心電圖機(jī)盡管型號(hào)各異,,但模擬式心電圖機(jī)都具有下列各基本部分,,如圖1-1-15所示,,各基本部分的組成與作用如下,。
(一)輸入電路
輸入電路由電極、導(dǎo)聯(lián)線,、濾波保護(hù)電路,、導(dǎo)聯(lián)選擇器等部分組成。其作用是減少干擾,、選擇導(dǎo)聯(lián),,將人體各部分信號(hào)引到前置放大器。
1,、導(dǎo)聯(lián)線(又稱輸入電纜)
導(dǎo)聯(lián)線又稱輸入電纜線,。其作用是將電極板上獲得的心電信號(hào)送到放大器的輸入端。它通常是一條十芯(也過五芯和七芯)的帶金屬屏蔽網(wǎng)的絞合線,。其中四條接肢體電極,,六條接胸部電極。對(duì)導(dǎo)聯(lián)線的要求是線柔軟,、接頭處牢靠,。屏蔽網(wǎng)的作用是防止外界電磁波的干擾。屏蔽網(wǎng)通常接地,,但也有的心電圖機(jī)為了不降低輸入阻抗而將其接自舉驅(qū)動(dòng)電路,。使用時(shí),將所有電極全部接在相應(yīng)的位置上,,通過導(dǎo)聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)可切換成各種導(dǎo)聯(lián),。
各導(dǎo)聯(lián)線以不同顏色的標(biāo)志來表示所接的部位。為了減少連接時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤,,國際統(tǒng)一規(guī)定字母和導(dǎo)線色標(biāo)為:R-右臂(紅),;L-左臂(黃);F-左腿(綠),;RF-右腿(黑)
2,、導(dǎo)聯(lián)選擇開關(guān)(又稱導(dǎo)聯(lián)選擇器)
導(dǎo)聯(lián)選擇開關(guān)又稱導(dǎo)聯(lián)選擇器。其作用是在不改變?nèi)梭w電極連接線的情況下,而改變各導(dǎo)聯(lián)線和心電放大器之間的連接方法,。用來記錄某一導(dǎo)聯(lián)的心電圖,。早期的導(dǎo)聯(lián)選擇器為機(jī)械式開關(guān);現(xiàn)代心電圖機(jī)的導(dǎo)聯(lián)選擇器多用觸摸開關(guān)和電子開關(guān)電路組合而成,。
3,、濾波保護(hù)等電路
濾波保護(hù)電路的作用是濾去不需要的高頻信號(hào),減少高頻干擾,。一般由RC低通濾波電路組成,,使僅有幾十Hz的心電波信號(hào)通過,。
除了濾波保護(hù)電路之外,,現(xiàn)代心電圖機(jī)的輸入部分通常還接有高壓去顫保護(hù)電路、緩沖放大器,、屏蔽驅(qū)動(dòng)電路和電極脫離報(bào)警電路等,。
(二)心電放大電路
這是心電圖機(jī)的核心。其作用是將心電信號(hào)放大到能夠推動(dòng)記錄器工作,。它由前置放大器,、電壓放大器和功率放大器及其附屬電路組成。
1,、前置放大器
前置放大器的作用一是把輸入電路來的微弱的(變化緩慢的)心電信號(hào)加以放大,,同時(shí)又要有足夠的抑制各種干擾信號(hào)的能力。這部分主要包括前置放大器,、lmV定標(biāo)發(fā)生器,、時(shí)間常數(shù)電路等。
心電圖機(jī)接收到的心電信號(hào)的頻率在0.2~100Hz,、電壓在0.1~8mV范圍,。對(duì)這樣的信號(hào)必須要用直流放大器和大的耦合電容的交流放大器、或用調(diào)制在高頻上進(jìn)行高頻放大然后再解調(diào)恢復(fù)成低頻信號(hào)的方法進(jìn)行放大,。
(1)前置放大器
主要是要很好解決人機(jī)接口的問題,。對(duì)其要求低噪聲、高輸入阻抗,、高抗干擾能力,、低零點(diǎn)漂移及寬的線性工作范圍。
根據(jù)以上要求,,目前心電圖機(jī)中幾乎都采用高輸入電阻,、低噪聲、高共模抑制比的場(chǎng)效應(yīng)管恒流源差分放大器,。有的心電圖機(jī)為了提高輸入阻抗和較好的隔離作用,,還加入緩沖隔離級(jí),它通常是一種高輸入阻抗、低輸出阻抗的射極輸出器,。
(2)lmV定標(biāo)電路
其作用是產(chǎn)生一個(gè)lmV的定標(biāo)信號(hào),。為描記心電波作幅度定標(biāo),并檢查,、定標(biāo)題放大器,、記錄器的工作狀態(tài)(放大倍數(shù)、線性和時(shí)間常數(shù)等),。lmV定標(biāo)電路一般設(shè)計(jì)在前置放大器中,。產(chǎn)生lmV定標(biāo)的方法有兩種,老式心電圖機(jī)多標(biāo)準(zhǔn)電池和電阻分壓得到?,F(xiàn)代心電圖機(jī)是用機(jī)內(nèi)穩(wěn)壓電源分壓得到,。
(3)時(shí)間常數(shù)電路
它實(shí)際上是一級(jí)阻容耦合電路。常接在前置放大器與后一級(jí)的電壓放大器之間,。作用是隔去前置放大器的直流電壓和直流極化電壓,、耦合心電信號(hào)。為了保證心電信號(hào)不失真地耦合到下一級(jí),,必須選擇合適的電阻R與電容C,。RC數(shù)值的大小決定了時(shí)間常數(shù)電路的低頻響應(yīng)。RC乘積越大,,放大器的低頻響應(yīng)越好,,但RC的取值不能無限制加大。因?yàn)镽值受輸入阻抗限制,,C值太大不但體積大,、漏電流增加還會(huì)引起漂移;RC太大,,使充放電時(shí)間延長(zhǎng),。時(shí)間常數(shù)通常大于3.2秒即能滿足要求。
2,、電壓放大器
電壓放大器的作用是將前置放大器放大后的心電信號(hào)進(jìn)一步放大,。它由直流電壓放大器、增益調(diào)節(jié)電路,、基線調(diào)節(jié)電路,、封閉電路、雙T型濾波電路及肌電干擾抑制電路等組成,。
3,、隔離電路
隔離電路通常由光電耦合器組成。其作用是將與人體相接的輸入及前置級(jí)電路與后級(jí)(的地)隔離,,確保人身安全,。
4,、驅(qū)動(dòng)放大電路
其作用是將電壓放大器放大后送來的信號(hào)變換為大的電流和功率去推動(dòng)記錄器工作。對(duì)模擬式心電圖機(jī)來說,,常采用對(duì)稱式互補(bǔ)射極輸出器單端推挽電路,。
(三)心電記錄器
對(duì)模擬心電圖機(jī)來說,心電記錄器的作用是把心電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置?,F(xiàn)在常用的心電記錄器是直接描記動(dòng)圈式記錄器,。記錄器由記錄器表頭、描筆等組成,。放大后的心電信號(hào),,加到心電記錄器的線圈上,去驅(qū)動(dòng)記錄器的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),。轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角隨心電信號(hào)的大小而變化,,在轉(zhuǎn)軸上固定著記錄筆,筆也隨之偏轉(zhuǎn),,從而在記錄紙上描出隨時(shí)間變化的心電圖曲線,。
熱筆是記錄器的一個(gè)重要部件,,其形狀,、長(zhǎng)度、重量與結(jié)構(gòu)等參數(shù)必須完全符合所規(guī)定的要求,,否則,,將影響記錄器的固有頻響和靈敏度。
熱筆的筆桿和筆尖大都由金屬制成,。筆桿通常是個(gè)細(xì)不銹鋼管,,在其內(nèi)部的前端裝有加熱電阻絲。電阻絲通常兩條引線引出來,。當(dāng)電流通過加熱電阻絲時(shí),,電阻絲發(fā)熱使筆尖升溫,從而在熱敏紙上描記心電波形,。
有的熱筆采用“點(diǎn)狀”半導(dǎo)體發(fā)熱元件,,優(yōu)點(diǎn)是耗電省。熱筆按其結(jié)構(gòu)有“偏絲”式(即“直熱”式)熱筆,,管狀熱筆,,“點(diǎn)狀”接觸熱筆三種。
數(shù)字式心電圖機(jī)通常采用點(diǎn)陣式熱敏打印機(jī),。
(四)電動(dòng)機(jī)走紙電路
它的作用是使記錄紙按要求隨時(shí)間作“勻速”運(yùn)動(dòng),,使記錄下來的心電波形的時(shí)間呈線性。走紙電路包括走紙傳動(dòng)裝置(通常是一個(gè)微型電動(dòng)機(jī)),、走紙控制電路和走紙機(jī)構(gòu)三部分,。心電圖機(jī)的走紙速度一般有25mm/s和50mm/s兩種,,可以通過電路切換來實(shí)現(xiàn)。
(五)電源電路
心電圖機(jī)的電源多為交,、直兩種供電方式,。交流采用220V市電供電,直流采用干電池或蓄電池供電,。此外,,心電圖機(jī)還有充電及充電保護(hù)電路,蓄電池過放電保護(hù)電路,、優(yōu)先使用交流供電電路以及在交流供電中止時(shí),,自動(dòng)轉(zhuǎn)換為蓄電池供電電路、電池,、充電及電池電壓指示電路等特殊電路,。