心电图机抑制电源干扰滤波器电路分析

郭 屹何贤国杨 安

心电图机抑制电源干扰滤波器电路分析

郭 屹①何贤国②杨 安③

介绍了心电图机产生50 Hz交流干扰的各种原因，采用电路分析的基本方法，从理论上推导出广泛使用的心电图机ECG6511抑制50 Hz交流干扰滤波器的工作原理。

心电图机;干扰原因;滤波器

图1 交流电网干扰等效图

在描记病人心电的心电图机上，一般具有两个抗干扰滤波器，一个是抑制病人肌电干扰的滤波器，另一个是抑制电源干扰的滤波器。当心电图机工作时，产生50 Hz交流干扰的原因如下：

(1) 心电放大器共模抑制比下降,抗干扰能力下降；

(2) 直流稳压电源性能下降；

(3) 导联线或者导联转换开关有问题；

(4) 电极与人体接触不良；

(5) 周围环境有较强的干扰源；

(6) 地线安装不合理。

如果心电图机工作时出现严重的交流电源干扰，就需要开启抑制50 Hz干扰的滤波器。一般心电图机的主要组成部分框图，如图2所示。

图2 一般心电图机的结构

从心电图机的结构框图可知，抑制50 Hz干扰的滤波器是否接入电路，是通过面板上手动开关控制电子开关来实现的。现在以ECG6511心电图机为例，分析其抑制50 Hz干扰滤波器电路的工作原理。抑制50 Hz干扰的滤波器电路如图3（a）所示，该电路可以简化为如图3(b)所示的电路，在图3(b)中Y1和Y2分别为：

图3 抑制50 Hz干扰的滤波器

[1]陈学中.心电图机的干扰及其正确处理方法[J].中国医学装备,2006,3(4).

[2]邱关源.电路[M].第五版.北京：高等教育出版社，2006.

[3]约翰逊 DE.有源滤波器的快速实用设计[M].北京：人民邮电出版社,1980.

[4]赖旭芝,等.电路理论基础[M].中南大学出版社，2007.

[5]D C Reddy .Biomedical Signal Processing Principle and Techniques，Ta Ta McGraw-Hill Publishing company,2005.

[6]冯民.心电图机产生干扰的原因和解决办法[J].医疗设备信息,2005(12).

Analysis of current in wave-filtering device for ECG machine

GUO Qi, HE Xian-guo, YANG An

The paper introduces all kinds of causes bringing about 50 Hz alternating current interferences. At the same time, deriving the operational principle of the filter, which is a part of the widely used ECG6511, from the basic methods of circuit analyses and hoping helpful to persons of the same occupation when they analyze and repair other filters in medical instruments and equipment.

ECG;Interference cause;Filter

1672-8270(2010)09-0050-02

TH 772

B

郭屹,男,(1968- ),大专，工程师。湖南娄底市中心医院设备科副科长，从事管理和设备维护工作。

2010-04-20

①湖南娄底市中心医院设备科 湖南 娄底 417000

②中南大学高等职业技术学院 湖南 长沙 410008

③湖南安化县人民医院设备科 湖南 安化 430923

China Medical Equipment,2010,7(9):50-51.

[First-author's address]Department of Medical Equipment Management, Loudi Central Hospital, Loudi 417000, China.

心电图机广泛用于各级医院的功能科室，是诊断心血管疾病的重要设备之一。心电图反映了心脏的兴奋、传导和恢复过程中生物电的变化状态，以及心脏活动中的异常情况。心电信号的电压值约在1 mV;5 mV之间，最小电压可以达到20 μV左右。因此，要求心电图机的最小识别信号为20 μV，心电图机本身的随机噪声小于20 μV，但是人体处于充满各种电磁波的空间中，空间交变电磁场对人体将产生感应电压，这是在进行人体心电描记过程中存在的主要干扰电压。例如，人体处于供电的电网之中，由于分布电容的存在，人体与供电电网和大地存在着一定的阻抗，如图1(a)所示，火线与人体之间的分布电容约为3 pF，人体与大地之间的分布电容约为200 pF。人体感应电压如图1(b)所示，除了电网的干扰以外，还有无线电波和周围其他设备工作时产生的干扰信号。