心電圖機(jī)原理與應(yīng)用介紹

心電圖機(jī)1第一頁，共141頁。歷史1903年，荷蘭生理學(xué)教授威廉·愛因霍文應(yīng)用弦線電流計，將體表心電圖記錄到感光片上。1924年，獲諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎。WilliamEinthoven

2第二頁，共141頁。歷史1934年，美國的心臟科專家威爾遜（FrandNWilson）定義了后來被稱為“Wilson中心電端”的概念，提出了VR、VL和VF導(dǎo)聯(lián)。FrankNWilson(1890-1952)

3第三頁，共141頁。心電圖基礎(chǔ)知識心電圖是記錄人體心臟電活動的一種檢查方法。是從體表記錄心臟每一心動周期所產(chǎn)生電活動變化的曲線圖形。4第四頁，共141頁。心電圖（ECG）簡介與心臟生理功能存在著密切的聯(lián)系；在臨床應(yīng)用已經(jīng)100多年；在臨床心臟疾病初篩檢查中仍然使用；是冠心病診斷中最早、最常用和最基本的診斷方法。是一種簡單方便、最直觀和重復(fù)性好，無創(chuàng)、無損害且費用低廉的診斷方法。5第五頁，共141頁。ECG產(chǎn)生的機(jī)理在正常人體內(nèi)，竇房結(jié)發(fā)出的興奮首先傳到右心房，使右心房開始收縮，同時興奮經(jīng)過房間束傳到左心房，引起左心房的收縮。興奮隨后沿著結(jié)間束傳到房室結(jié)。再由房室結(jié)通過房室束及其左右分支浦肯野纖維傳到心室，引起心室的激動。6第六頁，共141頁。ECG的特點在每一個心動周期中，心臟各部分興奮過程中出現(xiàn)的電信號變化的方向、途徑、次序和時間都具有一定的規(guī)律。這種電信號變化通過心臟周圍的導(dǎo)電組織和體液傳導(dǎo)到身體表面，使身體各部位在每一個心動周期中也都發(fā)生有規(guī)律的電變化。7第七頁，共141頁。12導(dǎo)聯(lián)心電圖波形心電圖是由一系列的波組所構(gòu)成，每個波組代表著每一個心動周期。8第八頁，共141頁。心電圖的典型波形P波QRS波群T波U波P-R間期S-T段Q-T間期9第九頁，共141頁。心電圖的典型波形P波反映兩心房去極化過程的電位變化QRS波群反映兩心室去極化過程的電位變化T波反映兩心室復(fù)極化過程的電位變化P-R間期指始自心房開始除極至心室開始除極的時間ST段代表心室緩慢復(fù)極化過程

