数字心电图机的工作原理与检定方法

程宣朝

滨海县综合检验检测中心，江苏盐城 224500

摘要：数字化心电图机是一种高技术、高精密的医学仪器，它是以人的生理原理为基础，运用现代电子技术实现的仪器。数字心电图机主要用于记录并显示心跳时所发生的各种电生理信号，医师对心电波形形态、振幅大小、心跳间隔期的宽度时间进行观察和分析，并参照相关的心电资料与心电波形进行比较；能准确的了解患者的心脏状况，从而为以后的临床治疗工作打下坚实的基础。因此本篇文章就对数字心电图机的工作原理与检定方法进行有效分析，从而保障数字心电图机运行的安全。

关键词：数字心电图机；工作原理；检定方法

一、数字心电图机工作原理

数字心电图机是一种医疗中用于检测心电信号的电子装置，其功能是在心脏跳动过程中，心肌发出一种生物电信号，然后通过数字心电图机将其采集到的信号记录到计算机中，由医师根据病人的心电图来进行诊断。在应用数字化心电图机时，常常会出现各种问题，因此需要对影响其工作的主要因素进行分析，并针对这些问题进行有效处理。

数字心电图机已应用于临床数百年。数字心电图机是利用心电生理改变的时序来获取心电位置，从而生成电位图，从而为病人的心电生理参数提供依据。心电图显示心电图的时程曲线。它是利用身体的电生理信号，将其转换成一个电压信号，然后发送到处理器。对采集到的资料进行了分析，并以心电图的形式存储了信号波形。心脏兴奋、心脏生理变化、传导系统紊乱、心脏生理机能的异常都是通过心电图来反映的。心脏电波资料处理系统能为心脏疾病的诊断提供基础资料。心电监护仪是一种必须由国家强制检验的仪器，它的检测和跟踪是为了保证有关技术参数的准确。检测的传递是指由国家计量基准向劳动计量单位的计量单位进行计量计量的转换。心电图的测量校准包括工作参数的传递等，根据计量校验的原则进行。当前，计量校准所采用的计量校准方法是心电数字仪器的校准。在数字心电图机进行，进行工作时,还必须配套一下基本设备。数字心电图机在运行的时候，第一就是要在人体中对微弱的生理电信号进行有效的提取，一般是由进行这一工作，提取出生理电信号后，将其通过导线输入网络、选择器，再输入到前置放大器，开展放大和滤波电路工作处理，通过使用高频滤波电路和低噪声差分进行有效的处理，从而使交互中的干扰性得到明显的消除。在这之后，在利用功能把它转换成一个数字同步的心电图信号，然后送到控制器中。控制器对其进行数字化处理，再进行一次滤波变换，利用可视化技术，将心电图的信息以读取的形式显示出来，使心电图波形得到有效呈现[1]。数字心电图机工作原理如图1。

图1：数字心电图机工作原理

二、数字心电图机特性

（一）输入电压的动态范围

由于被检验的数字心电图机能够对输出信号中的最大值与最小值进行有i奥探测，在检定时，接受检验的数字心电图机和检定装置必须接触良好，并可靠接地。随着输出电压范围越大就说明数字心电图机对生理信号的变化有较好的适应性，一般检定标准规定，各导联的输入电压范围不能大于0.03~5，并且要保障所记录的波形的精确度。

（二）时间常数

时间常数是指，数字心电图机对直流信号接收后输出振幅从100%降低到37%的时间，时间常数的增长，会导致心电图机的幅度降低，也会导致速度更加缓慢。心电图机放大器低频特性的优劣可以从时间常数中看出，如果数值较低输出振幅也回急速下降，从而造成波形失真，尖脉冲也会出现在方波信号输入的过程中；数值过大的时候基线的稳定性就会下降，但数值在合理的范围内越大则低频相应越好，心电图机的时间常数通常规定在之间。

（三）电压

内定标电压：由数字心电图机所生成的标准幅度的电压信号为1毫伏，即“内标”，是用以衡量所录心电图的波形振幅的标准。心电图机中的一个关键参数就是内标值，如果内标出现了很大的偏差，那么波、波、波的幅度就会比真实幅度偏高或偏低，从而导致波形失真，造成误诊。校准规范规定，内标值最大容许偏差为±5%，在对数字心电图机内部标进行鉴定过程中，需要将数字心电图机中的阻尼值跳到最佳状态，以保证测量精度。

