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1、二章生理参数测量仪器 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望2.1 人体电生理参数检测仪器人体电生理参数检测仪器细胞是所有生物电的发生源，生物电或电位细胞是所有生物电的发生源，生物电或电位细胞是所有生物电的发生源，生物电或电位细胞是所有生物电的发生源，生物电或电位是细胞内部与外部间产生的电位差，也就是细胞是细胞内部与外部间产生的电位差，也就是细胞是细胞内部与外部间产生的电位差，也就是细胞是细胞内部与外部间产生的电位差，也就是细胞膜两面产生的电位差。生物电现
2、象是细胞实现一膜两面产生的电位差。生物电现象是细胞实现一膜两面产生的电位差。生物电现象是细胞实现一膜两面产生的电位差。生物电现象是细胞实现一些最生要功能的关键因素，是生命现象的表现这些最生要功能的关键因素，是生命现象的表现这些最生要功能的关键因素，是生命现象的表现这些最生要功能的关键因素，是生命现象的表现这一。因此，通过研究生物电现象，可以了解生物一。因此，通过研究生物电现象，可以了解生物一。因此，通过研究生物电现象，可以了解生物一。因此，通过研究生物电现象，可以了解生物体的生理活动。体的生理活动。体的生理活动。体的生理活动。进行生物电学研究的第一步，是把生物电进行生物电学研究的第一步，是把生
3、物电进行生物电学研究的第一步，是把生物电进行生物电学研究的第一步，是把生物电信号拾取出来，并用仪器进行记录。有关脑电、信号拾取出来，并用仪器进行记录。有关脑电、信号拾取出来，并用仪器进行记录。有关脑电、信号拾取出来，并用仪器进行记录。有关脑电、心电、肌电的记录，是在皮肤表面做间接记录；心电、肌电的记录，是在皮肤表面做间接记录；心电、肌电的记录，是在皮肤表面做间接记录；心电、肌电的记录，是在皮肤表面做间接记录；记录视网膜电位、耳蜗电位和鼻电位就比较复记录视网膜电位、耳蜗电位和鼻电位就比较复记录视网膜电位、耳蜗电位和鼻电位就比较复记录视网膜电位、耳蜗电位和鼻电位就比较复杂了，要分别把记录电极安放在
4、眼睛角膜表面、杂了，要分别把记录电极安放在眼睛角膜表面、杂了，要分别把记录电极安放在眼睛角膜表面、杂了，要分别把记录电极安放在眼睛角膜表面、耳蜗圆窗表面和鼻粘膜中；而最复杂且要求最耳蜗圆窗表面和鼻粘膜中；而最复杂且要求最耳蜗圆窗表面和鼻粘膜中；而最复杂且要求最耳蜗圆窗表面和鼻粘膜中；而最复杂且要求最高的技术则是感受器电位、神经元的动作电位高的技术则是感受器电位、神经元的动作电位高的技术则是感受器电位、神经元的动作电位高的技术则是感受器电位、神经元的动作电位和神经纤维上传导的冲动电位的记录，这需要和神经纤维上传导的冲动电位的记录，这需要和神经纤维上传导的冲动电位的记录，这需要和神经纤维上传导的冲
5、动电位的记录，这需要将符合尺寸的引导电极插进细胞或纤维中。将符合尺寸的引导电极插进细胞或纤维中。将符合尺寸的引导电极插进细胞或纤维中。将符合尺寸的引导电极插进细胞或纤维中。微电极可以记录到细胞的静息电位和微电极可以记录到细胞的静息电位和动作电位，一般从几微伏至上百毫伏之间。动作电位，一般从几微伏至上百毫伏之间。由细胞电位构成的人体主要电生理信号有由细胞电位构成的人体主要电生理信号有心电、脑电、肌电、眼震电等。这些信号心电、脑电、肌电、眼震电等。这些信号的测量，可在一定程度上反映人体的生理的测量，可在一定程度上反映人体的生理状况。生物电现象已成为了解生命活动、状况。生物电现象已成为了解生命活动、
6、研究生物功能的可靠依据。而生物电测量研究生物功能的可靠依据。而生物电测量仪器也经历了由简单到复杂、由功能单一仪器也经历了由简单到复杂、由功能单一到多功能复合的发展过程。到多功能复合的发展过程。早在早在早在早在2020年代就出现了用检流计测定的心电年代就出现了用检流计测定的心电年代就出现了用检流计测定的心电年代就出现了用检流计测定的心电图机。图机。图机。图机。6060年代以前，心电放大器一直采用电子年代以前，心电放大器一直采用电子年代以前，心电放大器一直采用电子年代以前，心电放大器一直采用电子管，性能上不断改进，描记器由光点改为热笔管，性能上不断改进，描记器由光点改为热笔管，性能上不断改进，描记
