心電圖機

心電圖機

心電圖機能將心臟活動時心肌激動產生的生物電信號(心電信號)自動記錄下來,為臨床診斷和科研常用的醫療電子儀器。

心臟在搏動之前,心肌首先發生興奮,在興奮過程中產生微弱電流,該電流經人體組織向各部分傳導。由於身體各部分的組織不同,各部分與心臟間的距離不同,因此在人體體表各部位,表現出不同的電位變化,這種人體心臟內電活動所產生的表面電位與時間的關係稱為心電圖。心電圖機則是記錄這些生理電信號的儀器。

國內一般按照記錄器同步輸出道數分為:單道、三道、六道和十二道心電圖機等。

  • 中文名稱
    心電圖機
  • 作用
    心電圖
  • 套用範圍
    醫院
  • 優點
    操作簡便

組成部分

1、輸入部分

2、放大部分

3、控制電路

4、顯示部分

5、記錄部分

6、電源部分

重要參數

輸入電阻

即前級放大器的輸入電阻。輸入電阻越大,因電極接觸電阻不同而引起的波形失真越小,共模抑制比越高。一般要求大於2MΩ,國際上大於50MΩ。

共模抑制比

心電圖機一般採用差動式放大電路,這種電路對於同相(又稱共模信號,例如周圍的電磁場所產生的乾擾信號)有抑制作用,對異相信號(又稱差模信號,需採集的心電信號就是差模信號)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Ad與共模信號(乾擾和噪聲)放大倍數Ac之比,表示抗乾擾能力的大小。要求大於80dB,國際上大於100dB。

抗極化電壓

皮膚和表面電極之間會因極化而產生極化電壓。這主要是由於心動電流流過後形成的電壓滯留現象,極化電壓對心電圖測量的影響很大,會產生基線漂移等現象。極化電壓最高時時可達數十毫伏乃至上百毫伏。處理不好極化電壓,產生的乾擾將是很嚴重的。

儘管心電圖機使用的電極已經採用了特殊材料,但是由於溫度的變化以及電場和磁場的影響,電極仍產生極化電壓,一般為200~300mV,這樣就要求心電圖機要有一個耐極化電壓的放大器和記錄裝置。要求大於300mV,國際上大於500mV。

靈敏度

是指輸入1mV標準電壓時,記錄波形的幅度。通常用mm/mV表示,它反映了整機放大器放大倍數的大小。心電圖機標準靈敏度為10mm/mV。規定標準靈敏度的目的是為了便於對各種心電圖進行比較。

內部噪聲

是指心電圖機內部元器件工作時,由於電子熱運動產生的噪聲,而不是因使用不當外來乾擾形成的噪聲,這種噪聲使心電圖機沒有輸入信號時仍有微小的雜亂波輸出,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正常性,因此要求噪聲越小越好,在描記曲線中應看不到噪聲波形。噪聲大小可以用折合到輸入端的作用大小來計算,一般要求低於輸入端加入幾微伏至幾十微伏以下信號的作用。國際上規定≤10μV。

時間常數

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減小,輸出幅度自100%下降至37%左右所需的時間。一般要求大於3.2s,若過小,幅值下降的過快,甚至會使輸入的方波信號變成尖波信號,這就不能反映心電波形的真實情況。

頻率回響

人體心電波形並不是單一頻率的,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並不一定完全一樣的。心電圖機輸入相同幅值、不同頻率的信號時,其輸出信號幅度隨頻率變化的關係稱為頻率回響特性。心電圖機的頻率回響特性主要取決於放大器和記錄器的頻率回響特性。頻率回響越寬越好,一般心電圖機的放大器比較容易滿足要求,而記錄器是決定頻率回響的主要因素。一般要求在0.05~150Hz(-3dB)。

絕緣性

為了保證醫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,有時也用機殼的漏電流表示。一般要求電源對機殼的絕緣電阻不小於20MΩ,或漏電流應小於100μA。為此,心電圖機通常採用"浮地技術"。

安全性

心電圖機是與人體直接連線的電子設備,必須十分注意其對人體的安全性。從安全方面考慮,心電圖機可分屬三型:B型、BF型和CF型(詳見中華人民共和國國家標準GB-10793-2000)。根據國際電工技術委員會(IEC)通則中規定: 醫用電器設備與患者直接連線部分叫"套用部分"。為了進一步保證患者安全,醫用電器設備的套用部分往往也加有隔離措施。