Q-T間期代表心室開始去極化到全部復(fù)極化完畢所需時間10第十頁，共141頁。ECG各波形時間和幅度典型值范圍11第十一頁，共141頁。心電圖臨床的應(yīng)用分析和鑒別心律失常。觀察心肌梗塞部位及其發(fā)展過程。判斷心臟藥物治療或其他疾病的要去治療對心臟功能的影響。指示心臟房室肥大情況。在心臟手術(shù)及導(dǎo)管檢查時，進(jìn)行心電圖直接描記，指導(dǎo)手術(shù)的進(jìn)行并提醒進(jìn)行必要的藥物處理。12第十二頁，共141頁。心電信號的物理特性在體表記錄到的電位強(qiáng)度（V）與下列因素有關(guān)：與心肌細(xì)胞的數(shù)量（E）成正比；與探查電極的位置和心肌細(xì)胞的距離（R）的平方成反比；與探查電極的方位和心臟去極的方向所構(gòu)成的角度（θ）有關(guān)，角度越大電位越小。V=E×COSθ／（R2）13第十三頁，共141頁。心電信號的物理特性ECG信號屬于內(nèi)源信號（internalsourcesignal）通常，心電信號用體表電極進(jìn)行測量，幅度范圍：10μV~5mV頻率范圍：0.05~100Hz14第十四頁，共141頁。ECG的作用心電圖反映心臟興奮的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和恢復(fù)過程中的生物電變化。對ECG的觀察指標(biāo)主要體現(xiàn)在三個方面:時間（s）、振幅（mV）和形態(tài)。心電圖所記錄的只是心臟的生物電位變化。15第十五頁，共141頁。心電圖的導(dǎo)聯(lián)定義：心電圖的專業(yè)術(shù)語中，將記錄心電圖時電極在人體體表的放置位置及電極與放大器的連接方式稱為心電圖的導(dǎo)聯(lián)。16第十六頁，共141頁。國際標(biāo)準(zhǔn)十二導(dǎo)聯(lián)體系目前國際上廣泛采用：六個肢體導(dǎo)聯(lián)：I、II、III（1903年，Einthoven發(fā)明）aVR、aVL、aVF（1942年，Goldberger提出）六個胸導(dǎo)聯(lián)：V1~V6（1942年，Wilson提出）17第十七頁，共141頁。電極和導(dǎo)聯(lián)線國際標(biāo)準(zhǔn)十二導(dǎo)聯(lián)體系：10個電極；4個肢體導(dǎo)聯(lián)——LA、RA、LL、RL6個胸部電極——V1~V6導(dǎo)聯(lián)線——多股帶屏蔽層的電纜。顏色電極部位左臂右臂左腿右腿胸符號LA或LRA或RLL或FRL或NCH或V顏色黃紅藍(lán)黑白18第十八頁，共141頁。記錄ECG存在的問題？目的：為了統(tǒng)一和便于比較所獲得的心電圖波形。記錄ECG必須解決的兩個問題：電極的放置位置；電極與放大器的連接形式。19第十九頁，共141頁。放大器與導(dǎo)聯(lián)的接法20第二十頁，共141頁。ECG的導(dǎo)聯(lián)——肢體導(dǎo)聯(lián)肢體導(dǎo)聯(lián)（limbleads）—反映心臟額面情況雙極肢體導(dǎo)聯(lián)：Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ加壓單極肢體導(dǎo)聯(lián)：aVR，aVL，aVF采用四個平板式電極：LA、RA、LL、RL21第二十一頁，共141頁。Einthoven三角形理論人體的左肩、右肩及臀部三點與心臟距離相等，構(gòu)成等邊三角形的三個頂點，心臟產(chǎn)生的電流均勻地傳播于體腔，四肢僅作為傳導(dǎo)體，肢體上任何一點的電位等于該肢體與體腔連接處的電位。等邊三角形的中心為心臟，并與三角形在同一平面上。體腔是一個均勻?qū)щ姷?、相對心臟來說是很大的球形容積導(dǎo)體。22第二十二頁，共141頁。Einthoven三角形 Ⅰ－＋ⅡⅢ－－＋＋RALALL23第二十三頁，共141頁。肢體導(dǎo)聯(lián)連接方式24第二十四頁，共141頁。雙極肢體導(dǎo)聯(lián)連接方式導(dǎo)聯(lián)I：LA（+），RA（-）導(dǎo)聯(lián)II：LL（+），RA（-）導(dǎo)聯(lián)III：LL（+），LA（-）25第二十五頁，共141頁。

I、II、III導(dǎo)聯(lián)VI＝VL-VR，VII＝VF-VR，VIII＝VF-VL每一瞬間都有VII＝VI+VIII（矢量和）標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)測量兩肢體間的電位差，不能記錄到單個電極處的電位變化。26第二十六頁，共141頁。Wilson單極理論1940年，Wilson首先提出了單極肢體導(dǎo)聯(lián)的連接方式。記錄單極肢體導(dǎo)聯(lián)方式的心電圖時，將一個電極安放在LA、RA或LL，稱為探查電極；另一個電極放置在零電位點，稱為參考電極。單極導(dǎo)聯(lián)可以更準(zhǔn)確地反映探查電極下局部心肌的電位變化情況。但是ECG信號幅度較小，不便于測量分析，不常用。27第二十七頁，共141頁。加壓單極肢體導(dǎo)聯(lián)1942年，Goldberger對Wilson的單極肢體導(dǎo)聯(lián)進(jìn)行了一定的改進(jìn)：將被測肢體與中心電端之間所接平衡電阻斷開，中心電端只與其他兩個肢體相連；這種接法稱為加壓單極肢體導(dǎo)聯(lián)。由于斷開后該肢體電極與中心端間的分流作用不再存在，故該導(dǎo)聯(lián)的電位就會加大。28第二十八頁，共141頁。加壓單極肢體導(dǎo)聯(lián)連接方式單極加壓29第二十九頁，共141頁。aVR、aVL、aVFⅠ－ⅡIII－－＋RFVRVFaVRaVLaVF＋LVLWilson中心電端30第三十頁，共141頁。加壓單極肢體導(dǎo)聯(lián)由此可見，加壓單極肢體導(dǎo)聯(lián)與單級肢體導(dǎo)聯(lián)相比，所獲波形形狀不變，波幅增加50%。31第三十一頁，共141頁。Ⅰ－ⅡⅢ－－＋RFaVRaVLaVF大小相等方向相反aVR+aVLL加壓單極肢體導(dǎo)聯(lián)aVR+aVL+aVF=0＋32第三十二頁，共141頁。RFⅠⅡⅢaVFaVRaVLL-Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ-aVR-aVL-aVF心臟額面六軸系統(tǒng)30o33第三十三頁，共141頁。單極胸導(dǎo)聯(lián) 1942年，Wilson提出單極胸導(dǎo)聯(lián)的連接方式

