tiểu luận LÝ THUYẾT VỀ ĐIỆN TIM

Trong số các thiết bị y tế, máy điện tim là một trong những thết bị chuẩnđoán không thể thiếu được của nghành y tế.. Nó đã ghi lại những tín hiệu do timphát ra trong quá trình hoạt động,

nay ngành y tế đã được trang bị các máy móc thiệt bị hiện đại hơn nhiều so vớitrước kia Nhờ vậy mà các thầy thuốc chẩn đoán và điều trị bệnh có hiệu quảhơn.

Các trang thiết bị y tế hiện đại ngày càng khẳng định được tầm quantrọng, và là một phần không thể thiếu trong các bệnh viện Vì vậy, cùng với sựphát triển của ngành điện tử, các thiết bị y tế ngày càng được cải tiến, đổi mớinhằm phục vụ tốt nhất cho việc khám chữa bệnh, mang lại sức khỏe tốt hơn chocon người, mang lại hy vọng sống cho tất cả các bệnh nhân Nhất là đối với cácbệnh nhân mang bệnh hiểm nghèo

Xuất phát từ thực tế này, đòi hỏi phải có một đội ngũ cán bộ kĩ thuật cótrình độ để quản lí, bảo dưỡng, sửa chữa và khai thác tối đa ứng dụng của từngloại thiết bị y tế

Trong số các thiết bị y tế, máy điện tim là một trong những thết bị chuẩnđoán không thể thiếu được của nghành y tế Nó đã ghi lại những tín hiệu do timphát ra trong quá trình hoạt động, căn cứ vào tín hiệu đó mà bác sỹ đã chuẩnđoán được một số bệnh liên quan đến tim mạch cũng như nhiều loại bệnh khác.Trang thiết bị y tế ngày càng đa dạng và phong phú và trở thành người bạnkhông thể thiếu đối với mỗi thầy thuốc

Trong giới hạn đề tài này Em không thể đề cập đựơc hết tất cả các các loạithiết bị y tế mà em chỉ xin trình bày về nhóm máy ghi sóng điện tim là một trong

những thiết bị y tế chủ yếu dùng để chuẩn đoán và theo dõi các triệu chứng bệnh

lý về tim mạch

Những thế hệ trước máy điện tim dùng bút mực để ghi trên băng giấy cho

ra kết quả Dần dần các nhà sản xuất cải tiến và nâng cao thành bút nhiệt để ghirồi dần tiến đến là màn chỉ thị hiện sóng, bộ phận ghi bằng băng từ, các mạchđiều khiển bằng vi xử lí Theo thời gian máy móc ngày càng được thiết kế hiệnđại hơn, tuy vậy nguyên lí chung vẫn được dựa theo từ những mô hình đơn giản.Qua quá trình thực tập và làm lận Văn tốt nghiệp dưới sự hướng dẫn tậntình của thầy giáo hướng dẫn Đào Ngọc Chiến, được sự chỉ bảo, giúp đỡ của anhchị em phòng Vật tư thiết bị y tế bệnh viện đa khoa tĩnh Hà tĩnh nơi cơ quan emthực tập, cùng với sự hướng dẫn góp ý của thầy cô trường cao đẳng nghề kỹthuật thiết bị y tế Hà nội nơi em đã từng có thời gian học tập Em đã thu thậpđược một số kiến thức,tai liệu để hoàn thành đề tài này Với thời gian va tầmhiểu biết có han Em rất mong nhận được sự góp ý của quí thầy, cô để bản báocáo của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Bùi Đức Hạnh

Hà Nội, Ngày … tháng ….năm

nhĩ xuống tâm thất vào động mạch, do đó đảm bảo được sự tuần hoàn máu.

Hình 1.1 Cấu tạo tim người

Các sợi cơ tim có cấu tạo đặc biệt liên kết với nhau làm thành cầu lantruyền xung từ sợi này sang sợi kia

* Nút nhĩ thất (AVN) : nằm ở bên phải củioa vách liên nhĩ, cạnh lỗ xoang

tĩnh mạch vành Nút nhĩ thất phát xung với nhịp vào khoảng 50-60 lần/phút

* Bó His : đi từ nút nhĩ thất tới vách liên thất thì chia làm hai nhánh phải

và trái chạy dưới nội mạc tới hai tâm thất, ở đó chúng phân nhánh thành mạngPurkinje chạy giữa các sợi cơ tim Bó His phát xung với nhịp khoảng50-60lần/phút

Hình 1.2 Vị trí các nút bó His

Khi có xung động truyền đến cơ tim, tim co giãn nhịp nhàng Tim hoạtđộng co bóp theo một thứ tự nhất định Hoạt động này được lặp đi lặp lại vàmỗi vòng được gọi là một chu chuyển của tim.