7、器由光点改为热笔管，性能上不断改进，描记器由光点改为热笔描记。描记。描记。描记。6060年代，晶体管心电图机的出现使其体年代，晶体管心电图机的出现使其体年代，晶体管心电图机的出现使其体年代，晶体管心电图机的出现使其体积大大缩小。积大大缩小。积大大缩小。积大大缩小。7070年代，出现了浮地式心电放大年代，出现了浮地式心电放大年代，出现了浮地式心电放大年代，出现了浮地式心电放大器，进一步提高了其安全可靠性。目前，心电器，进一步提高了其安全可靠性。目前，心电器，进一步提高了其安全可靠性。目前，心电器，进一步提高了其安全可靠性。目前，心电放大器均由采用集成电路，遥测心电和多道生放大器均由采用集成电路，
8、遥测心电和多道生放大器均由采用集成电路，遥测心电和多道生放大器均由采用集成电路，遥测心电和多道生理记录仪也得到了不断地改进和完善。理记录仪也得到了不断地改进和完善。理记录仪也得到了不断地改进和完善。理记录仪也得到了不断地改进和完善。8080年代，年代，年代，年代，又广泛采用了微机构成的智能化电生理仪器，又广泛采用了微机构成的智能化电生理仪器，又广泛采用了微机构成的智能化电生理仪器，又广泛采用了微机构成的智能化电生理仪器，这也将是今后医用电生理仪器的发展方向。这也将是今后医用电生理仪器的发展方向。这也将是今后医用电生理仪器的发展方向。这也将是今后医用电生理仪器的发展方向。人体电生理参数检测仪器人
9、体电生理参数检测仪器l l心电图机心电图机心电图机心电图机l l脑电图机脑电图机脑电图机脑电图机l l诱发电位仪诱发电位仪诱发电位仪诱发电位仪l l脑地形图仪脑地形图仪脑地形图仪脑地形图仪l l动态脑电记录分析系统动态脑电记录分析系统动态脑电记录分析系统动态脑电记录分析系统l l眼震电图仪眼震电图仪眼震电图仪眼震电图仪l l肌电图仪肌电图仪肌电图仪肌电图仪l l胃电图仪胃电图仪胃电图仪胃电图仪2.1.1 心电图机心电图机 在每一个心动周期中，心脏各部分兴奋过程中出在每一个心动周期中，心脏各部分兴奋过程中出在每一个心动周期中，心脏各部分兴奋过程中出在每一个心动周期中，心脏各部分兴奋过程中出现的电
10、变化的方向、途径、次序和时间都有一定的规现的电变化的方向、途径、次序和时间都有一定的规现的电变化的方向、途径、次序和时间都有一定的规现的电变化的方向、途径、次序和时间都有一定的规律。这种生物电变化通过心脏周围的导电组织和体液律。这种生物电变化通过心脏周围的导电组织和体液律。这种生物电变化通过心脏周围的导电组织和体液律。这种生物电变化通过心脏周围的导电组织和体液反映到身体表面上来，使身体各部分在每一心动周期反映到身体表面上来，使身体各部分在每一心动周期反映到身体表面上来，使身体各部分在每一心动周期反映到身体表面上来，使身体各部分在每一心动周期中也都发生有规律的电变化。把测量电极放置在人体中也都发
11、生有规律的电变化。把测量电极放置在人体中也都发生有规律的电变化。把测量电极放置在人体中也都发生有规律的电变化。把测量电极放置在人体表面的一定部位，记录出来的心脏电变化曲线即为临表面的一定部位，记录出来的心脏电变化曲线即为临表面的一定部位，记录出来的心脏电变化曲线即为临表面的一定部位，记录出来的心脏电变化曲线即为临床常规心电图床常规心电图床常规心电图床常规心电图ECGECG。可用来诊断心脏疾病。可用来诊断心脏疾病。可用来诊断心脏疾病。可用来诊断心脏疾病。人体内由窦房结发出的人体内由窦房结发出的人体内由窦房结发出的人体内由窦房结发出的一次电兴奋，按一定的途径一次电兴奋，按一定的途径一次电兴奋，按一
12、定的途径一次电兴奋，按一定的途径和时程，依次传向心房和心和时程，依次传向心房和心和时程，依次传向心房和心和时程，依次传向心房和心室，引起整个心脏的兴奋，室，引起整个心脏的兴奋，室，引起整个心脏的兴奋，室，引起整个心脏的兴奋，使心脏周期性地收缩，推动使心脏周期性地收缩，推动使心脏周期性地收缩，推动使心脏周期性地收缩，推动血液在全身循环。血液在全身循环。血液在全身循环。血液在全身循环。心电图机主要记录心脏电活动波形图。心电图机主要记录心脏电活动波形图。自自1905年威廉年威廉爱因霍文最早将心电图机爱因霍文最早将心电图机用于临床，它已有近百年的历史。随着高用于临床，它已有近百年的历史。随着高科技的迅
