心电图机的原理与维修

孙津宇

（鞍山市康宁医院,辽宁，鞍山,114000）

【摘要】心电图机就是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，是临床诊断和科研常用的医疗电子仪器。心电图机性能的好坏，常以其技术指标来表示。心电图机的技术指标若有失常，会引起临床诊断中的错误。

【关键词】心电图机；原理；维修

【中图分类号】R540.4+1【文献标识码】A【文章编号】1005-1074(2009)04-0073-02

1心电图机的结构和原理

1.1输入电路由电极板、导联线、导联选择开关、高频滤波电路等组成。作用：减少干扰、选择导联，将人体各部分信号引到前置放大器。

1.1.1导联线作用是将电极板上获得的心电信号送到放大器的输入端。它是一条五芯（或多芯）的带金属屏蔽网的绞合线。要求线柔软、接头处牢靠。屏蔽网的作用是防止外界电磁波的干扰。屏蔽网通常接地，导联线常有五芯、七芯和十芯三种。

1.1.2导联选择开关作用是不改变人体电极连接线，用来改变各导联线和心电放大器之间的连接方法，用来记录某一导联的心电图。一般有三种开关：圆形波段开关，琴键开关，触摸开关。

1.1.3高频滤波电路作用是滤去不需要的高频信号，减少高频干扰。一般由RC低通滤波电路组成，使仅有几十Hz的心电波信号通过。

1.2心电放大电路这是心电图机的核心。作用是放大心电信号推动记录器工作。它由前置放大电路、电压放大电路和功率放大电路组成。

1.2.1前置放大电路作用是把微弱的变化缓慢的心电信号放大到足以推动电压放大电路，同时又有足够抑制各种干扰信号的能力。主要包括前置放大器、1mV定标发生器、时间常数电路等。

1.2.2电压放大电路作用是将前置放大器放大输出仅20mV的心电信号进一步放大输送到后置放大器。它由直流电压放大器、增益调节电路、基线调节电路、封闭电路、双T型滤波电路及肌电干扰抑制电路组成。

1.2.3功率放大电路作用是将电压信号变换为大的电流和功率去推动记录器工作。常采用对称式互补射极输出器单端推挽电路。

1.3心电记录器作用是把心电信号转换成机械运动的装置。它由记录器表头、描笔等组成。心电信号经心电图机导联选择以及心电放大器放大后，驱动记录器上的转轴，使之转角随心电信号变化而变化，在转轴上固定一支记录笔，笔也随之偏转，从而在记录纸上描出随时间变化的心电图曲线。

1.4电动机走纸电路它的作用是使记录纸按要求随时间作“匀速”运动，使记录下来的心电波形的时间呈线性。包括走纸传动装置（一个微型电动机：直流电动机或交流电动机）、控制电路和走纸机构部分。走纸速度一般为25mm/s和50mm/s两种。两种速度可以通过倒换快慢齿轮来实现。

1.5电源电路心电图机的电源多采用220v市电供电，或干电池、蓄电池直流电源供电，也可采用交直流两用方式供电。

2心电图机的常见故障及其原因

2.1干扰在心电图机处于工作状态下，走纸记录时，会出现各种频率的波形，常见的是50Hz交流电干扰。轻者影响心电波形的美观，干扰严重时心电图机无法工作。可按如下两个方面查找干扰的原因：

2.1.1导联选择开关置于“0”位时出现干扰其原因：①心电图机机壳未接地，或接地不良。②心电图机内输入部分开路或接触不良。③前置放大器自激振荡。④驱动走纸电机绕组有开路或接触不良。⑤电机的稳速电路调节不当。

2.1.2正式做心电图时出现干扰其原因：①导联线开路、稳断、漏电都会引起干扰。②导联线与电极的连接处接触不良，导联线与导联插座的管脚处虚焊或断线。③导联选择开关接触不良，接线或电阻虚焊，电阻间因相碰而引起漏电。④右脚（RF）人体保险丝（5mA）开路或与管座接触不良。⑤电极固定松紧不合适，电极接触不良。⑥病人皮肤油脂过多或皮肤干躁（常见于老年病人）。⑦心电图室距离X线室、理疗室、电梯、配电房、高压线、电力线过近，引起了电磁干扰。⑧诊断床与病人之间没有良好的绝缘，床与地板之间绝缘也不良。⑨诊断床与墙壁和天花板内的电线以及灯具和暖气管靠近。⑩病人与心电图机距离过近。为了区分干扰的性质，应先将心电图机通电，处于工作状态，再将五条导联支线插头用金属导线互相连接后接地，按顺序拨动导联开关至各导联位置，观察描笔工作情况，如在任何导联中都没有干扰现象，说明干扰是受空间电磁场的影响，并非心电图机本身的故障。反之干扰来自心电图机或导联线的相关部分。应针对发生干扰的某一导联进行分析。

