Einthoven là người đầu tiên ghi điện tâm đồ năm 1903. Cấu tạo cơ bản của máy này là một sợi dây thạch anh đặt song song với đường đẳng điện và chịu ảnh hưởng của một từ trường. Khi có dòng điện tim chạy qua, dây thạch anh sẽ bị hút về phía một cực của từ trường. Chuyển động này tạo ra một sóng điện tim và được thu vào một cuộn phim. Hiện nay, dòng điện tim được ghi lại bằng một cấu trúc điện tử có độ nhạy kém hơn so với sợi dây thạch anh nhưng lại gọn nhẹ hơn nhiều. Máy điện tim có ba bộ phận chính, hoạt động nối tiếp nhau sau đây:
+ Thiết bị đầu vào của máy điện tim:
Thiết bị đầu vào có bộ chuyển mạch đạo trình, các điện cực được mắc nối với nó đóng vai trò là bộ phận thu nhận dòng điện tim: Các điện cực dùng để ghi lại thế điện sinh học xuất hiện ở các tế bào, các mô và các cơ quan trong quá trình hoạt động của chúng. Các điện cực – là vật dẫn có dạng đặc biệt [dạng tấm và dạng kim], dùng để nối thiết bị điện với đối tượng sinh học.
Theo công dụng điện cực được chia ra các dạng sau:
– Điện cực để sử dụng nhất thời trong các phòng chẩn đoán chức năng [ví dụ như để lấy các thế điện sinh học].
– Điện cực để sử dụng lâu dài khi theo dõi liên tục các bệnh nhân nặng trong phòng có cường độ điều trị lớn.
– Điện cực để sử dụng trên các đối tượng di động [ví dụ trong thể thao hoặc trong vũ trụ ].
– Điện cực để sử dụng trong các trường hợp khẩn cấp [ví dụ trong các xe cứu thương].
Các yêu cầu cơ bản đối với các điện cực:
– Không được gây những tác động có hại đến các mô sinh học.
– Không được tạo ra nhiễu.
– Có tính ổn định cao đối với các tham số điện.
– Được lắp và tháo ra nhanh chóng.
– Cố định chắc chắn vào đối tượng sinh học.
hình trên: 1- Bệnh nhân cùng các điện cực; 2- Bộ chuyển mạch đạo trình; 3- Bộ khuếch đại; 4- Điện kế; 5- Hệ thống ghi quang học; 6- Cuộn giấy bằng cơ khí.
Bộ khuếch đại:
Vì các thế điện sinh học rất nhỏ nên để thiết bị điện tâm đồ có thể ghi lại được chúng phải được khuếch đại lên nhờ bộ khuếch đại.
+ Bộ phận ghi của thiết bị điện tâm đồ:
Đồ thị điện tim [điện tâm đồ] được hiện lên màn hình nhỏ hoặc được ghi lên băng giấy chuyên dụng nhờ các thiết bị ghi [ ghi kim, ghi số, máy ghi dao động…].
Một sơ đồ của máy điện tim đơn giản với phương pháp ghi trên phim ảnh được chỉ ra trên hình trên: 1- Bệnh nhân cùng các điện cực; 2- Bộ chuyển mạch đạo trình; 3- Bộ khuếch đại; 4- Điện kế; 5- Hệ thống ghi quang học; 6- Cuộn giấy bằng cơ khí.
Phân loại máy điện tim và các đặc tính chung:
Khi sử dụng các thiết bị điện tử y sinh nói chung và các thiết bị điện tim nói riêng cần phải biết những đặc tính chung của chúng như sau:
– Dải tần công tác của thiết bị máy điện tim:
Đây là dải tần từ giá trị thấp nhất đến giá trị cao nhất mà thiết bị có khả năng đo được. Ví dụ, máy đo tần số nhịp tim có dải công tác từ 0 đến 5Hz.
– Độ nhạy:
Là mối quan hệ giữa giá trị của các chỉ số vật lý với phản ứng của thiết bị ghi. Ví dụ, máy theo dõi tim có độ nhạy 1mV/cm. Biết độ nhạy có thể xác định được giá trị của thế điện sinh học theo độ cao của xung so với đường thế điện bằng không.
…vv
Xem hết : Tại đây
2.Phân loại máy điện tim :
Phân loại theo phương pháp ghi điện tim
– Máy điện tim đầu ghi quang:
được thực hiện bằng những tia sáng phản xạ từ gương của điện kế ghi [bộ rung] trên giấy hoặc phim ảnh chuyển động. Việc ghi bằng ánh sáng bảo đảm chính xác và thuận lợi cho việc đọc điện tâm đồ, nhưng để hiện ảnh lên thì yêu cầu phải xử lý hoá học các băng ghi này, có nghĩa là phương pháp này không đưa ra khả năng quan sát trực tiếp các đường cong điện tâm đồ ghi được. Đây là nhược điểm cơ bản của phương pháp này.