Một chu chuyển của tim gồm 3 giai đoạn :

- Tâm nhĩ thu

- Tâm thất thu

- Tâm trương

Hình 1.3 Chu chuyển của tim

* Tâm nhĩ thu : đầu tiên tâm nhĩ co bóp, áp suất trong tâm nhĩ tăng lên,

van nhĩ thất đang mở nên máu chảy từ tâm nhĩ xuống tâm thất, làm cho áp

trong tâm thất tăng, cao hơn áp suất trong tâm nhĩ làm van nhĩ thất đóng lại,nhưng chưa cao hơn áp suất ở động mạch nên van bán nguyệt chưa mở làm ápsuất tâm thất tăng lên nhanh.

+ Thời kỳ tống máu kéo dài 0,25 giây gọi là thời kỳ tâm thất co đẳngtrương Lúc này áp suất trong tâm thất rất cao làm van bán nguyệt mở ra, máuchảy mạnh vào động mạch

* Tâm trương : tâm thất bắt đầu giãn ra trong khi tâm nhĩ đang giãn, áp

suất trong tâm thất thấp hơn trong động mạch, van bán nguyệt đóng lại Ápsuất tâm thất giảm nhanh và trở nên nhỏ hơn áp suất tâm nhĩ, van nhĩ thất mở

ra, Máu được hút mạnh từ tâm nhĩ xuống tâm thất, đó là giai đoạn tâm trươngtoàn bộ,kéo dài 0,4 giây

1.1.1 Cơ sở phát sinh điện thế tế bào

Bên trong và bên ngoài màng tế bào đều có các ion dương và ion âm, chủyếu là Na+, K+ và CL- Do sự chênh lệch nồng độ của các ion bên trong và bênngoài màng tạo ra sự chuyển dời các ion qua màng gây nên dòng điện sinhhọc Cho nên các tế bào sống có tính chất như một pin điện, điện cực (+) quay

ra ngoài và cực (-) quay vào trong Tính phân cực của màng và trạng thái điệnbình thường gọi là điện thế nghỉ (khoảng -90mV) Khi có kích thích, màng tế

bào thay đổi tớnh thẩm thấu và cú sự dịch chuyển ion Sự vận chuyển tớch cực

đú làm thay đổi trạng thỏi cõn bằng ion và gõy nờn biến đổi điện thế - đượcgọi là điện thế động

Như vậy khi tế bào hoạt động sẽ được chia thành hai giai đoạn: bị kớchthớch tạo nờn hiện tượng khử cực và lập lại trạng thỏi cõn bằng tạo nờn hiệntượng tỏi cực.luc đó tế bào dần lặp lại thế cân bằng ion lúc nghỉ, điện thế mặtngoài trở lại dơng tính, tơng đối tái lập cực Hiện tợng này gọi là tái cực Quátrình này sẽ đợc mô tả ở hình vẽ sau đây:

Trong tổ chức sinh học có một loại tế bào có khả năng tự khử cực nghĩa làkhông cần kích thích từ bên ngoài nh tế bào ở nút xoang của tim là những tế bào

có khả năng tự khử cực

Hình 1.4.: Điện thế màng tế bào khi có xung kích thích

Điện thế ghỉ (phân cực) Kích thích

Khữ cực

0

t u

- 90

+20

sự xuất hiện của một điện trường ngược lại và chuyển động với vận tốc chậmhơn.

Chính cấu trúc phức tạp của tim đã làm phát ra các tín hiệu (khử cực vàtái cực), thực chất là tổng các tín hiệu điện của các sợi cơ tim cũng phức tạphơn một tế bào hay một sợi cơ

Hình 1.5 Sự khử cực và tái cực

-1.2.2 2 Giai đoạn tái cực

Cỡ vài phần vạn giây sau khi màng tăng vọt tính thấm với Na+ thì kênh

Na+ đóng lại Lúc này kênh K+ mới bắt đầu mở rộng ra, và K+ khuyếch tán rangoài, tái tạo lại trạng thái cực tính như lúc ban đầu (khoảng -90mV) Trạngthái này kéo dài cỡ hàng vạn giây, nhưng thời gian tái cực dài hơn khử cực dokênh K+ mở từ từ, sau giai đoạn tái cực điện thế màng không chỉ trở về trạngthái điện thế nghỉ (-90mV) mà còn âm hơn nũa (tới khoảng -100mV) trongvài ms mới trở vể trạng thái bình thường

