ФИЗИКА Пraktikum. Учебнометодическое пособие для студентов медицинских вузов 2018 Вводное занятие
 Скачать 4.99 Mb.
|
|
3. Элементы практической электрокардиографии Стационарные электрокардиографы обеспечивают одновременную запись на широкой бумаге электрических потенциалов во многих отведениях: устанавливаются 4 электрода на конечностях и шесть грудных электродов. В данной работе Вы знакомитесь с портативным прибором, применяемым при выездах врача к пациенту (рис. 5).  Рис. 5. Одноканальный кардиограф ЭК1Т-1/3-07 «Аксион». Схема стандартных отведений, предложенная основателем данного метода – Вильгельмом Эйнтховеном, состоит в следующем: на теле пациента устанавливаются три электрода: на предплечьях и на левой голени. Треугольник Эйнтховена – схема отведения электрических потенциалов, создаваемых работающим сердцем: если пациент лежит, раскинув руки и ноги, то закрепленные на них электроды образуют равносторонний треугольник, в центре которого – сердце, приблизительно равноудаленное от сторон и от вершин этого треугольника. При снятии ЭКГ пациент может иметь и другую позу. При этом если сгибаются руки или ноги, то изгибаются и силовые линии электрического поля в проводящих тканях пациента. Так что изменения его позы практически не изменяют характера записей в отведениях. Их всё равно можно интерпретировать в привязке к треугольнику Эйнтховена. Однако пациенту рекомендуется сохранять спокойное неподвижное состояние: при сокращении скелетных мышц их электрическая активность может при вести к искажениям записываемых сигналов. Принятая нумерация отведений: I – (правая рука – левая рука) II – (правая рука – левая нога) III – (левая рука – левая нога) При использовании аппарата ЭК1Т – 1/3 – 07 предусмотрена установка дополнительного электрода – на правой голени. Это даёт некоторое повышение качества кардиограммы, но существо схемы Эйнтховена при этом не меняется. Обозначения зубцов электрической активности на кардиограммах также предложены Эйнтховеном, и сохраняются поныне (см рис. 6).  Рис. 6. ЭКГ в первом отведении (схема). Взаимное соответствие зубцов на ЭКГ и состояния участков сердца: Зубец Р – возбуждение обоих предсердий. Зубец Q- возбуждение левой половины межжелудочковой перегородки. Зубец R - возбуждение желудочков. Зубец S - возбуждение основания левого желудочка. Зубец Т – соответствует процессам реполяризации. Зубец U регистрируется не всегда, и его происхождение не изучено. 4. Электрокардиограф В работе используется электрокардиограф ЭК1Т – 1/3 – 07 "Аксион", изготовленный в России в 2015 году. Приводим его краткое техническое описание. Блок питания прибораобеспечивает работу как от сети 220В, так и от встроенного аккумулятора. Кабель пациента. Служит для подключения к прибору электродов, размещаемых на теле пациента. В комплект кардиографа входят четыре прижимных электрода для установки на конечностях и шесть грудных электродов на присосках. Кардиограф можно настроить на поочерёдную запись сигналов от всех десяти электродов или от любой их группы, по усмотрению врача. Кабель пациента имеет узел защиты входных цепей кардиографа от воздействия импульсов дефибриллятора. Усилитель биопотенциалов. Электрический сигнал, создаваемый сердцем, меняется в ходе каждого сердечного сокращения от долей милливольта до значения порядка 1,5мВ. Усилитель биопотенциалов имеет коэффициент усиления 5000. Так что если на входе усилителя потенциал равен 1,5мВ, то на выходе - в 5000 раз больше, т.е. 1,5 мВ·5000 = 7,5 В. Микроконтроллер. Получает усиленный электрический сигнал как некоторую функцию времени, и первое, что здесь происходит, - преобразование этой функции из аналоговой формы в цифровую. График функции становится не плавной кривой, а ступенчатой фигурой, состоящей из «монетных столбиков» с высотой "монет" 5мкВ/бит. Этот показатель аналого-цифрового преобразователя (АЦП) называется шагом квантования. Любому усиленному значению биопотенциала соответствует определенное количество ступенек высотой 5 мкВ. Например, значению усиленного потенциала 7,5 В АЦП назначит цифровое значение: 7,5 В / (5 мкВ/бит) = 1500 бит. Преобразование сигнала в цифровую форму обеспечивает возможность использования современных технологий передачи, хранения и анализа данных, и не только "вообще", но