13、猛发展，在设计与制造心电图机科技的迅猛发展，在设计与制造心电图机方面也正在飞速发展，老型号心电机不断方面也正在飞速发展，老型号心电机不断被新型号心电机所淘汰，电子管心电机器被新型号心电机所淘汰，电子管心电机器被晶体管心电机所取代，晶体管分立原件被晶体管心电机所取代，晶体管分立原件心电机又被大规模集成电路心电机所取代。心电机又被大规模集成电路心电机所取代。尤其近些年来，在心电信息处理方式方面尤其近些年来，在心电信息处理方式方面由模拟式心电机向智能化式心电机转变，由模拟式心电机向智能化式心电机转变，目前智能化心电机已在临床得到广泛应用。目前智能化心电机已在临床得到广泛应用。记录心电图常用记录心电图
14、常用标准十二导联法：标准十二导联法：、aVR、aVL、aVF、V1-V6。其中其中、叫叫标准肢体导联标准肢体导联，以右下肢为，以右下肢为参考电极，左上肢参考电极，左上肢右上肢为右上肢为导，左下导，左下肢肢右上肢为右上肢为导，左下肢导，左下肢左上肢为左上肢为导。导。aVR、aVL、aVF为为加压导联加压导联，V1-V6为为胸部胸部6导联导联。心电图依次测量这。心电图依次测量这12个导个导联的心电信号并加以描记。联的心电信号并加以描记。心电图机的种类很多，从功能上可大心电图机的种类很多，从功能上可大至分为以下五种至分为以下五种：单道手动心电图机。单道手动心电图机。单道自动心电图机单道自动心电图机。
15、多道全自动心电图机多道全自动心电图机。具有自动分析诊断功能的智能型心电图机具有自动分析诊断功能的智能型心电图机。具有自动分析诊断功能的智能型多功能心具有自动分析诊断功能的智能型多功能心电机电机。具有自动分析诊断功能的智能型多功具有自动分析诊断功能的智能型多功能心电机：如国产能心电机：如国产BK-400、BK-500心电心电多功能综合分析仪，这类仪器是将人体的多功能综合分析仪，这类仪器是将人体的心电、向量、晚电位信号通过电极输入给心电、向量、晚电位信号通过电极输入给特制的特制的采集卡式电路板采集卡式电路板，采集卡式电路板，采集卡式电路板可直接插在微型计算机扩展槽中，形成一可直接插在微型计算机扩展
16、槽中，形成一个基于心电、向量及晚电位综合数据采集个基于心电、向量及晚电位综合数据采集分析系统。可做出心电图、向量图、心频分析系统。可做出心电图、向量图、心频图、心室晚电位图等，并可自动分析采集图、心室晚电位图等，并可自动分析采集的数据，由打印机输出诊断结果。的数据，由打印机输出诊断结果。除了从功能上分类外，还可按心电图除了从功能上分类外，还可按心电图机描记输出方式分类：有间接描记方式和机描记输出方式分类：有间接描记方式和直接描记方式。间接描记式目前已基本不直接描记方式。间接描记式目前已基本不使用，现多用直接描记方式。直接描记式使用，现多用直接描记方式。直接描记式还分为：喷墨式、墨水笔式、热笔式
17、、热还分为：喷墨式、墨水笔式、热笔式、热阵打印头式。目前的单道心电机多用热笔阵打印头式。目前的单道心电机多用热笔式，多道心电机多用热阵打印头式或打印式，多道心电机多用热阵打印头式或打印机。机。心电图机的基本构成心电图机的基本构成 1.1.输入电路输入电路输入电路输入电路包括包括包括包括过压保护、高频滤波、缓冲放大器、过压保护、高频滤波、缓冲放大器、过压保护、高频滤波、缓冲放大器、过压保护、高频滤波、缓冲放大器、威尔逊网络、导联选择电路威尔逊网络、导联选择电路威尔逊网络、导联选择电路威尔逊网络、导联选择电路。过压保护和高频。过压保护和高频。过压保护和高频。过压保护和高频滤波电路是因有时心电图机与
18、除颤器、高频电滤波电路是因有时心电图机与除颤器、高频电滤波电路是因有时心电图机与除颤器、高频电滤波电路是因有时心电图机与除颤器、高频电刀同时使用，为确保病人安全和心电图机免遭刀同时使用，为确保病人安全和心电图机免遭刀同时使用，为确保病人安全和心电图机免遭刀同时使用，为确保病人安全和心电图机免遭高压冲击，同时为了阻止外界高频干扰信号进高压冲击，同时为了阻止外界高频干扰信号进高压冲击，同时为了阻止外界高频干扰信号进高压冲击，同时为了阻止外界高频干扰信号进入心电图机的前置级而设置的。缓冲放大器实入心电图机的前置级而设置的。缓冲放大器实入心电图机的前置级而设置的。缓冲放大器实入心电图机的前置级而设置的
19、。缓冲放大器实际上就是起阻抗变换的作用，它输入阻抗高输际上就是起阻抗变换的作用，它输入阻抗高输际上就是起阻抗变换的作用，它输入阻抗高输际上就是起阻抗变换的作用，它输入阻抗高输出阻抗低便于与威尔逊网络输入阻抗相匹配。出阻抗低便于与威尔逊网络输入阻抗相匹配。出阻抗低便于与威尔逊网络输入阻抗相匹配。出阻抗低便于与威尔逊网络输入阻抗相匹配。威尔逊网络是由威尔逊网络是由威尔逊网络是由威尔逊网络是由9 9个电个电个电个电阻组成，阻组成，阻组成，阻组成，6 6个个个个2020KK组成一组成一组成一组成一个三角形电路，每一个三个三角形电路，每一个三个三角形电路，每一个三个三角形电路，每一个三角形顶点分别与角形