1.2.2 3 Các giai đoạn tạo sóng

Tim hoạt động được nhờ một xung động truyền qua hệ thống thần kinh

tự động của tim Đầu tiên nút xoang của tim phát xung động lan toả ra cơ nhĩlàm cho cơ nhĩ khử cực trước, nhĩ bóp và đẩy máu xuống thất Sau đó nút nhĩtiếp nhận xung động truyền qua bó His xuống thất làm thất khử cực, lúc nàythất đã đầy máu sẽ bóp mạnh đẩy máu ra ngoại biên Hiện tượng nhĩ và thấtkhử cực lần lượt trước sau như thế chính là để duy trì quá trình huyết độngbình thường của hệ tuần hoàn Đồng thời điều đó cũng tạo nên điện tâm đồgồm ba phần :

Như đã nói ở phần trên, xung động đi từ nút xoang (ở nhĩ phải) sẽ toả ralàm khử cực cơ nhĩ như hình các đợt sóng với hướng chung là từ trên xuốngdưới và từ phải qua trái làm với đường ngang một góc 490, đây cũng là cũngchính là hướng của vectơ khử cực Và đợt sóng này được máy ghi lại vớidạng sóng dương, đơn, thấp, nhỏ và có độ lớn khoảng 0,25mV gọi là sóng P.

Hình 1.7 Sự hình thành sóng P

Khi nhĩ tái cực, nó còn phát ra một sóng âm nhỏ gọi là sóng Ta, nhưngngay lúc này cũng xuất hiện sự khử cực thất với điện thế mạnh hơn nhiều,nên điện thế tâm đồ gần như không thấy sóng Ta Kết quả nhĩ chỉ thể hiện lênđiện tim đồ bằng một làn sóng đơn độc là sóng P

 Thất đồ : Ghi lạidòng điện hoạt động của thất đi sau.

Hình 1.8 Sóng QRST

 Khử cực: việc khử cực bắt đầu từ phần giữa mặt trái liên thất

đi xuyên qua mặt phải vách này, tạo một vectơ khử cực đầu tiên hướng

từ trái sang phải Máy ghi được sóng âm nhỏ gọi là sóng Q (Hình 1.8)

Hình 1.9 Sự hình thành sóng Q

Sau cùng khử nốt vùng cực đáy thất lại hướng từ trái sang phải Máy ghiđược sóng âm nhỏ gọi là sóng S.

Hình 1.10 Sự hình thành sóng R, S

Tóm lại khử cực thất gồm ba làn sóng cao nhọn Q, R, S biến thiên phứctạp gọi là phức bộ QRS.

 Tái cực: thất khử cực xong sẽ qua thời kỳ tái cực chậm Giaiđoạn này được thể hiện trên điện tâm đồ bằng một đoạn thẳng đồngđiện gọi là đoạn T-S Sau đó là thời kỳ tái cực nhanh tạo nên sóng T

Hình 1.11 Sự hình thành sóng T

chiều với khử cực, nó vẫn có vectơ tái cực hướng từ trên xuống dưới và

từ phải qua trái làm phát sinh làn sóng dương thấp gọi là sóng T

Sóng T này không đối xứng và còn gọi là sóng chậm vì nó kéo dài0,2s Sau khi sóng T kết thúc có thể thấy một sóng chậm, nhỏ gọi làsóng U Đây là giai đoạn muộn của tái cực

Tóm lại thất đồ chia làm hai giai đoạn:

- Giai đoạn khử cực gồm phức bộ PQRS được gọi là pha đầu

- Giai đoạn tái cực gồm ST và T (cả U) gọi là pha cuối

đường ghi là đường thẳng nằm ngang gọi là đường đẳng điện

Hình 1.14 Các vị trí điện thế được lấy ra tạo ra đạo trình của sóng điện

tim 1.2.3.1 Chuyển đạo chuẩn (Standar) hay còn gọi chuyển đạo đơn cực

các chi hay lưỡng cực ngoại biên

* Chuyển đạo I : điện cực âm ở tay phải và điện cực dương ở tay trái.

* Chuyển đạo II : trục chuyển đạo đi từ vai phải xuống chân trái và và

* Chuyển đạo III : điện cực âm ở tay trái và dương ở chân trái.