測量心電圖時，為了探測心臟某一局部區(qū)域電位變化，將探查電極安放在靠近心臟的胸壁上，參考電極置于Wilson中心電端，探查電極所在部位電位的變化即為心臟局部電位的變化。＋－V1~V6Wilson中心電端34第三十四頁，共141頁。單極胸導(dǎo)聯(lián) 胸導(dǎo)聯(lián)（chestleads）—反映心臟水平面情況單極胸導(dǎo)聯(lián)：V1~V6采用六個吸附式電極35第三十五頁，共141頁。單極胸導(dǎo)聯(lián)——放置位置導(dǎo)聯(lián)位置V1胸骨右緣4肋間隙V2胸骨左緣4肋間隙V3V2與V4的中點V4左鎖骨中線與5肋間隙交點V5V4水平與左腋前線交點V6V4水平與左腋中線交點36第三十六頁，共141頁。特殊胸導(dǎo)聯(lián)——放置位置導(dǎo)聯(lián)位置V7V4水平與左腋后線交點V8V4水平與左肩胛骨線交點V9V4水平與左脊旁線交點V3R~V5R右胸部與V3~V5對稱處37第三十七頁，共141頁。雙極胸導(dǎo)聯(lián)（NehbElectrode）測量胸部特定位置與肢體導(dǎo)聯(lián)之間的心電電位差。CR＝Vcn—VR，CL＝Vcn—VL，CF＝Vcn—VF，其中Vcn為胸部電極V1~V6的心電電位CR、CL、CF表示分別接到三個肢體上的參考電極。不常用

38第三十八頁，共141頁。ECG導(dǎo)聯(lián)體系小結(jié)I、II、III（Einthoven等邊三角形，接法）aVR、aVL、aVF（Wilson中心電端，接法，以及與單極肢體導(dǎo)聯(lián)異同）V1~V6（接法）39第三十九頁，共141頁。心電圖機(jī)1911年，根據(jù)Einthoven的論文，英國電器工程師杜德爾（WilliamduBoisDuddell），設(shè)計出了第一批推向市場的心電圖機(jī)。

40第四十頁，共141頁。ECG的主要分類一按通道數(shù)分類單道/導(dǎo)心電圖機(jī)多道/導(dǎo)心電圖機(jī)單導(dǎo)ECG十二導(dǎo)ECG三導(dǎo)ECG41第四十一頁，共141頁。ECG的主要分類二按信號處理方式分類模擬式心電圖機(jī)數(shù)字式心電圖機(jī)上海光電ECG-6511美國GEMaquetteMAC-550042第四十二頁，共141頁。模擬式心電圖機(jī)可以認(rèn)為只是一臺記錄儀；它將人體心電信號轉(zhuǎn)化為可讀的固定格式的機(jī)械位移信號；據(jù)此測量電壓與時間的關(guān)系。光電ECG-651143第四十三頁，共141頁。數(shù)字式心電圖機(jī)

GEMaquetteMAC1200定義：采用了數(shù)字信號處理技術(shù)（A/D轉(zhuǎn)換）的所有具有心電記錄功能的裝置。44第四十四頁，共141頁。福田FX-7402外觀正面圖45第四十五頁，共141頁。FX-7402外觀側(cè)后圖46第四十六頁，共141頁。ECG的結(jié)構(gòu)框圖47第四十七頁，共141頁。數(shù)字式ECG結(jié)構(gòu)框圖輸入部分放大部分?jǐn)?shù)字化48第四十八頁，共141頁。心電圖機(jī)（Electrocardiograph）在學(xué)術(shù)上的定義心電圖機(jī)是把心臟產(chǎn)生的微弱電流（mV級）接收、放大并記錄出心電圖的裝置。信號接收放大&濾波顯示&記錄電源49第四十九頁，共141頁。ECG的原理框圖信號采集信號預(yù)處理放大與濾波A/D轉(zhuǎn)換