根據套用部分的隔離程度,醫用電器設備分為B、BF、和CF型。

B型: 套用部分沒有隔離。

BF型: 套用部分浮地隔離,可用於體外和體內,但不能直接用於心臟。

CF型: 套用浮地隔離,對電擊有高度防護,可直接用於心臟。

分類

心臟是人體血液循環的動力裝置。正是由於心臟自動不斷地進行有節奏的收縮和舒張活動,才使得血液在封閉的循環系統中不停地流動,使生命得以維持。心臟在搏動前後,心肌發生激動。在激動過程中,會產生微弱的生物電流。這樣,心臟的每一個心動周期均伴隨著生物電變化。這種生物電變化可傳達到身體表面的各個部位。由於身體各部分組織不同,距心臟的距離不同,心電信號在身體不同的部位所表現出的電位也不同。對正常心臟來說,這種生物電變化的方向、頻率、強度是有規律的。若通過電極將體表不同部位的電信號檢測出來,再用放大器加以放大,並用記錄器描記下來,就可得到心電圖形。醫生根據所記錄的心電圖波形的形態、波幅大小以及各波之間的相對時間關係,再與正常心電圖相比較,便能診斷出心臟疾病。諸如心電節律不齊、心肌梗塞、期前收縮、高血壓、心臟異位搏動等。

一、心電圖機的分類

心電圖機有不同的分類方法。如:

按機器功能

心電圖機按照機器的功能可分為圖形描記普通式心電圖機(模擬式心電圖機)和圖形描記與分析診斷功能心電圖機(數字式智慧型化心電圖機)。

按記錄器

記錄器是心電圖機的描記元件。對模擬式心電圖機來說,早期使用的記錄器多為盤狀彈簧為回零力矩的動圈式記錄器,九十年代之後多用位置反饋記錄器。對數字式心電圖機來說,記錄器為熱敏式或點陣式印表機。

1、動圈式記錄器:動圈式記錄器的結構原理是由磁鋼組成的固定磁路和可轉動的線圈。心電圖機功率放大器的輸出信號加到記錄器的線圈上,線圈上固定有記錄筆。在有心電信號輸出時,功率放大器向線圈輸出電流,線圈轉動。當線圈的偏轉角度與盤狀彈簧的回零力矩相同時,停上偏轉。這樣,線圈帶動的記錄筆便在記錄紙上描記出心電圖波形。

2、位置反饋記錄器:位置反饋記錄器是一種不用機械回零彈簧的記錄器,特殊的電子電路可起到回零彈簧的作用。機器斷電時,位置反饋記錄器的記錄筆可任意撥動。

3、點陣熱敏式記錄器:熱敏式記錄器是利用加熱燒結在陶瓷基片上的半導體加熱點,在遇熱顯色的熱敏紙上燙出圖形及字元的。

按供電方式

按供電方式來分,可分為直流式、交流式和交、直兩用式心電圖機。其中,交、直兩用式居多。直流供電式多使用充電電池進行供電。交流供電式是採用交流-直流轉換電路,先將交流變為直流,再經高穩定的穩壓電路穩定後,供給心電圖機工作。

按一次可記錄的信號導數

按一次可記錄的信號導數來分,心電圖分為單導及多導式(如三導、六導、十二導)。單導心電圖機的心電信號放大通道只有一路,各導聯的心電波形要逐個描記。即它不能反映同一時刻各導心電的變化。多導心電圖機的放大通道有多路,如六導心電圖機就有六路放大器,可反映某一時刻六個導聯的心電信號同時變化情況。

使用說明1.電源開關置於"ON"。

2.電源開關置於"AC(交流),',此時"LINE""TBST""PA PER SPEED(25mm/s)""SENSITIⅥTY(l)""STOP",晶體燈發出亮光。

3.調節基線控制旅鈕應能改變描筆的位置,使之停在紀錄紙中央附近。

4.按動"CHECK"鍵,此時"STOp"燈滅,"CHECK"燈亮。

5.按動定標鍵" lmV",使描筆隨著定標鍵的按動而作相應的擺動。

6.按"START",此時"CHECK"燈滅,"START"燈亮,記錄紙按25mm/sec速度走動。

7.繼續按動定標鍵,在走動的紀錄紙上可看到一清晰的定標方波,其振幅應是10mm。

8.按動"LEAD SELECTOR"鍵,使之由"TEST"向"I"導"Ⅱ"聯轉換。

9.在心電圖紙上得到一段清晰的紀錄後,可繼續按動"LEAD SELECTOR"鍵,使之由"I"導聯向"Ⅱ"導聯轉換,以此類推,可重複上述操作,完成12個導聯的心電圖紀錄。

10.儀器使用完畢,切斷電源,做好清潔工作。並做好儀器使用登記。

常規保養

心電圖機應定期進行維護和保養,以延長心電圖機及其各個部件的壽命。具體要求如下。

1每天作完心電圖描記後,應保持電極清潔。銅合金製成的電極如果出現銹斑,可用細砂紙擦掉銹斑後,再用生理鹽水浸泡一夜,使其表面形成性能穩定的薄膜。鍍銀的電極則用水洗淨擦乾即可,避免擦傷鍍銀層。

