна установки перемикача відведень призводить до появи в запису ЕКГ артефактів. Спеціальний вмикач на перемикачі відведення забезпечує усунення артефактів. Від перемикача відведень ЕКГ сигнал надходить у передпідсилювач 6, ний є підсилювачем біопотенціалів.

Низькочастотні різницеві перешкоди — це перешкоди, які лежать на нижній граничній частоті корисного сигналу (близько 0,01 Гц), вони усуваються фільтрами верхніх частот, а різницеві частотні перешкоди з частотами вище 100 Гц або 1000 Гц — фільтрами нижніх частот. Назва фільтра містить діапазон частот, які пропускаються фільтром.

Велике значення для підсилення ЕКГ відіграють параметри пізсилювального каналу: амплітудно-частотна характеристика (ФЧХ), фазово-частотна характеристика (ФЧХ). Після усунення синфазної перешкоди, попереднього підсилення корисного сигналу, фільтрації різницевих перешкод електрокардіосигнал (ЕКС) надходить до підсилювача потужності. Підсилювач потужності забезпечує підсилення ЕКС до рівня необхідної величини, яка дозволить здійснити його стійку реєстрацію. Реєструючий пристрій забезпечує запис ЕКС.

Прилади реєстрації ЕКС розрізняють за видом носія інформації й реєструючого елемента. В якості носія запису застосовують звичайний папір при чорнильному перовому та струминному запису, копіювальний папір, теплочутливий та термохімічний папір з реєстрацією тепловим пером, електрочутливий папір і різноманітні види фоточутливого паперу. Найбільші викривлення вносять перові реєстратори, бо вони мають верхню граничну частоту близько 100 Гц, ефективну ширину запису — не більше 40 мм, що призводить до значних нелінійних викривлень.

Найбільш придатними для точних кардіографічних досліджень є реєстратори ЕКС на фоточутливому папері та струминні реєстратори. Блок живлення є джерелом живлення високостабілізованої напруги, що забезпечує роботу всіх блоків електрокардіографа.