共模抑制消除干擾信號

前置放大信號預(yù)處理AmplifyingWeaksignalStrongsignal

放大

濾波放大與濾波AmplifyingWeakSignalStrongSignalFilteringFilteredSignalOriginalSignal

Dataacquisitioncard

DatastorageADconversionDigitalsignalAnalogsignalA/D轉(zhuǎn)換DigitalsignalStorePC記錄和存儲50第五十頁，共141頁。一、輸入部分主要包括：—電極和導(dǎo)聯(lián)線—過壓保護(hù)—高頻濾波電路—緩沖放大器—屏蔽驅(qū)動電路—威爾遜網(wǎng)絡(luò)—導(dǎo)聯(lián)選擇電路—右腿驅(qū)動電路51第五十一頁，共141頁。一、輸入部分主要作用：從人體提取心電信號；按照要求組合導(dǎo)聯(lián)；濾除空間電磁波的干擾；防止高電壓損壞儀器。

52第五十二頁，共141頁。1、電極和導(dǎo)聯(lián)線

體表電極，應(yīng)滿足如下要求：電極電位穩(wěn)定；阻抗?。话卜湃菀浊也灰酌撀?；不易產(chǎn)生運動偽跡；可長期監(jiān)測；無毒安全、對人體刺激要小。導(dǎo)聯(lián)線：應(yīng)柔軟耐折，各接插頭的連接牢靠。外加屏蔽層，并且屏蔽層接地，抗干擾。皮膚的角質(zhì)層雖然極薄（約40μm），但具有很高的電阻率。一般在電極表面涂上一層含有Cl-離子的導(dǎo)電膏，以保持良好接觸。當(dāng)電極相對于電解液運動時，使界面處電荷分布打亂，會產(chǎn)生運動偽跡。53第五十三頁，共141頁。1、電極與導(dǎo)聯(lián)線電極導(dǎo)聯(lián)線54第五十四頁，共141頁。2、過壓保護(hù)過壓保護(hù)：防止心電導(dǎo)聯(lián)線竄入高壓信號。采用電阻和氣體放電管（氖管）作為高電壓限幅放電器（>70V）55第五十五頁，共141頁。2、過壓保護(hù)采用2支反向并聯(lián)二極管作為中低電壓限幅器（>0.7V）56第五十六頁，共141頁。3、高頻濾波電路目的：濾去不需要的高頻信號，以減少高頻干擾而確保心電信號的通過。57第五十七頁，共141頁。生物信號及干擾源頻率分布ECG采用RC低通濾波電路組成高頻濾波器，截止頻率為10kHz左右。58第五十八頁，共141頁。電磁感應(yīng)等進(jìn)入ECG的路徑59第五十九頁，共141頁。4、緩沖放大器目的：主要是為了提高電路的輸入阻抗，減小心電信號衰減和匹配失真，一般采用電壓跟隨器實現(xiàn)。

輸入阻抗高，減少ECG信號失真。60第六十頁，共141頁。5、屏蔽驅(qū)動電路目的：消除導(dǎo)聯(lián)線芯線與屏蔽層之間分布電容引起的干擾。

導(dǎo)聯(lián)線分布電容61第六十一頁，共141頁。5、屏蔽驅(qū)動電路保證屏蔽層的地與信號地之間是等電位；將屏蔽層的地與信號地隔離。屏蔽驅(qū)動電路62第六十二頁，共141頁。6、威爾遜網(wǎng)絡(luò)作用（與導(dǎo)聯(lián)選擇電路相配合）可減小均壓電阻對心電信號的衰減又不影響放大器的輸入阻抗。63第六十三頁，共141頁。威爾遜網(wǎng)絡(luò)連接原理圖64第六十四頁，共141頁。7、導(dǎo)聯(lián)選擇電路對人體上放置的10個電極進(jìn)行組合，構(gòu)成需要的國際標(biāo)準(zhǔn)12導(dǎo)聯(lián)的裝置。導(dǎo)聯(lián)選擇電路采用模擬電子開關(guān)集成電路，可以自動或手動選擇各導(dǎo)聯(lián)。采用4個編碼控制的電子開關(guān)實現(xiàn)。65第六十五頁，共141頁。8、右腿驅(qū)動技術(shù)目的：減少位移電流、保護(hù)人體安全、抑制共模信號的作用。66第六十六頁，共141頁。二、放大部分主要包括：前置放大器1mV定標(biāo)電路起搏脈沖抑制器光電耦合電路中間放大電路交流/肌電濾波電路功率放大電路67第六十七頁，共141頁。二、放大部分主要作用將mV級的心電信號放大到可以觀察和記錄的水平；濾除干擾信號。68第六十八頁，共141頁。1、前置放大器信號放大的第一級放大器。主要功能：濾除一些共模干擾信號對心電信號進(jìn)行有限度的放大前置放大器的特殊要求：高輸入阻抗、高共模抑制比低零點漂移、低噪聲寬的線性工作范圍

