Министерство образования
и науки Российской Федерации
Федеральное государственное
бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального
образования
«ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ВолгГТУ)
Кафедра приборостроение
Семестровая работа
за I семестр
по введению в специальность
Тема: «Электрокардиограф»
Выполнил: студентка
группы ИИТ-173 Багрова О.М.
Проверил: Шилин
А.Н.
Краткая рецензия:
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Оценка работы _________________
баллов
Волгоград, 2015г.
История
Открытие явления того, что
сокращения мышц могут быть связаны с
электрическим током, относится к 18 столетию.
Тогда техника не была настолько развита,
и это не позволяло достойным образом
производить исследования сокращения
сердца при воздействии на него токами.
Позже в 1887 году ученый Август Уоллер
первым записал ЭКГ человека. Тогда для
записи электрокардиограммы использовался
экг аппарат, оснащенный капиллярным электрометром.
Прибор был довольно хрупким, сложно настраиваемым
и очень неудобным в использовании. Из-за
этого и не нашел широкого применения
в медицине того времени. Немногим позже,
в 1903 году нидерландец физиолог Уильям
Эйнтховен добавил в электрокардиограф
струнный гальванометр. Но это был не единственный
его вклад в развитие электрокардиографии.
Он разъяснил взаимосвязь между различными
фазами сердечного сокращения, тем самым
объясняя ход кривой, а также предложил
методику расположения электродов на
теле человека, которая используется,
по сей день. Его поистине модно считать
родителем экг. Сегодня в медицине применяются
электрокардиографы со струнным гальванометром,
которые являются прототипами детища
Эйнтховена. За изобретение в 1924 году он
был удостоен Нобелевской премии. Электрокардиографы
нидерландского ученого первыми нашли
широкое применение в медицинской диагностике
того времени. Электрокардиографы многоканальные
и сегодня используются повсеместно и
являются одним из важных приборов, для
диагностирования сердечных недугов.
Получаемая в ходе обследований информация
имеет колоссальное значение в выявлении
патологий сердца и при постановке врачами
диагнозов. Однако некоторые проблемы,
особенно связанные с сердечными клапанами,
не всегда можно увидеть при обследовании
экг аппаратом. Для этого на помощь приходят
ангиографы, эхокардиографы. Самые первые
электрокардиографы стали использоваться
в больницах приблизительно с 1910 года.
Аппараты с тех пор претерпели много изменений
и значительно усовершенствовались, но
сама методика обследований изменилась
не значительно. Многие аспекты того времени,
такие как терминология и некоторые методы,
которые используются сегодня, имеют исторические
корни с самого зарождения электрокардиографии
и практически не изменились до сегодня,
применяются они современной медицине
на уровне с новыми технологиями и открытиями.
Область применения
Электрокардиограф — это переносной
аппарат, предназначенный для отображения
работы отделов сердца, путем регистрации
кривой. Он позволяет оперативно снимать
электрокардиограмму: регистрирует и
измеряет разности потенциалов сердца
с поверхности тела человека, при помощи
наложения электродов. Может работать
как в ручном, так и в автоматическом режиме.
В настоящее время электрокардиография
— основной метод, при помощи которого
становится возможным проведение диагностики
сердечно-сосудистых заболеваний. Электрокардиограф
может иметь различные функции, требования
к которым также могут быть различны. Как
правило, функционал аппарата зависит
от области применения, однако абсолютно
все устройства должны отвечать требованию
высокого качества регистрируемой электрокардиограммы.
Качественную ЭКГ в любых условиях позволяют
получить специальные фильтры. Широкое
распространение в медицине электрокардиограф
получил благодаря своему относительно
простому устройству и несложным методам
работы. Он абсолютно безопасен и не создает
никакого дискомфорта или неудобства
для больного. В медицине прибор применяют
для того, чтобы распознать нарушения
сердечного ритма, а также выявить инфаркт
миокарда и некоторые другие болезни.
Также его используют в кардиомониторах
— специальных аппаратах, предназначенных
для автоматического наблюдения за тяжелобольными.
В клинической, космической и спортивной
медицине электрокардиограф применяется
для того, чтобы контролировать состояние
человека, находящегося в процессе работы.
Такое наблюдение можно обеспечить при
помощи специальных способов наложения
электродов, а также используя радиосвязь
между устройством регистрации и гальванометром.
Сфера применения аппарата достаточно
широка. Он может использоваться в отделениях
кардиологии, функциональной диагностики
и кардиологии на стационарах, поликлиниках
и медико-санитарных частях, в машинах
скорой помощи, а также в частной медицинской
практике.
Принцип действия
Для комплектования машин «скорой
помощи», регистрации ЭКГ в палатах, на
дому у больных и т. д., выпускают одноканальные
портативные электрокардиографы типа
«Салют», «Малыш», ЭК1Т-ОЗМ и др.. В кабинетах
функциональной диагностики, в терапевтических
и кардиологических отделениях используют
многоканальные электрокардиографы типа
ЭЛКАР, ЭК 6Т-02, Лента-МТ, 3NEK-1, мингографы
и др.. Многоканальные электрокардиографы
в отличие от одноканальных позволяют
синхронно регистрировать ЭКГ в двух,
четырех, шести и восьми отведениях. Многоканальные
электрокардиографы комплектуются датчиками
для записи фонокардиограмм, венного и
артериального пульса, верхушечного толчка,
измерения давления в полостях сердца
и др. Основные узлы электрокардиографов,
независимо от их конструкции: пульт управления,
блок питания, блок усиления, гальванометр,
лентопротяжный механизм, кабель отведений.
На панели пульта управления располагаются:
включатель сети питания, кнопка успокоения,
ручка регулировки усиления сигнала, кнопка
калибровочного сигнала, ручка установки
перьев, ручка переключателя отведений,
переключатель скорости движения ленты,
кнопка записи, гнезда для подключения
кабеля отведений, шнур сетевого питания
и заземления, гнезда для подключения
приставок и датчиков. В аппаратах с термозаписью
дополнительно имеется ручка регулировки
нагрева перьев. Принцип работы электрокардиографа
заключается в том, что колебания разности
потенциалов, возникающие при возбуждении
сердечной мышцы, воспринимаются электродами,
расположенными на теле обследуемого,
и подаются на вход электрокардиографа.
Это чрезвычайно малое напряжение проходит
через систему катодных ламп, благодаря
чему его величина возрастает в 600—700 раз.
Поскольку величина и направление ЭДС
в течение сердечного цикла все время
изменяются, стрелка гальванометра отражает
колебания напряжения, а ее колебания
в свою очередь регистрируются в виде
кривой на движущейся ленте. Запись колебаний
гальванометра осуществляется на движущейся
ленте непосредственно в момент регистрации.
Движение ленты для регистрации ЭКГ может
происходить с различной скоростью (от
25 до 100 мм/с), но чаще всего она равна 50
мм/с.
Технические характеристики
В результате предварительных
технических исследований разработанных
электрокардиографов получены следующие
технические характеристики:
- диапазон входных напряжений
‒ от ± 0,002 мВ до ±20 мВ (по ГОСТ 19687-89 от 0,03
мВ до 5 мВ);
- уровень внутренних шумов от
пика до пика ‒ от ‒1мкВ до +1мкВ;
- диапазон частот ‒ (0-20)/(0-40)/(0-75)/(0-100)
Гц;
- частота квантования ‒ 200/500/1000/2000
Гц;
- число каналов ‒ 1 и 3;
- число электродов ‒3 и 7;
- запись на флэш с объемом памяти
2 Гб;
- часы реального времени;
- питание от аккумуляторных батарей.
