Сердечная м'яз і электрокардиограмма

СЕРДЕЧНАЯ М’ЯЗ І ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАМА.

ОБЩИЕ ДАНІ 2.

БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВИЩА У СЕРЦЕВОЇ М’ЯЗІ 2.

РЕГИСТРАЦИЯ ЕЛЕКТРОКАРДІОГРАМИ 4.

ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЧЕСКИЕ ВІДВЕДЕННЯ 5.

ПОМЕХИ ПРИ РЕЄСТРАЦІЇ ЕЛЕКТРОКАРДІОГРАМИ І МЕТОДИ ЇХ УСУНЕННЯ 6.

ВОЗМОЖНОЕ СХЕМНЕ РІШЕННЯ 8.

УСИЛИТЕЛИ ЭЛЕКТРОКАРДИОСИГНАЛА 8.

ОСОБЕННОСТИ ДЖЕРЕЛА ПОРУШЕННЯ 8.

ТРЕБОВАНИЯ До ПАРАМЕТРАМИ 9.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЕКС ДЛЯ ЦИФРОВИХ ПРИСТРОЇВ. 12.

АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ. 13.

ЦИФРОВАЯ ФІЛЬТРАЦІЯ ЭЛЕКТРОКАРДИОСИГНАЛА 14.

ФИЛЬТРЫ ПРИДУШЕННЯ СЕТЕВОЙ НАВЕДЕННЯ. 15.

СЖАТИЕ ЭЛЕКТРОКАРДИОСИГНАЛА 17.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ: 20.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

БІОЕЛЕК-ТРИЧНІ ЯВИЩА У СЕРЦЕВОЇ М’ЯЗІ

Возникновение електричних потенціалів в серцевому м’язі пов’язані з рухом іонів через клітинну мембрану. Основну роль при цьому конкурсі грають катиони натрію і калію. Усередині клітини калію значно більше, ніж у внеклеточной рідини, концентрація внутрішньоклітинного натрію, навпаки, значно менше, ніж поза клітини. У спокої зовнішня поверхню клітини міокарда заряджено позитивно внаслідок переважання там катионів натрію, внутрішня поверхню клітинної мембрани має негативний заряд внаслідок переважання всередині клітини аніонів (Cl —, HCO3— та інших.). У умовах клітина поляризована, при реєстрації електричних процесів з допомогою зовнішніх електродів різниці потенціалів нічого очікувати. Проте, якщо цей період запровадити микроэлектрод всередину клітини, то зареєструється так званий потенціал спокою, який досягає 90 мВ. Під впливом зовнішнього електричного імпульсу клітинна мембрана стає проникної для катионів натрію, які кидаються всередину клітини (внаслідок різниці всерединіі внеклеточной концентрації) і переносять туди свій позитивного заряду. Зовнішня поверхню цієї ділянки набуває негативний заряд внаслідок переважання там аніонів. У цьому з’являється різницю потенціалів між позитивним і негативним ділянками поверхні клітини, і реєструючий прилад зафіксує відхилення від изоэлектрической лінії. Цей процес відбувається називається деполяризации пов’язаний з потенціалом дії. Невдовзі вся зовнішня поверхню клітини набуває негативний заряд, а внутрішня — позитивний, т. е. станеться зворотна поляризація. Регистрируемая крива у своїй повернеться до изоэлектрической линии.

В кінці періоду порушення клітинна мембрана стає менш проникної для катионів натрію, а більш проникної для катионів калію; останні кидаються з клітки (внаслідок різниці позаі внутрішньоклітинної концентрації). Вихід калію з клітки переважає над надходженням натрію у клітину, тому зовнішня поверхню мембрани знову поступово набуває позитивного заряду, а внутрішня — негативний. Цей процес називається реполяризации. Реєструючий прилад знову зафіксує відхилення кривою, але у інший бік (оскільки позитивний і негативний полюси клітини помінялися місцями) і меншою амплітуди (оскільки потік іонів калію рухається повільніше). Описані процеси відбуваються в час систолы. Коли вся зовнішня поверхню знову набуває позитивного заряду, а внутрішня — негативний, знову зафіксована изоэлектрическая лінія, що він відповідає диастоле. Під час діастоли відбувається повільне зворотне рух іонів калію і натрію, яке мало впливає заряд клітини, оскільки іони натрію виходять із клітини, а іони калію входить у неї водночас й інші процеси врівноважують друг друга.

