摘要: 數(shù)字心電圖機(jī)不僅具備模擬心電圖機(jī)的信號(hào)放大和采集系統(tǒng)等特點(diǎn)，而且還具有操作簡(jiǎn)單、抗干擾性好等優(yōu)點(diǎn)，如今已在臨床應(yīng)用上日益普及。該文從心電圖機(jī)的檢定項(xiàng)目特性與方法兩個(gè)方面分別進(jìn)行了闡述，旨在為我國(guó)的醫(yī)學(xué)事業(yè)略盡綿薄之力。

關(guān)鍵詞: 數(shù)字心電圖機(jī);檢定項(xiàng)目;特性;方法

數(shù)字心電圖機(jī)是一種采用數(shù)字技術(shù)采集、處理心電信號(hào)的新型心電圖機(jī)，它不僅具備模擬心電圖機(jī)的信號(hào)放大和采集系統(tǒng)等特點(diǎn)，而且應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字濾波和模數(shù)信號(hào)的轉(zhuǎn)換，有效地控制了工頻干擾和基線漂移，使數(shù)字心電圖更加“逼真”，另外還具有操作簡(jiǎn)單、抗干擾性好等優(yōu)點(diǎn)，如今已在臨床應(yīng)用上日益普及，正逐漸替代傳統(tǒng)的模擬式心電圖機(jī)而成為廠商生產(chǎn)和醫(yī)院使用的主流機(jī)型。為了確保數(shù)字心電圖機(jī)的臨床應(yīng)用質(zhì)量，以及保障患者的安全和診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性，我國(guó)于2008年4月發(fā)布了JJGl041-2008《數(shù)字心電圖機(jī)檢定規(guī)程》，詳細(xì)闡述了數(shù)字心電圖機(jī)的構(gòu)造和使用。下面筆者就以JJGl04l-2008數(shù)字心電圖機(jī)為立足點(diǎn)，淺析數(shù)字心電圖機(jī)的檢定項(xiàng)目特性與方法。

一、數(shù)字心電圖機(jī)的檢定項(xiàng)目特性

數(shù)字心電圖機(jī)原理上是屬于非線性系統(tǒng)的，為了適應(yīng)數(shù)字心電圖機(jī)的檢定需求，臨床一般采用ECG仿真信號(hào)來(lái)檢定數(shù)字心電圖機(jī)數(shù)據(jù)采集和重建的功能。所謂的ECG仿真信號(hào)，即一種模擬人體體表真實(shí)ECG信號(hào)的電壓信號(hào)，其各個(gè)波段參數(shù)的名稱和含義與真實(shí)的ECG信號(hào)皆相同，并且已預(yù)先賦值。為確保數(shù)字心電圖機(jī)的技術(shù)性能，JJG1041—2008規(guī)定了輸入電壓范圍、電壓、幅度-時(shí)間參數(shù)測(cè)量、時(shí)間常數(shù)、頻率響應(yīng)和共模抑制比等十個(gè)檢定項(xiàng)目，下面筆者逐一對(duì)其重點(diǎn)項(xiàng)目特性進(jìn)行分析。

1、輸入電壓動(dòng)態(tài)范圍。被檢心電圖機(jī)所能檢測(cè)的輸入信號(hào)之最小值(在所描記的ECG信號(hào)上能夠確定分辨出的最小電壓偏離量)和最大值(在所描記的ECG信號(hào)上，在規(guī)定的準(zhǔn)確度下，所能測(cè)量的最大峰值電壓幅度)。在檢定時(shí)，受檢數(shù)字心電圖機(jī)和檢定裝置必須接觸良好，并可靠接地。輸入電壓范圍越大說(shuō)明數(shù)字心電圖機(jī)對(duì)生理電信號(hào)的波動(dòng)變化適應(yīng)能力越強(qiáng)，檢定規(guī)程要求各導(dǎo)聯(lián)的輸入電壓范圍不小于0.03 ～ 5mV，且所記錄的波形不要失真。

