人的心脏能产生一种随身体情况而变化的微弱电流,这种电流很微弱,可以用电子管加以放大,然后描绘在记录仪器的纸带上。这种仪器叫做心电图机。

医院使用来测量人体的心动电流波形,然后根据此波形来诊断病情。下面介绍的是国产“STR—11”型心电图机,全机分成五个部份用方框图表示如图1。现在来介绍一下这五个部份的结构及作用。

Ⅰ.电极 是一块铜皮放在人体上,把心动电流引导到放大器放大,放大后的讯号(心动电流波)经过记录器的变换而使记录笔与讯号作同样跳动,然后记录在纸上。
Ⅱ.导程选择器 假使只要测量人体固定一个部位的心动电流图(例如左臂右臂之间)那末两个极直接放大器即可(见图1),但诊断往往需要不同部位的心动电流图(如左臂左腿、右臂左腿间)故测量时同时有5个电极接至人体,而电极经过选择器再接至放大器,选择器就是选择测量人体不同部位的心动电流图。选择器即为图2左上角的S\(_{1}\)开关,5个电极是C、LF、LA、RA、RF分别接到人体的胸、左腿、左臂、右臂、右腿,右腿是接地的(即接机壳)测量心电流时用不到它,是用来平衡外界干扰的(见图1)。
Ⅲ.放大器 放大器是心电图机的主要部份。它的放大倍数很高,要求工作非常稳定,它的好坏是决定心电图机质量的主要因素。现把它的工作情况以及特点介绍如下:放大器是用三级平衡推挽放大电路,其优点是:①失真小;②电源(屏压)有波动时二边抵消,故对放大没有影响;③主要的还是它能够抑制外来的干扰。因为我们加到V1二栅极的人体心动电流是异相位的(如左臂右臂),而外来干扰在人体上的感应加到二栅极则对地而言是同相位的。这因为我们前面已经说过人体右腿是接地的,故左臂、右臂对右腿的感应是同相位的。
心电流的频率一般是在0.2~200周之间,是一种“特低频”,故放大器用的是直流放大器形式。不过第一级间的耦合还是用RC来耦合,而电容量用1微法,比平常耦合电容量大了许多,主要是使低频响应好。这里RC的时间常数是:
时间常数 T=RC=2秒刚好可通过0.2周的脉动电流。
放大器要求的工作稳定度非常高,主要是第一级电子管的栅偏压与阳极电压都是由VR105出来的稳定电压供给,并且在灯座下还装上了海绵垫衬,以防止震动对电子管工作的影响。第二级的二个6Ж1П管的栅偏压以及樟槅极电压也都是稳定的电压。

下面来谈谈各个元件的作用:图2中P\(_{1}\)电位器是调整由VR105来的加于6Н2П阴极共点的负电压数值,以使6Н2П有1伏的栅偏压。同样,P2是调整6Ж1П的栅偏压的。电位器P\(_{3}\)是用来调整二边对称的,使得外来同相位的干扰得以完全抵消,不再输入到后面的放大级去。P4则是用来补偿两个6Ж1П或二边电路元件数值稍微不等而引起二边的不平衡现象。P\(_{5}\)则是一个增益控制器,(这里是用负反馈来控制增益),P6是用来调节基线的(即记录器无讯号时的位置),开关S\(_{4}\)是一个5刀5掷开关,S41是用来控制全机电源的,S\(_{4}\)2是控制记录笔加热的,S43用来控制小马达的开启(记录部份下面再谈),S\(_{4}\)4是高频抑制,它在最后一个位置时,电路里接上一个5000微法的电容器,使得外来干扰或由病人肌肉颤动而引起的等幅高频波(对心电流频率而言)得以抑制。S45是控制继电器(线圈W\(_{R}\))启闭,R24、R\(_{25}\)、R26是一个分压器,使得VR105来的105伏电压分出10伏电压充给电容器C\(_{1}\)上。当S2拨上去时使4、7二个触头与5、8接触,此时1O伏电压就加在由R4、R\(_{5}\)、R6、R\(_{7}\)组成的分压器上,从比例可以看出R6、R\(_{7}\)二端(即6Н2П二个阴极间)得到的是1微伏的电压(这1MV讯号电压所以不加在栅极是为了免得和导程选择器来的讯号重叠),1微伏的输入校正P5使记录笔跳动10毫米。这是增益校正,任何心电图都须达到这个标准。这样才有可能使得在不同的心电图机上做出的心动电流图可以互相比较。R\(_{34}\)、R35是用来消除寄生振荡的。
Ⅳ.电源部份比较简单,不过前二级管子的灯丝是由经过磁铁饱和式稳压器稳定的电压供给的,目的也是使电子管工作稳定,灯丝二端的电位器P\(_{7}\)则是用来平衡因灯丝结构上不完全平衡而引起的灯丝磁场的干扰的。
Ⅴ.记录器部份 记录头的工作原理相似于舌簧喇叭,是动铁式的,其构造横截面图见图3。图中的二个线圈阻值各为5000欧(即图2中的PM线圈)。记录笔是热笔式的,不用墨水它是用热量把记录纸上层的物质烫去而显出下层的黑色底子,而划出痕迹的。加热变压器即为图2中的T\(_{4}\)。图2中的CH2、C\(_{9}\)、R31、R\(_{32}\)是滤波部份,它是用来拉平因记录头的固有频率而引起的响应增高部份。

机器的使用步骤:先拨S\(_{4}\)至“电源”,燃点灯丝,待热后拨向“准备”使记录笔加热。同时可校正1微伏标准电压,看记录笔跳动10个毫米与否。此时继电器触头C1R、C\(_{2R}\)对讯号的封闭是借S2的拨动使S\(_{2}\)的1、2接触而打开的。校好标准后即可拨向“记录”开动马达带动记录纸带,记下笔随心脏的跳动。(校正标准时导程开关S1应放在“O”点,记录不同导程时可拨向相应导程位置)。(昂青)