心電圖或心電圖（也稱為EKG-縮寫自德語單詞Elektro-Kardiographie）是心臟的電記錄，用于心臟病的調查。本應用筆記使用DrDAQ示波器/數據記錄儀來讀取和存儲心電圖，但這可以由任何PicoScope示波器取代。 英國生理學家Augustus D. Waller是心電圖學的先驅，并于1887年發表了第一個人體心電圖。然而在1911年，沃勒說：“我不認為心電圖很可能在醫院中被廣泛使用。它最多可能是罕見的，偶爾用來提供一些罕見的心臟病異常記錄。” 然而，僅僅13年后，諾貝爾醫學獎被授予荷蘭生理學家Willem Einthoven，他將這種奇怪的生理現象轉化為一種至今仍在使用的不可或缺的臨床記錄設備。：
什么是心電圖？
心電圖或ECG / EKG是由心臟組織中的電活動產生的電勢的表面測量。以離子形式的電流以心肌纖維的收縮發出信號，導致心臟的泵送作用。
心電圖是一種有價值的非侵入性診斷工具，于1913年首次用于Einthoven發明的弦線電流計。下面的結果顯示了Einthoven原始痕跡之一的復制品。
Einthoven的錄音稱為“三導聯”心電圖，測量取自身體上的三個點（定義“Einthoven三角形” - 心臟位于中心的等邊三角形。）L1和L2的潛在讀數之間的差異是什么用于產生輸出心電圖跡線。L3連接為機身和記錄設備（示波器）建立了一個共同點。
建立ECG跡線與心臟中的電事件之間的對應關系被稱為心電學的逆問題：從身體表面上的那些源產生的電勢求解電源。
ECG應用的描述
心電圖設備是根據肖恩卡爾森的“業余科學家”文章構建的，該文章刊登在2000年6月的“科學美國人”雜志上。該文章描述了基于可用于測量ECG的儀器放大器的電路布局。
該電路用一些修改構建為描述下面，和一個DrDAQ數據采集卡被用于讀出的輸出信號轉換成一個筆記本電腦，它有效地作為一個存儲范圍。基本設置如下圖所示。
DrDAQ心電圖項目設置
樣本結果
下圖顯示了使用Einthoven的三個＆ndsah;導聯心電圖方法捕獲的樣本痕跡
L1和L2的結果導致胸部
手腕上有L1和L2導致的結果
心電圖電路描述
電可以殺死 - 如果你想自己嘗試這個項目，那么請先閱讀安全問題。
如前所述，用于ECG應用的電子電路類似于Shawn Carlson的Scientific American文章中描述的電子電路。電路圖如下所示。在它的心臟是從AD624AD儀表放大器ADI公司。
心電圖電路圖
輸入電纜和電路
放大器從自粘電極獲取輸入，該電極連接到正在拍攝ECG的受試者身體。由于信號很小，放大器容易受到各種噪聲源的影響，因此將電極連接到電路輸入端的電纜（圖中藍色，紅色和綠色圓圈所示）非常重要（1） ）盡可能短和（2）保護良好。RG-174 50歐姆帶有lemo連接器的同軸電纜被選用，因為這些電纜很好用于這個項目，因為它們堅固，又薄又輕，并且lemo連接器易于插入和拔出鋁制金屬盒子用來容納電路。
