Electrocardiogram (ECG) ใช้เพื่อจับภาพสะท้อนของสภาพหัวใจในช่วงระยะเวลาหนึ่ง มันเชื่อมต่อกับผิวผ่านขั้วไฟฟ้าภายนอกและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าสำหรับการรวบรวม เยื่อหุ้มเซลล์แต่ละเซลล์ที่เกิดขึ้นนอกหัวใจมีประจุที่เกี่ยวข้องซึ่งจะทำให้ depolarizes ระหว่างการเต้นของหัวใจแต่ละครั้ง มันปรากฏบนผิวหนังในรูปแบบของสัญญาณไฟฟ้าขนาดเล็กซึ่งสามารถตรวจพบและขยายโดยอิเล็กโทรคาร์ดิโอแกรม
เร็วเท่าที่ 1900 Willem Einthoven คิดค้น Electrocardiogram ที่ใช้งานได้จริงครั้งแรก ระบบมีขนาดใหญ่และต้องการให้คนจำนวนมากจัดการ ผู้ป่วยจำเป็นต้องวางแขนและขาของเขาในอิเล็กโทรดขนาดใหญ่ที่มีอิเล็กโทรไลต์ อุปกรณ์ตรวจสอบคลื่นไฟฟ้าหัวใจในปัจจุบันมีขนาดกะทัดรัดและพกพาได้ง่ายเพื่อให้ผู้ป่วยสามารถพกพาได้เมื่อพวกเขากำลังเดิน คลื่นไฟฟ้าหัวใจสิบสองชั้นสำหรับการใช้บ้านสามารถดำเนินการในกระเป๋าได้
ECG Basics:
คำว่า "ตะกั่ว" บน electrocardiogram ในบทความนี้หมายถึงความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสองซึ่งเป็นความแตกต่างที่บันทึกไว้โดยอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น "lead_i" คือแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วไฟฟ้าแขนซ้ายและขวา ทั้ง lead_i และ lead_ii อ้างถึง LIMB LEADS V1-V6 หมายถึงผู้นำหน้าอก การติดตามคลื่นไฟฟ้าหัวใจ V1 คือความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้า VC1 (แรงดันไฟฟ้าของอิเล็กโทรดหน้าอก) และแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยของ lead_i, lead_ii และ lead_iii ระบบ ECG มาตรฐาน 12-lead ประกอบด้วยแปดค่าจริงและค่าที่ได้รับสี่ค่า ตารางที่ 1 ให้คำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าตะกั่วต่าง ๆ (จริงและได้มา)
หมายเหตุการคำนวณชื่อตะกั่ว
นี่คือตะกั่วที่แท้จริงที่แสดงในการติดตามคลื่นไฟฟ้าหัวใจ
ตารางที่ 1: ชื่อตะกั่วและตำแหน่งการบันทึกคลื่นไฟฟ้าหัวใจ
รูปคลื่นคลื่นไฟฟ้าหัวใจทั่วไปแสดงในรูปที่ 1 แกน x หมายถึงสเกลเวลา ที่นี่แต่ละกริด (5 มม.) สอดคล้องกับ 20 มิลลิวินาที แกน y แสดงแอมพลิจูดของสัญญาณที่จับได้ แต่ละส่วน (5 มม.) บนแกน y สอดคล้องกับ 0.5 mV (10 มม. / mV และ 25 มม. / s)
รูปที่ 1: รูปคลื่นคลื่นไฟฟ้าหัวใจทั่วไป
คุณสมบัติ ECG:
ขั้นตอนแรกในการออกแบบระบบ ECG รวมถึงการทำความเข้าใจประเภทของสัญญาณที่ต้องได้รับ สัญญาณอิเล็กโทรคาร์ดิโอแกรมรวมถึงแรงดันไฟฟ้าต่ำที่มีอยู่ในอคติและเสียงรบกวนสูง รูปที่ 2 แสดงลักษณะของสัญญาณคลื่นไฟฟ้าหัวใจ มีการชดเชยสูงในระบบเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าครึ่งเซลล์ที่ผลิตโดยขั้วไฟฟ้า AG / AGCL (ซิลเวอร์- ซิลเวอร์คลอไรด์) เป็นอิเล็กโทรดที่พบมากที่สุดในระบบอิเล็กโทรคาร์ดิโอแกรมและแรงดันไฟฟ้าชดเชยสูงสุดคือ +/- 300mV สัญญาณที่คาดหวังจริงคือ +/- 0.5mv ซ้อนทับบนอิเล็กโทรดออฟเซ็ต นอกจากนี้ระบบจะปิดเสียงรบกวน 50 / 60Hz จากสายไฟเพื่อสร้างสัญญาณโหมดทั่วไป แอมพลิจูดของเสียงสายไฟอาจมีขนาดใหญ่มากและจำเป็นต้องกรอง
รูปที่ 2: ลักษณะของสัญญาณคลื่นไฟฟ้าหัวใจที่จะได้รับ
การซื้อคลื่นไฟฟ้าหัวใจ
การประมวลผลส่วนหน้าแบบอะนาล็อกเป็นส่วนสำคัญของระบบ ECG เนื่องจากจำเป็นต้องแยกแยะระหว่างเสียงและสัญญาณที่ต้องการ (แอมพลิจูดมีขนาดเล็ก) วงจรการประมวลผลส่วนหน้าแบบอะนาล็อกประกอบด้วยแอมพลิฟายเออร์การวัดเพื่อลดสัญญาณในโหมดปกติ แอมพลิฟายเออร์การวัดทำงานที่ +/- 5V และมักจะใช้เพื่อเพิ่มช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุต แอมพลิฟายเออร์การวัดนี้ควรมีอิมพีแดนซ์อินพุตสูงเนื่องจากความต้านทานของผิวหนังอาจมีขนาดใหญ่มาก จำเป็นต้องใช้แอมป์ OP สำหรับการประมวลผลสัญญาณของอุปกรณ์ Electrocardiogram ห่วงโซ่สัญญาณของระบบการได้มาซึ่งคลื่นไฟฟ้าหัวใจรวมถึงแอมพลิฟายเออร์การวัดตัวกรอง (ซึ่งสามารถใช้งานได้โดย OP AMPS) และ ADCs