心电图或心电图（也称为EKG-缩写自德语单词Elektro-Kardiographie）是心脏的电记录，用于心脏病的调查。本应用笔记使用DrDAQ示波器/数据记录仪来读取和存储心电图，但这可以由任何PicoScope示波器取代。 英国生理学家Augustus D. Waller是心电图学的先驱，并于1887年发表了第一个人体心电图。然而在1911年，沃勒说：“我不认为心电图很可能在医院中被广泛使用。它最多可能是罕见的，偶尔用来提供一些罕见的心脏病异常记录。” 然而，仅仅13年后，诺贝尔医学奖被授予荷兰生理学家Willem Einthoven，他将这种奇怪的生理现象转化为一种至今仍在使用的不可或缺的临床记录设备。：
什么是心电图？
心电图或ECG / EKG是由心脏组织中的电活动产生的电势的表面测量。以离子形式的电流以心肌纤维的收缩发出信号，导致心脏的泵送作用。
心电图是一种有价值的非侵入性诊断工具，于1913年首次用于Einthoven发明的弦线电流计。下面的结果显示了Einthoven原始痕迹之一的复制品。
Einthoven的录音称为“三导联”心电图，测量取自身体上的三个点（定义“Einthoven三角形” - 心脏位于中心的等边三角形。）L1和L2的潜在读数之间的差异是什么用于产生输出心电图迹线。L3连接为机身和记录设备（示波器）建立了一个共同点。
建立ECG迹线与心脏中的电事件之间的对应关系被称为心电学的逆问题：从身体表面上的那些源产生的电势求解电源。
ECG应用的描述
心电图设备是根据肖恩卡尔森的“业余科学家”文章构建的，该文章刊登在2000年6月的“科学美国人”杂志上。该文章描述了基于可用于测量ECG的仪器放大器的电路布局。
该电路用一些修改构建为描述下面，和一个DrDAQ数据采集卡被用于读出的输出信号转换成一个笔记本电脑，它有效地作为一个存储范围。基本设置如下图所示。
DrDAQ心电图项目设置
样本结果
下图显示了使用Einthoven的三个＆ndsah;导联心电图方法捕获的样本痕迹
L1和L2的结果导致胸部
手腕上有L1和L2导致的结果
心电图电路描述
电可以杀死 - 如果你想自己尝试这个项目，那么请先阅读安全问题。
如前所述，用于ECG应用的电子电路类似于Shawn Carlson的Scientific American文章中描述的电子电路。电路图如下所示。在它的心脏是从AD624AD仪表放大器ADI公司。
心电图电路图
输入电缆和电路
放大器从自粘电极获取输入，该电极连接到正在拍摄ECG的受试者身体。由于信号很小，放大器容易受到各种噪声源的影响，因此将电极连接到电路输入端的电缆（图中蓝色，红色和绿色圆圈所示）非常重要（1） ）尽可能短和（2）保护良好。RG-174 50欧姆带有lemo连接器的同轴电缆被选用，因为这些电缆很好用于这个项目，因为它们坚固，又薄又轻，并且lemo连接器易于插入和拔出铝制金属盒子用来容纳电路。
因为安全问题与将人与电子设备电连接到与重要电源相关联的电子设备相关联，二极管保护被添加到放大器的输入端。上面所示的电路仅使用两节9伏电池，这些电池本身并不构成“重要的电源”，但放大器输出所连接的示波器或计算机通常由来自的线电压供电。墙上插座。如果由于某种原因导致功率浪涌导致示波器或计算机发生灾难性事件，可以想象线路电压可以通过放大器传输到其输入端。尽管这种情况不太可能，但二极管与地的连接原则上应该将电流路由到地，因为它只需要0。二极管上的6伏电压作为短路之前。0.6伏特比来自心脏的电信号大得多，所以这不应该影响电路的性能。此外，每个输入需要两个相反方向的二极管 - 一个用于在正电压摆幅期间传输电流，另一个用于负电压摆幅。或者，为了提高安全性，可以重新设计电路并用光隔离器电路代替保护二极管 - 这将在电极和电源之间提供完全的电流隔离（高达几千伏）。每个输入需要两个相反方向的二极管 - 一个用于在正电压摆幅期间传输电流，另一个用于负电压摆幅。或者，为了提高安全性，可以重新设计电路并用光隔离器电路代替保护二极管 - 这将在电极和电源之间提供完全的电流隔离（高达几千伏）。每个输入需要两个相反方向的二极管 - 一个用于在正电压摆幅期间传输电流，另一个用于负电压摆幅。或者，为了提高安全性，可以重新设计电路并用光隔离器电路代替保护二极管 - 这将在电极和电源之间提供完全的电流隔离（高达几千伏）。
输出电缆和电路
对于输出信号，隔板BNC连接器安装在包含电路的盒子上，以便输出可以通过正确端接的50欧姆同轴电缆直接连接到示波器。
电路的输出部分相对于Scientific American文章进行了修改，因此输出可以连接到DrDAQ ADC，该ADC具有0到5伏电压的动态范围。这与具有正脉冲和负脉冲的ECG信号不匹配。因此，必须将放大器的输出与所示的1μF电容交流耦合，并添加一个连接到+9伏电源的上拉电阻，使直流电平达到约2伏的正值（参见样品走线）以上）。使用了一个680kΩ的电阻器，因为ADC上的电阻（形成分压器的另一个支路）测得大约为180k欧姆。
电源
两个9伏电池用于放大器的电源（以及输出信号的上拉）。电池的相关端子连接到安装在底盘上的开关，以便于上下电源。还使用去耦电容器。
接地和降噪
电路的接地和输入和输出电缆连接到容纳电路的金属盒，绝缘脚安装在盒子上。这样做的想法是，电路的接地将来自任何正在查看输出的设备 - 示波器或计算机。由于这些设备通常由线路电压供电，因此来自墙壁插座的接地通常提供非常好的接地连接。
但是，正如安全问题部分所述，人们应该非常谨慎地将家用电路连接到运行重要电源的电路上。原则上，人们可以使用电池耗尽的笔记本电脑更安全地读出电路。然而，这使得笔记本电脑的地面浮动，没有良好的接地连接，发现存在大量噪声，并且ECG信号变得完全模糊。如果电路可以连接到良好的接地连接，那么使用电池供电的笔记本电脑应该可以正常工作。
即使将笔记本电脑插入电源插座，仍然会发现大量噪音。已经发现，通过将连接对象的电缆保持靠近在一起获得最佳结果，从而减少感应拾取。
作为该项目的一项改进，可以调查其他降噪措施。
安全问题
任何希望尝试此应用程序的人都必须对安全协议有很好的理解。
如电子电路部分所述，当您将身体连接到任何电子设备时，您必须比通常使用标准家用电子设备更加小心，因为它可能非常容易导致严重甚至致命的电子设备休克。
将电极放置在主体上为电流提供了良好的路径 - 引线L1和L2之间的测量阻抗约为50k欧姆。
专业构建的医疗设备具有显着的过压保护功能，因此线路电源故障不会对患者造成危害 - 对于此应用，二极管用于提供有限的过压保护。为了进一步提高安全性，可以将光隔离器集成电路添加到现有电路中，使得受试者与电源完全隔离。
建议您在暴风雨期间使用此ECG设备。
您不应尝试使用此处所述的设置，除非您了解并熟悉以安全和受控的方式使用电力。