第二章生理参数测量仪器.ppt

第二章生理参数测量仪器2.1人体电生理参数检测仪器进行生物电学研究的第一步，是把生物电信号拾取出来，并用仪器进行记录。有关脑电、心电、肌电的记录，是在皮肤表面做间接记录；记录视网膜电位、耳蜗电位和鼻电位就比较复杂了，要分别把记录电极安放在眼睛角膜表面、耳蜗圆窗表面和鼻粘膜中；而最复杂且要求最高的技术则是感受器电位、神经元的动作电位和神经纤维上传导的冲动电位的记录，这需要将符合尺寸的引导电极插进细胞或纤维中。微电极可以记录到细胞的静息电位和动作电位，一般从几微伏至上百毫伏之间。由细胞电位构成的人体主要电生理信号有心电、脑电、肌电、眼震电等。这些信号的测量，可在一定程度上反映人体的生理状况。生物电现象已成为了解生命活动、研究生物功能的可靠依据。而生物电测量仪器也经历了由简单到复杂、由功能单一到多功能复合的发展过程。早在20年代就出现了用检流计测定的心电图机。60年代以前，心电放大器一直采用电子管，性能上不断改进，描记器由光点改为热笔描记。60年代，晶体管心电图机的出现使其体积大大缩小。70年代，出现了浮地式心电放大器，进一步提高了其安全可靠性。目前，心电放大器均由采用集成电路，遥测心电和多道生理记录仪也得到了不断地改进和完善。80年代，又广泛采用了微机构成的智能化电生理仪器，这也将是今后医用电生理仪器的发展方向。人体电生理参数检测仪器2.1.1心电图机心电图机主要记录心脏电活动波形图。自1905年威廉·爱因霍文最早将心电图机用于临床，它已有近百年的历史。随着高科技的迅猛发展，在设计与制造心电图机方面也正在飞速发展，老型号心电机不断被新型号心电机所淘汰，电子管心电机器被晶体管心电机所取代，晶体管分立原件心电机又被大规模集成电路心电机所取代。尤其近些年来，在心电信息处理方式方面由模拟式心电机向智能化式心电机转变，目前智能化心电机已在临床得到广泛应用。记录心电图常用标准十二导联法：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aVR、aVL、aVF、V1-V6。其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ叫标准肢体导联，以右下肢为参考电极，左上肢—右上肢为Ⅰ导，左下肢—右上肢为Ⅱ导，左下肢—左上肢为Ⅲ导。aVR、aVL、aVF为加压导联，V1-V6为胸部6导联。心电图依次测量这12个导联的心电信号并加以描记。心电图机的种类很多，从功能上可大
至分为以下五种：
⑴单道手动心电图机。
⑵单道自动心电图机。
⑶多道全自动心电图机。
⑷具有自动分析诊断功能的智能型心电图机。
⑸具有自动分析诊断功能的智能型多功能心
电机。具有自动分析诊断功能的智能型多功能心电机：如国产BK-400、BK-500心电多功能综合分析仪，这类仪器是将人体的心电、向量、晚电位信号通过电极输入给特制的采集卡式电路板，采集卡式电路板可直接插在微型计算机扩展槽中，形成一个基于心电、向量及晚电位综合数据采集分析系统。可做出心电图、向量图、心频图、心室晚电位图等，并可自动分析采集的数据，由打印机输出诊断结果。除了从功能上分类外，还可按心电图机描记输出方式分类：有间接描记方式和直接描记方式。间接描记式目前已基本不使用，现多用直接描记方式。直接描记式还分为：喷墨式、墨水笔式、热笔式、热阵打印头式。目前的单道心电机多用热笔式，多道心电机多用热阵打印头式或打印机。心电图机的基本构成威尔逊网络是由9个电阻组成，6个20KΩ组成一个三角形电路，每一个三角形顶点分别与3个30KΩ组成一个星形电路三个点相连，星形公共点是威尔逊网络的中心端，这点的电位与人体电偶中心点电位相等，均可视为零点。2.放大电路
放大电路基本上是由前置放大电路、中间级放大电路和功率放大电路组成。前置放大的主要任务是提高共模抑制也就是抑制干扰信号，放大心电信号。1mv发生器就加在这级的输入端。中间级放大是将心电信号进一步放大，一些在心电机面板上可调整的和可用的功能基本在这级实现。如增益调节（记录笔输出幅度不够时调节）、阻尼调节（方波不够理想时调节）、增益选择（输出幅度有3档可选：1/2、1、2）、50Hz电源滤波（去除电源引起的干扰）、35Hz肌电滤波（去除肌电引起的干扰）、位移（调整热笔在合适的位置）等。功率放大电路是把经过前置放大和中间级放大后的心电信号再放大到使记录笔能够产生恰当偏转的电平，驱动记录器进行心电描记。3.记录电路
现在的心电机记录电路都是由走纸马达（交流电机）调速、稳速电路、记录笔调温电路、记录器组成。而调速、稳速电路都采用锁相环技术，通过锁相环输入不同参考频率信号来改变速度，通过速度反馈信号与输入参考信号相位比较，锁相环输出不同电位来稳定速度。记录笔调温电路采用调宽脉冲方式，改变脉冲宽度（占空比）来改变笔的温度。记录器采用位置馈式记录器，它是由笔马达和同轴电位器式位置检测器组成。利用电位器转动臂与记录器线圈同轴的特点，使位置反馈式记录器的线性好，描记的心电图清晰。4