（四）幅度-时间参数

=这组数据能够记录的波形，包含两类参数：幅度和间期，幅度额定值包括：、、 (S)、波幅度以及ST段电平；时间间隔标称值为 P、 Q、R (S)、T波和 QRS组合波的波宽，RR、PQ(PR)、QT、，TP、QR间期。在幅度- 时间参数方面，由被检定心电图机所记录和所呈现的讯息与所述 ECG仿真信号的符合程度。该指数检验了数字心电图机和心电检测结果之间的相关性，为临床的诊断提供了依据。

图2：数字心电图机

（五）频率响应

在心电图上，输入相同幅值信号时，其振幅与频率的变化关系被称作频率响应，而心电图的频率响应取决于放大器和记录仪的频率响应。由于采用了电脑数据采集和处理技术，所以数字心电图比一般的心电图更快，它安装了精确的热阵记录仪,频率响应的幅度达到0.01~150

。按照谐波的特性,把心电描记术波形分成若干不同的频率和幅度的正弦谐波。在特定的频谱范围内，信号处理放大会对各波段的正弦波信号做出稳定的响应，从而提高灵敏度，同时不会造成心电波形的失真，但是在超出这个范围的情况下，就会出现敏感度下降的情况。

（六）共模抑制比

共模抑制比值,是指心电图仪的微分模式放大倍率和共模放大倍率之间的比值,这也是一个衡量心电反相放大对干扰信号的控制效能的重要指标。的差模输出通常在六十dB更高,这也说明了当放大电路的信号端的共模干扰值超过l时才使1的差模输入信号产生同样幅度的输出。

三、数字心电图机的检定方法

（一）加权系数的误差检定

加权系数误差的检定数字心电图机检定中的一个关键环节。在进行权系数误差的校验工作前，还必须按照有关规定，对设备进行适当的接线和信号调试。通常，信号发生器的最优输出频率是，而该振幅是的正弦波。另外，也要调节心电图机的灵敏度和速率，就像是内部校准的电压误差检定时，其值是与。在检定时，通常采用信号发生器，以生成的正弦波信号。这一信息必须通过专用模拟阻抗电路，才能将其输入被检定的数字心电图机上。通常情况下，在输出部分的 I导联记录的信号幅度为 。在后续工作中，必须对由该信号发生器所生成的信号幅值进行连续调整，以便测量该在各导联上记录的信号幅度。的数值在理论上说应该是，而和的数值都是。

（二）时间间隔的检定工作

在 ECG检测信号中，通过判断各个时间区间参数和标准值的偏差，确定不同通道的时间间隔测量误差。在实际检验过程中，将标准ECG测量值的输入到被测的数字心电图机中，并与 ECG信号时间参数进行对比。

（三）波形识别能力与幅度-时间参数的检定工作

对数字心电图进行校核时，应重视对振幅—时间参量的校核。在进行检测前，应将信号源与待检测的心电图设备相连。然后，当 ECG模拟信号被输出时，信号发生器的信号的输出频率被调整为。然后，必须选择一个或者一组导联。在此期间，被测数字心电图机的记录速率和敏感度可以依据其本身的要求和精度来设置。而检验方法，则是通过与 《数字心电图机检定规程》所记载的数据进行对比，以判定该仪器所测数据的波形精确度是否变化。

（四）内定标电压误差

在对内定标的电压偏差进行检定时，首先要按照校验规程把仪器接好，然后把信号源的输出调到，振幅为1方波信号。此外，还要对被检定的数字心电图机的检测灵敏度和记录速率进行调节。一般的敏感性应该是，而记录速率应该是。在进行检定工作时，在将方波信号送入被检定仪器之前首先要对测量内定标电压信号进行幅度的测定。其次，为了达到较为满意的检定结果，必须对皮肤阻抗Z进行模拟。另外，还要把“R”和“L”的两个电极相互接入到双方的专业模拟阻抗电路端。通过这样的方式，来检测导联上的外部方波信号幅度。

结论：

总之，数字心电图机在医学诊疗服务的应用是非常重要的。利用数字心电图机可以使医务工作者对患者的病情有一个清晰的认识，以防止误判和漏检。为了更好地利用电子心电图机，我们需要保证仪器始终在正常工作。为此，必须做好校验工作，该系统可以保证电子心电仪器的工作稳定，提高仪器的精度和精度。当前，数字心电图机的检定工作需要严格按照我国颁布的来进行，只有这样才可以保障检定工作的顺利开展，使数字心电图机发挥更大的作用。

参考文献：

[1]罗莎.数字心电图机的工作原理与检定方法[J].科技创新与应用,2022,12(31):131-134.