心電圖機的主要參數(shù)

1、精選文檔四、心電圖機的主要性能參數(shù)心電圖機所記錄的心電圖，必須將心電電流的變化不失真地放大出來以供醫(yī)務人員診斷心臟機能的好壞。心電圖機的性能如有失常，會引起臨床診斷中的差錯。鑒別心電圖機性能的好壞，常以其技術指標來表示。熟悉技術指標，并理解其內(nèi)涵，對設計、使用、調(diào)整、維修心電圖機是很必要的。下面簡單介紹心電圖機主要技術指標的意義和檢測方法。 1 輸入電阻心電圖機的輸入電阻即為前置放大器的輸入電阻，一般要求大于 2M 。輸入電阻愈大，因電極接觸電阻不同而引起的波形失真越小，共模抑制比就越高。 2 靈敏度心電圖機的靈敏度是指輸入 1mV 電壓時描筆偏轉的幅度，通常用 mm / mV 表示，它反映了

2、整機放大器放大倍數(shù)的大小。一般將心電圖機的靈敏度分為三擋（ 5mm/mV 、 10mm / mV 、 20mm/ mV ) ，且分擋可調(diào)。心電圖機的標準靈敏度為 10mm/mV ，規(guī)定標準靈敏度的目的是便于對各種心電圖進行比較。在有的導聯(lián)出現(xiàn) R 波特別高或 S 波特別深時，也可以采用 5mm / mV 靈敏度擋位。有的心電波電壓比較微弱，也可采用比標準靈敏度更高的靈敏度如 20mm / mV ，以方便對心電圖波形的診斷。為了能迅速準確地選擇靈敏度，在儀器面板上裝有靈敏度選擇開關。為了使機器的靈敏度能夠連續(xù)可調(diào)，在機器面板上還設有增益調(diào)節(jié)電位器。判斷心電圖機的靈敏度是否正常，檢測方法為：將導聯(lián)

3、選擇開關置于“ Test ”位（有的標注“ 1 mV , ' ) ，靈敏度選擇開關置于“ 1 ”擋（ 10mm / mV ) ，工作開關置于“觀察”位，利用本機內(nèi)的 1 mV 標準信號，不斷地打出矩形波，在走紙過程中，記錄下矩形波的幅度。調(diào)節(jié)增益電位器，使描記幅度正好為 10mm。改變靈敏度選擇開關的位置，給出 1 mV 標準信號時，應能得到成比例變化的矩形波信號。 3 噪聲和漂移噪聲指的是心電圖機內(nèi)部元器件工作時，由于電子熱運動等產(chǎn)生的噪聲，不是因使用不當、外來干擾形成的噪聲。這種噪聲使心電圖機在沒有輸入信號時仍有微小雜亂波輸出。這種噪聲如果過大，不但影響圖形美觀，而且還影響心電波的

4、正常性，因此要求噪聲越小越好，在描記的曲線中應看不出噪聲波形。噪聲的大小可以用折合到輸入端的作用大小來計算，一般要求低于相當于輸入端加人幾微伏以下信號的作用，國際上規(guī)定其值不大于15V。漂移是指輸出電壓偏離原來起始點而上下漂動緩慢變化的現(xiàn)象。心電圖機采用了將直流信號或變化極緩慢的信號進行放大的直流放大器，級間采用直接耦合的方式，當放大器的輸入端短路時，輸出端也有緩慢變化的電壓產(chǎn)生，這種現(xiàn)象叫做漂移，也叫零點漂移。一般情況下，放大器的級數(shù)越多，零點漂移越嚴重。當漂移電壓的大小可以和心電信號電壓相比時，就會造成分辨困難。零點漂移主要是由晶體管參數(shù)隨溫度變化而產(chǎn)生的；放大器電源電壓的波動也會引起靜態(tài)

5、工作點產(chǎn)生變化，以致產(chǎn)生漂移；電路元件老化，其參數(shù)隨著使用時間的延長而改變，也會引起零點漂移。檢測方法：機器接通電源，導聯(lián)選擇開關置于“ Test ”位（ 1 mV 位），增益調(diào)節(jié)器置最大，有筆跡寬度調(diào)節(jié)的機器，將筆跡調(diào)到最細，走紙，觀察記錄筆跡應是一條很平穩(wěn)光滑的直線。若筆跡有微小抖動，則是噪聲所致；若基線位置緩慢移動，則是漂移所致。 4 時間常數(shù)若給 RC 串聯(lián)電路接通直流電壓 E 后，電容器的充電電流并不是一個常量，而是時間 t 的函數(shù)。表達式為式中為時間常數(shù)； ic ( t ）為 t 時刻電容兩端的充電電流。該式說明電容器的充電電流ic 由初始值 ER開始，隨著時間的延長，按指數(shù)規(guī)律衰