Như thế ta thấy các trục của ba chuyển đạo chuẩn này tạo nên một tamgiác và nó được gọi là tam giác Einthoven

Hình 1.15 Chuyển đạo chuẩn – tam giác Einthoven

1.2.3.1 Chuyển đạo đơn cực các chi

Ta thấy các chuyển đạo chuẩn đều được tạo bởi hai điện cực, nhưng khimuốn nghiên cứu điện thế riêng biệt của một điểm thì ta phải biến một điệncực thành trung tính Muốn vậy người ta nối điện cực đó (điện cực âm) ramột cực trung tâm gọi tắt là CT (Centran Teminal) có điện thế bằng không(trung tính), vì nó là tâm của mạng điện hình sao mắc vào ba đỉnh của tamgiác Einthoven Còn điện cực thăm dò còn lại (điện cực dương) thì đem đặt

ở các vùng cần thăm dò Ta gọi đó là chuyển đạo đơn cực

Khi điện cực thăm dò đặt ở chi thì ta gọi đó là chuyển đạo đơn cực chi,

Năm 1947, Golgberge đã tiến hành cải tiến cắt bỏ cánh sao nối với chiđặt điện cực thăm dò, làm cho sóng điện tim của các chuyển đạo đó tăng biên

độ tăng lên gấp rưỡi lần mà vẫn giữ hình dạng như cũ gọi là chuyển đạo đơncực chi tăng thêm kí hiệu là AVR, AVL, AVF (A = Augmented = tăng thêm)Ngày nay các chuyển đạo AVR, AVL và AVF được dùng thông dụnghơn VR, VL,VF

Tất cả sáu chuyển đạo I, II, III, AVR, AVL, AVF được gọi là chuyển đạongoại biên vì đều có các điện cực thăm dò đặt tại các chi Chúng hỗ trợ chonhau dò xét các rối loạn của dòng điện tim thể hiện bốn phía xung quanh quảtim trên mạt phẳng chắn (Frontalplane) Nhưng còn rối loạn của dòng điệntim chẳng hạn thì các chuyển đạo này không thể phát hiện được

Vấn đề đặt ra là cần có thêm các chuyển đạo khác biểu hiện rõ được cácdòng điện tim, và người ta đã tìm ra được các chuyển đạo trước tim

1.2.3.3 Chuyển đạo trước tim

Chuyển đạo này bao gồm một điện cực trung tính đặt tại các trung tâm vàđiện cực thăm dò đặt tại 6 vị trí trên ngực tạo nên 6 chuyển đạo trước tim kíhiệu V1 – V6 Như vậy trục chuyển đạo của chúng sẽ là đường thẳng hướng

từ tâm điểm điện tim (điểm 0) tới các vị trí điện cực tương ứng, các trục đónằm trên những mặt phẳng nằm ngang hay gần ngang

Hình 1.17 Vị trí đặt điện cực lấy chuyển đạo trước tim

Hình 1.18 Sơ đồ minh hoạ mặt cắt khảo sát tim

và các chuyển đạo tương ứng

Tín hiệu điện tim là tín hiệu có dạng phức tạp, với tần số lặp lại trongkhoảng từ 0.05 ÷ 300Hz Hình dạng sóng của sóng điện tim bao gồm các

thành phần P, Q, R, S, T, U như đã trình bày ở phần trên Về mặt lý thuyết thìtín hiệu này có thể coi như là tổ hợp các hài có dải tần (0 ÷ ∞) Quá trình tínhtoán, phân tích, kể cả đến trường hợp bệnh lý, trường hợp méo tín hiệu, người

ta đều xác định được dải tần tiêu chuẩn đảm bảo thể hiện trung thực tín hiệuđiện tim là từ 0.05 ÷ 100Hz Giới hạn trên này (0.05Hz) được đặt ra để đảmbảo phức bộ QRS không bị méo, và giới hạn dưới để đảm bảo trung thực sóng

Hình 1.19 Bộ phức của sóng điện tim và biên độ

Biên độ sóng của P,Q, S nhỏ nhất cỡ 0.2 ÷ 0.5mV

 Sóng có biên độ lớn nhất là sóng R, có biên độ vào khoảng 1.5 ÷ 3mV

Quãng thời gian tồn tại của sóng :

+, P – R : 0,12 đến 0,2 giây

+, Q – T : 0,35 đến 0,44 giây

+, S – T : 0,05 đến 0,15 giây

+, QRS : 0,06 đến 1 giây

Tóm lại tin hiệu điện tâm đồ (ECG) là một đờng cong đặc trng, phản ánh sựthay đổi theo thời gian hình chiếu của vector điện tim (VCG) trên đờng chuyển

