心腦電圖機(jī)使用中常見干擾及排除對策

王 惟 張 勇 周航旭

心腦電圖機(jī)(electrocardiogram-electroencephalogram，ECG-EEG)系指將心臟或大腦活動時心肌激動和大腦皮層活動所產(chǎn)生的生物電信號自動記錄下來，是臨床診斷以及科研常用的醫(yī)療電子設(shè)備[1]。近年來，隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，ECG-EEG在臨床中的應(yīng)用日益普及，其作為可直接反映人體心臟及腦部運(yùn)動的醫(yī)療設(shè)備之一，在心腦血管疾病診斷及疾病篩查中發(fā)揮了重要作用[2]。然而，在臨床使用以及計(jì)量檢定過程中，ECG-EEG不可避免地受到多方面的干擾。在長期的臨床實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，醫(yī)療電子設(shè)備使用中最為常見的干擾分為機(jī)內(nèi)和機(jī)外兩種，其中機(jī)外干擾是主要來源，此種干擾輕者導(dǎo)致ECG-EEG診斷結(jié)果與臨床實(shí)際存在較大誤差，重者導(dǎo)致臨床醫(yī)師無法正常判斷，從而影響臨床醫(yī)療診斷結(jié)果[3]。為此，研究ECG-EEG使用常見干擾并制定針對性的排除對策成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的重要問題。

1 ECG-EEG工作原理

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)，人體組織細(xì)胞會不斷自發(fā)產(chǎn)生較微弱生物電活動，而通過安裝在頭皮和胸部表皮上的電極可將大腦或心肌細(xì)胞的電活動以波形、頻率及圖形等形式表現(xiàn)出來，可直接反映大腦或心臟興奮的產(chǎn)生、傳導(dǎo)及恢復(fù)過程中的生物電位變化[4]。一旦神經(jīng)元和心肌遭受遺傳、病理或電化學(xué)等刺激時，細(xì)胞膜平衡將被破壞產(chǎn)生高度去極化，引發(fā)動作電位產(chǎn)生，并進(jìn)一步破壞下一段細(xì)胞膜平衡狀態(tài)，整個生化物理變化過程構(gòu)成了動作電位在神經(jīng)元及神經(jīng)細(xì)胞膜上的單向傳遞，最終形成了腦電信號[5]。但心腦電圖信號屬于一種微弱生物電信號，在對信號的采集以及放大、處理等過程中較易產(chǎn)生干擾現(xiàn)象，以波形不光滑、抖動大以及檢查結(jié)果與臨床實(shí)際差距大等較為常見，最終影響臨床醫(yī)療結(jié)果的判斷[6]。

2 ECG-EEG常見干擾來源及排除對策

ECG-EEG的干擾主要包括機(jī)內(nèi)干擾和機(jī)外干擾。機(jī)內(nèi)干擾是定標(biāo)及心腦電信號描述時均出現(xiàn)干擾，可能與電源電路故障或元件老化等有關(guān)；機(jī)外干擾是定標(biāo)時波形正常，但在腦電描述時出現(xiàn)干擾，可能與接觸不良、輸入短路、操作者技術(shù)、高信號大功率電磁場及皮膚與電極接觸電阻過大等因素有關(guān)[7-8]。因此，盡快明確心腦電圖常見干擾來源，為排除干擾對策的制定提供參考，對提高ECG-EEG臨床應(yīng)用價值有促進(jìn)作用。

2.1 ECG-EEG常見干擾來源

(1)機(jī)內(nèi)干擾。機(jī)內(nèi)干擾常見為電源線插頭松動或與其他線路纏繞、導(dǎo)聯(lián)線插頭松動或與電源線太靠近，導(dǎo)聯(lián)線排線較亂、導(dǎo)聯(lián)線斷裂、漏電、接觸不良或出現(xiàn)電極接觸不良，如導(dǎo)聯(lián)插頭與插孔接觸不良或脫落、電極與患者皮膚接觸不佳、電源濾波電路或穩(wěn)壓電路出現(xiàn)故障等，均可導(dǎo)致電源輸出電壓紋波增大，對放大器產(chǎn)生較大干擾，使元件老化導(dǎo)致濾波性能降低。此外，ECG-EEG內(nèi)部潮濕或過多粉塵以及電路板漏電等也可造成干擾等故障[9]。

