Một điện tâm đồ (ECG) được sử dụng để nắm bắt sự phản xạ của tình trạng trái tim trong một khoảng thời gian. Nó được kết nối với da thông qua các điện cực bên ngoài và được chuyển đổi thành tín hiệu điện để thu thập. Mỗi màng tế bào hình thành bên ngoài tim có một điện tích liên quan, khử cực trong mỗi nhịp tim. Nó xuất hiện trên da dưới dạng tín hiệu điện nhỏ, có thể được phát hiện và mở rộng bằng điện tâm đồ.
Ngay từ năm 1900, Willem Einthoven đã phát minh ra điện tâm đồ thực tế đầu tiên. Hệ thống cồng kềnh và đòi hỏi nhiều người phải thao túng nó. Bệnh nhân cần đặt tay và chân trong một điện cực lớn chứa chất điện phân. Thiết bị giám sát ECG ngày nay nhỏ gọn và dễ mang theo, để bệnh nhân cũng có thể mang theo khi họ đi bộ. Một ECG mười hai đầu để sử dụng tại nhà có thể được mang trong túi.
ECG cơ bản:
Thuật ngữ "chì" trên điện tâm đồ trong bài viết này đề cập đến chênh lệch điện áp giữa hai điện cực, đây là sự khác biệt được ghi bởi thiết bị. Ví dụ: "Lead_i" là điện áp giữa các điện cực cánh tay trái và bên phải. Cả LEAD_I và LEAD_II đều đề cập đến các khách hàng tiềm năng. V1-V6 đề cập đến các dây dẫn ngực. Theo dõi ECG V1 là sự khác biệt giữa điện áp VC1 (điện áp của điện cực ngực) và điện áp trung bình của LEAD_I, LEAD_II và LEAD_III. Một hệ thống ECG 12 tiêu chuẩn bao gồm tám giá trị thực và bốn giá trị dẫn xuất. Bảng 1 đưa ra một mô tả ngắn gọn về các điện áp chì khác nhau (thực và có nguồn gốc).
Ghi chú tính toán tên chính
Đây là một chì thực sự, được hiển thị trong dấu vết ECG.
Bảng 1: Tên chính và vị trí ghi ECG.
Một dạng sóng ECG điển hình được hiển thị trong Hình 1. Trục X biểu thị thang thời gian. Ở đây, mỗi lưới (5 mm) tương ứng với 20 ms. Trục y cho thấy biên độ của tín hiệu bị bắt. Mỗi bộ phận (5 mm) trên trục y tương ứng với 0,5 mV. (10 mm / mV và 25 mm / s)
Hình 1: Dạng sóng ECG điển hình.
Các tính năng của ECG:
Bước đầu tiên trong thiết kế của một hệ thống ECG bao gồm hiểu các loại tín hiệu cần phải có được. Tín hiệu điện tâm đồ bao gồm điện áp có biên độ thấp có độ lệch và nhiễu cao. Hình 2 cho thấy các đặc điểm của tín hiệu ECG. Có một phần bù cao trong hệ thống do điện áp nửa tế bào được tạo ra bởi các điện cực. Ag / AgCl (clorua bạc bạc) là điện cực phổ biến nhất trong hệ thống điện tâm đồ và điện áp offset tối đa của nó là +/- 300mV. Tín hiệu dự kiến thực tế là +/- 0,5mV được chồng lên trên phần bù điện cực. Ngoài ra, hệ thống cũng sẽ đóng nhiễu 50 / 60Hz từ đường nguồn để tạo thành tín hiệu chế độ chung. Biên độ của nhiễu đường dây có thể rất lớn và nó cần được lọc.
Hình 2: Các đặc điểm của tín hiệu ECG thu được.
Mua lại ECG
Xử lý mặt trước tương tự là một phần quan trọng của hệ thống ECG vì nó cần phân biệt giữa nhiễu và tín hiệu mong muốn (biên độ nhỏ). Mạch xử lý mặt trước tương tự bao gồm bộ khuếch đại đo để giảm tín hiệu ở chế độ bình thường. Bộ khuếch đại đo hoạt động tại +/- 5V và thường được sử dụng để tăng phạm vi điện áp đầu vào. Bộ khuếch đại đo này phải có trở kháng đầu vào cao vì trở kháng của da có thể rất lớn. Một amp op là cần thiết để xử lý tín hiệu của thiết bị điện tâm đồ. Chuỗi tín hiệu của hệ thống thu thập ECG bao gồm các bộ khuếch đại đo lường, bộ lọc (có thể được thực hiện bởi OP AMP) và ADC.