69第六十九頁，共141頁。2、1mV定標(biāo)電路作用：定標(biāo)用于時間常數(shù)的測量和阻尼的檢測1mV的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，作為衡量所描記的心電圖波形幅度的標(biāo)準(zhǔn)。一般來說，使用前需要進(jìn)行定標(biāo)檢查。70第七十頁，共141頁。2、1mV定標(biāo)電路由V100、ZD100、VR100和分壓電阻R135、R134組成lmV定標(biāo)信號發(fā)生器。在R134上得到1mV電壓。1mV的調(diào)整由調(diào)節(jié)可變電阻VR100實現(xiàn)。1mV71第七十一頁，共141頁。3、起搏脈沖抑制電路具有限幅作用的高頻電路。作用：是降低起搏脈沖信號（脈寬1~3ms、重復(fù)頻率約1Hz）的幅度，限幅電壓約為0.7V。72第七十二頁，共141頁。3、起搏脈沖抑制電路起搏脈沖信號和心電信號同時輸入心電圖機(jī)，易引起放大器阻塞和基線漂移。由于正常心電信號幅度較小，該電路對心電信號沒有影響。73第七十三頁，共141頁。3、起搏脈沖抑制電路

由D120、D121、C111、C112組成起搏脈沖抑制電路。降低起搏脈沖的幅度，限幅電壓為0.7V。起搏脈沖使D120、D121瞬時導(dǎo)通并給C111、C112充電，使其幅度被減小并展寬。心電圖上可以見到起搏脈沖，但不影響心電圖波形的真實情況。74第七十四頁，共141頁。4、光電耦合電路作用：將與患者相連的輸入部分和前置放大部分的地線同整機(jī)地線相隔離。防止微電擊。

75第七十五頁，共141頁。5、中間放大電路主要作用：采用直流放大器。對心電信號進(jìn)行電壓放大，一般均采用差分式放大電路。包括：增益調(diào)節(jié)；閉鎖電路；50Hz干擾抑制電路；肌電干擾抑制電路。76第七十六頁，共141頁。增益調(diào)節(jié)電路增益調(diào)節(jié)放大器由IC115A、VR102等組成。調(diào)節(jié)VR102可改變前置放大電路的總增益。正常情況下，調(diào)節(jié)VR102應(yīng)使1mV標(biāo)壓信號在前置放大電路的輸出為0.5V。在標(biāo)準(zhǔn)靈敏度時，該級增益為16倍。X0.5、X1、X2與R159、R191、VR101、C117、R160有關(guān),如果C117漏電對增益影響較大。77第七十七頁，共141頁。6、交流/肌電濾波電路有源陷波網(wǎng)絡(luò)的交流濾波電路。抑制50Hz交流干擾并將其衰減為原振幅的1/8。抑制35Hz肌電干擾并將其衰減3dB。工頻干擾肌電干擾78第七十八頁，共141頁。6、交流/肌電濾波電路由IC116A、IC116B和R161~R166、C118~C120組成有源陷波網(wǎng)絡(luò)的交流濾波電路，抑制50Hz，衰減1/8。由R167、C121組成肌電干擾抑制濾波電路，用驅(qū)動器V105、V106來控制，抑制35Hz肌電干擾，衰減3dB。79第七十九頁，共141頁。7、功率放大器作用：進(jìn)行功率放大，以便有足夠的電流去推動記錄器工作。因此，功率放大器亦稱驅(qū)動放大器。功率放大器采用對稱互補級輸出的單端推挽電路比較多。80第八十頁，共141頁。三、記錄部分記錄部分包括記錄器、熱描記器（簡稱熱筆）及熱筆溫控電路。記錄器是將心電信號的電流變化轉(zhuǎn)換為機(jī)械（記錄筆）移動的裝置?，F(xiàn)在常用的有動圈式記錄器和位置反饋式記錄器以及熱陣打印式記錄器。81第八十一頁，共141頁。四、走紙部分作用：使記錄紙按規(guī)定速度隨時間做勻速移動，記錄筆隨心電信號變化的幅度值，便被“拉”開描記出心電圖。為了準(zhǔn)確地描記心電圖，要求走紙速度穩(wěn)定、速度轉(zhuǎn)換迅速可靠。一般設(shè)有穩(wěn)速和調(diào)速電路，需要時可隨時校準(zhǔn)速度。82第八十二頁，共141頁。五、控制部分目前絕大多數(shù)心電圖機(jī)尤其是多導(dǎo)同步記錄心電圖機(jī)都采用微處理器控制。控制部分的核心是微處理器，負(fù)責(zé)整機(jī)各部分電路的控制，如信號采集、放大、A/D變換、存儲、分析、顯示、記錄等。83第八十三頁，共141頁。六、電源部分一般都采用交直流兩用供電模式。交流電源，一般采用開關(guān)電源。直流電源，一般用蓄電池或干電池，電池充電電路；交直流自動切換裝置。84第八十四頁，共141頁。ECG的主要性能參數(shù)輸入電阻噪聲和漂移線性阻尼共模抑制比絕緣性能靈敏度時間常數(shù)極化電壓頻率響應(yīng)走紙速度85第八十五頁，共141頁。1、輸入電阻是在前置放大器輸入端測量的等效阻抗。它影響放大電路的總增益。一般使用緩沖放大器。