(2)機(jī)外干擾。機(jī)外干擾主要有4種情況：①大功率儀器設(shè)備的干擾，在ECG-EEG臨床應(yīng)用中，較難避免處于高信號大功率醫(yī)療設(shè)備的電磁場干擾中，如放射設(shè)備、高頻電刀以及高速牙鉆等，其主要因?yàn)榇蠊β矢哳l設(shè)備對電源產(chǎn)生尖脈沖高次諧波通過電源線進(jìn)入而產(chǎn)生干擾，高信號大功率設(shè)備對ECG-EEG的干擾特征主要有高頻干擾和尖脈沖干擾，使用的啟停表現(xiàn)為一定間歇性；②交流干擾，因?qū)?lián)線而引發(fā)的干擾，如導(dǎo)聯(lián)線頭與電極接觸不良，國產(chǎn)與進(jìn)口、新與舊電極的混搭使用，電極所接觸的電阻值較大，固定力量不均衡等均可誘發(fā)交流干擾，當(dāng)多個儀器設(shè)備同時使用，發(fā)生多地點(diǎn)接地情況，易引發(fā)交流干擾，此外若患者在檢查期間出現(xiàn)緊張情緒或患者攜帶有金屬物品等，均會產(chǎn)生肌電干擾，影響ECG-EEG檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性[10]；③操作干擾，ECG-EEG檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性直接受操作者影響，若操作者在檢查前不對患者皮膚進(jìn)行處理，致使電極與皮膚間接觸不良，表現(xiàn)為接觸電阻值升高，最終因不平衡輸入而引起交流干擾，此外操作者若對電極放置位置不佳或?qū)﹄姌O固定力度不夠，也均會引起干擾[11]；④環(huán)境因素干擾，在冬季檢查時，老年患者因皮膚較粗糙或室內(nèi)溫度較低，電極帶和架子松緊不適宜時均易引起干擾。

2.2 ECG-EEG常見干擾排除對策

為提高心腦電圖中有效信號，抑制噪聲或排除偽跡，提高反映結(jié)果的準(zhǔn)確性，除了提高心腦電圖的硬件抗干擾能力以外，還需及時排除臨床常見干擾因素對ECG-EEG檢測結(jié)果的影響。

(1)機(jī)內(nèi)干擾的排除對策。在進(jìn)行心腦電圖檢查前，操作者應(yīng)先檢查電源線插頭是否松動或與其他線路纏繞、導(dǎo)聯(lián)線斷裂、漏電或接觸不良等情況，檢查導(dǎo)聯(lián)線與電極的連接是否牢固后再進(jìn)行下一步操作。通過接入交流穩(wěn)壓器、低通濾波器以及凈化電源等方法，確保供電穩(wěn)定性，電源單獨(dú)配電或通過電源上加接高頻濾波器等措施來避免機(jī)內(nèi)干擾，結(jié)合臨床實(shí)踐情況，發(fā)現(xiàn)對ECG-EEG的維修以及保養(yǎng)均是提高機(jī)器內(nèi)在抗干擾的有效策略，不僅要做好ECG-EEG的日常清理和檢查，還需注重對其合理利用，如在使用機(jī)器前應(yīng)先充分預(yù)熱，避免長期不間歇工作，精確使用電極以及定期清理電極尤為重要。同時，ECGEEG的使用有壽命限制，尤其是對一些精密零部件可能會出現(xiàn)老化等情況，操作人員應(yīng)需密切關(guān)注儀器設(shè)備元件的更新?lián)Q代，以確保醫(yī)療設(shè)備正常運(yùn)作，有效排除機(jī)內(nèi)干擾。此外，ECG-EEG的電路線路和相關(guān)電氣元件也需合理安排，應(yīng)盡可能地實(shí)現(xiàn)專機(jī)專線，且最好可設(shè)置接地線，在確保電壓穩(wěn)定的同時可排除外部干擾性電壓[12]。當(dāng)使用完ECG-EEG后不可折捏導(dǎo)聯(lián)線，應(yīng)及時整理電源線以及導(dǎo)聯(lián)線并妥善放置，在收藏時需避免過度扭曲、銳角折疊或?qū)㈦娫淳€、導(dǎo)聯(lián)線放置在潮濕及易腐蝕地方等情況[13]。

