4. Описание электрокардиографа Schiller at-101

   1. Основные технические характеристики прибора

Schiller AT-101 - 3-канальный портативный электрокардиограф с синхронной регистрацией 12 отведений. Прибор предназначен для эксплуатации в условиях неотложной помощи, а также в стационарных условиях лечебно-профилактических учреждений. Внешний вид прибора изображен на рисунке 15.

Рис. 15. Электрокардиограф Schiller AT-101.

Основные технические характеристики электрокардиографа Schiller AT-101 приведены ниже:

• Размеры: 290×198×76 мм, масса – 2.6 кг.

• Отведения, регистрируемые электрокардиографом: I; II; III; αVR; αVL; αVF; V и D, A, I по Нэбу.

• Чувствительность ξ: 5, 10, 20 мм/мВ.

• Скорость подачи бумаги V: 5, 10, 25 и 50 мм/с.

Стандартные характеристики:

• буквенно-цифровая клавиатура и выделенные функциональные клавиши для простого удобного управления;

• встроенный высококачественный термопринтер с различными опциями формата печати, определяемые пользователем;

• измерения и усредненные циклы с возможностью автоматической и ручной распечатки регистрации.

Дополнительные возможности:

• внешний принтер;

• интерпретация ЭКГ;

• память на 40 регистраций;

• передача данных в ПК.

Кабель отведений предназначен для подключения электродов, наложенных на тело пациента, к электрокардиографу. Кабель отведений состоит из десяти проводов, соответствующих числу электродов и оканчивающихся штырями. Биоэлектрические сигналы через кабель отведений подаются на вход усилительного блока электрокардиографа.

Все электродные провода имеют цветокодировку; нужно следовать руководству для снятия ЭКГ в тех или иных отведениях, чтобы соединить каждый провод с соответствующим электродом.

Электроды, накладываемые на конечности, представляют собой клипсы, для монтажа которых не требуется больших усилий. Грудные электроды выполнены в грушевидном исполнении. Всего в комплекте кардиографа 4 электрода на конечности и 6 грудных.

Для уменьшения сопротивления кожи человека следует использовать контактный высокопроводящий гель. Слой геля наносится на кожу в месте наложения электрода.

Электрокардиограф может работать как от сети, так и от встроенного аккумулятора. Встроенный аккумулятор гарантирует до 3 часов работы.

2. Структурная схема и основные элементы

Рис.16. Блок-схема типичного клинического электрокардиографа.

Схема защиты. Эта схема обеспечивает защиту входных цепей электрокардиографа от высоких напряжений.

Коммутатор отведений. Все электроды подключаются к усилителю через коммутатор отведений, который выбирает два электрода либо электрод и псевдоэлектрод, подключаемые к входам каждого канала усиления. Псевдоэлектроды, такие как объединенный электрод Вильсона, также формируются в этом блоке. Коммутатором отведений управляет оператор либо микроконтроллер. В автоматическом режиме каждое из 12 отведений записывается в течение небольшого времени, например 10 секунд.

Калибратор. Калибровочный сигнал с амплитудой 1 мВ может быть временно подключен к входу электрокардиографа для его проверки.

Предусилитель. Осуществляет начальное усиление сигнала ЭКГ. Должен иметь очень большое входное сопротивление и КОСС. Обычно используется инструментальный усилитель. Часто имеет переключаемый коэффициент усиления.

Блок изоляции. Формирует гальванический барьер между цепями, присоединенными к пациенту, и остальной частью схемы. Даже если на пациента случайно будет подано сетевое напряжение, гальванический барьер предотвращает протекание опасного тока на землю самописца или компьютера.

Схема компенсации синфазной помехи. Электрод RL подключается либо к земле усилителя, либо к схеме компенсации помехи.

Выходной усилитель мощности. Усиливает ЭКГ до входного уровня самописца. Часто позволяет добавлять постоянное смещение на выходе, чтобы управлять положением записи на бумаге.

Блок памяти. Многие современные электрокардиографы не только записывают ЭКГ на бумаге, но и сохраняют в памяти. Для этого сигнал подается на аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), и цифровые отсчеты заносятся в память. Вместе с ними сохраняется информация о пациенте, введенная с клавиатуры. Все это происходит под управлением микроконтроллера.

Микроконтроллер. Управляет работой электрокардиографа в целом. Когда оператор выбирает тот или иной режим работы, вызывается соответствующая программа. Например, можно заставить прибор записать три 10-секундных фрагмента шести фронтальных отведений, а затем три 10-секундных фрагмента шести грудных отведений. В некоторых электрокардиографах микроконтроллер осуществляет также анализ ЭКГ: определение частоты сердечных сокращений, распознавание определенных аритмий, определение электрических осей зубцов ЭКГ и временных интервалов между зубцами.

Самописец или принтер. Осуществляет запись или распечатку ЭКГ на бумаге. Также распечатывает имя пациента, другую информацию, введенную оператором, и результаты автоматического анализа ЭКГ. В прошлом использовались аналоговые самописцы, современные приборы используют термопечать или электростатические принтеры, в которых единственным механическим узлом является подача бумаги, а печатающая головка неподвижна.

Электроды для снятия биопотенциалов с поверхности тела представляют собой токопроводящие (обычно металлические) круглые или прямоугольные пластинки небольшой площади. Электроды укрепляются на теле с помощью клипс или резиновыми присосками. Для уменьшения сопротивления кожи человека используют электродный контактный гель с высокой электропроводностью.

