心電圖機干擾故障分析及對策

蔡愛萍

浙江省玉環(huán)縣人民醫(yī)院 設(shè)備科，浙江 玉環(huán) 317600

心電圖機干擾故障分析及對策

蔡愛萍

浙江省玉環(huán)縣人民醫(yī)院 設(shè)備科，浙江 玉環(huán) 317600

本文分析了心電圖機在使用過程中出現(xiàn)干擾故障時各種可能存在的干擾源、干擾途徑，討論了相應(yīng)的抗干擾對策。

心電圖機；心電干擾；醫(yī)療設(shè)備維修

心電圖機是診斷心血管等疾病的醫(yī)用設(shè)備，它能對微弱的心動電位進行放大與記錄。由于心電信號較弱（mV級）和心電圖機的高放大增益，心電圖機在使用中經(jīng)常會因機外或機內(nèi)的因素出現(xiàn)干擾現(xiàn)象，使描記的心電圖波形疊加有干擾波，以致原本正常的心電波形出現(xiàn)失真、畸變等異?，F(xiàn)象，影響對病人的診斷，干擾嚴(yán)重時會影響心電圖的正常描記。下面分別就機外因素和機內(nèi)故障兩方面分析探討各種可能出現(xiàn)的干擾源、干擾途徑及抗干擾的對策和故障排除方法。

1 心電圖機干擾源

在現(xiàn)實醫(yī)療環(huán)境中，心電圖機不可避免地處于各種電磁場干擾之中。對于小于正常心電信號兩個數(shù)量級的干擾信號，一般不會對心電圖的記錄產(chǎn)生大的影響，因此，這里要討論的是具有較高信號強度且對心電記錄帶來影響的干擾源及其干擾途徑，主要有這樣的三類：一是各種大功率的醫(yī)療設(shè)備，如放射設(shè)備、高頻電刀、高頻理療機、高速牙鉆等使用時造成的干擾；二是測量時引入的人體干擾；三是市電的工頻干擾。

1.1 大功率醫(yī)療設(shè)備

各種大功率醫(yī)療設(shè)備對心電儀器產(chǎn)生的干擾特征是：高頻干擾和尖脈沖干擾，并伴隨其使用的啟停而具有一定的間歇性。其干擾的原因和途徑主要是：大功率高頻設(shè)備對電源產(chǎn)生的尖脈沖高次諧波通過電源線進入造成干擾和泄漏的高頻電磁波通過空間輻射從輸入回路竄入的干擾。避免電源干擾的最佳方法是電源單獨配電，也可通過在電源上加接高頻濾波器等措施來解決；而對高頻空間輻射經(jīng)輸入回路耦合造成的干擾，最簡單而有效的辦法是與各種大功率干擾源保持必要的空間距離（十幾米以上），如因條件所限無法達到這個要求，可在輸入回路中加接高頻旁路電容和采用金屬屏蔽網(wǎng)對高頻電磁波予以屏蔽等措施來解決。

1.2 測量時引入的人體干擾

主要是被測者的體動干擾和肌電干擾。它產(chǎn)生的原因主要以下幾個方面：① 病人精神過于緊張，引起肌電干擾；② 環(huán)境溫度過低，病人發(fā)冷寒顫，引起肌電干擾；③ 病人因病床不舒適，身體活動引起肌電干擾；④ 心電圖機電極綁帶或電極夾過緊，引起肌電干擾；⑤ 另外，有些老年患者和精神失常、腦溢血、甲狀腺機能亢進、帕金森氏癥等病患者可引起亂動和四肢不同程度抖動，也極易引起肌電干擾。

此類干擾的特點是：體動干擾頻率較低，表現(xiàn)為描記基線漂移；而肌電干擾頻率相對較高，以左右臂上出現(xiàn)較多，即在標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)II或III中較易見到干擾。排除這類干擾的辦法有：一是利用心電圖機中已有的抗肌電干擾功能；二是在干擾過大或僅用抗肌電干擾功能無法消除時，針對上述可能出現(xiàn)的情況采取相應(yīng)的措施，如囑咐病人全身放松，不要握拳、用力以及活動；也可用沙袋墊在病人膝下，使下肢自然彎曲放松；適當(dāng)提高病房溫度，并注意給病人保暖；使綁心電圖機電極的綁帶或電極夾的松緊適度；請臨床醫(yī)師作相應(yīng)處理(如服用鎮(zhèn)靜藥物)等使病人保持安靜。