(2)機(jī)外干擾的排除對策。在進(jìn)行心腦電圖檢查時，心電圖機(jī)放置的位置應(yīng)盡可能使其電源線遠(yuǎn)離診斷床或其他大型醫(yī)療設(shè)備、導(dǎo)聯(lián)線的電纜，此外床旁不應(yīng)放置其他電器和穿行的電源線，心腦電圖室應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電療室、放射室以及牙科等有較大功率電器設(shè)備科室，以有效排除外界干擾[14]。合理設(shè)計(jì)地線同樣也是抑制外界干擾的有效方法之一，目前多數(shù)醫(yī)院大樓均配有較好的接地線，但多屬于公共接地線，與院內(nèi)眾多醫(yī)療設(shè)備的地線相連，偶爾會存在漏電流干擾情況，可通過設(shè)置專用地線來解除干擾，避免出現(xiàn)漏電情況而對檢查結(jié)果產(chǎn)生干擾。對于放置較固定的ECG-EEG工作臺，可在其表面鋪設(shè)厚度＞2.5 mm鐵板，以有效抑制磁場對心腦電圖檢查干擾，也可通過設(shè)置電磁屏蔽，以有效避免或減少干擾的影響，可在電源箱采用RC吸收回路或通過增加觸點(diǎn)間的滅弧電容，以清除通斷瞬間所產(chǎn)生電磁干擾。此外，還應(yīng)對電極性能進(jìn)行定期檢測，主要檢查是否生銹，每隔一段時間采用生理鹽水浸泡電極，及時清除電極上的銹斑，在電極的選用上應(yīng)盡量確保型號一致，避免交流干擾，在電極固定方面應(yīng)需力度適宜，及時檢查導(dǎo)聯(lián)線與電源間的接觸情況，以確保其接觸良好，另外應(yīng)盡量保持電源線和導(dǎo)聯(lián)線平行，避免交流干擾，防止被檢者身體或衣服潮濕，以消除交流干擾。在進(jìn)行心腦電圖檢查前，應(yīng)了解受檢者的個體情況以及情緒反應(yīng)，做好檢查前的溝通疏導(dǎo)工作，向受檢者簡單介紹檢查流程、工作原理以及可能出現(xiàn)的不適，使受檢者保持良好心態(tài)接受檢查，操作時應(yīng)采用床簾或屏風(fēng)進(jìn)行遮擋，以提高患者主動配合檢查的積極性，消除緊張情緒。操作者事先可在受檢者與電極接觸的皮膚處采用酒精進(jìn)行擦拭，使各電極與肢體緊密結(jié)合，以減小皮膚電極阻抗差從而排除干擾。應(yīng)注意避免室內(nèi)溫度過低，尤其是冬季需將空調(diào)打開，避免患者由于寒冷肌肉出現(xiàn)抖動而產(chǎn)生肌電干擾，對于患者因疾病原因(如躁狂癥、帕金森氏癥以及甲亢等)出現(xiàn)抖動時應(yīng)立即停止后續(xù)再檢查[1]。此外，操作者操作不規(guī)范也會影響心腦電圖檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性，因而操作者在檢查過程中必須嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范，檢查前對受檢者表皮進(jìn)行準(zhǔn)確處理，同時固定好電極且位置準(zhǔn)確，以避免外界因素對檢查結(jié)果的干擾。

3 結(jié)論

目前，隨著我國醫(yī)療技術(shù)快速發(fā)展，ECG-EEG在臨床中被廣泛應(yīng)用，為心腦血管疾病診斷和篩查提供有效參考依據(jù)，但受ECG-EEG工作原理的影響，其檢查結(jié)果不可避免地受多種因素的干擾，為提高臨床應(yīng)用價值，需全面掌握ECG-EEG檢查過程中干擾的來源及其消除策略。通過對ECG-EEG常見干擾及其排除策略進(jìn)行了分析，最終發(fā)現(xiàn)在其使用時，需依據(jù)干擾來源不同采取相對應(yīng)的排除對策，有效抑制干擾帶來的影響，要有針對性的選取屏蔽保護(hù)、合理接地點(diǎn)以及合理設(shè)計(jì)電路，做好定期保養(yǎng)檢修儀器設(shè)備工作，并在患者檢查前預(yù)先進(jìn)行心理疏導(dǎo)，注意設(shè)備使用環(huán)境溫度等，從而才可確保ECG-EEG正常運(yùn)行，為準(zhǔn)確獲取診斷信息提供保障，對提高ECGEEG在疾病診斷和篩查中的價值有臨床意義。