и в ходе взаимодействия контроллера со следующим важным электронным блоком кардиографа - ЦПУ. Центральное процессорное устройство (ЦПУ) управляет работой кардиографа во всех режимах его работы в соответствии с программами, загруженными в микроконтроллер. В том числе обеспечивает: - визуализацию кардиограмм на цветном графическом дисплее кардиографа; - архивирование кардиограмм (разумеется, в электронной форме); - передачу данных из архива кардиографа на персональный компьютер (ПК) для более детального их анализа; - управление термопечатающим устройством. Термопечатающее устройство преобразует электрокардиограмму из электронной памяти кардиографа в документ на бумажном носителе. На бумажной ленте, помимо самих кардиограмм в различных отведениях, печатается миллиметровая сетка, удобная для расшифровки записей, а также дата и время получения записей, обозначения отведений, данные о настройках кардиографа. 5. Порядок выполнения работы 1. Установка электродов. Кабель пациента уже подключён к кардиографу (к его правой боковой поверхности). Ваша задача – установить на запястьях и щиколотках 4 прижимных электрода по следующей схеме: правая нога – чёрный фиксатор, правая рука – красный, левая рука – жёлтый, левая нога – зелёный. Каждый фиксатор имеет токопроводящий элемент. Для надёжного контакта таких элементов с кожей необходимо применение специального токопроводящего геля. Гель наносится на электроды, снимается салфеткой и смывается водой. 2.Подключение электрокардиографа к сети 220 В Чёрный сетевой кабель подходит к левой боковой поверхности кардиографа. Воткните вилку этого кабеля в розетку сети, затем включите тумблер на левой поверхности рядом со входом сетевого кабеля. Загорится зелёный сетевой индикатор. 3. Включение электрокардиографа На верхней панели прибора, в правом верхнем углу – жёлтая кнопка «ВКЛ/ВЫКЛ». Нажмите её, и рядом с ней загорится индикатор «ЗАРЯД»: жёлтый сигнал – идёт зарядка, зелёный – она завершена. Но работать от сети можно при любом уровне зарядки аккумулятора. Одновременно с этим осветится экран дисплея, а на нём: в левом верхнем углу – изображение батарейки: это индикатор уровня зарядки аккумулятора, ниже – информация о текущем времени и дате; энергоснабжение этого сервиса автономное, ещё ниже – надпись «МОНИТОР», а под ней – 4 картинки, обозначающие возможные режимы работы с кардиографом. Для краткости они названы «АРХИВ», «НАСТРОЙКИ», «РИТМ», «МОНИТОР». А ещё ниже, уже под экраном, на панели прибора расположены 4 зелёные кнопки. Каждому режиму – своя картинка, каждой картинке – своя кнопка. Кнопки предназначены для выделения нужного режима, т.е. приведения его в состояние готовности. Для выполнения данной работы понадобится лишь режим «МОНИТОР». Режим «АРХИВ» нужен для передачи данных на ПК, имеющий соответствующее программное обеспечение. Режим «НАСТРОЙКИ» использован при подготовке данной лабораторной работы, самовольное изменение вами настроек приведёт к нежелательным последствиям. Режим «РИТМ» используется при аритмии. 4. Включение режима «МОНИТОР» Выделите этот режим, нажав четвёртую зелёную кнопку. Соответствующая ей картинка на экране станет более заметной (выделится). Теперь нажмите большую жёлтую кнопку «ПУСК»: • в центре экрана ненадолго появится надпись «КАЛИБРОВКА», • с исчезновением этой надписи появятся короткие звуковые импульсы, отслеживающие сердечные сокращения пациента, • в середине экрана в режиме бегущей строки – визуализация сигнала, созданного сердцем вашего пациента, в первом отведении. Но запись ещё не идёт, термобумага ещё не расходуется. Обратите внимание: если обследуемый, по вашей просьбе, пошевелит рукой или ногой, характер картинки изменится. Итак, бегущая строка демонстрирует, как будет выглядеть предстоящая запись ЭКГ, кардиограф подаёт звуковые сигналы в такт с сердечными сокращениями, в верхней строке на экране монитора вы видите надпись «АВТО». Четыре зелёные кнопки успели изменить свои функции, и именно эти новые функции обозначены на кнопках бледными надписями. Знакомимся с ними: на первой (левой) зелёной кнопке: мм/mV, последовательно нажимая эту кнопку, можно установить значение чувствительности кардиографа, выбрав из следующего ряда возможных значений: 2.5; 5; 10; 20; 40 мм/mV. Установите 10 