6、減，當 t 等于時間常數(shù)時，其值衰減到初始值的 1 / e ，即 36 . 8 ?；谏鲜鲈恚碾妶D機的時間常數(shù)的數(shù)值是指，在直流輸入時，心電圖機描記出的信號幅度將隨時間的增加而逐漸下降，輸出幅度自 100 下降到 37 左右所需的時間。這個指標一般要求大于 3.2s ；若過小，幅值就下降過快，甚至會使輸入信號為方波信號時輸出信號變成尖峰波，這就不能反映心電波形的真實情況。心電圖機工作在標準靈敏度。將導聯(lián)選擇開關置于“ Test ”位（ 1 mV 位），將描筆基線調(diào)至記錄紙中心線上，走紙，按下 1mV 定標電壓開關，直到記錄筆回到記錄紙中心線再松開，停止走紙。計算波幅從 10 mm下降到 3

7、.7 mm時所經(jīng)過的時間，就是該機的時間常數(shù)，如圖 4 一 25 所示。圖425 時間常數(shù)的測量在走紙速度為 25 mm / S 時，心電圖記錄紙每一小格代表時間 0 . 04s ，將波幅自 10 mm 下降到 3 . 7 mm所經(jīng)過的格數(shù)二乘以 0 . 04s ，即得出時間常數(shù)：=0.04x（s)。 5 線性心電圖機的線性包括移位的線性和測量電壓的線性兩方面。 (1)移位的線性心電圖機的描筆在描記寬度允許的范圍內(nèi)，處于任何位置時，輸入相同幅度的信號，描筆偏轉的幅度若相同，則此心電圖機的線性良好；描筆偏轉的幅度若不同，則此心電圖機線性不好。線性不好的心電圖機在描記心電圖波形時會產(chǎn)生失真。影響心

8、電圖機線性指標的因素較多。如晶體管的輸入特性、輸出特性，差動放大器電路的對稱性，以及放大器工作點的設置，等等，都影響整機的線性。將機器接通電源，導聯(lián)選擇開關置于“ Test ”位（ 1mV ) ，將描筆基線調(diào)到記錄紙的下沿處，靈敏度選擇開關置 10mm / mV 。走紙，并不斷給出 1mV 標壓信號，同時調(diào)節(jié)基線電位器，改變描筆在記錄紙上的基線位置，這樣得出如圖 4 一 26 所示的波形。通過比較各個位置上矩形波的幅度來判斷整機的線性。圖426 線性檢測波形(2)測量電壓的線性線性好的心電圖機，在輸入信號幅度變化時，輸出信號應與輸入信號成正比變化。例如，當心電圖機處于 10mm/mV 標準靈敏

9、度情況時，給心電圖機分別輸入 0 . 1mV , 0 . 2mV , 0 . 3mV ， 不同的幅值信號時，如果輸出描記下來的信號高度分別為 1mm , 2mm , 3mm ， ，則說明心電圖機線性好，線性誤差為零。實際上，由于心電放大器非線性失真等原因，心電圖總是存在一定線性誤差。線性誤差越小，說明非線性失真越好。當工作頻率在 0 . 05100 Hz 范圍內(nèi)時，要求描筆記錄幅度在±20mm之內(nèi)，線性誤差應小于 10 。 6 極化電壓皮膚和表皮電極之間會因極化而產(chǎn)生極化電壓。這主要是由于心動電流流過后形成電壓滯留現(xiàn)象。極化電壓對心電圖測量的影響很大，會產(chǎn)生基線漂移等現(xiàn)象。極化電壓最

10、高時可達數(shù)十毫伏乃至上百毫伏。處理不好極化電壓，產(chǎn)生的干擾將是很嚴重的。盡管心電圖機使用的電極已經(jīng)采用了特殊材料，但是，由于溫度的變化以及電場和磁場的影響，電極仍產(chǎn)生極化電壓，一般為 200300mV ，這樣就要求心電圖機要有一個不受極化電壓影響的放大器和記錄裝置。7 阻尼心電圖機的阻尼是指抑制記錄器產(chǎn)生自激振蕩的能力，調(diào)節(jié)適當就可防止記錄器按固有頻率振蕩運動。當心電圖機的阻尼過大時，心電圖上微小的波形幅值降低，嚴重時甚至描記不出來；而當阻尼過小時，心電圖上的尖峰波（如 R 波， S 波等）幅值會增加。因此，需將其調(diào)至適中狀態(tài)，以保持不失真地記錄波形。機器接通電源后，將導聯(lián)選擇開關置于“ Te