20、顶点分别与角形顶点分别与角形顶点分别与3 3个个个个3030KK组成一个星形电路三个点组成一个星形电路三个点组成一个星形电路三个点组成一个星形电路三个点相连，星形公共点是威尔相连，星形公共点是威尔相连，星形公共点是威尔相连，星形公共点是威尔逊网络的中心端，这点的逊网络的中心端，这点的逊网络的中心端，这点的逊网络的中心端，这点的电位与人体电偶中心点电电位与人体电偶中心点电电位与人体电偶中心点电电位与人体电偶中心点电位相等，均可视为零点。位相等，均可视为零点。位相等，均可视为零点。位相等，均可视为零点。RALALF20K30K三角形的三个顶点分别引入人体右手、左手、左脚三三角形的三个顶点分别引入人
21、体右手、左手、左脚三三角形的三个顶点分别引入人体右手、左手、左脚三三角形的三个顶点分别引入人体右手、左手、左脚三个肢导的信号，三角形三个边的中点是三个加压肢体个肢导的信号，三角形三个边的中点是三个加压肢体个肢导的信号，三角形三个边的中点是三个加压肢体个肢导的信号，三角形三个边的中点是三个加压肢体导联的相应参考点。导联选择电路是控制人体信号的导联的相应参考点。导联选择电路是控制人体信号的导联的相应参考点。导联选择电路是控制人体信号的导联的相应参考点。导联选择电路是控制人体信号的输入，不同的导联选自人体的不同部位。输入，不同的导联选自人体的不同部位。输入，不同的导联选自人体的不同部位。输入，不同的
22、导联选自人体的不同部位。2.2.放大电路放大电路放大电路放大电路 放大电路基本上是由前置放大电路、中间级放放大电路基本上是由前置放大电路、中间级放放大电路基本上是由前置放大电路、中间级放放大电路基本上是由前置放大电路、中间级放大电路和功率放大电路组成。大电路和功率放大电路组成。大电路和功率放大电路组成。大电路和功率放大电路组成。前置放大前置放大前置放大前置放大的主要任务的主要任务的主要任务的主要任务是提高共模抑制也就是抑制干扰信号，放大心电信是提高共模抑制也就是抑制干扰信号，放大心电信是提高共模抑制也就是抑制干扰信号，放大心电信是提高共模抑制也就是抑制干扰信号，放大心电信号。号。号。号。1 1
23、mvmv发生器就加在这级的输入端。发生器就加在这级的输入端。发生器就加在这级的输入端。发生器就加在这级的输入端。中间级放大中间级放大中间级放大中间级放大是将心电信号进一步放大，一些在心电机面板上可是将心电信号进一步放大，一些在心电机面板上可是将心电信号进一步放大，一些在心电机面板上可是将心电信号进一步放大，一些在心电机面板上可调整的和可用的功能基本在这级实现。如增益调节调整的和可用的功能基本在这级实现。如增益调节调整的和可用的功能基本在这级实现。如增益调节调整的和可用的功能基本在这级实现。如增益调节（记录笔输出幅度不够时调节）、阻尼调节（方波（记录笔输出幅度不够时调节）、阻尼调节（方波（记录笔
24、输出幅度不够时调节）、阻尼调节（方波（记录笔输出幅度不够时调节）、阻尼调节（方波不够理想时调节）、增益选择（输出幅度有不够理想时调节）、增益选择（输出幅度有不够理想时调节）、增益选择（输出幅度有不够理想时调节）、增益选择（输出幅度有3 3档可选：档可选：档可选：档可选：1/21/2、1 1、2 2）、）、）、）、5050HzHz电源滤波（去除电源引起的干扰）电源滤波（去除电源引起的干扰）电源滤波（去除电源引起的干扰）电源滤波（去除电源引起的干扰）、3535HzHz肌电滤波（去除肌电引起的干扰）、位移肌电滤波（去除肌电引起的干扰）、位移肌电滤波（去除肌电引起的干扰）、位移肌电滤波（去除肌电引起的
25、干扰）、位移（调整热笔在合适的位置）等。（调整热笔在合适的位置）等。（调整热笔在合适的位置）等。（调整热笔在合适的位置）等。功率放大电路功率放大电路功率放大电路功率放大电路是把是把是把是把经过前置放大和中间级放大后的心电信号再放大到经过前置放大和中间级放大后的心电信号再放大到经过前置放大和中间级放大后的心电信号再放大到经过前置放大和中间级放大后的心电信号再放大到使记录笔能够产生恰当偏转的电平，驱动记录器进使记录笔能够产生恰当偏转的电平，驱动记录器进使记录笔能够产生恰当偏转的电平，驱动记录器进使记录笔能够产生恰当偏转的电平，驱动记录器进行心电描记。行心电描记。行心电描记。行心电描记。3.3.记录
