心電圖機(jī)的主要參數(shù)

1、四、心電圖機(jī)的主要性能參數(shù)心電圖機(jī)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(lái)以供醫(yī)務(wù)人員診斷心臟機(jī)能的好壞。心電圖機(jī)的性能如有失常，會(huì)引起臨床診斷中的差錯(cuò)。鑒別心電圖機(jī)性能的好壞，常以其技術(shù)指標(biāo)來(lái)表示。熟悉技術(shù)指標(biāo)，并理解其內(nèi)涵，對(duì)設(shè)計(jì)、使用、調(diào)整、維修心電圖機(jī)是很必要的。下面簡(jiǎn)單介紹心電圖機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)的意義和檢測(cè)方法。 1 輸入電阻心電圖機(jī)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(jī)的靈敏度是指輸入 1mV 電壓時(shí)描筆偏轉(zhuǎn)的幅度，通常用 mm / mV 表示，它反映了整機(jī)放大

2、器放大倍數(shù)的大小。一般將心電圖機(jī)的靈敏度分為三擋（ 5mm/mV 、 10mm / mV 、 20mm/ mV ) ，且分擋可調(diào)。心電圖機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)靈敏度為 10mm/mV ，規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)靈敏度的目的是便于對(duì)各種心電圖進(jìn)行比較。在有的導(dǎo)聯(lián)出現(xiàn) R 波特別高或 S 波特別深時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)靈敏度更高的靈敏度如 20mm / mV ，以方便對(duì)心電圖波形的診斷。為了能迅速準(zhǔn)確地選擇靈敏度，在儀器面板上裝有靈敏度選擇開(kāi)關(guān)。為了使機(jī)器的靈敏度能夠連續(xù)可調(diào)，在機(jī)器面板上還設(shè)有增益調(diào)節(jié)電位器。判斷心電圖機(jī)的靈敏度是否正常，檢測(cè)方法為：將導(dǎo)聯(lián)選擇開(kāi)關(guān)

3、置于“ Test ”位（有的標(biāo)注“ 1 mV , ) ，靈敏度選擇開(kāi)關(guān)置于“ 1 ”擋（ 10mm / mV ) ，工作開(kāi)關(guān)置于“觀察”位，利用本機(jī)內(nèi)的 1 mV 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，不斷地打出矩形波，在走紙過(guò)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(kāi)關(guān)的位置，給出 1 mV 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，應(yīng)能得到成比例變化的矩形波信號(hào)。 3 噪聲和漂移噪聲指的是心電圖機(jī)內(nèi)部元器件工作時(shí)，由于電子熱運(yùn)動(dòng)等產(chǎn)生的噪聲，不是因使用不當(dāng)、外來(lái)干擾形成的噪聲。這種噪聲使心電圖機(jī)在沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí)仍有微小雜亂波輸出。這種噪聲如果過(guò)大，不但影響圖形美觀，而且還影響心電波的正常性，因此要求噪聲

4、越小越好，在描記的曲線中應(yīng)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(lái)計(jì)算，一般要求低于相當(dāng)于輸入端加人幾微伏以下信號(hào)的作用，國(guó)際上規(guī)定其值不大于15V。漂移是指輸出電壓偏離原來(lái)起始點(diǎn)而上下漂動(dòng)緩慢變化的現(xiàn)象。心電圖機(jī)采用了將直流信號(hào)或變化極緩慢的信號(hào)進(jìn)行放大的直流放大器，級(jí)間采用直接耦合的方式，當(dāng)放大器的輸入端短路時(shí)，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(diǎn)漂移。一般情況下，放大器的級(jí)數(shù)越多，零點(diǎn)漂移越嚴(yán)重。當(dāng)漂移電壓的大小可以和心電信號(hào)電壓相比時(shí)，就會(huì)造成分辨困難。零點(diǎn)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(dòng)也會(huì)引起靜態(tài)工作點(diǎn)產(chǎn)生變化，以致

5、產(chǎn)生漂移；電路元件老化，其參數(shù)隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)而改變，也會(huì)引起零點(diǎn)漂移。檢測(cè)方法：機(jī)器接通電源，導(dǎo)聯(lián)選擇開(kāi)關(guān)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(jī)器，將筆跡調(diào)到最細(xì)，走紙，觀察記錄筆跡應(yīng)是一條很平穩(wěn)光滑的直線。若筆跡有微小抖動(dòng)，則是噪聲所致；若基線位置緩慢移動(dòng)，則是漂移所致。 4 時(shí)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(gè)常量，而是時(shí)間 t 的函數(shù)。表達(dá)式為式中為時(shí)間常數(shù)； ic ( t ）為 t 時(shí)刻電容兩端的充電電流。該式說(shuō)明電容器的充電電流ic 由初始值 ER開(kāi)始，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，按指數(shù)規(guī)律衰減，當(dāng) t 等于時(shí)間