đạo tơng ứng (theo chu trình hoạt động của tim), trong đó, vector điện tim là cácgiá trị tức thời của mômen điện lỡng cực trong chu trình hoạt động thay đổi củatim, nó đợc xác định theo độ lớn và theo hớng

Việc theo dõi điện tim ECG nhằm kiểm tra một số chức năng của tim là rấtquan trọng trong việc theo dõi tình trạng của bệnh nhân trong suốt quá trình gây

mê bệnh nhân trong phòng mổ Công việc này đợc sử dụng để tính nhịp tim,phân tích chứng tạo nhịp, phát hiện chức năng tạo nhịp và chứng thiếu máu Tínhiệu điện tim đợc lấy trên da bệnh nhân thông qua hệ thống điện cực ECG và cápnối Số điện cực có thể là 3, 5 hay 12 điện cực tuỳ theo loại máy Càng nhiều

điện cực thì thông tin đo đợc càng chính xác Tuy nhiên hầu hết các Bedside ờng sử dụng cáp điện tim tiêu chuẩn 3 hoặc 5 điện cực.Vị trí đặt điện cực trênngời bệnh nhân tuỳ thuộc vào số điện cực của cáp điện tim

th-Với hệ thống 3 điện cực (3 đạo trình) các điện cực này sẽ đợc gắn ở R/RA(right arm), L/LA (left arm), F/LL (left leg) của bệnh nhân Đối với cáp điện tim

5 điện cực thì thêm các vị trí C/V (chest) và N/RL (right leg) Số l ợng đạo trình

phụ thuộc vào số điện cực, đợc mô tả trong hình1.19, 1.20, 1.21.

Hình 1.19 : Các đạo trình chuẩn.

Hình 1.20 : Các đạo trình chi đơn cực.

Hình 1.21 : Các đạo trình trớc ngực.

Các tín hiệu ECG thu đợc sẽ đợc khuếch đại và xử lý bởi modul hoặc khối

đo ECG và sau đó dữ liệu đợc chuyển tới BSM và hiển thị dạng sóng ECG trênmàn hình tinh thể lỏng LCD

Các điện cực ECG gắn trên da bệnh nhân để thu nhận các tín hiệu điện ECG

và đợc kết nối với một mạch đầu vào bằng các dây dẫn /cáp Mạch đầu vào baogồm mạch cách ly và mạch bảo vệ Mạch cách ly có chức năng cách ly bệnhnhân khỏi các dòng điện nguy hiểm có thể phát ra trong quá trình thu tín hiệuECG và mạch bảo vệ để tránh thiết bị không bị phá hỏng bởi các điện áp cao cóthể xuất hiện trong quá trình khử rung tim bệnh nhân Bộ khuếch đại ECG gồm

bộ tiền khuếch đại và bộ khuếch đại điều khiển Các tín hiệu ECG thu đợc ban

đầu có biên độ rất nhỏ sẽ đợc khuếch đại vi sai có hệ số khuếch đại rất lớn Bộkhuếch đại này có trở kháng đầu vào lớn và tỉ số Mode chung CMRR cao Bộkhuếch đại điều khiển sẽ khuếch đại các tín hiệu ECG tới một biên độ đủ lớn vàtruyền tín hiệu ECG này tới bộ chuyển đổi AD và khối xử lý trung tâm, sơ đồkhối đợc mô tả nh hình 10

Hình 1.22: Sơ đồ khối của việc thu nhận và xử lý tín hiệu ECG.

Nếu sử dụng cáp điện tim 12 điện cực ta sẽ đo đợc dạng sóng của 12 đạotrình trên Nếu sử dụng cáp 3 hoặc 5 điện cực có dạng sóng của 3 đạo trình hoặc

6 đạo trình, đợc minh họa trong hình, 1.23, 1.24, 1.24, 1.26

Hình 1.23 : Điện tim 12 kênh ghi.

Hình 1.24 : Điện tim 6 kênh ghi.

H×nh 1.25 : §iÖn tim 3 kªnh ghi.

H×nh 1.26 : §iÖn tim 3 kªnh ghi + 1 nhÞp tim chuÈn.