Описанные процеси ставляться до порушення одиничного волокна міокарда. Що Виникає при деполяризации імпульс викликає порушення сусідніх ділянок міокарда, воно поступово охоплює весь міокард, розвиваючись на кшталт ланцюгової реакции.

Возбуждение серця починається у синусовом вузлі, що у правом предсердии у сфері гирла верхньої порожнистої вени. Синусовый вузол має автоматизмом і продукує певна кількість імпульсів у заданий проміжок часу. У дорослої людини у спокої в синусовом вузлі генерується 60−80 імпульсів в минуту.

РЕЄСТРАЦІЯ ЕЛЕКТРОКАРДІОГРАМИ

Электрокардиограмма (ЕКГ) є запис сумарного електричного потенціалу, виникає при порушенні безлічі миокардиальных клеток.

ЭКГ записують з допомогою электрокардиографа. Його основними частинами є гальванометр, система посилення, перемикач відведень і регистрирующее пристрій. Електричні потенціали, що у серце, сприймаються електродами, посилюються і приводять на дію гальванометр. Зміни магнітного поля передаються на регистрирующее будова та фіксуються на электрокардиографическую стрічку, яка рухається зі швидкістю 10−100 мм/с (частіше 25 чи 50 мм/с).

Во запобігання технічні помилки і перешкод під час запису ЕКГ слід звернути увагу до правильність накладення електродів та його контакт з шкірою, заземлення апарату, амплітуду контрольного милливольта інші чинники, які викликають спотворення кривой.

Электроды для записи ЕКГ накладають різні ділянки тіла. Система розташування електродів називається электрокардиографическими отведениями..

ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЧЕСКИЕ ВІДВЕДЕННЯ

В клінічної практиці найпоширеніші відведення від різних ділянок поверхні тіла. Ці відведення називаються поверхневими. При реєстрації ЕКГ зазвичай використовують 12 загальноприйнятих: 6 від кінцівок і шість грудних. Перші 3 стандартних відведення було запропоновано ще Эйнтговеном. Електроди у своїй накладаються наступним образом:

I. відведення: ліва рука (+) і правиця (-);

II. відведення: ліву ногу (+) і правиця (-);

III. відведення: ліву ногу (+) і ліва рука (-).

Оси цих відведень утворюють у фронтальній площині грудної клітини так званий трикутник Эйнтговена.

Регистрируют також посилені відведення від конечностей:

aVR — від правої руки;

aVL — від лівої руки;

aVF — від лівої ноги.

К позитивному полюса апарату приєднують провідник електрода від відповідної кінцівки, а до негативному полюса — об'єднаний провідник електродів від двох інших кінцівок. Посилені відведення від кінцівок перебувають у певному співвідношенні зі стандартними. Так, відведення aVL гаразд має схожість із I отведением, aVR — з дзеркально перевернутим II отведением, aVF подібно зі II і III отведениями.

Шесть грудних відведень позначають V1 — V6. Електрод від позитивного полюси встановлюють ми такі точки:

V1 — у четвертому межреберье у правого краю грудины;

V2 — у четвертому межреберье у лівого краю грудины;

V3 — посередині між точками V2 і V4;

V4 — в п’ятому межреберье по лівої срединно-ключичной линии;

V5 — лише на рівні відведення V4 по лівої передній аксиллярной линии;

V6 — тому ж рівні з лівої середньої аксиллярной линии.

ПЕРЕШКОДИ ПРИ РЕЄСТРАЦІЇ ЕЛЕКТРОКАРДІОГРАМИ І МЕТОДИ ЇХ УСУНЕННЯ

Усилительная система в электрокардиографе сприяє різкого посиленню як корисних сигналів, а й тих незначних перешкод, які завжди переборні. Деякі морфологічні зміни зубців неминучі, але мають діагностичного значення. Але дуже ці зміни хибно вважає ознаками поразки миокарда.