26、电路记录电路记录电路记录电路 现在的心电机记录电路都是由走纸马达现在的心电机记录电路都是由走纸马达现在的心电机记录电路都是由走纸马达现在的心电机记录电路都是由走纸马达（交流电机）调速、稳速电路、记录笔调温电（交流电机）调速、稳速电路、记录笔调温电（交流电机）调速、稳速电路、记录笔调温电（交流电机）调速、稳速电路、记录笔调温电路、记录器组成。而调速、稳速电路都采用锁路、记录器组成。而调速、稳速电路都采用锁路、记录器组成。而调速、稳速电路都采用锁路、记录器组成。而调速、稳速电路都采用锁相环技术，通过锁相环输入不同参考频率信号相环技术，通过锁相环输入不同参考频率信号相环技术，通过锁相环输入不同参考频
27、率信号相环技术，通过锁相环输入不同参考频率信号来改变速度，通过速度反馈信号与输入参考信来改变速度，通过速度反馈信号与输入参考信来改变速度，通过速度反馈信号与输入参考信来改变速度，通过速度反馈信号与输入参考信号相位比较，锁相环输出不同电位来稳定速度。号相位比较，锁相环输出不同电位来稳定速度。号相位比较，锁相环输出不同电位来稳定速度。号相位比较，锁相环输出不同电位来稳定速度。记录笔调温电路采用调宽脉冲方式，改变脉冲记录笔调温电路采用调宽脉冲方式，改变脉冲记录笔调温电路采用调宽脉冲方式，改变脉冲记录笔调温电路采用调宽脉冲方式，改变脉冲宽度（占空比）来改变笔的温度。记录器采用宽度（占空比）来改变笔的温
28、度。记录器采用宽度（占空比）来改变笔的温度。记录器采用宽度（占空比）来改变笔的温度。记录器采用位置馈式记录器，它是由笔马达和同轴电位器位置馈式记录器，它是由笔马达和同轴电位器位置馈式记录器，它是由笔马达和同轴电位器位置馈式记录器，它是由笔马达和同轴电位器式位置检测器组成。利用电位器转动臂与记录式位置检测器组成。利用电位器转动臂与记录式位置检测器组成。利用电位器转动臂与记录式位置检测器组成。利用电位器转动臂与记录器线圈同轴的特点，使位置反馈式记录器的线器线圈同轴的特点，使位置反馈式记录器的线器线圈同轴的特点，使位置反馈式记录器的线器线圈同轴的特点，使位置反馈式记录器的线性好，描记的心电图清晰。性
29、好，描记的心电图清晰。性好，描记的心电图清晰。性好，描记的心电图清晰。4.电源电源一般心电机电源都有交直流两种方式一般心电机电源都有交直流两种方式供整个机器电路工作。供整个机器电路工作。心电图机的关键是心电图机的关键是前置放大器前置放大器，对心，对心电放大器的要求是电放大器的要求是放大倍数高放大倍数高（约（约5000倍）倍），输入阻抗高输入阻抗高（10M），），共模抑制比共模抑制比CMRR大大（80100dB），），频率响应足够频率响应足够宽宽（0.05Hz100Hz），），以及良好的电气安以及良好的电气安全技术，现都采用浮地电源和光电隔离放全技术，现都采用浮地电源和光电隔离放大器。大器。具有
30、导联自动转换及光电隔离具有导联自动转换及光电隔离放大器的心电图机框图放大器的心电图机框图 导 联选择器前 置放大器光电隔离主放大器描记器光电隔离浮地电源主电源微机按键液晶显示1mV定标器如何设计一个如何设计一个如何设计一个如何设计一个性能优良且价格不贵性能优良且价格不贵性能优良且价格不贵性能优良且价格不贵的心电的心电的心电的心电图机至今仍然是一个不断有人研究的课题。例图机至今仍然是一个不断有人研究的课题。例图机至今仍然是一个不断有人研究的课题。例图机至今仍然是一个不断有人研究的课题。例如如何保证心电图机的基线稳定不漂移，干扰如如何保证心电图机的基线稳定不漂移，干扰如如何保证心电图机的基线稳定不
31、漂移，干扰如如何保证心电图机的基线稳定不漂移，干扰噪声尽可能小，如何保证电源浮地、光电隔离噪声尽可能小，如何保证电源浮地、光电隔离噪声尽可能小，如何保证电源浮地、光电隔离噪声尽可能小，如何保证电源浮地、光电隔离等。高质量的放大器也是其他电生理仪器如脑等。高质量的放大器也是其他电生理仪器如脑等。高质量的放大器也是其他电生理仪器如脑等。高质量的放大器也是其他电生理仪器如脑电图机、肌电图机、胎儿心电图机、眼震电图电图机、肌电图机、胎儿心电图机、眼震电图电图机、肌电图机、胎儿心电图机、眼震电图电图机、肌电图机、胎儿心电图机、眼震电图机、诱发电位仪以及多道生理信号记录仪等的机、诱发电位仪以及多道生理信号