6、常數(shù)時(shí)，其值衰減到初始值的 1 / e ，即 36 . 8 ?；谏鲜鲈恚碾妶D機(jī)的時(shí)間常數(shù)的數(shù)值是指，在直流輸入時(shí)，心電圖機(jī)描記出的信號(hào)幅度將隨時(shí)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(shí)間。這個(gè)指標(biāo)一般要求大于 3.2s ；若過(guò)小，幅值就下降過(guò)快，甚至?xí)馆斎胄盘?hào)為方波信號(hào)時(shí)輸出信號(hào)變成尖峰波，這就不能反映心電波形的真實(shí)情況。心電圖機(jī)工作在標(biāo)準(zhǔn)靈敏度。將導(dǎo)聯(lián)選擇開(kāi)關(guān)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(biāo)電壓開(kāi)關(guān)，直到記錄筆回到記錄紙中心線再松開(kāi)，停止走紙。計(jì)算波幅從 10 mm下降到 3.7 mm時(shí)所經(jīng)過(guò)的

7、時(shí)間，就是該機(jī)的時(shí)間常數(shù)，如圖 4 一 25 所示。圖425 時(shí)間常數(shù)的測(cè)量在走紙速度為 25 mm / S 時(shí)，心電圖記錄紙每一小格代表時(shí)間 0 . 04s ，將波幅自 10 mm 下降到 3 . 7 mm所經(jīng)過(guò)的格數(shù)二乘以 0 . 04s ，即得出時(shí)間常數(shù)：。 5 線性心電圖機(jī)的線性包括移位的線性和測(cè)量電壓的線性兩方面。 (1)移位的線性心電圖機(jī)的描筆在描記寬度允許的范圍內(nèi)，處于任何位置時(shí)，輸入相同幅度的信號(hào)，描筆偏轉(zhuǎn)的幅度若相同，則此心電圖機(jī)的線性良好；描筆偏轉(zhuǎn)的幅度若不同，則此心電圖機(jī)線性不好。線性不好的心電圖機(jī)在描記心電圖波形時(shí)會(huì)產(chǎn)生失真。影響心電圖機(jī)線性指標(biāo)的因素較多。如晶體管的輸

8、入特性、輸出特性，差動(dòng)放大器電路的對(duì)稱(chēng)性，以及放大器工作點(diǎn)的設(shè)置，等等，都影響整機(jī)的線性。將機(jī)器接通電源，導(dǎo)聯(lián)選擇開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)置 10mm / mV 。走紙，并不斷給出 1mV 標(biāo)壓信號(hào)，同時(shí)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(guò)比較各個(gè)位置上矩形波的幅度來(lái)判斷整機(jī)的線性。圖426 線性檢測(cè)波形(2)測(cè)量電壓的線性線性好的心電圖機(jī)，在輸入信號(hào)幅度變化時(shí)，輸出信號(hào)應(yīng)與輸入信號(hào)成正比變化。例如，當(dāng)心電圖機(jī)處于 10mm/mV 標(biāo)準(zhǔn)靈敏度情況時(shí)，給心電圖機(jī)分別輸入 0 .

9、1mV , 0 . 2mV , 0 . 3mV ， 不同的幅值信號(hào)時(shí)，如果輸出描記下來(lái)的信號(hào)高度分別為 1mm , 2mm , 3mm ， ，則說(shuō)明心電圖機(jī)線性好，線性誤差為零。實(shí)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(shuō)明非線性失真越好。當(dāng)工作頻率在 0 . 05100 Hz 范圍內(nèi)時(shí)，要求描筆記錄幅度在20mm之內(nèi)，線性誤差應(yīng)小于 10 。 6 極化電壓皮膚和表皮電極之間會(huì)因極化而產(chǎn)生極化電壓。這主要是由于心動(dòng)電流流過(guò)后形成電壓滯留現(xiàn)象。極化電壓對(duì)心電圖測(cè)量的影響很大，會(huì)產(chǎn)生基線漂移等現(xiàn)象。極化電壓最高時(shí)可達(dá)數(shù)十毫伏乃至上百毫伏。處理不好極化電壓，產(chǎn)

10、生的干擾將是很?chē)?yán)重的。盡管心電圖機(jī)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(chǎng)和磁場(chǎng)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(jī)要有一個(gè)不受極化電壓影響的放大器和記錄裝置。7 阻尼心電圖機(jī)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(dāng)就可防止記錄器按固有頻率振蕩運(yùn)動(dòng)。當(dāng)心電圖機(jī)的阻尼過(guò)大時(shí)，心電圖上微小的波形幅值降低，嚴(yán)重時(shí)甚至描記不出來(lái)；而當(dāng)阻尼過(guò)小時(shí)，心電圖上的尖峰波（如 R 波， S 波等）幅值會(huì)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(jī)器接通電源后，將導(dǎo)聯(lián)選擇開(kāi)關(guān)置于“ Test ”位（ 1 mV 位），靈敏度調(diào)于 10mm

