心电图机原理以及维修

心电图机就是用来记录心脏活动时所产生的生理电信号的仪器。由于心电图机诊断技术成熟、可靠,操作简便,价格价格适中,对病人
        心电图机就是用来记录心脏活动时所产生的生理电信号的仪器。由于心电图机诊断技术成熟、可靠,操作简便,价格价格适中,对病人无损伤等优点,已成为各级医院中最普及的医用电子仪器之一。心电图机能将心脏活动时心肌激动产生的生物电信号(心电信号)自动记录下来,为临床诊断和科研常用的医疗电子仪器。
心电图机原理以及维修

国内一般按照记录器输出道数划分为:单道、三道、六道和十二道心电图机等。[1]组成部分。 

  1、输入部分

  2、放大部分

  3、控制电路

  4、显示部分

  5、记录部分

  6、电源部分

  7、分类

1、输入电阻

  即前级放大器的输入电阻。输入电阻越大,因电极接触电阻不同而引起的波形失真越小,共模抑制比越高。一般要求大于2MΩ,国际上大于50MΩ。

2、共模抑制比

  心电图机一般采用差动式放大电路,这种电路对于同相(又称共模信号,例如周围的电磁场所产生的干扰信号)有抑制作用,对异相信号(又称差模信号,需采集的心电信号就是差模信号)有放大作用。共模抑制比(CMRR),指心电图机的差模信号(心电信号)放大倍数Ad与共模信号(干扰和噪声)放大倍数Ac之比,表示抗干扰能力的大小。要求大于80dB,国际上大于100dB。

3、抗极化电压

  皮肤和表面电极之间会因极化而产生极化电压。这主要是由于心动电流流过后形成的电压滞留现象,极化电压对心电图测量的影响很大,会产生基线漂移等现象。极化电压最高时时可达数十毫伏乃至上百毫伏。处理不好极化电压,产生的干扰将是很严重的。

  尽管心电图机使用的电极已经采用了特殊材料,但是由于温度的变化以及电场和磁场的影响,电极仍产生极化电压,一般为200~300mV,这样就要求心电图机要有一个耐极化电压的放大器和记录装置。要求大于300mV,国际上大于500mV。

4、灵敏度

  是指输入1mV标准电压时,记录波形的幅度。通常用mm/mV表示,它反映了整机放大器放大倍数的大小。心电图机标准灵敏度为10mm/mV。规定标准灵敏度的目的是为了便于对各种心电图进行比较。

5、内部噪声

  是指心电图机内部元器件工作时,由于电子热运动产生的噪声,而不是因使用不当外来干扰形成的噪声,这种噪声使心电图机没有输入信号时仍有微小的杂乱波输出,这种噪声如果过大,不但影响图形美观,而且还影响心电波的正常性,因此要求噪声越小越好,在描记曲线中应看不到噪声波形。噪声大小可以用折合到输入端的作用大小来计算,一般要求低于输入端加入几微伏至几十微伏以下信号的作用。国际上规定10≤μV。

6、时间常数

  在直流输入时,心电图机描记出的信号幅度将随时间的增加而逐渐减小,输出幅度自100%下降至37%左右所需的时间。一般要求大于3.2s,若过小,幅值下降的过快,甚至会使输入的方波信号变成尖波信号,这就不能反映心电波形的真实情况。

7、频率响应

  人体心电波形并不是单一频率的,而是可以分解成不同频率、不同比例的正弦波成分,也就是说心电信号含有丰富的高次谐波。若心电图机对不同频率的信号有相同的增益,则描记出来的波形就不会失真。但是放大器对不同频率的信号的放大能力并不一定完全一样的。心电图机输入相同幅值、不同频率的信号时,其输出信号幅度随频率变化的关系称为频率响应特性。心电图机的频率响应特性主要取决于放大器和记录器的频率响应特性。频率响应越宽越好,一般心电图机的放大器比较容易满足要求,而记录器是决定频率响应的主要因素。一般要求在0.05~150Hz(-3dB)。

8、绝缘性

  为了保证医务人员和患者的安全,心电图机应具有良好的绝缘性。绝缘性常用电源对机壳的电阻来表示,有时也用机壳的漏电流表示。一般要求电源对机壳的绝缘电阻不小于20MΩ,或漏电流应小于100μA。为此,心电图机通常采用“浮地技术”。

9、安全性

  心电图机是与人体直接连接的电子设备,必须十分注意其对人体的安全性。从安全方面考虑,心电图机可分属三型:B型、BF型和CF型(详见中华人民共和国国家标准GB10793-89心电图机和使用安全要求)。根据国际电工技术委员会(IEC)通则中规定: 医用电器设备与患者直接连接部分叫"应用部分"。为了进一步保证患者安全,医用电器设备的应用部分往往也加有隔离措施、光电偶合、电磁波偶合等。根据应用部分的隔离程度,医用电器设备的应用部分往往也加有隔离措施、光电偶合、电磁波偶合等。