CHƯƠNG II THIẾT BỊ GHI SÓNG ĐIỆN TIM

Kết cấu của thiết bị ghi điện tim gồm 3 bộ phận :

Bộ điện cực bệnh nhân

Giấy ghi

Máy ghi điện tim

Và các bộ phận này có chức năng và nhiệm vụ như sau:

2.1 BỘ ĐIỆN CỰC BỆNH NHÂN

Bộ điện cực bệnh nhân có nhiệm vụ lấy và truyền tín hiệu từ các điện cựcđặt trên cơ thể người bệnh tới đầu vào của máy ghi

Tuỳ vào từng loại máy mà ta gặp bộ điện cực gồm 3, 5 hoặc 10 điện cực

Yêu cầu đối với bộ điện cực là phải chống nhiễu tốt

Một bộ điện cực gồm 4 phần :

_ Bản điện cực : gồm 4 bản cực chi, 1 hoặc 6 điện cực ngực Hai loại chấtliệu thường được chọn để làm điện cực là Niken và Clorua bạc Bản điện cựccòn có thêm bộ phận dùng để cố định nó trên cơ thể và phần để gắn với phíchcắm

_ Phích cắm điện cực

_ Cáp dẫn : có nhiệm vụ truyền tín hiệu từ bản cực qua phích cắm tới giắccắm đầu vào máy ghi điện tim Cáp dẫn phải đảm bảo chống nhiễu nên thườngđược dùng dây có bọc kim

_ Giắc cắm đầu vào : có nhiệm vụ truyền nối giữa bộ điện cực bệnh nhânvới đầu vào của máy ghi sóng điện tim

Hình 2.1 Các điện cực ngực

Hình 2.2 Các điện cực chi

Hình 2.4 Giấy in nhiệt dùng trong máy ghi điện tim

Về độ rộng của giấy nó có nhiều loại tuỳ theo hãng sản xuất và số kênh ghi.Tuy nhiên đối với loại máy điện tim một cần thì có kích thước chuẩn là 50mm

2.3 MÁY GHI ĐIỆN TIM

2.3.1 Nguyên lý

2.3.1.1 Sự thu tín hiệu

Phần lớn các thiết bị y tế là các thiết bị điện tử, do đó cần phải có các tínhiệu đầu vào tức là các tín hiệu điện Trong những trường hợp cần ghi lại điệnthế sinh học, chúng ta sử dụng một số loại điện cực "electrode" làm trung giangiữa bệnh nhân và thiết bị để thu tín hiệu Trong những trường hợp khác đầu đotranscucer được sử dụng để chuyển đổi các thông số vật lí phi điện hay các tácnhân như lực, áp suất, nhiệt độ… sang tín hiệu analog tỉ lệ với giá trị của cácthông số tác nhân gốc

Các điện cực cho các phép đo sinh lí : Điện sinh học là hiện tượng xuất

hiện một cách tự nhiên và phát sinh do các cơ quan sống được cấu tạo từ nhữngion với số lượng khác nhau Sự truyền dẫn ion khác với sự truyền dẫn điện, mà

có lẽ quen thuộc hơn với các kỹ sư và các nhà công nghệ thông thường

Khi nghiên cứu sự truyền dẫn ion sâu hơn, chúng ta sẽ thấy rằng nó là mộthiện tượng phức tạp, phi tuyến tính Nhưng đối với những tính toán tín hiệu nhỏ,thì việc mô hình hoá nó giống như là một dòng điện giữa hai điểm có điện thếkhác nhau có thể tạm chấp nhận như sự gần đúng một bậc.

Nhưng chúng ta cũng cần mô hình với bậc cao hơn Những điện cực sinhhọc là một dạng của các sensor dùng để chuyển đổi sự truyền dẫn của các ionthành sự truyền dẫn điện tử, như vậy tín hiệu có thể được xử lí trong các mạchđiện tử Mục đích thông thường của điện cực sinh học là thu các tín hiệu điệnsinh học quan trọng trong y học như tín hiệu điện tim Phần lớn các tín hiệuECG được thu từ một trong ba dạng điện cực sau : điện cực vĩ mô bề mặt, điệncực vĩ mô bên trong và vi điện cực

2.3.1.2 Nguyên lý cơ bản

Cơ thể con người là một môi trường dẫn điện, do đó dòng điện do tim phát

ra được truyền dẫn đi khắp cơ thể tới da, biến cơ thể thành điện trường của tim.Nếu đặt 2 điện cực lên bất cứ 2 điểm nào đó của điện trường này, ta sẽ thu đượcdòng điện Thể hiện điện thế giữa 2 điểm đó gọi là một chuyển đạo hay đạo trình(Lead) Nó thể hiện ở màn hình hiển thị hoặc giấy ghi bằng các đường cong điệntâm đồ có hình dạng khác nhau tuỳ thuộc vào vị trí đặt điện cực

