Телеэлектрокардиографы

Из биотелеметрических систем наиболее часто применяют телеэлектрокардиографы. Причина этого отчасти в том, что, с одной стороны, электрокардиографические исследования пациента под на­грузкой уже имели свои традиции, с другой — введение телеметрии в электрокардиографические исследования было сравнительно не­сложно. Для измерения сигналов ЭКГ на расстоянии нужны были всего-навсего соответственно укрепляемые на теле отводящие элек­троды, небольшой электронный усилитель и каскад передатчика определенной мощности, питающий излучающую антенну. Конструк­ция приемного аппарата роли уже не играет, так как нет необ­ходимости в его миниатюрном исполнении, да и питание в большин­стве случаев можно обеспечить от сети.

Передающие аппараты

Задача приборов — отводить электрокардиографическое напря­жение с больного, усиливать его и излучать информационные сиг­налы через антенну. Поскольку передающий аппарат укрепляется на теле пациента, важно, чтобы он был мал и легок и чтобы его форма не мешала пациенту свободно двигаться. Размеры и масса аппарата в основном определяются размерами и массой питающей батареи. Батарея определяет и расстояние, на котором можно работать с прибором.

Вид модуляции также надо выбирать с учетом технической це­лесообразности и экономичности аппаратуры. Поэтому в телеизмери­тельных приборах применяют в основном частотную модуляцию. Этот вид модуляции позволяет при той же мощности питания полу­чить в шесть раз более сильный сигнал, чем другие виды модуля­ции Механическая вибрация передающего аппарата, изменяющееся положение антенны, микрофонный эффект деталей, помимо прочего, подвергают частотной модуляции излучаемый сигнал, иначе говоря, полезный сигнал подвергается паразитной модуляции Помехи та­кого вида, воздействующие на сигнал с частотной модуляцией, никакой схемой не могут быть отделены от полезных сигналов. Прав­да, эту паразитную модуляцию можно уменьшить двухкратной мо­дуляцией частоты.

В системе двухкратной модуляции электрокардиографический сигнал модулирует вспомогательную несущую частоту в полосе зву­ковой частоты и эта вспомогательная частота модулирует УКВ сиг­нал — носитель, который и излучается антенной.

Выбор несущей частоты регулируется правилами, установленны­ми организациями связи. Так, например, Министерство связи ВНР для телеэлектрокардиографии выделило частоту 152,5 МГц. К со­жалению, относительно диапазонов биотелеметрии нет единых меж­дународных предписаний и в каждой стране местные власти сами определяют эти диапазоны. Так, например, в ФРГ разрешены час­тоты: 37 МГц (точнее, 36,62 37,99 МГц, но только для передатчи­ков с небольшим радиусом действия), 151 МГц (150,99.151,15 МГц) и 434 МГц (433,4.434,4 МГц), в Англии—108 МГц. Из-за отсут­ствия соглашения относительно частоты работы каждый тип аппа­рата может использоваться только в своей стране или в тех стра­нах, где нет ограничительных законов. Хорошо зарекомендовавшие себя фирмы предлагают заказчику указывать желаемую частоту н настраивают на нее изготовляемый аппарат. Так, например, запад­но-германская фирма «Хеллиге» разработала биотелеметрическую си­стему типа «Медитель-150» с частотой 151 МГц — его можно па страивать на частоты 146..176 МГц

Приемные аппараты

После разделительного усилителя демодулируется вспомогательная несущая частота и восстанавливается электрокар­диографический сигнал, который уже можно регистрировать обыч­ным электрокардиографом. На осциллоскопе, подключенном парал­лельно регистрирующему устройству, можно визуально следить за изменениями ЭКГ пациента, регистратор включают тогда, когда врач видит на экране картину, подлежащую подробному изучению.

В схему приемника перед демодулятором вспомогательной несу­щей можно подключать даже обычный магнитофон: сигналы вспо­могательной несущей частоты приходятся на полосу звуковых час­тот. Это является большим преимуществом, так как электрокардио­графические сигналы нельзя фиксировать на ленту бытового магни­тофона: сигнал ЭКГ содержит в себе компоненты с очень малой частотой. Разумеется, зафиксированные магнитофоном сигналы вспомогательной несущей частоты нельзя включать непосредствен­но в электрокардиограф, их вводят в ту же точку приемника, отку­да мы выводили сигналы для записи. Возможность магнитофонной записи создает много удобств в телеэлектрокардиографических ис­следованиях.

Радиус действия таких телеметрических антенн, применяемых в обычной медицинской практике или в оперативной медицине, обыч­но не превышает 100 м. Для такой дальности вполне пригодны пе­редающие аппарата! массой в несколько сот грамм.

Электроды

При биотелеметрических исследованиях электроды или преобра­зователи нельзя размещать традиционным способом. В телеэлектро­кардиографии, например, не может быть и речи об отведениях от конечностей, электроды устанавливаются только на грудной клетке. По поводу отведений, кстати сказать, возникает ряд проблем.

Если электроды плохо укреплены на теле пациента, то могут возникнуть помехи из-за слабых контактов, в результате ЭКГ будет неточной, более того, сумбурной. Обычные металлические электро­ды не годятся, так как из-за потовыделения возникают поляризаци­онные напряжения. Если пациент проходит вблизи электрического оборудования (трансформаторная станция, линия электропередач, и пр.), мешающее электрическое или магнитное силовое поле вызы­вает в усилителе помехи и кривая ЭКГ не может быть оценена пра­вильно. Если электроды разместить вблизи от работающих мышц полезным сигналам будут мешать электромиографические сигналы.

Большинство помех можно устранить, если уменьшить переход­ное сопротивление между поверхностью кожи и электродом. Оно мо­жет меняться от 1 до 10 кОм, в зависимости от поверхности элек­трода, состояния кожи (сухого или влажного), наличия пота. Пере­ходное сопротивление можно максимально уменьшить, тщательно обработав кожу, сняв поверхностный слой и смазав это место хоро­шо проводящей электродной пастой. Практически поляризационным сопротивлением можно и пренебречь, если применять серебряные или. хлористо-серебряные электроды и если металл электрода будет кон­тактировать с электродной пастой, а не с поверхностью кожи.

Для уменьшения электромиографических помех электроды це­лесообразно размещать на таких поверхностях тела, где мышц ма­ло или вообще нет (например, на грудной кости). При таком размещении электродов нельзя использовать крепление, применяемое в традиционной электрокардиографии. Даже при расположении ак­тивных электродов вертикально один над другим не удается полу­чить максимальной амплитуды.