Mô tả:
Chương 3:Thiết bị thông qua dòng
sinh học
Dòng điện sinh học và thiết bị
thông qua dòng sinh học
Máy điện tim
Máy địên não
I. Cơ chế
chế dòng
dòng đị
địên sinh họ
học
c và thi
thiế
ết bị nghiên
cứu dò
dòng
ng dò
dòng
ng sinh học
Tế bào và dòng sinh học
Điện tim và Máy địên tim
I.1
I.1. Tế bào
bào và dòng
dòng sinh họ
học
c
Dòng sinh học là dòng
sinh ra do sự hoạt động
của các tế bào sống.
Dòng sinh hoá là dòng
gây nên bởi sự thay đổi
nồng độ iôn trong và
ngoài tế bào.
Sức điện động của các
điện cực của một dung
dịch địên phân
E=EK + ENa + E0 ???
repolarisation
depolarisation
Thiế
Thi
ết bị nghiên cứ
cứu dò
dòng
ng sinh họ
học
c
Đo tốc độ truyền của tín hiệu kích thích (trên dây thần
kinh tế bào đơn)
Phát một xung nhọn lên đầu dây thần kinh: t=L/v
Đo ngưỡng kích thích
Phát xung vuông – biên độ thay đổi. Xung tỷ lệ với thời
gian Xt=X0.t
Đo thời gian từ khi phát xung đến khi nhận được tín hiệu
phản ứng xảy ra -> thu được ngưỡng. Khoảng cách L đủ
nhỏ để coi kích thích là tức thời
Xác định sự biến dạng của xung khi truyền qua tế bào,
phát xung vuông. Ghi lại dạng xung ở các thời điểm
khác nhau
Tốc độ truyền dây thần kinh ngoại biên
Một số điện cực quan sát tế bào
I.2. Đi
Điệ
ện tim và Máy
Máy đ
địịên tim
Cấu tạo tim và dòng điện tim, hệ tuần
hoàn
Máy điện tim:
Các chuyển đạo
I.
I.2
2.1. Cấu tạo
tạo tim và dòng
dòng điệ
điện tim,
tim, hệ tu
tuầ
ần
hoàn
Vòng tuần hoàn
Gồm tiểu tuần hoàn: Quá trình máu đi từ
tâm thất trái lên phổi thải CO2 và nhận O2,
máu trở về tâm nhĩ phải
Đại tuần hoàn: Quá trình đưa máu đi nuôi
tế bào. Máu từ tâm thất phải đi động mạch
đến các tế bào, ở đây xảy ra hiện tượng
trao đổi O2, máu quay về tâm nhĩ trái
mang theo CO2
Quá trình hình thành tín hiệu điện tim
Dạng tín hiệu địên tim chuẩn
Nhĩ đồ: Sóng hướng từ trên xuống dưới và từ phải sang
trái (sóng P) tương ứng với khử cực của nhĩ khoảng
0.08s(P-R khoảng 0.12 đến 0.22 s). Khi nhĩ tái cực nó
phát ra một sóng T
Thất đồ : QRS là một phức đồ . Khử cực tâm nhĩ thất,
cường độ 1mV ( 0.07 – 0.1s) ;
Q- sóng khử đầu tiên hướng từ phải sang trái
R- Sóng hướng từ phải sang trái
S- sóng âm nhỏ hơn hướng từ trái sang phải
Tái cực là thời gian cực chậm: chỉ là một đoạn thẳng
(ST)-> sau đến thời điểm tái cực tại T: hướng xuyên qua
cơ tim (tiến hành đúng lúc tim bóp nhanh nhất -> làm
cho lớp cơ tim dưới nội tâm mạch bị ép mạnh -> tái cực
chậm gây ra tái cực chậm u.
Thời gian truyền đạt nhĩ thất PQ. Sau sóng u đoạn
thẳng đồng điện khoảng 0.28s, thời gian trương tâm
toàn thể.