Về mặt nguyên lý cơ bản, máy điện tim là thiết bị ghi nhận và xử lí biểudiễn tín hiệu điện có biên độ rất nhỏ Máy ECG được xây dựng trên những phép

đo điện thế giữa rất nhiều điểm trên cơ thể

Tín hiệu điện được biểu diễn bằng đồ thị gồm hai trục thời gian và điện thế,như vậy máy điện tim có nhiệm vụ chuyển đồ thị này lên một mặt phẳng (cụ thể

ở đây có thể là trên giấy hoặc màn hình) Do đó có sự qui đổi : biên độ và thờigian được biểu diễn bằng độ dài

cực lên bệnh nhân không tiếp xúc tốt thì tín hiệu cũng dễ bị sai lệch.

Khi có các nguồn nhiễu bên ngoài tác động lên các điện cực và sẽ được quamạch khuyếch đại lên cùng với tín hiệu điện tim Các tín hiệu nhiễu này như làtín hiệu đồng pha, vì vậy máy điện tim cần có khả năng chống nhiễu tốt, đặc biệt

là nhiễu đồng pha

Vì tín hiệu điện tim là tín hiệu một chiều biến thiên chậm, nên việc ghépgiữa nguồn tín hiệu đầu vào và mạch khuyếch đại, giữa các tầng khuyếch đại sẽkhông thể ghép điện dung và ghép điện cảm mà phải dùng ghép trực tiếp.Nhưng khi ghép trực tiếp, do không có thành phần cách ly một chiều nên khi có

sự thay đổi nào đó như thay đỏi về chế độ một chiều, sự thay đổi của nhiệt độ sẽlàm cho tham số của linh kiện thay đổi… sự thay đổi này cũng sẽ được đưa đếnđầu ra của máy

Sự thay đổi một cách ngẫu nhiên của tín hiệu khi tín hiệu vào không thayđổi gọi là hiện tượng trôi, hiện tượng trôi do nhiều nguyên nhân gây ra như nhiệt

độ nguồn bức xạ bên ngoài tác động vào các linh kiện…

Từ các đặc điểm trên máy điện tim phải đáp ứng các yêu cầu sau:

Vì tín hiệu nhỏ nên máy phải có hệ số khuyếch đại lớn

Có trở kháng đầu vào lớn đảm bảo việc phối hợp giữa đầu vào mạchkhuyếch đại với nguồn tín hiệu để lấy điện áp ra đủ lớn để mạch xử lý phân tích

cho việc chuẩn đoán bệnh.

Có độ ổn định cao và lọc nhiễu tốt để ghi nhận trung thực tín hiệu điệntim

Cách ly giữa bộ phận giao tiếp bệnh nhân và các thành phần khác củamáy

Có độ cách điện tốt đảm bảo an toàn cho người và máy

Có nguồn dự phòng

2.3.3 Các thông số kỹ thuật cơ bản để thực hiện ghi sóng điện tim :

Độ nhạy: đây là thông số thể hiện sự chuyển đổi từ biên độ tín hiệu điện

tim thành độ dài Đơn vị của chuyển đổi này là mm/mV Giá trị thông thường là5mm/mV, 10mm/mV và 20mm/mV

Tốc độ ghi: thông số này thể hiện sự chuyển đổi trục thời gian thành độdài và đơn vị của nó là mm/s Giá trị thông thường là 12,5mm/s, 25mm/s và50mm/s

Dải thông tần: là giới hạn trên và dưới tần số thường là 0,05 đến 100Hz.Đôi khi để tránh nhiễu do nguồn người ta còn bố trí thêm các bộ lọc phụ

Hệ số méo phi tuyến: cho phép 5% Tham số này thể hiện độ chính xáccủa thiết bị trong quá trình khuyếch đại tín hiệu đối với tần số khác nhau

Hệ số khử nhiễu đồng pha (CMRR) : lớn hơn 60dB

Trở kháng vào: để tái tạo trung thực tín hiệu thì trở kháng vào mạchkhuyếch đại phải lớn hơn nhiều so với trở kháng nguồn tín hiệu, thông thườnglớn hơn 10MΏ