86第八十六頁，共141頁。1、輸入電阻體表電極等效電阻為10～150KΩ

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。國內(nèi)要求大于2.5MΩ；國際上要求大于50MΩ。87第八十七頁，共141頁。2、靈敏度是指輸入1mV電壓時描筆偏轉(zhuǎn)的幅度，通常用mm/mV表示，它反映了整機(jī)放大器放大倍數(shù)的大小。一般分為三擋（5、10、20mm/mV）、數(shù)字心電圖有自動增益檔。正常狀態(tài)下，ECG的標(biāo)準(zhǔn)靈敏度為標(biāo)準(zhǔn)靈敏度為10±0.2mm/mV。88第八十八頁，共141頁。2、靈敏度檢測方法導(dǎo)聯(lián)選擇開關(guān)置于“Test”位，靈敏度選擇開關(guān)置于“10mm/mV”，在走紙過程中不斷地打出矩形波。描記幅度應(yīng)正好為10mm。最大允許相對偏差為±0.5mm。89第八十九頁，共141頁。3、噪聲和漂移噪聲指的是心電圖機(jī)在沒有輸入信號時仍有微小雜亂波輸出。由內(nèi)部元器件電子熱運動等產(chǎn)生的；不是因使用不當(dāng)、外來干擾形成的。90第九十頁，共141頁。3、噪聲和漂移噪聲包括低頻噪聲、熱噪聲、散粒噪聲。低頻噪聲是影響生物信號提取的主要障礙。91第九十一頁，共141頁。3、噪聲和漂移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。由于晶體管參數(shù)隨溫度的變化而產(chǎn)生；放大器電源電壓的波動引起靜態(tài)工作點產(chǎn)生變化；電路元件老化，其參數(shù)隨著使用時間的延長而改變。92第九十二頁，共141頁。3、噪聲和漂移檢測方法：機(jī)器接通電源，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，則是噪聲所致；若基線位置緩慢移動，則是漂移所致。93第九十三頁，共141頁。3、噪聲和漂移要求：噪聲和漂移越小越好，在描記的曲線中應(yīng)看不出。ECG計量規(guī)范要求：噪聲：≤35uV；60s內(nèi)基線漂移：≤5mm。94第九十四頁，共141頁。4、時間常數(shù)在直流輸入時，心電圖機(jī)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。95第九十五頁，共141頁。4、時間常數(shù)時間常數(shù)（τ）是RC濾波電路特性指標(biāo)。τ=RC電容器C的充電電流i（t）是時間t的函數(shù)：96第九十六頁，共141頁。4、時間常數(shù)當(dāng)t等于時間常數(shù)τ時，其值衰減到初始值的1/e，即37％。ECG規(guī)定時間常數(shù)≥3.2s。若τ過小，幅值就下降過快，甚至?xí)馆斎胄盘枮榉讲ㄐ盘枙r輸出信號變成尖峰波，這就不能反映心電波形的真實情況。97第九十七頁，共141頁。4、時間常數(shù)檢測方法：心電圖機(jī)工作在標(biāo)準(zhǔn)靈敏度。將描筆基線調(diào)置記錄紙中心線上，走紙，按下lmV定標(biāo)電壓開關(guān)，直到記錄筆回到記錄紙中心線再松開，停止走紙。98第九十八頁，共141頁。5、線性ECG的線性包括：移位的線性和測量電壓的線性。影響線性指標(biāo)的因素：晶體管的輸入/輸出特性；差動放大器電路的對稱性；放大器工作點的設(shè)置。99第九十九頁，共141頁。5、線性移位的線性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(zhuǎn)的幅度若相同，則線性良好；描筆偏轉(zhuǎn)的幅度若不同，則線性不好。100第一百頁，共141頁。5、線性移位的線性的檢測：將描筆基線調(diào)到記錄紙的下沿處，靈敏度選擇開關(guān)置10mm/mV，走紙，并不斷給出1mV標(biāo)準(zhǔn)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。101第一百零一頁，共141頁。5、線性測量電壓的線性線性好的心電圖機(jī)，在輸入信號幅度變化時，輸出信號應(yīng)與輸入信號成正比變化。