32、记录仪等的机、诱发电位仪以及多道生理信号记录仪等的机、诱发电位仪以及多道生理信号记录仪等的核心部件及共同的研究课题。描记器现仍多使核心部件及共同的研究课题。描记器现仍多使核心部件及共同的研究课题。描记器现仍多使核心部件及共同的研究课题。描记器现仍多使用热笔，热笔的稳定性、线性问题也在不断改用热笔，热笔的稳定性、线性问题也在不断改用热笔，热笔的稳定性、线性问题也在不断改用热笔，热笔的稳定性、线性问题也在不断改进。热笔只能描记波形，不能打印字符，目前进。热笔只能描记波形，不能打印字符，目前进。热笔只能描记波形，不能打印字符，目前进。热笔只能描记波形，不能打印字符，目前先进的阵列式热敏打印机不仅可描
33、记波形，还先进的阵列式热敏打印机不仅可描记波形，还先进的阵列式热敏打印机不仅可描记波形，还先进的阵列式热敏打印机不仅可描记波形，还可以打印字符。可以打印字符。可以打印字符。可以打印字符。现代心电图机装有微处理器，不仅控现代心电图机装有微处理器，不仅控制导联自动转换，还具有分析功能，叫自制导联自动转换，还具有分析功能，叫自动分析心电图机。这种心电图机可以自动动分析心电图机。这种心电图机可以自动测量心率、各种幅度、间期。例如测量心率、各种幅度、间期。例如R波幅波幅度、度、ST段电平、段电平、QRS波群宽度、瞬时心率、波群宽度、瞬时心率、平均心率等几十个参数，这些参数一同与平均心率等几十个参数，这些
34、参数一同与心电图由阵列式热敏打印机打印出来。自心电图由阵列式热敏打印机打印出来。自动分析心电图一般采用动分析心电图一般采用16位微机，位微机，16bit的的A/D转换器，用转换器，用4000或或8000次次/秒的采样频秒的采样频率，分析精度高。率，分析精度高。心心律律失失常常分分析析仪仪也也装装有有功功能能很很强强的的微微机机，不不仅仅具具有有测测算算功功能能，而而且且还还具具有有自自动动判判别别（模模式式识识别别）功功能能，能能自自动动诊诊断断几几十十种心律失常的病症。种心律失常的病症。90年代出现的心电工作站使用个人电年代出现的心电工作站使用个人电脑，采集脑，采集12导联心电数据，可进行心
35、律失导联心电数据，可进行心律失常分析、心电向量分析以及心室晚电位分常分析、心电向量分析以及心室晚电位分析。析。2.1.2 脑电图机脑电图机 大大大大脑脑脑脑皮皮皮皮层层层层的的的的神神神神经经经经元元元元具具具具有有有有自自自自发发发发生生生生物物物物电电电电活活活活动动动动，因因因因此此此此大大大大脑脑脑脑皮皮皮皮层层层层经经经经常常常常具具具具有有有有持持持持续续续续的的的的节节节节律律律律性性性性电电电电位位位位改改改改变变变变，称称称称为为为为自自自自发发发发脑脑脑脑电电电电活活活活动动动动。临临临临床床床床上上上上将将将将用用用用双双双双极极极极或或或或单单单单极极极极记记记记录录录
36、录方方方方法法法法，在在在在头头头头皮皮皮皮上上上上观观观观察察察察大大大大脑脑脑脑皮皮皮皮层层层层的的的的电电电电位位位位变变变变化化化化而而而而记录到的脑电波称为脑电图记录到的脑电波称为脑电图记录到的脑电波称为脑电图记录到的脑电波称为脑电图EEGEEG。脑电图机通常有脑电图机通常有脑电图机通常有脑电图机通常有8 8通道或通道或通道或通道或1616通道，同时测量通道，同时测量通道，同时测量通道，同时测量和描记和描记和描记和描记8 8道或道或道或道或1616道脑电波形，用道脑电波形，用道脑电波形，用道脑电波形，用8 8笔或笔或笔或笔或1616笔的墨笔的墨笔的墨笔的墨水笔记录仪描记。现代脑电图机
37、还有水笔记录仪描记。现代脑电图机还有水笔记录仪描记。现代脑电图机还有水笔记录仪描记。现代脑电图机还有6464道及道及道及道及128128道。道。道。道。上图是脑电图机的框图。其前置放大器上图是脑电图机的框图。其前置放大器上图是脑电图机的框图。其前置放大器上图是脑电图机的框图。其前置放大器一般也采用浮地电源及光电隔离技术，由微一般也采用浮地电源及光电隔离技术，由微一般也采用浮地电源及光电隔离技术，由微一般也采用浮地电源及光电隔离技术，由微机控制，键盘操作。机控制，键盘操作。机控制，键盘操作。机控制，键盘操作。从从从从头头头头皮皮皮皮描描描描记记记记的的的的脑脑脑脑电电电电波波波波强强强强度度度度
