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心电图机工作原理与X射线机基础知识


心电图机工作原理

一、概述
  心电图机应用于临床已有近100年的历史,早在1903年,Einthoven采用弦线式电流计记录出人体的心脏电流图,形成了心电图的雏形,从而开创了心电图学的历史。随后心电图的描记技术经过不断发展与改进,为在临床上推广应用心电图作为心脏病诊断的一种重要手段提供了方便。在我国已普及到最基层的医疗单位。
二、特点
  由于心电图具有定量、准确、简便、快捷、可靠及经济等优点,故在心脏病检查中具有重要的地位。
三、在临床上的应用|
  心电图应用特殊技术能记录到其它检查无法获得的心脏电活动信息,其多种用途包括:

  1、可显示心脏电生理、解剖、代谢和血流动力学改变,并提供各种心脏病确诊和治疗的基本信息。
  2、判断心律失常类型。
  3、具有心肌梗塞可能的先兆症状如胸痛、头晕、或昏厥的病人的首选检查。
  4、诊断心绞痛。当冠状动脉供血不足引起心绞痛发作时,心电图会发生变化。
  5、部分病人心房心室肥厚可在心电图上表现出来。
  6、对心肌疾患心包炎的诊断有一定的帮助。
  7、帮助了解某些药物和电解质紊乱及酸碱失衡对心肌的影响。
  8、危重病人的心电监测。
  鉴于以上情况,心电图检查设备已成为各级医疗机构的基本配置。
四、常见的记录技术:
  1、热笔直记式:输出信号--发热描笔--心电图波形。八十年代末发展到顶峰,进入九十年代,描笔式记录技术的发展趋于停滞,它的许多固有缺陷使其在先进心电图机中的应用日益受到冷落,近几年更面临被淘汰的窘境。
  它的固有缺陷有:F6TYP
  ① 难以多导化。心电图诊断理论正迅速发展到多导同时记录和判读,采用描笔式记录必须每导配备一套记录机构,其庞大、沉重、昂贵不言而喻。

  ② 误差大。首先是理论误差,位置反馈式记录技术采用"直线补偿"方法,具有2%的理论误差;其次是频率响应差,由于描笔的重量存在,描笔式记录技术的频率响应仅能达到75Hz左右,而人体心电图的频率范围可达100Hz,因此记录的保真度不够理想,特别是QRS波上的一些高频切迹和纽节往往无法记录下来;
  ③ 引入伪差。阻尼--当带动描笔的转动部分在电磁场的作用下发生偏转,其转动力矩和反作用力矩相当时,描笔将在某一偏转的相应位置发生左右摆动(振荡)。阻尼的设计就是为了克服这种现象。当阻尼合适时,引入伪差较少,阻尼过大或过小都将引入较大伪差,特别影响高频成分丰富的QRS波群。而实际使用中调节不当、笔压、笔温、记录纸等内部因素和气温、湿度、灰尘、倾斜等外部环境的变化对阻尼都有影响,即使定期调整都很难使阻尼一直保持在最佳状态。
  ④ 故障率高。描记部分(不含走纸驱动)的轴承就有5个之多,高热描笔在热敏记录纸上高速来回运动,与记录纸作剧烈摩擦,这些运动部件不仅寿命不长,故障率也较高。
  ⑤ 不便与微电脑接口。先进心电图机内部都应用了高性能的微电脑进行心电信号处理,除了记录心电波形,还需记录很多文字信息,描笔式记录技术根本无法达到这一要求,因此不便于以后产品的升级。
  ⑥ 其他。其他还有时间漂移、安装复杂、功耗大、笨重、成本高等一系列问题。

  2、热阵记录式:热阵记录技术的关键在于其核心元件--热阵元记录头。热阵元记录头是利用先进的元件集成技术,在陶瓷基体上高密度集成了大量发热元件(8点/毫米)及其控制电路所制成的一种高科技部件。目前所有新推出的机器几乎全部是热阵记录式记录。
五、数字式:数字式心电图机的信号放大、隔离、导联控制等部分与描笔式心电图机原理上基本相同,其最大的区别在于信号处理和记录部分。它采用了信号数字化和先进的热阵记录技术,彻底解决了热笔直记式心电图机所遇到的这些问题,而且增加了网络参与功能。
六、浮地技术、BF级安全标准、CF级安全标准_
  [国家医用电器设备安全要求]确定

  F型隔离(浮动)应用部分:同设备其它各部分相隔离的应用部分,应达到以1.1倍最高额定电压加在该应用部分和地之间,仍不会超过单一故障状态的容许患者漏电流值的隔离程度
  BF型设备为有一个F型隔离(浮动)应用部分的B型设备;
  CF型设备为有一个F型隔离(浮动)应用部分,对电击有高度防护,并特别限制了漏电流值的Ⅰ类、Ⅱ类或带内部电源的设备。CF型设备主要直接用于心脏。
  专门设计用于直接与心脏进行导电连接的设备或设备部件,必须属CF型。
七、多道:多道心电图是指同时记录多个通道的心电图。记录时捕捉到某些异常心电图后,通过分析对照同一时刻多个导联的波形,可以更准确地作出判断,提高了诊断准确率。多道心电图机可同时记录多个通道的心电图,热阵式记录更无须任何调节,记录精度高,操作时间缩短了一半以上,而且自动功能一般较为完善,可大大减少医师站立时间,减轻体力负担,使医师能真正花费主要精力在心电图判读上,进一步提高诊断准确率。多道心电图机无须定期调节阻尼、笔温、笔压等笔式心电图机所必需的维护。

