心電圖機盡管型號各異,,但模擬式心電圖機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,,但也有的心電圖機為了不降低輸入阻抗而將其接自舉驅(qū)動電路,。使用時,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。為了減少連接時發(fā)生錯誤,,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)選擇器為機械式開關(guān),;現(xiàn)代心電圖機的導(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,,減少高頻干擾,。一般由RC低通濾波電路組成,使僅有幾十Hz的心電波信號通過,。
除了濾波保護(hù)電路之外,,現(xiàn)代心電圖機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)動電路和電極脫離報警電路等,。
(二)心電放大電路
這是心電圖機的核心。其作用是將心電信號放大到能夠推動記錄器工作,。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)心電信號加以放大,,同時又要有足夠的抑制各種干擾信號的能力。這部分主要包括前置放大器,、lmV定標(biāo)發(fā)生器,、時間常數(shù)電路等,。
心電圖機接收到的心電信號的頻率在0.2~100Hz、電壓在0.1~8mV范圍,。對這樣的信號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)成低頻信號的方法進(jìn)行放大。
(1)前置放大器
主要是要很好解決人機接口的問題,。對其要求低噪聲,、高輸入阻抗、高抗干擾能力,、低零點漂移及寬的線性工作范圍,。
根據(jù)以上要求,目前心電圖機中幾乎都采用高輸入電阻,、低噪聲,、高共模抑制比的場效應(yīng)管恒流源差分放大器。有的心電圖機為了提高輸入阻抗和較好的隔離作用,,還加入緩沖隔離級,,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lmV的定標(biāo)信號,。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)、線性和時間常數(shù)等),。lmV定標(biāo)電路一般設(shè)計在前置放大器中,。產(chǎn)生lmV定標(biāo)的方法有兩種,老式心電圖機多標(biāo)準(zhǔn)電池和電阻分壓得到?,F(xiàn)代心電圖機是用機內(nèi)穩(wěn)壓電源分壓得到,。
(3)時間常數(shù)電路
它實際上是一級阻容耦合電路。常接在前置放大器與后一級的電壓放大器之間,。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。為了保證心電信號不失真地耦合到下一級,,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。因為R值受輸入阻抗限制,C值太大不但體積大,、漏電流增加還會引起漂移,;RC太大,使充放電時間延長,。時間常數(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電路與后級(的地)隔離,,確保人身安全,。
4、驅(qū)動放大電路
其作用是將電壓放大器放大后送來的信號變換為大的電流和功率去推動記錄器工作,。對模擬式心電圖機來說,,常采用對稱式互補射極輸出器單端推挽電路。
(三)心電記錄器
對模擬心電圖機來說,,心電記錄器的作用是把心電信號轉(zhuǎn)換成機械運動的裝置?,F(xiàn)在常用的心電記錄器是直接描記動圈式記錄器。記錄器由記錄器表頭,、描筆等組成,。放大后的心電信號,加到心電記錄器的線圈上,,去驅(qū)動記錄器的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,。轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角隨心電信號的大小而變化,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間變化的心電圖曲線。
熱筆是記錄器的一個重要部件,,其形狀,、長度、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,,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“點狀”半導(dǎo)體發(fā)熱元件,,優(yōu)點是耗電省,。熱筆按其結(jié)構(gòu)有“偏絲”式(即“直熱”式)熱筆,管狀熱筆,,“點狀”接觸熱筆三種,。
數(shù)字式心電圖機通常采用點陣式熱敏打印機。
(四)電動機走紙電路
它的作用是使記錄紙按要求隨時間作“勻速”運動,,使記錄下來的心電波形的時間呈線性,。走紙電路包括走紙傳動裝置(通常是一個微型電動機)、走紙控制電路和走紙機構(gòu)三部分,。心電圖機的走紙速度一般有25mm/s和50mm/s兩種,,可以通過電路切換來實現(xiàn)。
(五)電源電路
心電圖機的電源多為交,、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,,自動轉(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,。