Помимо перечисленных параметров при проектировании ЭКС необходимо учитывать ряд существенных особенностей источника возбуждения.
1. Нестабильность внутреннего сопротивления за счет изменений сопротивлений переходов кожа—электрод. При этом нужно считаться с большими значениями междуэлектродных сопротивления и их разбалансом в системе отведений ЭКС.
2. Образование на переходах кожа—электрод напряжений поляризации, создающих на входных контактах УсЭКС напряжение смещения, достигающее ±300 мВ. Такое напряжение может вызвать насыщение усилителя.
3. Медленный дрейф напряжения поляризации и резкие его изменения при смещении электродов из-за движений больного. Скачки напряжения поляризации создают трудно устранимые помехи.
4. Наличие напряжений помех, попадающих на входные зажимы УсЭКС синфазно и противофазно. Помехи могут быть биологического и физического происхождения. К биологическим помехам относятся биопотенциалы других органов и мышц, а к физическим — наведенные на объект напряжения от неэкранированных участков сетевой проводки, сетевых шнуров других приборов и проводящих поверхностей (вторичное напряжение наводки). Особенно большой уровень имеют синфазные сигналы помех напряжения сети, попадающие на объект через емкостную связь.
5. Наличие импульсных помех при воздействии на объект терапевтических аппаратов: кардиостимулятора и дефибриллятора. Попадая на вход УсЭКС, артефакты импульсов кардиостимулятора искажают ЭКС и вызывают в ряде случаев ложно обнаружение кардиокомплекса, а импульсы дефибриллятора могут повредить входные цепи УсЭКС.
Основные параметры УсЭКС в значительной степени определяются свойствами входных каскадов — предусилителей. К ним предъявляются жесткие требования: высокое входное сопротивление, большой коэффициент ослабления синфазных сигналов, малый уровень шумов, высокая стабильность коэффициента усиления, большой динамический диапазон или сравнительно низкий коэффициент усиления. Предусилители строятся на основе ОУ или в комбинации ОУ с входными дифференциальными каскадами на полевых транзисторах.
Необходимость в улучшении методов усиления сигналов малого уровня на фоне синфазных помех в условиях возможного попадания опасных токов на объект привело к широкому применению развязывающих усилителей (РУ) биопотенциалов. Хотя развязка может быть выполнена на выходе УсЭКС, предпочтительнее ее осуществлять в предусилителе, так как в этом случае изоляция обеспечивается конструктивно проще и уменьшается потребляемая мощность изолированного источника питания.
По своим характеристикам РУ близки к ОУ, но обладают дополнительными, присущими только им свойствами:
· защитой от высоких разностей потенциалов между входной и выходной цепями (высокое напряжение развязки) и между входами;
· высокой степенью подавления синфазный помех (переменных, постоянных, импульсных), т.е. высоким коэффициентом ослабления синфазных сигналов;
· очень высоким полным сопротивлением утечки с входа на "землю" цепи питания.
Обобщенная структурная схема всего УсЭКС с гальванической развязкой в предусилителе приведена на рис. 4. Предусилитель имеет небольшой коэффициент усиления, и основное усиление ЭКС производится в усилителе напряжения (УН). Учитывая, что в выходной части РУ возможна емкостная связь между каскадами, для предотвращения уходов изолинии при переключении отведений и скачках напряжения помех применяется ручное или автоматическое успокоение. Схема автоматического успокоения (АУ) содержит компаратор и аналоговый ключ для перезаряда конденсатора связи. С выхода УН сигнал поступает на активный фильтр нижних частот (ФНЧ) с изменяемой fв при большом уровне помех. К выходу ФНЧ может быть подключен регистратор ЭКГ.
Для автоматического анализа ЭКС важно, чтобы сигал не выходил за динамический диапазон при уходах изолинии за допустимый предел. Поэтому с выхода ФНЧ ЭКС подается на стабилизатор изолинии, который представляет собой фильтр верхних частот (ФВЧ) с fн=0,5—2 Гц. Далее с помощью аналоговых коммутаторов (АК1 и АК2) возможны ручная и автоматическая регулировка усиления и смещения изолинии (РРУ, РРС, АРУ и АРС). При автоматической регулировке управление производится сигналами процессора. После блока регулировки ЭКС (БР ЭКС) сигнал устанавливается до уровня, необходимого для дальнейшей обработки.
УСТРОЙСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
Устройства отображения медицинской информации в кардиомониторах должны отражать состояние сердечной деятельности по ЭКС, а также вспомогательные сведения о больном и технические данные о работе кардиомонитора. Таким образом, отображенные данные включают:
