【摘要】心电监护仪能够连续、实时、自动地对人体心电信息进行采集并分析,经处理后实现对生理参数的记录及报警。为使其在使用过程中具有良好的运行状况,应定期进行计量检定。本文探讨了心电监护仪工作原理、检定方法及注意事项,为心电监护仪检定工作提供重要的参考依据。
【关键词】心电监护仪;检定;测量数据
【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.04.075
Verification Methods and Precautions for Electro Cardiac Monitor
LI Jian
(Fushun Inspection Examination Certification Centre, Fushun 113008, China)
Abstract: Electro cardiac monitor can continuously, real-time, and automatically collect and analyze human electro cardiac monitor information, and after processing, it can record and alarm physiological parameters. To ensure good operating conditions during use, regular metrological calibration should be conducted. This article explores the working principle, calibration methods, and precautions of electrocardiogram monitors, providing important basis for the calibration work of electrocardiogram monitors.
Keywords: electro cardiac monitor; verification; measurement data
本文依据JJG 760—2003《心电监护仪》检定规程,使用EGC-3型智能化心电监护仪检定仪对迈瑞iPM8心电监护仪进行了检定,并具体分析了检定方法及注意事项。
心电监护仪通过电极感应系统获取病人的心电信号,经换能系统放大,再进一步对心电信号进行处理和分析,最后显示到屏幕上。心电监护仪主要包括电极感应系统、心电信号换能放大系统、计算机分析处理系统、信号输出系统。
2.1检定前的设置
被检仪器面板上的控制旋钮挡位应正确无误,开关应牢固可靠,定位准确。被检仪器通电后进行自检,各项指示功能显示正常,显示器图像清晰,信号稳定。检定仪和被检的心电监护仪开机预热15 min后,调节增益及阻尼电位器,使阻尼幅度为10.0 mm,检定中不再调节阻尼。
2.2电压测量误差的检定
心电监护仪的电压测量是以周期信号的幅值高度来表示的,在检定时应设置合适的电压值,以确保检定数据准确。心电监护仪电压测量有步进增益转换式、连续可调增益转换式两种模式。步进增益转换式以国产的心电监护仪为主,连续可调增益转换式以进口的心电监护仪为主,在检定时应分别对待。
2.2.1检定方法
2.2.2注意事项
1)在检定中要注意观察心电波形,如果波幅值过大或者过小,可以判断电压处于失真状态,这时要通过调节电压的相位和幅值以确保电压的准确。2)测量时首选心电监护仪Ⅱ导联显示的方波,待波形满屏显示并稳定后立即冻结,用测量工具对屏幕水平中线位置的方波信号进行测量,此时测量的结果较为准确。
2.3极化电压引起的电压测量偏差的检定
通过对被检仪器施加极化电压来表征其阻隔直流电压的能力。被检仪器施加极化电压后,对测量结果影响很大,能引起基线漂移现象,此时产生的漂移电压大小和心电信号电压所造成的信号很难分辨。因此,加入极化电压前,应先描记基线,然后再加入±300 mV的直流电压,这样才能较准确地判断是否产生偏移。
2.3.1检定方法
2.3.2注意事项
1)JJG 760—2003中对施加±300 mV极化电压后的心电监护仪显示标准信号的时间没有做出具体要求。检定人员容易忽视这点,使得检定极化电压引起的电压测量偏差项目可操作性差。因此,施加±300 mV极化电压后显示标准信号的时间应小于10 s,其幅度应大于5 mm。2)在检定中,极化电压的施加和去掉都要特别注意。施加极化电压时要注意观测,如引起的电压测量偏差过高,要尽量提高前路放大器的输入阻抗,借以减少通过电极的电流。防止监测病人心电信号时,因极化电压造成病人的心电信号被淹没,进而无法观测到病人的真实心电信号。去掉极化电压前,为避免损坏心电监护仪心电记录模块,一定要将心电记录开关设置为“关”挡。
2.4噪声电平的检定
噪声电平是指仪器内部电子元器件工作时产生的噪声信号水平,尽管这一数值通常很小,但它对仪器的信噪比有决定性影响。如果噪声信号过强,可能会干扰心电监护仪的心电波形。因此,应采取合适的方法降低噪声电平。
2.4.1检定方法
将检定仪设置为噪声电平检测项,使心电监护仪对地端接入了电极皮肤阻抗。调节心电监护仪增益为20 mm/mV,此时测量显示屏上的噪声电平幅度。
2.4.2注意事项