1.3 市電工頻干擾

市電工頻干擾特點表現(xiàn)為在心電圖描記基線上疊加有50Hz的交流電波形。產(chǎn)生此類干擾的原因有：一是心電圖機鄰近有較大電流通過的配電線路或正在工作的交流電機、變壓器等，它們散發(fā)出的交變電磁場在導(dǎo)聯(lián)線中會產(chǎn)生電磁感應(yīng)，當(dāng)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢超過一定值時，將產(chǎn)生干擾現(xiàn)象；二是鄰近的交流配電線路或電器通過與測試導(dǎo)聯(lián)線間的分布電容，產(chǎn)生耦合作用而引入交流干擾信號。

避免產(chǎn)生工頻干擾最有效的途徑是使心電圖機遠離配電線路和容易產(chǎn)生較大雜散電磁場的交流電機、變壓器等交流電器。但有時因條件所限無法完全避免時，對于因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的工頻干擾，采用將各導(dǎo)聯(lián)線絞合在一起，直到人體邊后再分開的辦法，可使交流電磁場在導(dǎo)聯(lián)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢降低到最小。而對于因分布電容耦合作用產(chǎn)生的工頻干擾，由于其引入的干擾信號大小跟各導(dǎo)聯(lián)線與配電線路的分布電容數(shù)值不同以及各導(dǎo)聯(lián)線電極與人體皮膚接觸的阻抗不相等有關(guān)，因而在實際操作中應(yīng)從這幾方面來防止干擾的產(chǎn)生：一是必須使用屏蔽良好的導(dǎo)聯(lián)線；二是將導(dǎo)聯(lián)線盡可能絞合在一起，使各導(dǎo)聯(lián)線的分布電容基本一致；三是測量時先用酒精擦凈皮膚，再用生理鹽水或?qū)щ姼嗤磕?，然后接上電極，以降低電極與皮膚間阻抗和阻抗的不平衡。

1.4 機內(nèi)干擾

以上主要是從心電圖機外部使用環(huán)境和操作方面分析干擾的產(chǎn)生原因和解決方法。但在實際使用時，有時也會遇到由于心電圖機機內(nèi)故障所造成的干擾現(xiàn)象。機內(nèi)干擾產(chǎn)生的原因常見有：① 穩(wěn)壓電源濾波電路故障，元件變值導(dǎo)致濾波性能不良；② 元器件性能異常或參數(shù)不匹配電路失衡等；③ 接地不良，放大器屏蔽效果不好；④ 機器內(nèi)部潮濕或灰塵太多、電路板漏電；⑤ 導(dǎo)聯(lián)線插頭與機器插座接觸不良或?qū)?lián)開關(guān)接觸不良?？梢酝ㄟ^仔細觀察和測量，逐一地排查，找出故障予以修復(fù)。

2 心電圖機干擾排除方法

當(dāng)出現(xiàn)干擾現(xiàn)象時，我們首先應(yīng)迅速地判斷是外部因素影響還是機內(nèi)故障所致。判斷的方法步驟是：先將導(dǎo)聯(lián)開關(guān)打到“0”位置，走紙開關(guān)置于“觀察”位置，察看描筆有無干擾。如果走紙記錄有干擾，可判斷為機內(nèi)故障；如果走紙記錄基本是一條直線，再按動定標(biāo)按鈕開關(guān)（即1mV標(biāo)準(zhǔn)電壓開關(guān)），如果定標(biāo)波有干擾，說明機內(nèi)有故障，應(yīng)予檢修；如定標(biāo)無干擾，則干擾是定標(biāo)電路以前的輸入電路故障（即導(dǎo)聯(lián)線、電極、導(dǎo)聯(lián)開關(guān)等）或外部環(huán)境、操作不當(dāng)引起的。如確定是后一現(xiàn)象，可進一步檢查是何種原因所致。此時，可將各導(dǎo)聯(lián)線的電極插頭與黑色電極插頭短接在一起（各導(dǎo)聯(lián)線應(yīng)絞合在一起），使任何信號都不能從電極進入心電圖機，把導(dǎo)聯(lián)開關(guān)從Ⅰ導(dǎo)聯(lián)到胸導(dǎo)聯(lián)逐個檢測，以檢查各導(dǎo)聯(lián)線的情況。如不再出現(xiàn)干擾，可判斷為是外部環(huán)境影響或操作不當(dāng)引起，可按照本文前面介紹的方法予以識別、排除；如短接后干擾依舊，則導(dǎo)聯(lián)線有問題的可能性較大，可使用萬用表檢測或采用替換試驗來確定。下面以兩個實例作為說明。

