心電圖機
Electrocardiograph (ECG)

       心電圖指的是在體表以電極量測到因心臟肌肉活動所產生的電氣活動訊號。 心電

圖訊號之特性根據美國心臟學會(American Heart Association，AHA)所建議，振幅大小約

為l mV、頻率範圍約為0.05HHz至150Hz。訊號係記錄體表二電極間電位的差異而得，任

意一組差勤電壓之記錄，即是俗稱之導程。現今在臨床上所使用的12導程心電圖機，即

是出貼置於體表不同位置的10個電極所組合運算而得到，分別為貼置於四肢的四個電極

、胸腔上的六個電極，其中位於右腳的電極連接被當作參考電極，用以減少外界之電器

干擾。根據艾氏定義的專程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為：

Ⅰ=VLA - VRAA      LA：左手

Ⅱ=VLL - VRA       RA：右手

Ⅲ=VLL - VLA       LL：左腳

    三者恰為如下圖之艾氏三角形之三邊，同時滿足Ⅰ=Ⅱ+Ⅲ的向三運算。因其輸出視不

同部位或方向，可能有正或負值的情形，故又稱為雙極式(bipolar)紀錄。

       在經過三十年後，F. N. Wilson提出將左、右手及左腳的電極導線經適當值的電阻(約

5M歐姆)網路後作短路連接，使之形同這三個電位的平均電位，稱為威氏中間接點(Wilson

 central terminal，WCT)。作為與各肢體電極或胸部電極差動量測時的參考點，是謂單極式

(unipolar)紀錄，可經由下式得到VL、VR、VF等三組導程。

       但是因為所接入的電阻可能會因並聯短路的效應，而降低訊號的幅度。經由等效電路

的演算，可用適當的網路改進其訊號幅度的輸出達兩倍，故稱之為加強(augmented)導程．

分別為aVL、aVR、及aVF三組導程。

       將胸前電極輸出與WCT作插動量測，可紀錄到身體水平切面的六組導程，分別是V1、

V2.....V6。如此構成傳統俗稱12導程心電圖機，亦即包括有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aVL、aVR、aVF、V1

、V2、V3、V4、V5、V6的訊號紀錄輸出。在時間軸上，任一導程所紀錄的訊號，代表的是

自一個不同的角度觀察心臟電氣活動的情形，其典型波形如下圖所示，一般具有P、QRS及

T波等特徵可據以進一步作定量分析波形的特性，而許多心臟方面的問題，可以藉由各部分

波形的振幅大小、極性、形狀、長短、額外波形的出現及心率的變化來作判斷，此外亦可

提供心臟在胸腔中大小、形狀及方向的資訊。

心電圖波形

感測電極：一般以銀/氯化銀(Ag/AgCl)配合導電膠的使用。

錯誤偵測與保護電路：用以防止因電極導程脫落或因去顫器等過電壓訊號而導致之錯誤警訊

                                    或機件失效。

專程切換選擇器：經由手動或自動切換選擇單一或一組導程，進行訊號放大及紀錄。

隔離前級放大器：具有高輸入阻抗極高共模拒斥比之儀表放大器。用以放大微弱的體表電壓

                             訊號。並經由隔離電路與主電源之60Hz電流隔離，以保護量測訊號與受測

                            者．免受雜訊與漏電流之影響，通常具有數個或連續可調整的增益(x5、x10

                            、x20)。

右腳驅動電路：經此電路與受測者的右腳連接，提供在受測者身體上的一個接地參考電位。

自動校正與基線補償電路：提供一l mV方波訊號，以進行系統校正及基線漂移的補償。

記錄器：便用永久式的熱感式列表機或非永久式的螢幕、記憶裝置以顯示或紀錄ECG訊號。

類比數位轉換器：以10-12位元之類比數位轉換器將經放大器後之訊號轉換成數位訊號，以利

                             顯示、儲存、處理及傳輸。

微處理機與周邊裝置：用以控制量測流程、資料儲存、紀錄顯示等心電圖機之所有功能，並

                                    可配合其周邊設備進行受測者資料之輸入、量測模式之選擇、資料之

                                    列印與傳輪等功能。

資料儲存記憶體：用以儲存數位化後之有限時間裡的ECG訊號。

控制與分析程式：用以初步補助判讀ECG訊號的演算法。

參考文獻：醫療儀器總覽8─醫療儀器(國科會精密儀器發展中心出版)

                心電圖機p56~57─林啟萬

Harold編制