Все электроды подключаются к усилителю через коммутатор отведений, который выбирает два электрода либо электрод и псевдоэлектрод, подключаемые к входам каждого канала усиления. Псевдоэлектроды, такие как объединенный электрод Вильсона, также формируются в этом блоке.

Система усиления биопотенциалов (включающая предусилитель и усилитель мощности) должна обеспечивать без существенных искажений усиление снимаемых с электродов биопотенциалов для их последующей регистрации.

С выхода усилителя усиленные биопотенциалы поступают на регистрирующее устройство. С помощью регистратора биопотенциалы представляются в виде записанной тем или иным образом кривой, которая может быть подвергнута последующему анализу. Наибольшее распространение получили чернильная и тепловая запись.

Для получения графической зависимости изменений биопотенциалов во времени бумажная лента должна протягиваться с постоянной скоростью. Такое протягивание обеспечивается лентопротяжным механизмом с электроприводом. Скорость протягивания определяется частотным спектром биопотенциалов и обычно составляет 25 и 50 мм/с.

Все большее значение сейчас начинают играть цифровые способы записи информации. При этом роль регистратора выполняет электронная память компьютера или самого электрокардиографа. Для этого сигнал усилителя преобразуется в цифровой код. Частота дискретизации берется такой, чтобы по мгновенным выборкам напряжения можно было бы восстановить форму интересующих кривых изменения потенциала. При таком подходе к выходу усилителя биопотенциалов подключается аналого-цифровой преобразователь. Его сигналы записываются в память кардиографа и через соответствующий интерфейс могут быть переданы в память компьютера. Из нее информация может быть выведена на экран монитора или подвергнута соответствующей обработке.

III. Электрокардиограф Schiller AT-101. Порядок выполнения работы

1. Подготовка электрокардиографа к работе

   1. Подключить электрокардиограф к сети питания.

   2. Наложить электроды на пациента.

   3. Включить электрокардиограф.

2. Запись электрокардиограммы

2.1. Создать нового пациента, ввести его данные: ФИО, дату рождения, рост, вес и т.д.

2.2. Войти в Экран получения данных и регистрации ЭКГ

2.3. Выбрать регистрируемые отведения (I, II, III)

2.4. Включить миографический фильтр.

2.5. Выставить скорость лентопротяжного механизма 25 mm/s.

2.6. Записать ЭКГ.

3. Обработка записей ЭКГ

3.1. Для всех трех отведений произвести измерение высоты h зубцов ЭКГ. По измеренной высоте h, при заданной чувствительности вычислить разность потенциалов:

U=h/S, мВ, соответствующую каждому зубцу

3.2. Результаты занести в табл. 2.

Табл. 2. Амплитуда зубцов в отведениях.

Отведения Зубцы	I			II			III			Норма, мВ
	h, мм	S, мм/мВ	U, мВ	h, мм	S, мм/мВ	U, мВ	h, мм	S, мм/мВ	U, мВ
P										0,05 – 0,25
Q										0 – 0,02
R										0,6 – 1,6
S										0 – 0,03
T										0,25 – 0,6

Примечание: коэффициент усиления электрокардиографа должен быть одинаковым в I и III отведениях.

3.3. Произвести измерение длительности временных интервалов ЭКГ для I отведения. Для этого расстояния между соответствующими зубцами (рис.1), измеренные по ЭКГ, разделить на скорость V движения ленты (скорость записи).

3.4. Результаты занести в табл. 2.

Табл. 3. Интервалы времени между зубцами в отведении.

Интервал	P - Q	QRS	Q - T	R - R
V, мм/с
l, мм
t, c
Норма, с	0,12 – 0,2	0,06 – 0,1	0,35 – 0,44	0,3 – 2

3.5. Определить частоту пульса пациента по длительности интервала R–R.

Примечание: ЧСС в норме составляет 60 – 90 уд./мин.

, где 60 – число секунд в минуте, R-R' – длительность интервала, выраженная в секундах.

3.6. По данным таблицы 1 вычислить проекции ИЭВС для некоторого среднего положения сердца в ходе сокращения. Значения проекций вычисляются следующим образом:

OX = R – (Q+S),

где Q, R, S – амплитуды зубцов (Q, S – положительные величины).

Вычислить значения проекций ИЭВС для первого и третьего отведений: OX₁ и OX₃. Построение ИЭВС по двум проекциям ведется не в привычной прямоугольной (декартовой) системе координат, а в гексагональной, связанной с треугольником Эйнтховена. Эта особенность не меняет сути самих построений. Построения, которые необходимо выполнить, иллюстрируются схемой, изображенной на рис. 17.

ПР – правая рука

ЛР – левая рука

ЛН – левая нога

Рис. 17. Построение ИЭВС.

Направление построенного ИЭВС в медицинской литературе часто называют средней электрической осью сердца. Средняя электрическая ось близка к анатомической оси сердца. Считается нормой, когда угол α наклона этой оси лежит в пределах 30 -69⁰.

3.7. Определить направление ИЭВС и вычислить значение угла α, полученного при построениях, измерить с помощью транспортира и сравнить с показателем нормы.

Примечание: построение средней электрической оси сердца в треугольнике Эйнтховена следует выполнить на миллиметровой бумаге.