例1：一臺心電圖機使用時，其I、II、III導(dǎo)聯(lián)段心電信號受到的干擾十分嚴(yán)重，心電圖信號被干擾得無法描記。采用上述方法判斷為外部因素所致，由于這一故障現(xiàn)象是隨機出現(xiàn)，仔細檢查設(shè)備地線連接完好，認(rèn)定另有干擾源存在。經(jīng)檢查周邊科室，果然是隔壁口腔科的一臺高速牙鉆引起的，只要它開始運轉(zhuǎn)，與之相鄰的心電圖機就不能正常工作。將高速牙鉆搬離到離心電圖室15m以外的地方使用，心電圖機干擾信號明顯減少。

例2：ECG-6511心電圖機定標(biāo)信號正常,無心電信號且記錄筆交流干擾嚴(yán)重。定標(biāo)信號正常，說明心電信號和定標(biāo)信號的公共電路——差分放大器IC107及以后的電路工作正常。故障一般發(fā)生在心電信號輸入電路上。具體檢修方法和故障原因：① 將各導(dǎo)聯(lián)線的電極插頭與黑色電極插頭短接在一起，把導(dǎo)聯(lián)開關(guān)從Ⅰ導(dǎo)聯(lián)到胸導(dǎo)聯(lián)逐個檢測，故障現(xiàn)象依舊，估計為信號輸入回路有問題；② 檢查右腳電極導(dǎo)聯(lián)線有無開路。該導(dǎo)聯(lián)線開路后，會使右腳電極與前置放大電路中的浮地聯(lián)接斷開，此時所有電極均失去接地參考點，心電信號被阻斷，導(dǎo)致出現(xiàn)大幅度干擾。經(jīng)檢查右腳電極連接完好。③ 經(jīng)檢測威爾森網(wǎng)絡(luò)中心點電位不為0V（威爾森網(wǎng)絡(luò)中心點是心電信號的接地點），破壞了心電信號的輸入平衡條件，導(dǎo)致心電信號受到阻礙和干擾。引起威爾森網(wǎng)絡(luò)中心點電位不為0V的原因有二：一是緩沖放大器IC100（KT-2）失常，使其輸出一個直流電平；二是屏蔽驅(qū)動器IC112(AN6561)故障，使IC112⑥腳輸出端也輸出一個直流電平。檢查IC100的輸出為直流電平，更換后機器正常。

最后需要提醒的是，當(dāng)前我國很多醫(yī)院使用的都是ECG6511、ECG6151等型號心電圖機，雖然這些儀器均采用了浮地設(shè)計，（所謂浮地，就是人體的信號地與機殼地是絕緣的，這是為了保障病員的絕對安全，防止干擾而采取的有效措施）可以較好地防避電擊事故，但是在使用中為保證病人及使用者的人身安全，以及減少外界對心電圖機的干擾其外殼仍然需要接地。心電圖室可根據(jù)自身的條件對儀器外殼作接地處理，最好安裝獨立的地線。也可利用與大地接觸良好的金屬體作為接地線，而煤氣管等有爆炸危險或有帶電危險的管線是絕對禁止用來接地的。另外，為了保障人體的浮地效果，被檢查的人一定要與大地保持良好的絕緣狀態(tài)。

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Analysis and Countermeasures of ECG Interference

CAI Ai-ping
Equipment Department, Yuhuan County People's Hospital, Yuhuan Zhejiang 317600, China

TH789

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.06.056

1674-1633(2011)06-0134-02

2011-02-20

作者郵箱：caiaip@163.com