2.1.3区分干扰性质之后，为了排除干扰，可采用下述几种方法①检查地线接触是否良好，有接地保险的5mA保险丝是否开路。②检查病人的右腿与电极和导线的接触是否良好，必要时可另置一条地线将心电图机的接地点、人体的右腿电极和卧床的地线一齐接地。③检查并重新焊好导联线和导联屏蔽线，电极和皮肤接触是否良好，必要时用酒精擦洗皮肤重新用导电膏涂擦，使电极接触部位的皮肤电阻减低。④使心电图机的电源线尽量远离病床，切不可与导联线平行，交叉甚至重叠。⑤心电图室应远离大功率的电子仪器和大型的制冷装置的房间。⑥病人与心电图机应有一定的距离。

2.2抖动心电图机的导联选择开关置于“0”位时，热笔描记出不规则的波形，就是抖动。产生的原因有如下几种：①交直流电源电压不稳定，将引起放大器各级工作点的变化，好象有输入电压一样，造成热笔的抖动。②热笔压力调整不合适，热笔与记录器的固定螺丝松动、热笔过脏、热笔磨损等。适当调节热笔压力，拧紧热笔与记录器的固定螺丝。③放大器中的元件变质失效、电位器接触不良、印刷板插头插座接触不良、元件和管脚虚焊。

2.3基线漂移导联开关置于“0”位，走纸、描出的基线出现缓慢的变化，即为漂移。引起漂移的原因如下：①放大器的接插件之间有轻微漏电。一般擦拭干净即可，必要时可用真空干燥处理。②放大器之间耦合电容漏电，用替代法判断，更换漏电的电容。③场效应管的输入电阻不稳定，反向漏电流较大，采用替代法判断，更换元件。④有的心电图机的“INST”电路采用封闭继电器，有的采用开关管，当这种电路中的元件漏电时可引起基线漂移，解决的办法是用四氯化碳或无水酒精清洗继电器接点。对采用开关管的封闭电路只能更换开关管。在做心电图时产生的漂移，有以下几种原因：①电极板固定太松，重新固定电极板即可。②导电膏涂太多，病人皮肤油脂过多，涂导电膏应均匀适量，用酒精擦拭病人皮肤。③病人不安宁或呼吸运动过大。设法使病人安宁，尽量减小呼吸的动作，必要时短时间停止呼吸，再作描记。

2.4描笔移动范围小描笔移动范围不符合略大于40mm的要求，其原因有以下几点：①心电图机处于工作状态时，热笔不在记录纸的中心线上。可松动笔架与记录器轴的固定螺丝，重新对准零位拧紧螺丝，并注意笔架高低位置合适。②热笔幅度限制器档板宽度不够，或热笔加热器的两根引线安放不合适，限制了热笔的位移。此时可适当放宽档板角度或调整热笔加热引线的位置。③记录器有故障也可以引起热笔移位幅度减小，当确认记录器有故障时，只有更换新记录器。④放大器有故障是引起热笔移动范围减小的主要原因。这种现象是电压放大器部分有故障。此时应检查电压放大器的晶体管的管脚有无断脚或虚焊，电阻和电容断线或虚焊，重新焊接好断线和虚焊点，重新调整电压放大器的工作点。

2.5线性不好热笔在不同位置，记录的1mV电压矩形波幅值相差较大，即为线性不好。线性不好的原因有：①热笔机械零位不对，档笔架角度太小或热笔加热器引线方向不对、热笔架太低、笔架固定螺丝与记录器盖壳相碰。根据上述存在问题，正确调整机械零位，增大笔架与记录器壳的距离、理顺热笔加热引线。②记录器有故障，用替代法加以判断和解决。③功率放大器的工作点未调好，正确调好工作点。

2.6阻尼不正常1mV电压矩形波出角过大或圆角，就是欠阻尼或过阻尼的现象。

2.6.1过阻尼的原因有①笔压太重。只要松动笔架压力弹簧螺丝，就可调节热笔的压力。②笔温过低。调节笔温电位器，使笔温适宜。③阻尼电路的电位器调节不当。应重新调节。④笔架太低或太高。太低时笔架易与记录器盖相擦，太高时易与盖板相擦，应将笔架的高低调整合适。

