Реферат: Сердечная мышца и электрокардиограмма

Оптимальный выбор полосы пропускания (Df) имеет важное значение. Наиболее информативная часть ЭКС занимает полосу частот Df=0,05—120 Гц, но в практической ЭКС-диагностике используют усилители с Df=0,05—60 Гц. Чрезмерное сужение частотного диапазона со стороны нижних частот f_н приводит к искажению сегмента ST и зубца T, но уменьшает смещение изолинии, а со стороны высоких f_в — к сглаживанию зазубрин на QRS — комплексе и уменьшению крутизны его склонов. С другой стороны, увеличение f_в приводит к увеличению помех от биопотенциалов мышц. Если при f_в =100 Гц погрешность передачи QRS-комплекса составляет около 3%, то при f_в =30 Гц погрешность возрастает до 15% и могут сглаживаться различия между нормальным и патологическим комплексами.

В кардиомониторах (КМ) в зависимости от назначения тракта усиления ЭКС нормируются три значения Df:

· Df — для линейного выхода УсЭКС, предназначенного для подключения регистратора ЭКС;

· Df_э — для изображения ЭКГ на экране КМ;

· Df_м — для мониторирования при большом уровне помех.

Типичные значения параметров АЧХ: Df=0,05—120 Гц при d_f =±30% (Df_э <Df обычно из-за технических ограничений); Df_м =0,5—25 Гц при d_f =±30%; К_f £6 дБ/октаву.

Помехоустойчивость КМ по отношению к синфазным сигналам определяется коэффициентом ослабления синфазных сигналов К_ОСС =К_Д /К_С , где К_Д и К_С — коэффициенты усиления дифференциального и синфазного сигналов.

Таким образом, К_ОСС показывает способность усилителя различать малый дифференциальный (разностный, противофазный) сигнал на фоне большого синфазного. Легко достижимое значение К_ОСС лежит в диапазоне 70—80 дБ. Дальнейшее увеличение К_ОСС до 90—120 дБ требует специальных методов и усложняет конструкцию УсЭКС.

Полное входное сопротивление Z_вх должно быть не менее 2,5—10 МОм. При таких значениях Z_вх можно пренебречь потерями в передаче напряжения ЭКС и допустить разбаланс сопротивлений кожа—электрод до 5—10 кОм. Напряжение смещения на входных зажимах УсЭКС не должно уменьшать значения Z_вх и К_ОСС . Чтобы не увеличивать напряжение смещения, необходимо ограничить постоянный ток в цепи пациента, определяемый по входному току покоя, значением 0,1 мкА.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭКС ДЛЯ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ.

Одна из возможных структур оцифровки и передачи ЭКС приведена на рис.1.

Усилитель

Rf_кв

L Регулятор АЦП

N

УУиП ТС

ЦАП

Рис. 1.

Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) переводит полученный и усиленный ЭКС в дискретную форму для ввода в устройство управления и передачи (УУиП). Дискретизированный сигнал после обработки его УУиП, на выходе которого может стоять обычная модемная схема, передается через телефонную сеть (ТС) на специальное устройство приема сигнала, либо на ЭВМ врача-диагноста.

Также обработанный УУиП сигнал подается на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) для автоматического управления параметрами сигнала (амплитуды, смещения изолинии, центровки в динамическом диапазоне АЦП и т.д.).

Задача преобразования данных характеризуется рядом требований, выдвигаемых условиями применения схем АЦП и ЦАП:

· выбором вида двоичной системы кодирования;

· выбором частоты квантования (f_кв ) аналогового сигнала;

· определением необходимого числа уровней квантования;

· допустимыми ошибками преобразования;

· выбором соответствующего вида АЦП и ЦАП;

· фильтрацией сигнала на входе АЦП и выходе ЦАП;

· оптимизацией схемных решений.

Специфическая форма ЭКС требует большого числа уровней квантования. Наиболее часто используется 256, 512 или 1024 уровня, соответствующие в обычном двоичном коде 8, 9 или 10 разрядам. Частота квантования определяет равноотстоящие отрезки времени, в которых непрерывный сигнал представляется в виде некоторых значений, зафиксированных в эти моменты времени

АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ.

Устройство управления и передачи может взаимодействовать с аналоговым сигналом через АЦП, задача которого состоит в преобразовании входного напряжения в пропорциональное ему число. Методы аналого-цифрового преобразования более разнообразны, чем цифро-аналогового. Объясняется это тем, что АЦП можно осуществить, используя целый ряд систем (параллельный, с двухтактным интегрированием, последовательного приближения и т.д.).

Рассмотрим принцип действия только преобразователя последовательного приближения, наиболее часто используемый в медицинских приборах, что объясняется простотой устройства, а также высокой скоростью и постоянным временем преобразования, не зависящим от амплитуды аналогового сигнала.