Причиной перешкод може бути електрична активність тканин, якими проводиться імпульс (наприклад, кісткові м’язи), опір тканин, особливо шкіри, і навіть опір на вході підсилювача. Прикладом перешкод що така є електрична активність кістякових м’язів, тому при реєстрації електрокардіограми необхідно рекомендувати пацієнтові максимально розслабити м’язи. М’язові струми накладаються електрокардіограму в хворих з дрожательным паралічем, хореей, тетанией, паркінсонізмом, тиреотоксикозом. Коливання, викликані м’язовими струмами, інколи важко від тріпотіння передсердь. Артефакти, виникаючі на кривою при випадковому поштовху апарату чи кушетки можуть імітувати желудочковые экстрасистолы. Проте, при уважному розгляді артефакти легко розпізнаються. Нерівномірна робота отметчика часу, чи стрічкопротяжного механізму може симулювати аритмию.

При зіставленні динамічних змін не можна надавати діагностичне значення змін амплітуди зубців, якщо серійні електрокардіограми в однієї й того пацієнта зареєстровані при різною чутливості электрокардиографа.

Большое значення має тут сталість нульової (чи основний) лінії, від якої виготовляється відлік амплітуди зубців. Стабільність нульової лінії залежить від наявності досить високої вхідного опору підсилювальної системи та мінімального шкірного сопротивления.

Нередко основна лінія електрокардіограми коливається разом із елементами кривою. Таку електрокардіограму годі було вважати патологічної, оскільки причиною може бути порушення режиму харчування апарату, форсоване подих пацієнта, кашель, гикавка, чхання, перистальтика кишечника. У грудних отведениях ці зміни нерідко виявляючись у терті електрода про виступаючі ребра.

Низкий вольтаж зубців іноді обумовлюється поганим контактом електродів з кожей.

Значительные перешкоди викликають наводные струми («фон»), розпізнавані по правильності коливань 50 гц (від освітлювальної мережі). Такі перешкоди можуть з’явитися при поганому контакті електродів з шкірою, особливо в її волосатості. Неважко розпізнати локалізацію виникнення перешкод. Наприклад, якщо «наводка» виду під II і III відведення, а I відведення її немає, то провід від лівої ноги має поганий контакти з електродом, чи останній неплотно прилягає до шкірі. Якщо «наводка» видно зі I і II відведення, то поганий контакт на правої руці. Якщо контакти достатні, а «наводка» спостерігається переважають у всіх отведениях, то рекомендується заземлити праву ногу, приєднавши її спеціальним кабелем до опалювальним і водопровідним трубах. Іноді корисно змінити становище ліжка пацієнта, оскільки тіло людини інколи можна уподібнити антени, що у одних положеннях схильна до впливу атмосферних струмів, а інших — вільна від нього. З іншого боку, не можна вкладати пацієнта те щоб освітлювальна мережа була паралельна осі відведення. Для усунення «наведення» часто вдаються до різним фильтрам. Такого способу ліквідації перешкод слід уникати, бо за цьому поруч із визволенням кривою від наводных струмів нерідко викидаються і частоти сигналу серця. Найкращий спосіб, допомагає визволенню від перешкод, полягають використання клітини Фарадея.

МОЖЛИВЕ СХЕМНЕ РІШЕННЯ ПІДСИЛЮВАЧІ ЭЛЕКТРОКАРДИОСИГНАЛА ОСОБЛИВОСТІ ДЖЕРЕЛА ПОРУШЕННЯ

Источником порушення підсилювача электрокардиосигнала (УсЭКС) є біологічний об'єкт — людина, що може бути представлений еквівалентним рівнянням електричним генератором. Як відомо, властивості будь-якого електричного генератора визначаються характером зміни ЭДС в часі та внутрішнім сопротивлением.

Электрокардиосигнал є частиною ЭДС серця, вимірюваною лежить на поверхні тіла з допомогою електродів, розташованих належним чином. Закон зміни ЕКС у часі можна вважати квазипериодическим з періодом кардиокомплексов 0,1—3 з. Мінімальна значення відповідає фибрилляции шлуночків, а максимальне — блокадам серця. Форма еквівалентного кардиокомплекса близька до трикутною з амплітудою, що у діапазоні 0—5 мВ. Смуга прийнятих кардиокомплексом частот охоплює діапазон від 0,05 до 800 Гц.