2.6.2欠阻尼的原因有①笔压太轻。②笔温过高。③阻尼电路的电位器调节不合适。④记录器失磁。⑤阻尼不匀。

2.7时间常数过小时间常数低于2S。①输入级场效应管（FET）或集成块输入阻抗下降。②耦合电容变质。更换变质的器件。③放大器板和封闭继电器接点漏电。用四氯化碳或无水酒精擦净，并进行干燥处理。

2.8灵敏度过低在10mm/1mV灵敏度档时调节灵敏度电位器达不到10mm/1mV或必须将灵敏度电位器开得很大，才能勉强达到10mm/1mV。

2.9波形失真记录的心电图波形严重变形，原因可能有：①阻尼调节不当或阻尼电路有故障。②记录器线性差（位置反馈电路线性差）。③阻容耦合电容变质，引起时间常数变小。④肌电干扰抑制网路和50Hz抑制网路的元件变质。⑤输入平衡电阻脱落、隐断或电阻变质。⑥电压放大器和功率放大器的工作点调整不合适。⑦走纸推动装置有故障，引起走纸速度误差过大。

2.10无定标或定标电压大小不合适可能原因有：①标准电池耗尽，无电压。②1mV定标开关失灵。③定标电路的连接线脱落，分压电阻变质。④机内稳压定标电路有故障。⑤定标光电耦合隔离电路有故障。⑥封闭电路的继电器或开关管闭合，放大器的后级被封闭。⑦导联选择开关有故障或连接线脱落。⑧放大器的工作点严重不正常。⑨记录器线圈损坏或盘香弹簧脱落、位置反馈电路有故障。

2.11“封闭”失灵闭锁（stop或inst）电路在作心电图时不能起封闭作用，原因有：①封闭电路或继电器有故障。②自动封闭电路或封闭开关管有问题。③封闭控制开关损坏。

2.12热笔单偏出现热笔单偏的现象基本上是机内发生故障，其原因有：①两个耦合电容器有一个漏电。②电压放大器或功率放大器中的一侧放大管损坏。③基线调节电位器损坏或一侧连线断开。④放大器的工作点严重不平衡。⑤热笔的机械零位不对。

2.13无移位旋转基线调节钮时，描笔无偏移。出现这种故障的原因有：①描笔与记录器的连动装置失灵，使描笔松动。②机内直流稳压电源有问题。③后级放大器和功率放大器有故障。④基线调节电位器损坏或连接脱落。⑤记录器损坏。

2.14热笔不热心电图机工作状态，按1mV定标，走纸热笔不热，出现这种现象原因如下：①笔温加热电路有问题，笔温加热振荡电路不工作。②笔温调节器有问题。③供电电源有问题。

2.15电动机不转或纸速不准心电图机工作状态，开动记录开关，电动机不转。出现这种故障的原因有：①电动机的线圈开路或短路。②电动机的转子卡死。③电动机的移相电容变质。④纸速控制电路故障。⑤纸速调节器的连接线脱落或虚焊。⑥走纸轴和电动机的传动轴松动。⑦传动齿轮咬合不当，齿轮受损、弹簧头磨损。

2.16走纸机械故障走纸机械故障有以下几种现象和原因：①走纸时噪声大。产生这种现象的原因是各组合齿轮间或轴与轴承间有脏物或缺少润滑油。②走纸时记录纸偏向一边并卷边。严重时甚至拉破记录纸。产生这种现象的原因是热笔定位架不平，在高的一面引起记录纸卷边或热笔定位架某一边没有靠导轨与导轨间有较大的缝隙。③记录纸在描记时，一边紧一边松相差太大，影响描记。这是由于托轴弹簧架力不匀或热笔定位架两边高低不平。

2.17镐镍电池组无法充电镐镍电池是一种可反复充电的电池，一般可充放300～500次，额定电压为1.25V，终端电压1.1V，出现无法充电的原因如下：①充电电路的输出开关未放在充电位置。②电池组的引线脱落。③充电次数已达到额定的次数、电池已失效。④电池组的一只或几只电池已变质。⑤充电电路有故障。⑥机内电源电路有问题。

2.18保险丝烧断①变压器的初级线圈中有的因绝缘不好引起短路。②机内电源有短路。③稳压电路中大功率的的调整管对地绝缘不良或短路。

心电图机使用日久或因故障经修理更换了某些元件之后，都需要对心电图机的全部或部分指标进行调试，每年至少调试一次。正确调试心电图机的各项技术指标，对于保证心电图机良好的工作状态，准确诊断心脏的各种疾病具有十分重要的意义。

(收稿日期：2009.01.27)