導聯電纜的芯線或禁止容易折斷損壞,特別是靠近兩端的接頭處,切忌用力牽拉或扭曲,收藏時應盤成直徑較大的圓環或懸掛,避免過度扭曲或銳角摺疊。

⒈3交直流兩用的心電圖機,應按說明及時充電,以延長電池使用壽命。

⒈4心電圖機應避免高溫、日曬、受潮、塵土或撞擊,用畢蓋好防塵罩。

⒈5每半年打開機蓋進行除塵、去濕和進行檢查。及時清除電路板中的灰塵,保證機器內部乾燥,避免因為潮濕或者灰塵造成短路,損壞電路板。

⒈6由醫療儀器維修部門定期檢測心電圖機的性能。熱筆記錄式心電圖機應根據記錄紙的熱敏感性和走紙速度,調整熱筆的壓力和溫度。心電圖機在使用中經常出現偽差乾擾故障,嚴重時會影響心電圖的正常描記,應及時排查。

​故障及排除

在日常使用心電圖機時,經常出現熱筆描記圖形過粗或過細、乾擾、基線漂移過大、阻尼不正常等故障,嚴重影響心電圖機使用,產生原因和排除方法歸納如下。

1描記圖形過粗或過細

產生原因:溫度過高或過低。

排除方法:調整熱筆溫度,調節電位器使熱電筆溫度適當即可。

2乾擾

在心電圖機走紙記錄時,心電圖上疊加有一定幅度和有規律的正弦波或疊加一種無規律的毛刺,即為乾擾。分為以下幾種:

⑴導聯開關置"0"位時有乾擾

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首先,判斷乾擾是50?Hz還是低頻。如果是50?Hz乾擾一般為導聯輸入部分有斷線、脫焊現象,即導聯線斷線;導聯開關到放大板的輸入線插頭座斷腳、脫焊或接線斷。如果表現為低頻乾擾,則首先檢查電刷上刷毛是否齊整;是否與不該接觸處有電氣接觸,然後,再檢查電機線圈是否有斷線。

⑵工作時有乾擾

導聯線斷、隱斷或漏電均可引起乾擾。但一般因導聯線斷,引起的乾擾表現為只有在相關導聯狀態時才會引入乾擾。最簡單也最徹底的辦法是更換導聯線,但如果有修復價值的最好從斷處或漏電處剪開後,再重新焊接。導聯開關接觸不良、接線斷線、脫焊等均會引入乾擾。記錄器或熱筆線圈與機殼接觸也可能引入乾擾。

⑶其他乾擾

電源紋波過大、濾波電容損壞,內部應該接地處未接好,內部走線不合理或禁止不良等都可引入乾擾。

3基線漂移

導聯開關在"0"位時,記錄器描繪的基線不水平而有緩慢上升或下降,即為基線漂移。

排除方法:用酒精擦拭放大板上各插頭、插座,以防有漏電現象。待完全乾燥後,觀察基線漂移是否仍然過大。隨後檢查前置放大器與電壓放大器之間耦合電容是否漏電。然後,再檢查封閉繼電器電路。用線路分割法,斷開封閉繼電器電路,如漂移達到標準要求,則故障為封閉繼電器損壞或漏電,應更換。最後,檢查場效應管。先用替代法,以同型號場效應管分別替換前級場效應管。如故障消除則前級中某一隻場效應管(或兩隻)輸入電阻不穩,應更換。

但必須用兩隻各項參數均比較接近的場效應管將原來兩隻都換下,否則,若場效應管不對稱,對心電圖機其他指標將有很大影響。如漂移仍然過大。一般為後級場效應管某隻輸入電阻不穩定,同法替換即可。

4阻尼不正

⑴描1mV定標電壓波形時,波形無上沖且有圓角即為阻尼過大。排除方法:調整阻尼調節電位器使阻尼適中。

⑵描1mV定標電壓波形時波形上衝過大,即為阻尼過小。排除方法:

調整阻尼調節電位器使阻尼適中。若阻尼過小且不可調整時,先檢查阻尼調節電位器是否脫焊,損壞或接觸不良。如果損壞則應予更換。如未損壞,則故障為記錄失磁造成,應更換記錄器或重新上磁。

⑶如果阻尼不均勻,一般為熱筆放置不平,熱筆定位夾與導軌間有較大間隙,調整時,予以調整。

心電圖機是比較精密的儀器,使用時應避開潮濕、震動、強電場、磁場等場所,心電圖室應儘量遠離X線室、理療室、電梯等以減少和避免乾擾。

由於心電圖機診斷技術成熟、可靠、操作簡便,價格適中,對病人無損傷等優點,已成為各級醫院中最普及的醫用電子儀器之一。

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