– Máy điện tim với đầu ghi mực trên băng giấy:
nhờ ngòi bút đặc biệt loại bỏ được nhược điểm của máy điện tim đầu ghi quang. Tuy nhiên, khi này ngòi bút sẽ di chuyển theo cung tròn có bán kính bằng chiều dài giá kẹp bút, do đó việc ghi sẽ bị lệch tâm và có dạng khác với việc ghi trong toạ độ vuông góc [ở …vv
xem hết : Tại đây
3.Máy điện tim vectơ:
Nguyên lý hoạt động của máy điện tim vec-tơ
Trong lý thuyết điện tim, tim được coi như một ngẫu cực, vecto mômen điện của ngẫu cực trong chu trình làm việc của tim thay đổi, được xác định theo độ lớn và theo hướng. Các véctơ này gọi là véctơ điện tim. Các đầu mút véctơ điện tim này tạo nên đường cong phức tạp khép kín trong không gian. Các hình chiếu của đường cong này lên ba mặt phẳng của hệ toạ độ vuông góc có dạng ba đường vòng P, QRS và T. Tập hợp chúng phản ánh đầy đủ sự thay đổi về giá trị và hướng của véctơ điện tim theo chu trình làm việc của tim. Việc ghi lại các đường cong này gọi là phép ghi điện tim véctơ. Thiết bị thực hiện phép ghi điện tim véctơ được gọi là máy ghi điện tim véctơ. Ví dụ, một máy ghi điện tim véctơ một kênh xách tay loại BíKC-1é của Nga có sơ đồ khối như trên.
Màn hình máy điện tim
Monitor điện tim là thiết bị cho phép theo dõi điện tâm đồ của bệnh nhân liên tục nhiều ngày đêm và đưa ra những cảnh báo, khi có những thay đổi nguy hiểm đối với bệnh nhân [loạn nhịp tim, rối loạn điện giải…]. Khi đó, bệnh nhân có thể nhanh chóng uống thuốc hoặc đến cơ sở y tế…. Thiết bị này có thể tự động ghi lại những thay đổi đó, sau đó lưu trữ trong bộ nhớ, giúp cho việc gọi lại khi cần thiết. Do đó, thiết bị có thể cung cấp lịch sử điện tâm đồ của một bệnh nhân; điều này rất quan trọng trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh.
Hiện nay, monitor điện tim được sử dụng phổ biến ở dạng các máy tính chuyên dụng theo dõi điện tâm đồ, loại nhỏ, nhẹ có thể đeo trong người, cho phép ghi điện tâm đồ liên tục từ 24 – 48 giờ.
Sơ đồ khối chung của máy điện tim hiện đại hiện nay :
Xem sơ đồ khối trên ta thấy, máy điện tim hiện đại chỉ thêm những khối chức năng: Điều khiển; hiển thị màn hình; kết nối RS232 và máy in nhiệt ma trận đa điểm. Còn lại vẫn dựa theo nguyên lý của máy điện tim cổ điển.
Mortor máy in nhiệt có thể chạy với các vận tốc khác như 12,5mm/s; 25mm/s; 50mm/s .Tùy vào nhịp tim của mỗi người là nhanh hay chậm mà bác sĩ sẽ đặt tốc độ này [vd nhịp 30 – 50 thường in với tốc độ 12,5mm/s; 50-100 tốc độ 25mm/s; > 100 nhịp tốc độ 50mm/s] mục đích để in ra nhịp tim dễ nhìn nhất, các đạo trình không thưa quá, không mau quá mà vẫn tiết kiệm được giấy in.
Phân tích nguyên lý máy trên : Tín hiệu điện tim được lấy từ người bệnh nhân qua điện cực dán [hoặc điện cực giác hút] qua đường dây cáp khám đến mạch tiền khuếch đại. Mạch có nhiệm vụ khuếch đaị thuật toán và loại bỏ nhiễu. Sau đó tín hiệu đến tầng công suất để khuếch đại tín hiệu thành dòng điện. Dòng điện biến thiên này sẽ được đưa vào một cuộn dây, dưới tác động của dòng điện cuộn dây sinh ra một từ trường biến thiên. Từ trường biến thiên này tác động lên thanh nam châm đồng thời là bút vẽ. Bút này di chuyển tịnh tiến khi cuộn rubăng giấy di chuyển sẽ vẽ lại trên giấy đồ thị của sự biến thiên, và đó cũng là tín hiệu điện tâm đồ.
Trong mạch tiền khuếch đại trên, vì hệ số khuếch đại phụ thuộc nhiều vào linh kiện, mà máy thì phải đọc chính xác nên người ta lắp chiết áp để điều chỉnh đúng với giá trị tín hiệu thực của bệnh nhân = 1mV trên tín hiệu chuẩn [calib 1mV]
Còn khi in ra giấy người ta có thể thay đổi được biên độ tín hiệu để in ra giấy ứng với các ô. Thường các máy điện tim có 3 mức 5 -10 – 20 mm/1mV.