38、很很很很小小小小，一一一一般般般般为为为为10501050vv，频频频频率率率率范范范范围围围围为为为为0.51000.5100HzHz。国国国国际际际际上上上上将将将将脑脑脑脑电电电电波波波波按按按按波波波波的的的的重重重重复复复复节节节节律律律律不不不不同同同同分分分分类类类类，统统统统一一一一为为为为以以以以下下下下四四四四个频段：个频段：个频段：个频段：波：波：波：波：813813HzHz 波：波：波：波：13401340HzHz 波：波：波：波：4848HzHz 波：波：波：波：0.540.54HzHz其波形如右图所示。其波形如右图所示。其波形如右图所示。其波形如右图所示。脑电波形的
39、脑电波形的频率特性频率特性比比幅度特性幅度特性在临床上更显得重要。脑电在时域在临床上更显得重要。脑电在时域(Timedomain）中不易得到特征参数，中不易得到特征参数，而若将它们变换到频域（而若将它们变换到频域（Frequencydomain）中就很容易分出中就很容易分出波、波、波、波、波和波和波。波。(变换常采用傅里叶变换、变换常采用傅里叶变换、小波变换等）。这四种波是否出现，小波变换等）。这四种波是否出现，出现频繁程度等均与生理病理状态有出现频繁程度等均与生理病理状态有关。临床常用来诊断癫痫等神经病和关。临床常用来诊断癫痫等神经病和脑部肿瘤。脑部肿瘤。2.1.3 诱发电位仪诱发电位仪 除
40、了自发脑电波外，采用刺激的方法还能除了自发脑电波外，采用刺激的方法还能除了自发脑电波外，采用刺激的方法还能除了自发脑电波外，采用刺激的方法还能够引起大脑皮层局部区域的电活动，称之为脑够引起大脑皮层局部区域的电活动，称之为脑够引起大脑皮层局部区域的电活动，称之为脑够引起大脑皮层局部区域的电活动，称之为脑诱发电位诱发电位诱发电位诱发电位EPEP（EvokedPotentialEvokedPotential）。）。）。）。刺激的方式刺激的方式刺激的方式刺激的方式通常有三种：视觉刺激、听觉刺激和体感刺激，通常有三种：视觉刺激、听觉刺激和体感刺激，通常有三种：视觉刺激、听觉刺激和体感刺激，通常有三种：视
41、觉刺激、听觉刺激和体感刺激，刺激时，可在与刺激感觉通道相对应的头皮部刺激时，可在与刺激感觉通道相对应的头皮部刺激时，可在与刺激感觉通道相对应的头皮部刺激时，可在与刺激感觉通道相对应的头皮部位测到诱发电位，分别称为视觉诱发电位位测到诱发电位，分别称为视觉诱发电位位测到诱发电位，分别称为视觉诱发电位位测到诱发电位，分别称为视觉诱发电位 VEPVEP（VisialEvokedPotentialVisialEvokedPotential）、）、）、）、听觉诱发电听觉诱发电听觉诱发电听觉诱发电位位位位AEPAEP（AuditoryEvokedPotentialAuditoryEvokedPotentia
42、l）和体感诱和体感诱和体感诱和体感诱发电位发电位发电位发电位SEPSEP（SomaticEvokedPotentialSomaticEvokedPotential）。）。）。）。诱发电位的测量部位及临床价诱发电位的测量部位及临床价值值 类型类型 刺激方法刺激方法测量部位测量部位临床诊断价值临床诊断价值 VEP VEP 闪光或视觉图形闪光或视觉图形刺激刺激头皮枕叶部头皮枕叶部多发性脑硬化外周多发性脑硬化外周神经伤害神经病神经伤害神经病 SEPSEP电流刺激电流刺激感知皮层上感知皮层上外周神经纤维和皮外周神经纤维和皮层之间脊柱通路的层之间脊柱通路的疾病疾病 AEPAEP声音（咔嗒声、声音（咔嗒声、
43、爆发声、白噪声）爆发声、白噪声）脑干上脑干上听觉通路缺陷疾病听觉通路缺陷疾病上图是视觉诱发电位曲线，幅度范围为上图是视觉诱发电位曲线，幅度范围为上图是视觉诱发电位曲线，幅度范围为上图是视觉诱发电位曲线，幅度范围为120120VV，带宽带宽带宽带宽13001300HzHz，持续时间为持续时间为持续时间为持续时间为200200msms。P P表示正相波，表示正相波，表示正相波，表示正相波，N N表示负相波，以平均潜伏期表示负相波，以平均潜伏期表示负相波，以平均潜伏期表示负相波，以平均潜伏期（LatencyLatency）作为下角注，如作为下角注，如作为下角注，如作为下角注，如P P100100表示
44、潜伏期为表示潜伏期为表示潜伏期为表示潜伏期为100100msms的波峰。由于诱发电位幅度极小，埋没的波峰。由于诱发电位幅度极小，埋没的波峰。由于诱发电位幅度极小，埋没的波峰。由于诱发电位幅度极小，埋没在自发脑电及噪声中，所以常用在自发脑电及噪声中，所以常用在自发脑电及噪声中，所以常用在自发脑电及噪声中，所以常用迭加平均方法迭加平均方法迭加平均方法迭加平均方法将多次刺激（多达将多次刺激（多达将多次刺激（多达将多次刺激（多达10001000次以上）的诱发电位迭次以上）的诱发电位迭次以上）的诱发电位迭次以上）的诱发电位迭加，再去除噪声后，才能获得诱发电位。加，再去除噪声后，才能获得诱发电位。加，再去