X射线机基础知识

一、概述:

1895年11月8日,德国物理学家伦琴在研究阴极射线管中气体放电实验时,偶然发现了X射线。很快X射线就应用于医学成像,开创了一种内脏器官无创伤影像诊断方法。
X射线是一种波长极短,能量很大电磁波,它除了具有可见光的一般性质外,还具有自身的一些特性,即穿透作用、电离作用、感光作用、荧光作用及生物效应等。
X射线在医学上的应用有三个方面的内容,即X射线诊断、X射线治疗及X射线防护。用于诊断的X射线机称为诊断X射线机,可以作透视、摄影检查。X射线透视主要依据的是X射线的穿透作用,差别吸收及荧光作用;X射线摄影依据的是X射线的穿透作用,差别吸收及感光作用。X射线摄影检查又可以分为普通摄影、滤线器摄影、断层摄影等几种方法。

二、X射线机高压部件简介

(一)X射线管
X射线产生需要三个条件:(1)电子源;(2)高速电子流;(3)靶。X射线管就是据此设计制造的产生X射线的核心器件。X射线管主要由阴极、阳极和玻璃壳三部分组成,阳极和阴极封装在高真空度的玻璃壳内。阴极(钨丝)在高温下可发射足够数量的电子,这些电子在阴阳两极高压作用下被加速成为高速电子流。当高速电子撞击钨靶时,电子动能转换为两部分能量:其中不到1%能量转换为X射线能量;而99%以上能量转换为阳极热量,加速了阳极靶面的温升。X射线管分为固定阳极X射线管和旋转阳极X射线管,两者结构区别主要体现在阳极上,前者主要由钨靶面和传热的铜体构成,后者主要由靶面、转子、转轴、定子及轴承组成。旋转阳极X射线管分为低速管(3000转/分)和高速管(9000转/分)两类。为减少磨损和防止共振,旋转阳极X射线管一般都有制动装置。X射线管放置在X射线管管室中,两者之间充满了用于绝缘和冷却的变压器油。

(二)高压发生器
高压发生器的主要作用是供给X射线管阴、阳两极直流高压和灯丝加热电压。其主要由高压变压器、灯丝变压器、高压整流器、高压交换闸、变压器油及封装以上部件的箱体组成。高压初级电压经高压变压器升压、高压整流器整流后,成为直流高压,通过高压电缆加到X射线管阴阳两极。灯丝初级电压经灯丝变压器降压后,通过阴极高压电缆加到X射线管灯丝。一台X射线机经常带有两个或三个X射线管,这些X射线管分时工作,通过高压交换闸进行切换。变压器油起绝缘和散热的作用。

(三)高压电缆
高压电缆是连接高压发生器和X射线管的器件,主要用于传输X射线管阴阳两级高压及灯丝加热电压。高压电缆分同轴高压电缆和非同轴高压电缆两类,其结构从里到外依次为导电芯线、高压绝缘层、半导体层、金属屏蔽层及保护层。阴极电缆有三芯和二芯两类,分别用于双焦点和单焦点X射线管。高压电缆两端装有高压插头,分别与装有高压插座的高压发生器和X射线管相连。

三、诊断X射线机的组成

诊断X射线机主要由主机和外围设备两部分组成。

四、X射线机主机系统基本电路

X射线机主机系统就其电路而言,可分成以下10个组成部分:
1. 电源电路  为X射线机各部分电路提供所需的电源电压,其核心部件是自耦变压器。
2. 高压初级电路  给高压变压器提供电源的电路。要求高压初级可实现管电压的调节、管电压的控制和管电压的指示。
3. 高压次级电路  将高压变压器次级输出的交流高压通过整流器件变换为直流高压并送到X射线管两端。
4. X射线管灯丝加热电路  供给X射线管灯丝加热电源的电路,分为灯丝初级电路和次级电路,其基本要求为稳定和可调。
5. 管电流测量电路  管电流的测量通常使用毫安表和毫安秒表。此表串接在高压变压器次级中性点上,并安装在控制台上,以指示曝光时的管电流。
6. 延时电路  主要作用是完成电路、器件、装置及机械传动过程中所需要的等待时间。例如旋转阳极启动时间、灯丝增温时间、点片摄影时由透视状态转换到摄影状态所需要时间等,都是由延时电路提供的。
7. 限时电路  控制曝光时间的电路。通常通过控制高压接触器或主可控硅的通断来控制曝光时间。常用限时器有机械限时器、电子限时器及自动曝光限时器等。
8. 旋转阳极启动电路  控制旋转阳极转动的电路。通常有如下几个方面的要求:一是要能快速启动;二是要有延时;三是要有降压装置;四是要有保护装置;五是要有制动装置。
9. X射线管安全保护电路  每只X射线管都有自己的最大容量。使用时,如果超过它的极限就会造成X射线管的损坏。为了保证每次曝光都在X射线管的最大允许负载下进行,许多X射线机都设有X射线管安全保护电路。但这种保护属于一次性预置保护,只对一次性曝光过载起保护,而对额定值内的连续重复曝光而出现的累积性过载不起保护作用,所以在使用X射线机时,相邻两次曝光之间要有足够时间的间隔,以保证X射线管充分冷却。
10. 控制电路  控制电路是指按照临床技术要求利用以接触器和继电器为主要执行元件,来控制X射线的发生和中断,并能协同某些机械动作的综合性电路。
以上10个基本电路组成了一台X射线机的主机电路,他们之间相互作用、相互控制。

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| 发布时间:2018/3/23    来源:    查看次数:911
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