I.2
I.2.3 Máy điện tim
Các loại chuyển đạo
Các điện cực
Máy điện tim
Tự ghi
Kiểu ghi trên máy tính
Các chuyển đạođạo-chuyển đạo mẫu và các chi
Còn gọi là các chuyển đạo lưỡng cực các chi hay lưỡng cực ngoại
biên.
Chuyển đạo I : Điện cực âm ở cổ tay phải
Điện cực dương ở cổ tay trái
Chuyển đạo II: Trục chuyển đạo đi từ vai phải xuống chân trái và
chiều dương là chiều R đến F (điện cực âm ở cổ^ tay phải, dương ở
cổ tay trái)
Chuyển đạo III: Điện cực âm ở tay trái
Điện cực dương ở chân trái.
Chuyển đạo đơn cực các chi
Để nghiên cứu hiệu điện thế riêng biệt của một điểm thì ta phải biến
một cực thành trung tính.
Khi điện cực thăm dò đặt ở chi thì gọi là chuyển đạo đơn cực chi,
thường hay đặt điện cực thăm dò ở 3 vi trí sau:
Cổ tay phải : Ta được chuyển đạo VR (Voltage right) thu được điện áp
ở mé bên phải và đáy tim. Trục chuyển đạo là đường thẳng nối tâm
điểm (O) ra vai phải (R).
Cổ tay trái: ta được chuyển đạo VL (voltage left) nó nghiên cứu điện
thế về phía thất trái. Trục chuyển đạo ở đây là đường thẳng OL.
Cổ chân trái: ta được chuyển đạo VF (voltage food) đây là chuyển đạo
độc nhất có thể nhìn thấy được thành sau dưới đáy tim. Trục chuyển
đạo là đường thẳng OF.
Kýg hiệu: AVL, AVR , AVF
Chuyển đạo trước tim
Thường ghi đồng loạt
cho bệnh nhân 6 chuyển
đạo trước tim thông
dụng nhất kí hiệu là V1V6 đó là các chuyển đạo
đơn cực có một điện cực
trung tính nối vào cực
trung tâm (CT) và một
điện cực thăm dò đặt lần
lượt trên 6 điểm ở vùng
trước tim.
Các loại điện cực
Điện trở của điện cực
ECG trên da khô có trở kháng với giá trị điện trở khoảng 100kΩ và địên
dung đạt khoảng 0.01mF. Để khắc phục khi tiến hành đo, một dung dịch
hỗn hợp gồm một dung dịch địên phân được gắn giữa da và các điện cực.
Theo cách này thành phần điện tổng được giảm xuống khoảng 10kΩ và
thành phần điện dung C được giảm xuống 0.01mF
Yêu cầu kỹ thuật của một thiết bị điện tim
Điện trở đầu vào lớn
RV> Rtrong. 1/γyêu cầu
Hệ số chống nhiễu CMMR<60dB (1000:1)
Dùng các biện pháp chống nhiễu cho các
cáp
Máy điện tim kiểu tự ghi
Tần số làm việc cỡ 50Hz/hoặc thấp hơn
một chút so với sóng QRS
Máy điện tim kiểu sử dụng máy hiện
sóng
thông thường Dc1MHz, tín hiệu
10mV/div đến
10V/div;
Độ nhạy điện áp
0.1-0.001cm/div
với tần số 550kHz, Hệ số
khuếch đại chống
nhiễu cao CMRR
(100,000:1); trôi
DC 10mV/h
Máy điện tim ghép nối với máy tính
Thường thiết bị sử
dụng là đa kênh
Một số loại nhiễu trong máy điện tim
Nhiễu do các trường điện
Nhiễu do bản thân bệnh nhân
Nhiễu do môi trường
Nhiễu do các trường điện
Nhiễu do bản thân bệnh nhân
Đôi khi do tâm lý bệnh nhân chưa quen,
bệnh nhân thần kinh yếu, khi đo bệnh
nhân lên gân, run sợ gây ra nhiễu do hoạt
động của cơ. Để khắc phục nhiễu này,
yêu cầu bệnh nhân nằm ở thế thư giãn.