4.Các đạo trình điện tâm đồ:
Như đã đề cập ở trên, có thể xác định được tín hiệu ECG thông qua hệ thống điện cực đặt trên bề mặt cơ thể. Người ta đặt các điện cực ở những vị trí thuận lợi nhất, phản ánh trung thực tín hiệu ECG, gọi là những điểm chuẩn: tại cẳng tay trái [điện cực tay trái – TT]; cẳng tay phải [điện cực tay phải –TP] và chân trái [điện cực chân trái – CT]. Giữa từng cặp điểm đặt điện cực có các hiệu điện thế tương ứng sẽ được ghi lại, gọi là “các đường đạo trình điện tâm đồ”. Các đạo trình điện tâm đồ ghi hình ảnh các vectơ khử cực và tái cực phản chiếu lên các trục khác nhau để thăm dò các vùng khác nhau của cơ tim, cung cấp thông tin về nhiều mặt của tim.
Có 12 đạo trình chính [I, II, III, aVR, aVL, aVF, V1, V2, V3, V4, V5, V6],
Ngoài ra còn có một số đạo trình ít sử dụng, chỉ được ghi khi có chỉ định cần thiết. Các đạo trình được tạo thành từ mỗi cặp điện cực Einthoven được gọi là các đạo trình lưỡng cực chi, hay còn gọi là các đạo trình cơ bản [đạo trình mẫu], chúng được ký hiệu là I, II và III [có sách gọi là D1, D2, D3].Theo định luật Einthoven có: II = I + III, điều này có thể giúp cho việc kiểm tra các điện cực có được đặt đúng vị trí hay không.
Để giảm ảnh hưởng của nhiễu khi ghi các thế điện sinh học bằng điện cực cơ bản, người ta thêm vào điện cực phụ thứ tư đặt ở chân phải [điện cực chân phải – CP], điện cực này được nối với vỏ của máy điện tim và được nối đất. Điện cực đặt tại lồng ngực phía trên quả tim, gọi là điện cực tim T [V], sau này được nối với các điện cực tại tứ chi tạo các đạo trình tương ứng để ghi điện thế giữa tim và chi, gọi là các đạo trình đơn cực chi, được ký hiệu tương ứng là : VR, VL, VF.
Các đạo trình cơ bản và đạo trình đơn cực chi chỉ cho biết hiệu điện thế giữa hai điểm đặt điện cực, chứ không cho biết trị số tuyệt đối của mỗi điện cực là bao nhiêu. Để khắc phục điều này người ta dùng cách triệt tiêu điện thế của mỗi cực bằng cách nối các điện thế từ tay phải, tay trái và chân trái với nhau qua những điện trở R nhất định, còn một cực khác đặt tại điểm cần nghiên cứu trên bề mặt ngực. Cách mắc như thế gọi là các đạo trình đơn cực trước ngực. Nếu điều chỉnh điện cực tim tại các vị trí khác nhau trên lồng ngực thì số lượng các đạo trình tim có thể tăng đáng kể. Có sáu đạo trình đơn cực trước ngực [ V1,, V2, V3, V4, V5, V6 ].
5.Cách đặt các điện cực ghi điện tâm đồ:
*Thao tác gắn các chuyển đạo ngoại biên:
Cần gắn vào cổ 4 chi theo đúng vị trí như sau:
– Kẹp màu đỏ: Vào tay phải
– Kẹp màu đen: Vào chân phải
– Kẹp màu xanh dương: Vào tay trái
– Kẹp màu xanh lá: Vào chân trái
* Thao tác gắn điện cực chuyển đạo trước tim
Chú ý: Trước khi gắn cần thoa 1 ít gel lên da, cần gắn chặt không để hở đúng theo thứ tự màu sắc như sau:
– V1 [màu Đỏ]: Gắn ở liên sườn 4, phía cạnh phải xương ức.
– V2 [màu Vàng]: Gắn ở liên sườn 4, phía cạnh trái xương ức.
– V4 [màu Nâu]: Gắn ở giao điểm của đường trung đòn trái với liên sườn 5.
– V3 [màu Xanh]: Gắn ở điểm giữa khoảng cách V2 và V4.
– V5 [màu Đen]: Gắn ở giao điểm của đường nách trước trái với đường ngang đi qua V4.
– V6 [màu Tím]: Gắn ở giao điểm của đường nách giữa trái với đường ngang đi qua V4.
*Chuẩn hoá
Thời gian: Người ta in sẵn giấy những dòng kẻ dọc cách nhau 1mm– Với tốc độ chạy giấy 25mm/s thì mỗi ô 1mm có giá trị 0,04s– Với tốc độ 50mm/s thì mỗi ô 1mm có giá trị 0,02sThường vận tốc là 25mm/s
Biên độ: 10 ô ngang=10mm=1mV và như vậy mỗi ô 1mm tương ứng với 0,1mV