Междуэлектродное опір, у тому числі опору переходів кожа—электрод, відповідає внутрішньому опору джерела порушення УсЭКС змінюється в значних межах. Для технічних розрахунків зазвичай приймають діапазон 5—100 кОм.

Помимо перелічених параметрів під час проектування ЕКС необхідно враховувати ряд істотних особливостей джерела возбуждения.

1. Нестабільність внутрішнього опору з допомогою змін опорів переходів кожа—электрод. Заодно слід рахуватися з великими значеннями междуэлектродных опору та його разбалансом у системі відведень ЭКС.

2. Освіта на переходах кожа—электрод напруг поляризації, створюють на вхідних контактах УсЭКС напруга усунення, що досягає ±300 мВ. Таке напруга може викликати насичення усилителя.

3. Повільний дрейф напруги поляризації і різкі його під час усунення електродів через рухів хворого. Стрибки напруги поляризації створюють важко переборні помехи.

4. Наявність напруг перешкод, потрапляють на вхідні затискачі УсЭКС синфазно і противофазно. Перешкоди можуть бути біологічної зброї та фізичного походження. До біологічним перешкод ставляться биопотенциалы інших органів прокуратури та м’язів, а фізичних — наведені на об'єкт напруги від неэкранированных ділянок мережевий проводки, мережевих шнурів інших приладів та які проводять поверхонь (вторинне напруга наведення). Особливо великий рівень мають синфазные сигнали перешкод напруги мережі, які потрапляють на об'єкт через емкостную связь.

Наличие імпульсних перешкод при вплив на об'єкт терапевтичних апаратів: кардиостимулятора і дефібрилятора. Потрапляючи на вхід УсЭКС, артефакти імпульсів кардиостимулятора спотворюють ЕКС і викликають у деяких випадках брехливо виявлення кардиокомплекса, а імпульси дефібрилятора можуть зашкодити вхідні ланцюга УсЭКС.

ВИМОГИ До ПАРАМЕТРАМИ

Достоверность передачі ЕКС багато чому визначається параметрами УсЭКС — першого ланки у ланцюзі обробки сигналу. Беручи до уваги характеристики джерела порушення, особливості підключення УсЭКС об'єкта й умови поєднання підсилювача з пристроєм обробки сигналу, розглянемо вимоги до основними параметрами УсЭКС і на спотворення ЭКС.

Входное напруга Uвх має лежати буде в діапазоні щонайменше ніж 0,03—5 мВ. Нижнє значення Uвх визначає порогову чутливість підсилювача, нижче від якої реєстрація ЕКС затруднена.

На порогову чутливість впливає рівень внутрішніх шумів, наведених до входу підсилювача. Звичайні досяжні значення Uш£10—30 мкВ.

Оптимальный вибір смуги пропускання (Df) має важливого значення. Найбільш інформативна частина ЕКС займає смугу частот Df=0,05—120 гц, але у практичній ЭКС-диагностике використовують підсилювачі з Df=0,05—60 гц. Надмірне звуження частотного діапазону із боку нижніх частот fн наводить до спотворення сегмента ST і зубця T, але зменшує усунення ізолінії, а із боку високих fв — до згладжування зазублин на QRS — комплексі та зменшенню крутизни його схилів. З іншого боку, збільшення fв наводить до підвищення перешкод від биопотенциалов м’язів. Якщо за fв=100 гц похибка передачі QRS-комплекса становить близько 3%, то, при fв=30 гц похибка зростає до 15% і може згладжуватися різницю між нормальним і патологічним комплексами.

В кардиомониторах (КМ) залежно від призначення тракту посилення ЕКС нормуються три значення Df:

Df — для лінійного виходу УсЭКС, покликаного забезпечити підключення реєстратора ЭКС;

Dfэ — для зображення ЕКГ на екрані КМ;

Dfм — для мониторирования при великому рівні помех.

Типичные значення параметрів АЧХ: Df=0,05—120 гц при df=±30% (Dfэ.