噪声电平很难消除,但可通过提高电路的抗扰性或设法降低噪声使其不至于形成干扰。心电监护仪在检测时,周围环境要符合JJG 760—2003中5.1.2.4、5.1.2.5的要求,还应采取电磁屏蔽技术、接地保护、地线隔离等方法消除干扰。
2.5扫描速度误差的检定
采用25 mm/s扫描速度记录心电信号,扫描速度越快,代表心电信号记录时间就越短。
2.5.1检定方法
2.5.2注意事项
1)扫描速度置为25 mm/s,代表心电信号描记1个小格等于0.04 s。但有的心电监护仪扫描速度单位用div/s来表示。div代表格,s代表秒,在检定时应注意不要混淆。2)在设置扫描速度时,不要将50 mm/s误操作为25 mm/s,以免被误认为心率过缓的假象。
2.6输入回路电流的检定
心电监护仪内部的传感器和放大器都是精密部件,如果回路电流过大会造成模块的损毁。因此,在测量各输入回路电流后,可确定稳定的工作点,以提高电路的稳定性。
2.6.1检定方法
检定仪设置在“输入回路电流”项,与被检仪的导联对地之间接入电阻R(R为10 kΩ),心电监护仪增益设置为10 mm/ mV,用直尺测量屏幕上方波幅度,之后调整检定仪设置,重复上述方法测幅度。取幅度值较大者为UI,根据Iin=UI/R算出输入回路电流Iin。
2.6.2注意事项
1)检定中以一定频率闭合或断开连接电阻的瞬间,呼吸载波信号会产生瞬间电压,进而产生尖脉冲,这时屏幕显示的方波会出现尖峰脉冲上升或下降的现象。因此,检定时要关闭心电监护仪呼吸载波信号。2)检定时增益要设置为10 mm/mV,否则会误判。
2.7幅频特性的检定
人体产生的心电信号波形可认为是不同频率的正弦波分解而成。幅频特性是指输入不同频率的信号,输出的幅度随频率变化的曲线。它表征了不同频率信号的增益或衰减。
2.7.1检定方法
检定仪输出10 Hz、1 mV峰峰值正弦信号,为使心电监护仪显示的信号幅度H0为10 mm,需调节检定仪输出信号的幅度,以保证心电监护仪显示的信号幅度为10 mm。
1)监护导联幅频特性检定。检定仪持续输出的正弦信号幅度H0不变,在1~25 Hz范围内按检定频率间隔不大于2 Hz测量各频率点的信号幅值,随后按检定频率间隔不大于5 Hz测量各频率点的信号幅值。从显示中找出幅值偏离H0最大者为Hx,根据公式δf=[(Hx-H0)/H0]×100%算出H0的相对偏差。2)标准心电导联的幅频特性。检定方法同“监护导联”,选择最宽频率范围,在1~60 Hz内按检定频率间隔不大于5 Hz测量各频率点的信号幅值,随后检定频率间隔不大于10 Hz测量各频率点的信号幅值。计算公式同上。
2.7.2注意事项
检定时要注意关闭心电监护仪过阻尼或滤波器,否则幅频特性误差超标。可通过阻尼调节电位器调节阻尼,恢复正常状态。一般心电监护仪滤波器是打开状态,如果没关闭,影响检定的结果,需要在设置菜单中进行关闭。
2.8共模抑制比的检定
共模抑制比是指心电信号放大倍数Ud与干扰及噪声放大倍数Uc的比值,反映了仪器抗干扰能力。值越大,心电信号抑制干扰信号能力越强。
2.8.1检定方法
调整心电监护仪使其输出有效电压为10 V,将导联线接入共模抑制比检定装置,对各导联共模电压依次测量,取最大者为Uc,根据公式CMMR=20lg(Ud/Uc)(Ud=28.3 V峰峰值)计算共模抑制比。
2.8.2注意事项
1)当输入信号为50 Hz正弦波时,在干扰抑制滤波器的作用下,导联共模电压可能会显著降低,导致计算出的共模信号抑制比异常高,从而产生误导性的测试数据。因此,应当关闭心电监护仪的50 Hz干扰抑制滤波器。2)应将导联电缆及导联电极盘起来塞入铁盒内进行屏蔽,这样能够消除外界电磁干扰,从而获得正确的测量结果。
2.9心率显示值误差
2.9.1检定方法
检定仪输出幅度为0.5 mV峰峰值、心率为30次/分钟的心率信号,心电监护仪增益设置为10 mm/mV,读取显示屏上心率值。改变检定仪输出心率为同幅度3个不同心率F0(30次/分钟、120次/分钟、200次/分钟)的信号,分别读取心电监护仪心率显示值。检定仪输出心率信号反向为-0.5 mV峰峰值、心率为30次/分钟的信号,读取心率值,改变检定仪输出心率为同幅度3个不同心率的信号,操作同正向信号。再使检定仪分别输出心率信号幅度3 mV、-3 mV峰峰值,操作同上。最后设正反向12个心率显示值中偏离标准心率值较大者为Fx,根据公式δa=[(Fx-F0)/F0]×100%计算该测量点相对误差。
2.9.2注意事项
1)应合理设置被检仪器的灵敏度,因为灵敏度设置太高,T波及其他干扰信号会与R波一起被检出,这样会造成心率值偏高。2)有的被检仪器有波形信号但不显示心率,这可能因为灵敏度设置过低,此时应增加信号幅度值。
本文探讨了心电监护仪各检定项目的检定方法及注意事项,希望可以为其他计量机构开展心电监护仪计量检定工作提供技术支持。
【参考文献】
[1]心电监护仪:JJG 760—2003[S].
[2]张维兰.《心电监护仪》检定规程修订刍议[J].中国计量,2008(4):88-89.
[3]赵新华,孙永莉.心电监护仪输入回路电流检测方法的探讨[J].计量技术,2006(7):48-49.
[4]顾玲霞.心电监护仪的功能和使用维护[J].计量与测试技术,2013,40(7):36,38.
【作者简介】
李健,男,1975年出生,高级工程师,硕士,研究方向为化工、医学计量。
(编辑:李加鹏)