11、 / mV ，走紙，不斷打出標(biāo)準(zhǔn)電壓的矩形波，并觀察波形。阻尼過(guò)大的波形折角處圓滑；阻尼過(guò)小的波形折角處出尖脈沖。一般用定標(biāo)波形檢驗(yàn)阻尼狀況，定標(biāo)波形方波不發(fā)生畸變即阻尼適中。阻尼過(guò)大、過(guò)小、適中三種情況下描記的定標(biāo)波形如圖 4 一 27 所示。圖 4一27 心電圖機(jī)描記的正常、過(guò)阻尼及欠阻尼波形8 頻率響應(yīng)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(shuō)心電信號(hào)含有豐富的高次諧波。若心電圖機(jī)對(duì)不同頻率的信號(hào)有相同的增益，則描記出來(lái)的波形就不會(huì)失真。但是，放大器對(duì)不同頻率的信號(hào)的放大能力并不是完全一樣的。心電圖機(jī)輸入相同幅值、不同頻率信號(hào)時(shí)，其輸出信號(hào)幅

12、度隨頻率變化的關(guān)系稱(chēng)為頻率響應(yīng)。心電圖機(jī)的頻率響應(yīng)主要取決于放大器和記錄器的頻率響應(yīng)。頻率響應(yīng)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(yīng)的主要因素。選用低頻信號(hào)發(fā)生器提供 170Hz 的正弦波信號(hào)。通過(guò)導(dǎo)聯(lián)線將振蕩信號(hào)輸入到心電圖機(jī)中。導(dǎo)聯(lián)線的左手電極（黃色線）接信號(hào)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(hào)發(fā)生器的接地端。心電圖機(jī)工作在標(biāo)準(zhǔn)靈敏度狀態(tài)，將阻尼調(diào)節(jié)正常。將導(dǎo)聯(lián)選擇開(kāi)關(guān)置于標(biāo)準(zhǔn)“”導(dǎo)聯(lián)。選定信號(hào)發(fā)生器的工作頻率為 10Hz ，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的輸出強(qiáng)度，使心電圖機(jī)描記幅度達(dá)到 10 。走紙，記錄下這個(gè)波形。固定信號(hào)發(fā)生器的輸出強(qiáng)度（

13、必要時(shí)，用數(shù)字電壓表監(jiān)視信號(hào)發(fā)生器的輸出幅度，保持其不變），改變信號(hào)發(fā)生器的工作頻率，觀察并讓心電圖機(jī)分別記錄下波形。以工作頻率為橫坐標(biāo)、信號(hào)波幅值為縱坐標(biāo)，將上述記錄情況描繪出一條曲線，即心電圖機(jī)的頻率響應(yīng)特性曲線。 9 共模抑制比心電圖機(jī)一般都采用差動(dòng)式電路。這種電路對(duì)于同相信號(hào)（又稱(chēng)共模信號(hào)，如周?chē)姶艌?chǎng)所產(chǎn)生的干擾信號(hào)）有抑制作用，對(duì)異相信號(hào)（又稱(chēng)差模信號(hào)，欲描記的心電信號(hào)就是異相信號(hào)）有放大作用。共模抑制比（ CMRR ) ，指心電圖機(jī)的差模信號(hào)（心電信號(hào)）放大倍數(shù) Ad 與共模信號(hào)（干擾和噪聲）放大倍數(shù) Ac 之比，表示抗干擾能力的大小。準(zhǔn)備一個(gè)矩形波發(fā)生器，如圖 4 一 28 所

14、示。圖中 E 是 15V 電源（可用普通干電池） ; S 是微動(dòng)開(kāi)關(guān)； R 是防止電源短路的電阻，其數(shù)值沒(méi)有嚴(yán)格限制，一般選為 10K 。將此矩形波發(fā)生器的輸出一端與導(dǎo)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(dǎo)聯(lián)線與心電圖機(jī)接好后，將心電圖機(jī)置標(biāo)準(zhǔn)靈敏度，導(dǎo)聯(lián)選擇置標(biāo)準(zhǔn)“”導(dǎo)聯(lián)，按下矩形波發(fā)生器的微動(dòng)開(kāi)關(guān) S ，記錄下此時(shí)信號(hào)波形幅度。若信號(hào)波形幅度為 x ，則共模抑制比若測(cè)得x=5 mm ，那么，該機(jī)的共模抑制比為 3 000 : 1 。 10 .走紙速度在心電圖機(jī)記錄紙上，橫坐標(biāo)代表時(shí)間，因此走紙速度的準(zhǔn)確性就直接影響到所測(cè)量心電圖波形的時(shí)間間隔的準(zhǔn)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(jī)置于“ Test ”位（ 1mV 位），通電走紙，觀察秒表指針，在開(kāi)始計(jì)時(shí)的瞬間記錄一個(gè) 1 mV 標(biāo)準(zhǔn)矩形波，經(jīng)過(guò)時(shí)間 t 后再記錄一個(gè)矩形波，然后數(shù)出兩個(gè)矩形波前沿（走紙記錄始、終點(diǎn)標(biāo)志）之間的小格數(shù)二，一個(gè)小格的間距是 1 mm ，所以，走紙速度 v xt 。例如，記錄時(shí)間 t=10s ，兩個(gè)矩形波前沿間距共 250 個(gè)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(wù)人員和患者的安全，心電圖機(jī)應(yīng)具有良好的絕緣性。絕緣性常用電源對(duì)機(jī)殼的電阻來(lái)表示，有時(shí)也用機(jī)殼的漏