Ngòai ra còn phải dùng mạch lọc cơ.
Nhiễu do môi trường
Các tham số của transitor phụ thuộc rất nhiều
vào nhiệt độ. Khi nhiệt độ thay đổi các tham số
của transistor thay đổi sẽ làm trôi điểm làm việc.
Trôi điểm làm việc của tầng khuếch đại có thể
dẫn đến bão hòa làm mất tín hiệu hoặc tín hiệu
bị chặt đứt ở vùng nào đó. Trôi điểm làm việc ở
tầng khuếch đại sau RC làm trôi điểm không của
máy tự ghi điện tim. Để khắc phục hiện tượng
trôi điểm làm việc của transistor trường hoặc
transistor lưỡng cực, người ta dùng hồi tiếp âm
Phương pháp chống nhiễu
Khử thành phần điện dung kí sinh
Tạo điện thế của vỏ dây cáp đo bằng điện
thế của tín hiệu
Loại bỏ thành phần nhiễu một chiều
Đơn giản nhất là sử dụng bộ lọc thông cao RC
nối với đầu vào của bộ khuyếch đại. Nhưng khi
trở kháng vào giảm sẽ dẫn đến dòng rò qua tụ
và hệ số CMRR bị giảm do có sự mất đối xứng
của bộ lọc.
Trong các trường hợp có sự thay đổi của mức
DC lớn, khi đó nên đặt bộ phận khử DC ở tầng
thứ nhất của bộ khuyếch đại.
Xu hướng thiết kế luôn bộ lọc DC tích cực bằng
cách sử dụng một khối tích phân và lọc tương
tự .
Mạch điều khiển chân phải
Mạch điều khiển chân phải
Mạch tương đương
Có thể tạo ra vc nhỏ khi chọn
Ví dụ
Ro khoảng (5 MΩ), nếu Rf = 5 MΩ, Ra = 25 K
Ω,
Và id = 0.2 mA, thì vc = 2.5 mV (nhỏ).
Nếu người bệnh chạm vào dây nóng, OP
Amp dao động ,
vo = vRAIL = +/-14.7V, nhận:
Mạch điều khiển chân phải ((2
2)
Mạch điều khiển chân phải được nối với phần đất chung của bộ
khuếch đại và phản hồi âm về chân phải của người.
Biến đổi điện áp chế độ chung được giảm bằng một bộ biến đổi từ
áp thành dòng -> hồi tiếp về phía người bệnh.
So với nối đất thông thường, ảnh hưởng của trở kháng giữa da và
điện cực được giảm rất lớn.
Do có trở kháng rất lớn: R0 lớn vài MΩvà điện dung hồi tiếp nhỏ
Cfb< 1nF:
điện trở R0 để tăng trở kháng cách điện giữa người và đất đối với điện
áp hồi tiếp một chiều. Khi đó thành phần Cfb không gây ra ảnh hưởng
gì.
Thành phần điện dung Cfb để chống tín hiệu hồi tiếp ở tần số cao, vì khi
đó trở kháng sẽ là Zfb = 1/2πfCfb rất lớn (do Cfb rất nhỏ).
Một số vấn đề về chuẩn đoán bệnh cơ
bản
Trục điện của tim
Theo dõi tốc độ của tim
loạn nhịp tim
Disorders in the activation sequence ( rối loạn chu trình làm
việc)
Atrioventricular conduction defects (blocks)
Bundle-branch block
Wolff-Parkinson-White syndrome
Increase in wall thickness or size of the atria and ventricles
Supraventricular arrhythmias
Ventricular arrhythmias
Atrial enlargement (hypertrophy)
Ventricular enlargement (hypertrophy)
Pacemaker monitoring
- Xem thêm -