  根据应用部分的隔离程度,医用电器设备分为B、BF、和CF型。

  B型: 应用部分没有隔离。

  BF型: 应用部分浮地隔离,可用于体外和体内,但不能直接用于心脏。

  CF型: 应用浮地隔离,对电击有高度防护,可直接用于心脏。

分类

  心电图机分类 心脏是人体血液循环的动力装置。正是由于心脏自动不断地进行有节奏的收缩和舒张活动,才使得血液在封闭的循环系统中不停地流动,使生命得以维持。心脏在搏动前后,心肌发生激动。在激动过程中,会产生微弱的生物电流。这样,心脏的每一个心动周期均伴随着生物电变化。这种生物电变化可传达到身体表面的各个部位。由于身体各部分组织不同,距心脏的距离不同,心电信号在身体不同的部位所表现出的电位也不同。对正常心脏来说,这种生物电变化的方向、频率、强度是有规律的。若通过电极将体表不同部位的电信号检测出来,再用放大器加以放大,并用记录器描记下来,就可得到心电图形。医生根据所记录的心电图波形的形态、波幅大小以及各波之间的相对时间关系,再与正常心电图相比较,便能诊断出心脏疾病。诸如心电节律不齐、心肌梗塞、期前收缩、高血压、心脏异位搏动等。

  一、心电图机的分类

  心电图机有不同的分类方法。如:

(一)按机器功能分类

  心电图机按照机器的功能可分为图形描记普通式心电图机(模拟式心电图机)和图形描记与分析诊断功能心电图机(数字式智能化心电图机)。

(二)按记录器的分类

  记录器是心电图机的描记元件。对模拟式心电图机来说,早期使用的记录器多为盘状弹簧为回零力矩的动圈式记录器,九十年代之后多用位置反馈记录器。对数字式心电图机来说,记录器为热敏式或点阵式打印机。

  1、动圈式记录器:动圈式记录器的结构原理是由磁钢组成的固定磁路和可转动的线圈。心电图机功率放大器的输出信号加到记录器的线圈上,线圈上固定有记录笔。在有心电信号输出时,功率放大器向线圈输出电流,线圈转动。当线圈的偏转角度与盘状弹簧的回零力矩相同时,停上偏转。这样,线圈带动的记录笔便在记录纸上描记出心电图波形。

  2、位置反馈记录器:位置反馈记录器是一种不用机械回零弹簧的记录器,特殊的电子电路可起到回零弹簧的作用。机器断电时,位置反馈记录器的记录笔可任意拨动。

  3、点阵热敏式记录器:热敏式记录器是利用加热烧结在陶瓷基片上的半导体加热点,在遇热显色的热敏纸上烫出图形及字符的。

(三)按供电方式分类

  按供电方式来分,可分为直流式、交流式和交、直两用式心电图机。其中,交、直两用式居多。直流供电式多使用充电电池进行供电。交流供电式是采用交流-直流转换电路,先将交流变为直流,再经高稳定的稳压电路稳定后,供给心电图机工作。

(四)按一次可记录的信号导数来分

  按一次可记录的信号导数来分,心电图分为单导及多导式(如三导、六导、十二导)。单导心电图机的心电信号放大通道只有一路,各导联的心电波形要逐个描记。即它不能反映同一时刻各导心电的变化。多导心电图机的放大通道有多路,如六导心电图机就有六路放大器,可反映某一时刻六个导联的心电信号同时变化情况。

(五) 使用说明 1.电源开关置于“ON”。

  2.电源开关置于“AC(交流),’,此时“LINE”“TBST”“PA PER SPEED(25mm/s)”“SENSITIVITY(l)”“STOP”,晶体灯发出亮光。

  3.调节基线控制旅钮应能改变描笔的位置,使之停在纪录纸中央附近。

  4.按动“CHECK”键,此时“STOp”灯灭,“CHECK”灯亮。

  5.按动定标键“ lmV”,使描笔随着定标键的按动而作相应的摆动。

  6.按“START”,此时“CHECK”灯灭,“START”灯亮,记录纸按25mm/sec速度走动。

  7.继续按动定标键,在走动的纪录纸上可看到一清晰的定标方波,其振幅应是10mm。

  8.按动“LEAD SELECTOR”键,使之由“TEST”向“I”导“Ⅱ”联转换。

  9.在心电图纸上得到一段清晰的纪录后,可继续按动“LEAD SELECTOR”键,使之由“I”导联向“Ⅱ”导联转换,以此类推,可重复上述操作,完成12个导联的心电图纪录。

  10.仪器使用完毕,切断电源,做好清洁工作。并做好仪器使用登记。

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