45、除噪声后，才能获得诱发电位。加，再去除噪声后，才能获得诱发电位。上图是二通道诱发电位仪的方框图。它具有高性上图是二通道诱发电位仪的方框图。它具有高性上图是二通道诱发电位仪的方框图。它具有高性上图是二通道诱发电位仪的方框图。它具有高性能的全浮地前置放大器，高速能的全浮地前置放大器，高速能的全浮地前置放大器，高速能的全浮地前置放大器，高速A/DA/D转换器进行数据采转换器进行数据采转换器进行数据采转换器进行数据采集，由高性能的微机控制，并配有高速数字处理器进集，由高性能的微机控制，并配有高速数字处理器进集，由高性能的微机控制，并配有高速数字处理器进集，由高性能的微机控制，并配有高速数字处理器进行迭
46、加平均运算。由电视监视器实时显示波形，具备行迭加平均运算。由电视监视器实时显示波形，具备行迭加平均运算。由电视监视器实时显示波形，具备行迭加平均运算。由电视监视器实时显示波形，具备测量功能，由测量功能，由测量功能，由测量功能，由X-YX-Y绘图仪绘制波形图。多通道的诱发绘图仪绘制波形图。多通道的诱发绘图仪绘制波形图。多通道的诱发绘图仪绘制波形图。多通道的诱发电位仪还有电位仪还有电位仪还有电位仪还有4 4、8 8、1616、3232和和和和6464通道的。通道的。通道的。通道的。2.1.4 脑地形图仪脑地形图仪 现代脑电地形图仪将现代脑电地形图仪将现代脑电地形图仪将现代脑电地形图仪将脑电图仪、诱
47、发电位仪及脑电图仪、诱发电位仪及脑电图仪、诱发电位仪及脑电图仪、诱发电位仪及自发脑电自发脑电自发脑电自发脑电/诱发脑电地形诱发脑电地形诱发脑电地形诱发脑电地形图集于一体，在彩色电视图集于一体，在彩色电视图集于一体，在彩色电视图集于一体，在彩色电视监视器上可显示监视器上可显示监视器上可显示监视器上可显示1616通道脑通道脑通道脑通道脑电图，或电图，或电图，或电图，或1616通道诱发电位，通道诱发电位，通道诱发电位，通道诱发电位，或脑电地形图。或脑电地形图。或脑电地形图。或脑电地形图。由自发脑电经统计分析绘成的地形图称为自发脑电由自发脑电经统计分析绘成的地形图称为自发脑电由自发脑电经统计分析绘成的
48、地形图称为自发脑电由自发脑电经统计分析绘成的地形图称为自发脑电地形图；由诱发脑电各潜伏期作出的地形图称为诱发脑地形图；由诱发脑电各潜伏期作出的地形图称为诱发脑地形图；由诱发脑电各潜伏期作出的地形图称为诱发脑地形图；由诱发脑电各潜伏期作出的地形图称为诱发脑电地形图。脑电地形图对诊断脑部疾病比波形更直观。电地形图。脑电地形图对诊断脑部疾病比波形更直观。电地形图。脑电地形图对诊断脑部疾病比波形更直观。电地形图。脑电地形图对诊断脑部疾病比波形更直观。正常脑电地形图左右两侧对称。视觉诱发脑电地形图呈正常脑电地形图左右两侧对称。视觉诱发脑电地形图呈正常脑电地形图左右两侧对称。视觉诱发脑电地形图呈正常脑电地
49、形图左右两侧对称。视觉诱发脑电地形图呈现不对称性，说明被测者脑部有疾患。现不对称性，说明被测者脑部有疾患。现不对称性，说明被测者脑部有疾患。现不对称性，说明被测者脑部有疾患。2.1.5 动态脑电记录分析系统动态脑电记录分析系统 动态脑电记录分析系统（脑电动态脑电记录分析系统（脑电Holter系统）是受动态心电记录分析系统（心电系统）是受动态心电记录分析系统（心电Holter系统）的启发，由临床需要提出来系统）的启发，由临床需要提出来的。脑电的。脑电Holter系统可以把病人在正常生系统可以把病人在正常生活环境中从事日常活动的脑电活动长时间活环境中从事日常活动的脑电活动长时间地（至少地（至少24
50、小时）实时记录，然后回放并小时）实时记录，然后回放并进行详细观察、分析和处理，从而有利于进行详细观察、分析和处理，从而有利于异常脑电波的发现与诊断，目前主要用于异常脑电波的发现与诊断，目前主要用于对癫痫的鉴别和诊断。对癫痫的鉴别和诊断。脑电脑电Holter系统由系统由记录器和计算机回记录器和计算机回放分析系统放分析系统两部分组成。记录器一般为佩两部分组成。记录器一般为佩带式，能进行带式，能进行24小时大容量多通道无失真小时大容量多通道无失真的脑电信号存储，且功耗低。除记录脑电的脑电信号存储，且功耗低。除记录脑电信号外，还可同步记录心电（信号外，还可同步记录心电（ECG）、）、眼眼电（电（EOG