規(guī)定：當(dāng)工作頻率在0.05~100Hz范圍內(nèi)時，要求描筆記錄幅度在±20mm之內(nèi)，線性誤差應(yīng)小于10%。102第一百零二頁，共141頁。5、線性測量電壓的線性檢測方法靈敏度選擇開關(guān)置10mm/mV，分別輸入0.1mV，0.2mV，…，不同的幅值信號時，如果描記下來的信號高度分別為1mm，2mm，…，則說明心電圖機(jī)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。103第一百零三頁，共141頁。6、耐極化電壓極化電壓：是當(dāng)電流通過電極界面時電極電位偏離平衡電位的變化電壓。極化電壓的大小會直接影響檢測器的靈敏度，會產(chǎn)生基線漂移等現(xiàn)象。極化電壓最高時可達(dá)數(shù)十毫伏乃至上百毫伏。由于溫度的變化以及電場和電磁場的影響，電極易產(chǎn)生極化電壓，一般為200~300mV。104第一百零四頁，共141頁。6、耐極化電壓規(guī)定要求加±300mV的直流極化電壓，靈敏度變化不大于±5%。目前，一般心電圖機(jī)在誤差允許范圍內(nèi)，可耐受≥±500mV以上的直流極化電壓。105第一百零五頁，共141頁。7、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動。當(dāng)心電圖機(jī)的阻尼過大時，心電圖上微小的波形幅值降低，嚴(yán)重時甚至描記不出來；當(dāng)阻尼過小時，心電圖上的尖峰波（如R波，S波等）幅值會增加。106第一百零六頁，共141頁。7、阻尼檢測方法：靈敏度調(diào)于10mm/mV，走紙，不斷打出標(biāo)準(zhǔn)電壓的矩形波，并觀察波形。阻尼正常過阻尼欠阻尼數(shù)字式ECG是否測試阻尼？107第一百零七頁，共141頁。7、阻尼模擬ECG計量規(guī)程要求：內(nèi)定標(biāo)電壓誤差±5%，過沖≤10%。。數(shù)字式心電圖機(jī)因使用熱陣式記錄器，不會產(chǎn)生阻尼的問題。108第一百零八頁，共141頁。8、頻率響應(yīng)特性心電圖輸入相同幅值、不同頻率信號時，其輸出信號幅度隨頻率變化的關(guān)系稱為頻率響應(yīng)。主要影響ECG的頻率響應(yīng)的因素：放大器記錄器109第一百零九頁，共141頁。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，而且心電信號含有豐富的高次諧波。放大器對不同頻率的信號的放大能力并不是完全一樣的。要求：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。110第一百一十頁，共141頁。8、頻率響應(yīng)特性截止頻率是反映電路頻率特性的特殊頻率。定義：當(dāng)信號頻率降低或升高使得增益A()下降到中頻增益A0的0.707倍時，對應(yīng)的頻率，分別稱為增益的低端截止頻率fL和高端截止頻率fH。111第一百一十一頁，共141頁。8、頻率響應(yīng)特性數(shù)字ECG計量規(guī)程：以10Hz正弦波為參考值濾波器關(guān)閉時，在0.5～50Hz內(nèi)隨頻率變化，幅度的最大允許偏差-10%～+5%；在50～75Hz內(nèi)隨頻率變化，幅度的最大允許偏差-30%～+5%；符合使用說明書的要求。濾波器接通時，應(yīng)符合使用說明書的要求。目前心電圖機(jī)頻響范圍能達(dá)到0.05~150Hz。112第一百一十二頁，共141頁。9、共模抑制比CMRR：指心電圖機(jī)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。CMRR=Ad/AcECG一般都采用差動式電路。這種電路對于共模信號有抑制作用。113第一百一十三頁，共141頁。9、共模抑制比干擾信號以共模信號的方式從放大器兩端輸入Common-modesignal~Source+-ReceivinglocationTransmissionNoiseinterference114第一百一十四頁，共141頁。