Порядок виконання роботи. 1. Вивчити залежність різниці потенціалів у I відведенні від величини модуля та напрямку електричного вектора .

1. Вивчити залежність різниці потенціалів у I відведенні від величини модуля та напрямку електричного вектора .

1.1. Змочити тканину на моделі водопровідною водою.

1.2. Підключити вольтметр до клем I відведення на моделі: ПР – “мінус”, ЛР – “плюс”.

1.3. Клему “мінус” джерела постійного струму з'єднати з центральною клемою трикутника, що моделює електричний центр серця. З цієї точки починається електричний вектор серця.

1.4. До клеми “плюс” джерела постійного струму підключити провідник зі штирком на кінці. Розташовуючи штирок у будь-якому місці на вологій тканині моделі, задається кінець електричного вектора. Якщо умовно з'єднати точку “мінус” (початок вектора) і точку “плюс” (кінець вектора), то одержимо модель електричного вектора, що має визначений модуль (формально – довжина його) і напрямок.

1.5. Після перевірки викладачем, ввімкніть джерело постійного струму та під контролем викладача вибрати визначену напругу.

1.6. На вологу тканину моделі накласти транспортир-накладку так, щоб центр трикутника входив у поглиблення у центрі транспортира, а лінійна частина його була паралельна стороні трикутника, що відповідає I відведенню.

1.6.1. На лінійній частині транспортира зроблені поглиблення через 3 см. Поміщаючи в ці поглиблення штирок провідника, пов'язаний із позитивним полюсом джерела струму, задаємо різну довжину вектора D при постійному куті α = 0. При цій умові розмір проекції буде дорівнювати довжині вектора l. Значення довжини вектора та напругу, відповідну кожній довжині вектора D, занести в таблицю. Зробити висновок.

1.6.2. На круговій частині транспортира зроблені поглиблення через 15°. Довжина вектора D – постійна і дорівнює 10 см. Величина проекції на стороні трикутника I відведення залежить від кута α. Вимірити лінійкою величину проекції вектора і занести у таблицю. У таблицю занести величину напруги, що відповідає кожному значенню проекції.

На підставі кореляції між кутами, величиною проекції і вимірюваною напругою зробити висновок.

2. Вимірити миттєве значення напруг при обході петель P, QRS, T у I, II, III відведеннях.

2.1. Виконати пункти 1,2,3,4,5 завдання I.

2.2. По черзі у порядку нумерації торкатися штирьком контактних клем на петлях P, QRS, T, задаючи в такий спосіб значення та напрямок електричного вектора серця у визначенні моменти кардіоциклу. Записати значення напруги у відповідності з нумерацією точок для першого відведення.

2.3. Також вимір зробити для 2 і 3 відведень, підключаючи вольтметр відповідно до полярності клем відведення.

2.4. Після закінчення вимірів відключити модель від мережі.

3. Побудувати графіки моделі електрокардіограми.

Вибрати 30 клітин на горизонтальній вісі ,припускаючи, що тривалість серцевого циклу складає 0,9 сек, кожна клітка відповідає інтервалу часу 0,03 сек. На вертикальній вісі відкласти виміряні значення напруг для відповідних номерів клем. При побудові графіків врахувати, що точки 1, 2, 3, 5, 7, 9, 13, 14, 15, 16, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 мають нульовий потенціал. Побудувати графіки для I,II,III відведень.

Завдання для УДРС

Вивчити на моделі вплив на графік ЕКГ кута повороту комплексу QRS навколо електричного центру серця.

Завдання для самостійної підготовки

1. Поняття еквівалентного електричного генератора:

1.1. Визначення.

1.2. Еквівалентна схема електричного генератора.

1.3. Поняття струмового електричного диполя, електричний дипольний момент, крапкові та диполі кінцевих розмірів.

2. Потенціал електричного поля диполя (вивід формули).

3. Мультипольний розклад потенціалу поля диполя.

4. Дипольний еквівалентний електричний генератор серця:

4.1. М'язове волокно збудженого міокарда – струмовий електричний диполь.

4.2. Потенціал електричного поля серця.

5. Електричний вектор серця – D.

5.1. Трикутник Ейнтховена.

5.2. Проекція D на сторони трикутника.

5.3. Стандартні відведення за Ейнтховеном.

5.4. Проекція просторових кривих P, QRS, T на сторони трикутника Ейнтховена.

5.5. Вид нормальної ЕКГ – амплітуда зубців, тривалість їх, інтервал, сегмент, форма ЕКГ.

5.6. Вісі стандартних відведень.

6. Електрична вісь серця:

6.1. Поняття.

6.2. Положення у нормі в трикутнику Ейнтховена.

6.3. Принцип визначення вісі серця з ЕКГ.

Завдання для самоконтролю

1. Пояснення на підставі теорії В. Ейнтховена, чому на ЕКГ є ділянки нульового потенціалу?