Предварительные медицинские
исследования были проведены в Томском
НИИ кардиологии. Всего было исследовано
19 пациентов с различными патологиями
сердечно-сосудистой системы и 10 человек
‒ норма. На основании проведенных медицинских
исследований показано, что разработаные
на базе наноэлектродов структуры электрокардиографов
для исследования сердца по Холтеру имеют:
- повышенную разрешающую способность;
- не содержат фильтрующих элементов
в измерительной цепи;
- позволяют регистрировать без
искажений фильтрами истинную биоэлектрическую
активность сердца на поверхности тела
человека в области частот от 0 Гц до 100
Гц:
- диапазон измерения ‒ от ±2 мкВ
до ±20 мВ:
- уровень шума от ‒1 мкВ до +1 мкВ,
значение которого определяется шумами
измерительной аппаратуры, наноэлектроды практически не вносят шумовой составляющей в результирующий уровень шума.
Перспективы развития
За окном ХХІ век, и современный
человек уже не мыслит себя без компьютера,
Интернета, мобильного телефона. Повсеместный
переход с бумажных на электронные
носители информации делает нашу жизнь
более удобной, оперативной и просто интересной.
Передовые технологии стремительно внедряются
и в медицину. Сегодня мониторинг за
состоянием здоровья человека является
залогом предупреждения возникновения
серьезных заболеваний, а не редко и летальных
исходов. Узнать о состоянии своего сердца,
находясь в любой точке мира и получить
консультацию врача в режиме on-line, сегодня
становится возможным каждому. Подходя
с технической стороны вопроса можно сказать,
что такие системы мониторинга электрокардиограмм
(далее ЭКГ) будут для пациента удобны,
компактны, полностью автоматизированы
и автономны. По беспроводным каналам
связи быстро, без потерь и искажения информации
передается на сервер для автоматической
обработки в режиме реального времени.
Суточные мониторы ЭКГ уже не вызывают
удивления, запись ЭКГ в цифровом виде
легко передается по любой сети, будь то
сеть Wi-Fi, сеть сотовых операторов, или
Интернет. Что касается удобства работы
врачей, их разгрузки с помощью автоматизации
многих процессов связанных с диагностикой
сердца, то эти решения уже давно доступны,
«сердцем» таких систем должно быть качество
компьютерной диагностики. Использование
врачами единой базы, в которой содержатся
все ранее сделанные кардиограммы, проведенные
с использованием предварительной компьютерной
диагностики делают работу легкой, удобной
и позволяют более качественно провести
очередное обследование, выставить точный
диагноз и провести соответствующее лечение.
Очевидно, что и системы «электронной
карты пациента» будут объединены в одну
общую сеть на федеральном уровне, и в
случае необходимости, врач сможет оперативно
получить требуемые ему данные. Бумажные
носители информации уйдут в прошлое.
Да, ЭКГ на термобумаге уйдет в прошлое,
при необходимости, конечно же, ЭКГ можно
будет распечатать. В настоящее время
уже существуют случаи, когда разрозненные
кардиологические службы объединяются
в единую сеть, примером тому могут служить
г. Саратов, Н. Новгород, Казань. Подключенные
к этой сети бригады скорой помощи на месте
ставят диагноз, учитывающий динамику
ST, зубца Q, ритма и пр. А в сложном случае
получают заключение, направив ЭКГ дежурному
врачу с надиктованным речевым сообщением.
В операционной хирург также может обратиться
ко всем ЭКГ пациента. Уникальные возможности
появляются у отдаленных селений, где
нет компетентных кардиологов, примером
тому село Дивеево (Нижегородской области),
врачи направляют ЭКГ в город Саратов
по защищенному каналу Интернет для расшифровки
опытным врачам. Новым шагом в будущее
является и то, что пациент, не выходя их
дома, может получить консультацию у врача
по сети Интернет. А при отсутствии сети
Интернет пользователь «Домашнего кардиоанализатора»
получит компьютерное заключение с рекомендациями
по тактике поведения, например: «Динамика
не требует обращения к врачу», «Обратитесь
к врачу» и другие варианты в зависимости
от серьезности нарушения. Что удивительно,
развитие сети кардиологической службы
позволит оттачивать качество компьютерной
диагностики с большими темпами. Перспективными
здесь являются самообучаемые системы
с элементами искусственного интеллекта.
Мир не стоит на месте. То, что сегодня
кажется невозможным, может быть обыденным
уже завтра.