Электрокардиограф: устройство и принцип работы¶

Электрокардиограф — медицинский прибор, предназначенный для регистрации и визуализации электрических потенциалов, возникающих при работе сердца. Полученная кривая называется электрокардиограммой (ЭКГ) и служит основным методом оценки ритма и проводимости сердца, а также выявления ишемических и структурных изменений миокарда. Прибор относится к классу биомедицинских диагностических устройств и применяется в кардиологии, функциональной диагностике, скорой помощи и профилактических осмотрах.

¶История

Первый практический электрокардиограф создал нидерландский физиолог Виллем Эйнтховен в 1903 году; он же ввёл стандартные отведения и в 1924 году получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Ранние аппараты использовали струнный гальванометр: тонкая кварцевая нить отклонялась в магнитном поле под действием биопотенциалов и отбрасывала тень на движущуюся фотоплёнку. В середине XX века на смену пришли ламповые, затем транзисторные усилители и чернильно-перьевые самописцы. С 1980-х годов распространились цифровые электрокардиографы с микропроцессорной обработкой сигнала, автоматическим измерением интервалов и печатью на термобумаге.

¶Устройство

Типовой современный электрокардиограф включает несколько функциональных блоков:

• Электроды и кабели отведений — накладываются на конечности и грудную клетку, снимают разность потенциалов с поверхности тела.
• Коммутатор отведений — переключает пары электродов, формируя стандартные, усиленные и грудные отведения.
• Усилитель биопотенциалов — усиливает слабый сигнал (порядка 1 мВ) до уровня, пригодного для регистрации; имеет высокое входное сопротивление.
• Фильтры — подавляют сетевые наводки 50 Гц, дрейф изолинии и мышечные артефакты.
• Аналого-цифровой преобразователь — переводит сигнал в цифровую форму с частотой дискретизации обычно 500–1000 Гц.
• Микропроцессор и память — выполняют обработку, измерение параметров, хранение и передачу данных.
• Блок вывода — дисплей, термопринтер или интерфейс связи с компьютером.
• Блок питания — сетевой или аккумуляторный, с обязательной электрической изоляцией пациента.

¶Принцип работы

Сердце представляет собой источник переменного электрического поля: волна деполяризации распространяется по миокарду, создавая на поверхности тела разность потенциалов амплитудой до нескольких милливольт. Электроды снимают эту разность между двумя точками — такое измерение называется отведением. Сигнал проходит через усилитель, фильтруется от помех и оцифровывается. Микропроцессор строит график зависимости напряжения от времени, автоматически определяет зубцы P, Q, R, S, T и измеряет интервалы (например, RR, PQ, QT). Врач интерпретирует форму кривой: изменения зубцов указывают на аритмии, гипертрофию, инфаркт или ишемию.

¶Классификация

Отдельно выделяют холтеровские мониторы для суточной записи ЭКГ и стресс-системы для регистрации при физической нагрузке.

¶Применение

Электрокардиография остаётся доступным и неинвазивным методом. Прибор используют при боли в груди, нарушениях ритма, перед операциями, в кардиомониторинге реанимационных отделений, при диспансеризации и телемедицинских консультациях. Современные модели передают данные по сети, что позволяет дистанционно интерпретировать ЭКГ.