9、共模抑制比CMRR一般用分貝[dB]表示CMRR（dB）=20log|Ad/Ac|規(guī)定要求：各導(dǎo)聯(lián)CMRR≥89dB（28,000倍）目前國際上規(guī)定：ECG≥100dB（100,000倍）共模抑制比表示抗干擾能力的大小。CMRR越高，抗干擾能力越強(qiáng)。115第一百一十五頁，共141頁。10、走紙速度規(guī)定：記錄紙上橫坐標(biāo)代表時間，縱坐標(biāo)代表波形的幅度；每大格為0.5mV/0.2s。直接影響準(zhǔn)確性。v=x/t：當(dāng)走紙速度為25mm/s，靈敏度為10mm/mV時，則橫坐標(biāo)上1mm代表0.04s，縱坐標(biāo)上1mm代表0.1mV。時間電壓116第一百一十六頁，共141頁。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。絕緣性通常用電源對機(jī)殼的電阻來表示，有時也用機(jī)殼的漏電流表示。一般要求電源對機(jī)殼的絕緣電阻≥20MΩ，或漏電流應(yīng)<100μA。117第一百一十七頁，共141頁。11、絕緣性能浮地技術(shù)所謂浮地技術(shù)就是指將與病人直接相連的電路（如輸入部分、前置放大部分）的地線懸空，與后級主放大電路、記錄器驅(qū)動電路及走紙部分的地線隔離，以保證病人與大地之間絕緣。118第一百一十八頁，共141頁。接地的概念設(shè)備的信號接地（工作接地），是以設(shè)備中的一點或一塊金屬來作為信號的接地參考點，它為設(shè)備中的所有信號提供了一個公共參考電位。設(shè)備接地（保護(hù)接地），在工程實踐中，通常將設(shè)備的信號地，機(jī)殼與大地連在一起，以大地作為設(shè)備的接地參考點。兩者概念不同，目的也不同。119第一百一十九頁，共141頁。浮地技術(shù)浮地，即該電路的地與大地?zé)o導(dǎo)體連接。優(yōu)點：該電路不受大地電性能的影響。缺點：該電路易受寄生電容的影響，而使該電路的地電位變動和增加了對模擬電路的感應(yīng)干擾。120第一百二十頁，共141頁。ECG的浮地技術(shù)ECG采用浮地技術(shù)主要是出于安全的考慮實現(xiàn)方法：一般采用光電耦合電路進(jìn)行信號傳遞；在電源部分通過隔離變壓器實現(xiàn)接地與浮地的隔離。（電磁耦合）121第一百二十一頁，共141頁。心電圖機(jī)安全性能根據(jù)《GB9706.1-2007醫(yī)用電氣設(shè)備第一部分安全通用要求》和《GB10793-2000醫(yī)用電氣設(shè)備第二部分心電圖機(jī)安全專用要求》規(guī)定心電圖機(jī)應(yīng)用部分分為：B型：應(yīng)用部分沒有隔離。BF型:應(yīng)用部分浮地隔離,可用于體外和體內(nèi),但不能直接用于心臟。CF型:應(yīng)用浮地隔離,對電擊有高度防護(hù),可直接用于心臟。122第一百二十二頁，共141頁。心電圖機(jī)安全性能設(shè)備保護(hù)接地電阻≤0.2Ω。123第一百二十三頁，共141頁。心電圖介紹：ECG-6511ECG–6511型心電圖機(jī)：生產(chǎn)商：日本光電公司、上海光電公司屬于單道模擬式心電圖機(jī)；交直流兩種方式供電。124第一百二十四頁，共141頁。ECG-6511主要規(guī)格導(dǎo)聯(lián)：標(biāo)準(zhǔn)12導(dǎo)聯(lián)幅度頻率特征：0.05-75Hz（-3dB至+0.4dB）時間常數(shù)：≥3.2s記錄方式：熱筆式記錄紙：50/30mm卷紙安全性：Ⅰ類內(nèi)部電源CF型特點：模擬ECG、單道手動記錄、熱筆描記125第一百二十五頁，共141頁。ECG-6511原理框圖126第一百二十六頁，共141頁。6511的輸入部分過壓保護(hù)；氖管、二極管。RC高頻濾波電路緩沖放大電路Wilson網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)聯(lián)選擇電路屏蔽驅(qū)動電路沒有右腿驅(qū)動電路127第一百二十七頁，共141頁。靈敏度/濾波選擇電路

由IC115B、R1