11、st ”位（ 1 mV 位），靈敏度調(diào)于 10mm / mV ，走紙，不斷打出標準電壓的矩形波，并觀察波形。阻尼過大的波形折角處圓滑；阻尼過小的波形折角處出尖脈沖。一般用定標波形檢驗阻尼狀況，定標波形方波不發(fā)生畸變即阻尼適中。阻尼過大、過小、適中三種情況下描記的定標波形如圖 4 一 27 所示。圖 4一27 心電圖機描記的正常、過阻尼及欠阻尼波形8 頻率響應特性人體心電波形并不是單一頻率的，而是可以分解成不同頻率、不同比例的正弦波成分，也就是說心電信號含有豐富的高次諧波。若心電圖機對不同頻率的信號有相同的增益，則描記出來的波形就不會失真。但是，放大器對不同頻率的信號的放大能力并不是完全一樣的。

12、心電圖機輸入相同幅值、不同頻率信號時，其輸出信號幅度隨頻率變化的關系稱為頻率響應。心電圖機的頻率響應主要取決于放大器和記錄器的頻率響應。頻率響應越寬越好，一般心電放大器比較容易滿足頻寬要求，而記錄器是決定頻率響應的主要因素。選用低頻信號發(fā)生器提供 170Hz 的正弦波信號。通過導聯(lián)線將振蕩信號輸入到心電圖機中。導聯(lián)線的左手電極（黃色線）接信號發(fā)生器的輸出端，右手電極（紅色線）與右腿電極（黑色線）短路后接信號發(fā)生器的接地端。心電圖機工作在標準靈敏度狀態(tài)，將阻尼調(diào)節(jié)正常。將導聯(lián)選擇開關置于標準“”導聯(lián)。選定信號發(fā)生器的工作頻率為 10Hz ，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的輸出強度，使心電圖機描記幅度達到 10

13、。走紙，記錄下這個波形。固定信號發(fā)生器的輸出強度（必要時，用數(shù)字電壓表監(jiān)視信號發(fā)生器的輸出幅度，保持其不變），改變信號發(fā)生器的工作頻率，觀察并讓心電圖機分別記錄下波形。以工作頻率為橫坐標、信號波幅值為縱坐標，將上述記錄情況描繪出一條曲線，即心電圖機的頻率響應特性曲線。 9 共模抑制比心電圖機一般都采用差動式電路。這種電路對于同相信號（又稱共模信號，如周圍電磁場所產(chǎn)生的干擾信號）有抑制作用，對異相信號（又稱差模信號，欲描記的心電信號就是異相信號）有放大作用。共模抑制比（ CMRR ) ，指心電圖機的差模信號（心電信號）放大倍數(shù) Ad 與共模信號（干擾和噪聲）放大倍數(shù) Ac 之比，表示抗干擾能力的

14、大小。準備一個矩形波發(fā)生器，如圖 4 一 28 所示。圖中 E 是 15V 電源（可用普通干電池） ; S 是微動開關； R 是防止電源短路的電阻，其數(shù)值沒有嚴格限制，一般選為 10K 。將此矩形波發(fā)生器的輸出一端與導聯(lián)線中的右腿電極（黑色線）相接，另一端與左、右手電極（黃色線和紅色線）接到一起，導聯(lián)線與心電圖機接好后，將心電圖機置標準靈敏度，導聯(lián)選擇置標準“”導聯(lián)，按下矩形波發(fā)生器的微動開關 S ，記錄下此時信號波形幅度。若信號波形幅度為 x ，則共模抑制比CMRR=AdAc=10mm/1mVxmm/1.5V=15000x若測得x=5 mm ，那么，該機的共模抑制比為 3 000 : 1 。

15、 10 .走紙速度在心電圖機記錄紙上，橫坐標代表時間，因此走紙速度的準確性就直接影響到所測量心電圖波形的時間間隔的準確性，這就要求走紙速度均勻。常用的走紙速度有 25mm/s和 50mm/s倆擋。將心電圖機置于“ Test ”位（ 1mV 位），通電走紙，觀察秒表指針，在開始計時的瞬間記錄一個 1 mV 標準矩形波，經(jīng)過時間 t 后再記錄一個矩形波，然后數(shù)出兩個矩形波前沿（走紙記錄始、終點標志）之間的小格數(shù)二，一個小格的間距是 1 mm ，所以，走紙速度 v xt 。例如，記錄時間 t=10s ，兩個矩形波前沿間距共 250 個小格，那么記錄速度就是 25 mm/s。 11 絕緣性能為了保證醫(yī)務人員和患者的安全，心電圖機應具有良好的絕緣性。絕緣性常用電源對機殼的電阻來表示，有時也用機殼