2. Чи дозволяє методика ЕКГ визначити положення електричної вісі серця?

3. Як змінюється положення комплексу QRS та електричної вісі серця в трикутнику Ейнтховена у випадку піднесеності купола діафрагми?

4. На підставі дипольних представлень поясніть, що відбудеться в комплексі QRS при стовщенні стінки лівого (правого) шлуночка?

Завдання для перевірки знань за темою:

1.Відповідно до теорії Ейнтховена серце людини:

1. Точковий електричний заряд.
2. Провідник.
3. Діелектрик.
4. Електричний диполь.
5. Струмовий диполь.

2.Під час моделювання кардіограми передбачається, що середовище, що оточує диполь:

1. Однорідне.

2. Неоднорідне.

3. Анізотропне.

4. Обмежене.

5. Нескінченне.

3.Електричний вектор серця описує петлі P, QRS й T:

1. У горизонтальній площині.

2. У сагітальній площині.

3. У фронтальній площині.

4. У тривимірному просторі XYZ.

5. У площині, що з'єднує точки лівої руки, правої руки та лівої ноги.

4. Визначите знаки різниць потенціалів Δφ в I, II відведеннях для положення електричного вектора серця, показаного на малюнку:

1. Dj_I > 0

2. Dj_I < 0

3. Dj_II > 0

4. Dj_II < 0

5. Потенціал поля, що створюється струмовим диполем у віддаленій точці простору, визначають за формулою:

1. ;
2. ;
3. ;
4. .

6.Вкажіть одиницю вимірювання дипольного моменту струмового диполя

1. Кл∙м².

2. А∙м.

3. Кл²∙м.

4. Кл∙м.

5. А∙м².

7.Що таке струмовий диполь?

1. Генератор з ЕРС ε і внутрішнім опором r.

2. Участок електричного кола, по якому тече електричний струм.

3. Резистор з малим опором, підключений до джерела струму.

4. Двополюсна система, що складається з джерела та стоку.

8.Якщо диполь розташований у центрі рівнобічного трикутника, то:

1. Проекції дипольного моменту співвідносяться як напруги на відповідних сторонах трикутника.

2. Струми, що течуть вдовж відповідних сторін співвідносяться як проекції дипольного моменту на ці сторони.

3. Проекції дипольного моменту на сторони трикутника рівні за величиною.

4. Різниці потенціалів на відповідних сторонах трикутника пропорційні цілим числам.

9.Яка формула визначає величину різниці потенціалів у стандартних відведеннях? (Тут P - абсолютна величина вектора відведення, D - абсолютна величина електричного вектора серця):

1. ;
2. ;
3. ;
4. ;
5. .

10.Чому амплітуди тих же самих піків кардіограми в той же самий момент часу в різних відведеннях не рівні одна одній?

1. Величина електричного вектора серця різна в різних відведеннях.

2. Кут обертання електричного вектора серця відмінний у різних відведеннях.

3. Проекції електричного вектора серця різні в різних відведеннях.

4. Існує власний електричний вектор серця для кожного відведення.

Еталони відповіді: 1-5; 2-1; 3-1,2,3; 4-2,3; 5-3; 6-2; 7-4; 8-1; 9-5; 10-3.

Література:

1. Чалий О.В., Агапов Б.М., Цехмістер Я.В. та інш. “Медична і біологічна фізика” - К.: Книга-плюс, 2005, с. 214-230
2. Ремизов А.Н. “Медицинская и биологическая физика” - М.: Высшая школа, с.

3. Орлов В.Н. “Пособие по электрокардиографии”. -М.: Медицина, 1984, -С.13-48, 69-105.

4. Петров Э.Г. “Біофізичні основи електрокардіографії”. -Луганськ. ЛДМУ, 2002. с.

Тема: Вивчення електрокардіографа.

Мета роботи:Вивчити устрій (блок-схему) та принцип роботи електрокардіографа; опанувати методику заняття та кількісної оцінки електрокардіограми, вивчення причин виникнення артефактів при реєстрації ЕКГ.

Прилади і матеріали: одноканальний електрокардіограф з тепловим записом.

Обґрунтування необхідності вивчення теми.

Біопотенціали, що виникають при роботі серця, мають такі особливості – малу амплітуду, порядку 10^-3 В, являють собою процеси, які повільно змінюються в діапазоні частот 0,15-300 Гц. Організм людини, як джерело біопотенціалів, має великий вихідний опір 10³ Ом.

Така особливість джерела і генерованих ним біопотенціалів вимагає виконання ряду умов для зняття підсилення та реєстрації неспотворених електрокардіограм.

Загальна структурна схема електрокардіографа

Мал. 19

Зі схеми випливає, що кардіограф складається з чотирьох блоків – вхідного пристрою, блоку посилення, блоку живлення та блоку реєстрації.