мм/mV. второй кнопкой, с надписью мм/с, установите скорость протяжки ленты, выбрав вариант 25 мм/с. третьей кнопкой производится включение/выключение фильтров. Фильтры предназначены для повышения качества записи ЭКГ путём изъятия из сигнала тех компонент сигнала, которые являются помехами. Установите фильтр СТ (С – фильтр сетевых помех, Т – антитреморный фильтр). на четвертой кнопке находится значок >O<. Это кнопка – «успокоение», полезна при ведении записи на переходных режимах, с целью их сокращения. Вам она вряд ли понадобится. Процедура подготовки к записи заканчивается. На мониторе вы видите следующее: верхняя строка – надпись «АВТО» в правом углу индицируется средняя текущая частота пульса пациента (ЧСС) в середине экрана – бегущая строка, в нижней строке индицируется информация об установленных чувствительности, скорости протяжки и включённых фильтрах (10 25 СТ), что означает: 10 мм/мВ; 25 мм/с; включены оба фильтра. 5. Запись электрокардиограммы На овале серого оттенка, охватывающем большую жёлтую кнопку «ПУСК», вы видите 4 треугольные кнопки: «ВПРАВО», «ВЛЕВО», «ВВЕРХ», «ВНИЗ». Ваши действия: дважды нажмите кнопку «ВПРАВО». Вместо надписи «АВТО» появится надпись «I», что означает готовность первого отведения к записи. нажмите большую жёлтую кнопку «ПУСК». Начинает работать лентопротяжный механизм. Идёт термопечать первого отведения. Ведите её в течение трёх секунд, отсчитывая их самостоятельно. через эти три секунды нажимаете однократнокнопку «ВПРАВО». Вместо надписи «I» появится надпись «II», начнётся запись второго отведения. Снова отсчитайте три секунды. так же проведите запись третьего отведения. Окончание записи: нажмите большую жёлтую кнопку «ПУСК» два раза. Запись окончена. однократно нажмите кнопку «ВКЛ/ВЫКЛ»: индикатор «ЗАРЯД» погаснет. снимите фиксаторы и отпустите пациента. чтобы отключить кардиограф от сети, нажмите выключатель на левой боковой поверхности: индикатор сети погаснет. отключите сетевой шнур от розетки сети 220 В, 6. Обработка записей ЭКГ Измерение амплитуды зубцов. Убедитесь, что высота калибровочного прямоугольного импульса на кардиограмме h = 10 мм, и, следовательно, при расшифровке записей одному миллиметру смещения пера поперёк ленты соответствует 0.1 мВ. С помощью миллиметровой сетки, нанесенной на ленту, измерьте высоту зубцов. Результаты занесите в табл. 1 и сравните с показателем нормы. Таблица 1. Амплитуда зубцов в трех отведениях.
Измерение кардиоинтервалов. Измерьте временные интервалы, указанные в верхней строке таблицы 2, по записи первого отведения на кардиограмме. Сравните их со значениями нормы. Табл. 2. Интервалы времени между зубцами.
На рис. 7 показаны границы различных кардиоинтервалов.  Рис. 7. Границы кардиоинтервалов и их длительности в норме для взрослых. Построение интегрального электрического вектора сердца (ИЭВС). По данным таблицы 1 вычислите проекции интегрального электрического вектора сердца (ИЭВС). Значения его проекций вычисляются так: OX = R – (Q+S), где Q и S – положительные величины. Вычислите значения проекций для первого и третьего отведения: OX1 и OX3. Построение ИЭВС по двум проекциям ведется не в привычной прямоугольной (декартовой) системе координат, а в гексагональной, связанной с треугольником Эйнтховена. Построения, которые вам необходимо выполнить, иллюстрируются схемой, представленной на рис.8. Начало вектора ИЭВС – в центре треугольника. Конец вектора – в точке пересечения перпендикуляров, восстанов-ленных к координатным осям из концов проекций ОХ1 и ОХ3.  Рис. 8. Построение ИЭВС по двум его проекциям. Прямая, на которой лежит ИЭВС, это средняя электрическая ось сердца. Средняя электрическая ось близка к анатомической оси сердца. Считается нормой, когда угол α наклона средней электрической оси, отсчитываемый от горизонтали, лежит в пределах 30 - 700. Значение угла α, полученного при построениях, измерьте с помощью транспортира и сравните с показателем нормы. Выводы по работе. В выводах необходимо отметить: 1. Соответствуют ли результаты измерений амплитуд зубцов показателям нормы. Если есть отклонения от нормы, отметьте их. 2. Соответствуют ли измеренные временные интервалы, представленные в таблице 2, показателям нормы. 3. В норме ли угол наклона средней электрической оси сердца. |