因為安全問題與將人與電子設備電連接到與重要電源相關聯的電子設備相關聯，二極管保護被添加到放大器的輸入端。上面所示的電路僅使用兩節9伏電池，這些電池本身并不構成“重要的電源”，但放大器輸出所連接的示波器或計算機通常由來自的線電壓供電。墻上插座。如果由于某種原因導致功率浪涌導致示波器或計算機發生災難性事件，可以想象線路電壓可以通過放大器傳輸到其輸入端。盡管這種情況不太可能，但二極管與地的連接原則上應該將電流路由到地，因為它只需要0。二極管上的6伏電壓作為短路之前。0.6伏特比來自心臟的電信號大得多，所以這不應該影響電路的性能。此外，每個輸入需要兩個相反方向的二極管 - 一個用于在正電壓擺幅期間傳輸電流，另一個用于負電壓擺幅。或者，為了提高安全性，可以重新設計電路并用光隔離器電路代替保護二極管 - 這將在電極和電源之間提供完全的電流隔離（高達幾千伏）。每個輸入需要兩個相反方向的二極管 - 一個用于在正電壓擺幅期間傳輸電流，另一個用于負電壓擺幅。或者，為了提高安全性，可以重新設計電路并用光隔離器電路代替保護二極管 - 這將在電極和電源之間提供完全的電流隔離（高達幾千伏）。每個輸入需要兩個相反方向的二極管 - 一個用于在正電壓擺幅期間傳輸電流，另一個用于負電壓擺幅。或者，為了提高安全性，可以重新設計電路并用光隔離器電路代替保護二極管 - 這將在電極和電源之間提供完全的電流隔離（高達幾千伏）。
輸出電纜和電路
對于輸出信號，隔板BNC連接器安裝在包含電路的盒子上，以便輸出可以通過正確端接的50歐姆同軸電纜直接連接到示波器。
電路的輸出部分相對于Scientific American文章進行了修改，因此輸出可以連接到DrDAQ ADC，該ADC具有0到5伏電壓的動態范圍。這與具有正脈沖和負脈沖的ECG信號不匹配。因此，必須將放大器的輸出與所示的1μF電容交流耦合，并添加一個連接到+9伏電源的上拉電阻，使直流電平達到約2伏的正值（參見樣品走線）以上）。使用了一個680kΩ的電阻器，因為ADC上的電阻（形成分壓器的另一個支路）測得大約為180k歐姆。
電源
兩個9伏電池用于放大器的電源（以及輸出信號的上拉）。電池的相關端子連接到安裝在底盤上的開關，以便于上下電源。還使用去耦電容器。
接地和降噪
電路的接地和輸入和輸出電纜連接到容納電路的金屬盒，絕緣腳安裝在盒子上。這樣做的想法是，電路的接地將來自任何正在查看輸出的設備 - 示波器或計算機。由于這些設備通常由線路電壓供電，因此來自墻壁插座的接地通常提供非常好的接地連接。
但是，正如安全問題部分所述，人們應該非常謹慎地將家用電路連接到運行重要電源的電路上。原則上，人們可以使用電池耗盡的筆記本電腦更安全地讀出電路。然而，這使得筆記本電腦的地面浮動，沒有良好的接地連接，發現存在大量噪聲，并且ECG信號變得完全模糊。如果電路可以連接到良好的接地連接，那么使用電池供電的筆記本電腦應該可以正常工作。
即使將筆記本電腦插入電源插座，仍然會發現大量噪音。已經發現，通過將連接對象的電纜保持靠近在一起獲得最佳結果，從而減少感應拾取。
作為該項目的一項改進，可以調查其他降噪措施。
安全問題
任何希望嘗試此應用程序的人都必須對安全協議有很好的理解。
如電子電路部分所述，當您將身體連接到任何電子設備時，您必須比通常使用標準家用電子設備更加小心，因為它可能非常容易導致嚴重甚至致命的電子設備休克。
將電極放置在主體上為電流提供了良好的路徑 - 引線L1和L2之間的測量阻抗約為50k歐姆。
專業構建的醫療設備具有顯著的過壓保護功能，因此線路電源故障不會對患者造成危害 - 對于此應用，二極管用于提供有限的過壓保護。為了進一步提高安全性，可以將光隔離器集成電路添加到現有電路中，使得受試者與電源完全隔離。
建議您在暴風雨期間使用此ECG設備。
您不應嘗試使用此處所述的設置，除非您了解并熟悉以安全和受控的方式使用電力。