Вхідний пристрій - дозволяє підключити об'єкт дослідження до кардіографа, і містить у собі: 5 електродів (Е), кабель відведень (КВ), перемикач відведень (ПВ). Електроди - це провідники спеціальної форми, що накладають на визначені точки поверхні організму. До них висувають такі вимоги: вони повинні бути визначеного розміру, швидко фіксуватися і зніматися, мати високу стабільність електричних параметрів, бути міцними, не подразнювати шкіру, не створювати умов для перекручування сигналу, що знімається.

У стандартний комплект одноканального кардіографа входить чотири плоских електроди, що фіксуються на кінцівках, і електроди-присоски, які фіксуються на грудній клітині.

Електроди фіксуються гумовими бинтами на медіальній поверхні нижньої третини лівої руки (ЛР) і правої руки (ПР), на медіальній поверхні нижньої третини лівої ноги (ЛН) і правої ноги (ПН).

Грудний електрод може бути встановлений в шістьох точках на поверхні грудної клітини по черзі (V_I ... V₆).

Під електрод для зниження перехідного опору поміщають марлеві прокладки за розмірами електродів, змочені в 6-10% розчині хлориду натрію і злегка віджаті.

На електродах є клеми для підключення до них наконечників кабелю відведень (КВ).

Кабель відведень має п'ять екранованих провідників, на одному кінці яких є наконечник для підключення їх до відповідного електродам.

Наконечники кабелю мають кольорове і літерне маркування для підключення до визначеного електрода.

R, червоний - до електроду на правій руці (ПР);

L, жовтий - до електроду на лівій руці (ЛР);

F, зелений - до електроду на лівій нозі (ЛН);

N, чорний - до електроду на правій нозі (ПН);

C, білий - до електроду на грудній клітці.

Кабель відведень іншим кінцем підключено до перемикача відведень (ПВ).

На ньому змонтовані додаткові опори для формування однополюсних посилених відведеньвідкінцівок та однополюсних грудних відведень.

Перемикач відведень дозволяє вибирати одне відведення з усіх можливих і подавати його на вхід підсилювача в наступній послідовності: I,II,III - стандартні, аVR, аVL, аVF – посилені від кінцівок і грудні однополюсні - V. Вихідна позиція перемикачів відведень - 1мB, служить для калібрування каналу посилення, напругою 1мB, без чого неможливий вимір (розшифровка) зубців електрокардіограми за амплітудою.

Кардіограф дозволяє також зареєструвати електрокардіограму у трьох відведеннях (D, A, I) за Небу, використовуючи позиції перемикача відведень I, II, III при спеціальному розташуванні електродів на грудній клітині.

Блок підсилення.

Містить у собі: 1. Вхідний підсилювач (ВП) 2. Подавлювач синфазних перешкод (ПСП) 3. Підсилювач напруги (ПН) 4.Підсилювач потужності (ПП).

Для калібрування блоку посилення необхідно мати джерело калібрування (ДК) напруги з відомим значенням його 1мB. За допомогою натискання кнопки 1мв у положенні перемикача відведень “1мB” калібрована напруга подається на вхід підсилювача (ВП) і проходить по каналу, а потім фіксується реєструючим пристроєм.

Перемикач чутливості (Ч) має три положення 5, 10, 20 мм/мв та задає визначене фіксоване посилення підсилювача напруги (ПН) при проходженні сигналу 1мB, а потім- корисного сигналу. Зазначені числа чутливості показують, на скільки міліметрів від ізолінії відхиляється перо пристрою, що реєструє, при подачі на вхід блоку посилення каліброваного сигналу 1мB.

Перед входом у підсилювач напруги (ПН) розташована кнопка заспокоєння (КЗ), натиснувши на яку, закорочують вхід підсилювача напруги (ПН). У результаті чого припиняється переміщення пера реєструючого пристрою. Це необхідно у випадку, коли при знятті ЕКГ перо раптом почне робити хаотичні коливання з великою амплітудою. Кнопка заспокоєння виведена на панель приладу та позначена -" 0-мт ".

Блок реєстрації.

Цей блок містить у собі електромагнітний перетворювач (ЕМП). Електромагнітний гальванометр, що перетворює посилені біопотенціали в кут повороту теплового пера.

Теплове перо (П) - пристрій, на кінці якого розташований довгастий нагрівальний елемент, що живиться електричним струмом. У місці торкання пера до папера під нею зроблений вузький поперечний виступ уздовж усієї ширини папера. Завдяки йому та довгастості теплового пера здійснюється не дугоподібний, а прямолінійний запис. Положення пера на стрічці регулюється резистором, виведеним на панель.

Стрічкопротягувальний механізм (СПМ) застосовується для переміщення теплочутливої стрічки, на якій фіксується переміщення теплового пера. Цей механізм забезпечує рівномірне переміщення стрічки з двома швидкостями 25 і 50мм/с. Для вибору швидкості запису є кнопка Запускається стрічкопротягувальний механізм кнопкою М на панелі.