Hệ số khuyếch đại: đảm bảo ứng với mức Uv = 1mV cho Ur = 1V

Dòng rò: Nhỏ 10µA

2.3.4 Phân loại máy điện tim

6 kênh

12 kênh

2.3.5 Một vài loại máy

Hình 2.5 Máy điện tim 1 kênh EK10

Hình 2.6 Máy điện tim 3 kênh ECG 1503B

Hình 2.7 Máy ECG3100

Hình 2.8: Máy Điện Tim 12 Cần Model: MeCA412i

Hình 2.9: Máy điện tim 3 kênh ECG-9620L Nihon kohden

Hình 2.10: Máy điện tim 12 kênh ECG – 1200 2.3.6 Sơ đồ khối chung của máy điện tim : Một máy điện tim có thể có

nhiều bộ phận để thực hiện các chức năng khác nhau song chúng đều có chungmột dạng sơ đồ khối như sau

Hình 2.11 Sơ đồ khối cơ bản của máy điện tim

Mạch vào Khuếch đại tín hiệu

Các mạch phụ

Thiết bị ghi

Điều chỉnh tốc

độ Motor

Motor kéo giấy

Khối nguồn cung cấp

 Tam giác điện trở : Điện tim là nguồn tín hiệu phức tạp cho nên khi đo

cần tiến hành trên nhiều vị trí khác nhau, trong khi đó tầng khuyếch đại sóngđiện tim là mạch có trở kháng đầu vào cố định Để khuyếch đại sóng điện timvới cùng một độ khuyếch đại trung thực yêu cầu giữa nguồn tín hiệu và đầu vàotầng khuyếch đại phải phối hợp trở kháng tốt

Tam giác điện trở đã thực hiện nhiệm vụ đó, Trị số điện trở trong tam giácnày có khác nhau tuỳ thuộc các điện trở nguồn tín hiệu đưa vào đạo trình và điệntrở đầu vào của mạch khuyếch đại đầu tiên

cho phù hợp với các tín hiệu điện tim lấy từ cơ thể bệnh nhân

điều khiển trên mặt máy có kí hiệu “Test 1mv”, khi chuẩn 1mv tương ứng 1mmtrên giấy ghi

đại.Trong mạch dùng những chiết áp điều chỉnh độ đối xứng, điều chỉnh điểm 0của bút ghi hay còn gọi là đường đẳng điện

hợp hở mạch đầu vào khi quay núm chuyển đạo trình, điều này sẽ dẫn tới cáctầng khuyếch đại phải làm việc với các xung đột biến làm cho kim có thể lệchquá sang hai bên gây cong hoặc gẫy kim Người ta dùng một mạch điện chophép khoá máy tức thì các tầng khuyếch đại ở thời điểm này, mạch điện thường

dựng là một rơle từ tớnh cú cặp tiếp điểm thường mở nối giữa hai tớn hiệu đầuvào tầng khuyếch đại.

2.3.6.2 Khối điều chỉnh tốc độ mụ tơ :

Trong thiết bi ghi súng điện tim tốc độ kộo băng giấy khụng những phải ổnđịnh mà cũn phải thay đổi được nhiều tốc độ khỏc nhau Sở dĩ như vậy vỡ ta biếtkhi ghi súng điện tim ở cỏc đạo trỡnh cú những dạng súng khỏc nhau cú nhữngdạng chõn súng hẹp, nếu để ở tốc độ nhanh sẽ ghi khụng được rừ nờn cần dựngtốc độ chậm hơn

Tốc độ thường dựng : 10mm/s, 25mm/s, 50mm/s

Khi chạy tốc độ phải đảm bảo yờu cầu ổn định để nú khụng làm sai lệch độrộng cỏc súng QRS để đỏp ứng yờu cầu này cú nhiều phương phỏp, cỏc phươngphỏp đều dựa trờn nguyờn lý chung là thay đổi cụng suất nguồn cung cấp để thayđổi vũng quay của mụ tơ

2.3.6.3 Thiết bị ghi : Để quan sỏt được dạng súng điện tim cú thể dựng hai

hỡnh thức

hỡnh

được đốt núng tỡ trờn giấy nhạy nhiệt

2.3.6.4 Khối nguồn : cú nhiệm vụ cung cấp điện cho toàn mỏy, trong mỏy

cú thể dựng nguồn pin, ăcqui hoặc nguồn AC

Tuỳ theo điều kiện sử dụng của từng máy mà thực tế ta đã gặp các dạngnguồn cung cấp của máy điện tim là:

- Nguồn DC (Direct Current): Pin hoặc ắc quy

- Nguồn AC (Alternating current) đổi ra nguồn DC có độ ổn định cao.Ngoài ra do đặc điểm của máy, các mạch khuếch đại dùng trong máy đôi khidùng nguồn cung cấp kép, mặt khác phải đảm bảo an toàn tuyệt đối cho bệnh