2、電壓。內(nèi)定標(biāo)電壓:數(shù)字心電圖機(jī)所產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)幅度為lmV的電壓信號(hào)，被作為衡量所記錄的心電圖波形幅度的標(biāo)準(zhǔn)，就是“ 內(nèi)標(biāo)”。內(nèi)標(biāo)是數(shù)字心電圖機(jī)比較重要的指標(biāo)，假如內(nèi)標(biāo)產(chǎn)生較大的誤差，會(huì)使得心電信號(hào)P波、R波、T波幅度比真實(shí)幅度偏高或偏低，導(dǎo)致波形失真，容易引起誤診。檢定規(guī)程要求內(nèi)標(biāo)的最大允許誤差為±5%，在對(duì)數(shù)字心電圖機(jī)的內(nèi)標(biāo)進(jìn)行檢定時(shí)，要把數(shù)字心電圖機(jī)的阻尼調(diào)整到最佳狀態(tài)，以確保檢測(cè)的準(zhǔn)確性;耐極化電壓:對(duì)于生物電極來(lái)說(shuō)，有無(wú)電流流過(guò)時(shí)電極電勢(shì)有所不同，這是由于電極產(chǎn)生-r的極化作用，有無(wú)電流兩種情況的電極電勢(shì)的差值稱為極化電壓。極化電壓過(guò)高將淹沒(méi)電信號(hào)，引導(dǎo)不出心電信號(hào)。耐極化電壓的檢定就是用于考察數(shù)字心電圖機(jī)隔直流電壓的能力。當(dāng)輸入±300mV直流電壓后，各導(dǎo)聯(lián)記錄和顯示的基線沒(méi)有偏移，則表明該數(shù)字心電圖機(jī)的此項(xiàng)指標(biāo)檢定合格。

3、幅度-時(shí)間參數(shù)。這是用來(lái)描ECG信號(hào)波形特性的一組數(shù)值，其中包括幅度和間期兩類參數(shù)，幅度標(biāo)稱值包括:P 、Q 、R (S ) 、T 波幅度和ST 段電平;時(shí)間間隔標(biāo)稱值包括:P 、Q 、R (S ) 、T 波和QRS組合波的波寬，RR 、PQ(PR)、QT、Qrmax，TP、QR間期。波形參數(shù)識(shí)別能力，被檢心電圖機(jī)所記錄和顯示信號(hào)與輸入的ECG仿真信號(hào)在幅度-時(shí)間參數(shù)上的符合程度。這個(gè)指標(biāo)考察數(shù)字心電圖機(jī)所記錄的信號(hào)與輸入的心電測(cè)試信號(hào)在幅度-時(shí)間參數(shù)上的一致性，這對(duì)于臨床診斷有著重要意義。

4、時(shí)間常數(shù)

當(dāng)直流信號(hào)輸入時(shí)，心電圖機(jī)的輸出幅度從百分之百下降到百分之三十七左右所需的時(shí)間，稱為時(shí)間常數(shù)。時(shí)間常數(shù)與心電圖的振幅下降速率相關(guān)，時(shí)間越長(zhǎng)幅值下降則越慢。時(shí)間常數(shù)能反映心電放大器低頻特性的好壞，數(shù)值過(guò)小，輸出幅度就下降很快，使波形失真，甚至當(dāng)輸入方波信號(hào)時(shí)，輸出會(huì)變成尖脈沖;數(shù)值越大表示低頻響應(yīng)越好，但過(guò)大時(shí)基線穩(wěn)定性下降，心電圖機(jī)的時(shí)間常數(shù)一般都要求大于1.5 s而不小于3.2 s。

5、頻率響應(yīng)

數(shù)字心電圖機(jī)輸入相同幅值信號(hào)時(shí)，輸出信號(hào)幅度隨頻率變化的關(guān)系稱為頻率響應(yīng)，心電圖機(jī)的頻率響應(yīng)取決于放大器和記錄器的頻率響應(yīng)。數(shù)字心電圖機(jī)較快之于傳統(tǒng)心電圖機(jī)，由于采用了計(jì)算機(jī)數(shù)字化采集和處理技術(shù)，配置了精密熱陣記錄器，其頻響范圍能提高到0.01～150Hz。依據(jù)諧波分析，心電圖波形可以分解為若干不同頻率、不同幅度的正弦諧波。在一定的頻率范圍之內(nèi)，放大器對(duì)不同頻率的正弦信號(hào)會(huì)穩(wěn)定響應(yīng)，增加靈敏度不會(huì)引起心電波形畸變， 而在此范圍之外就會(huì)有靈敏度下降的現(xiàn)象。

6、共模抑制比

共模抑制比是指心電圖機(jī)的差模信號(hào)放大倍數(shù)與共模信號(hào)放大倍數(shù)之比，是用于衡量心電放大器對(duì)干擾信號(hào)抑制能力的一個(gè)重要指標(biāo)。通常差模信號(hào)大于60dB，此時(shí)意味著放大器輸入端的共模干擾達(dá)到lmV時(shí)才與1μV的差模輸入信號(hào)具有相同幅度的輸出。

二、數(shù)字心電圖機(jī)的檢定方法

數(shù)字心電圖機(jī)的檢定項(xiàng)目與模擬心電圖機(jī)的檢定項(xiàng)目很多是一致的，這些項(xiàng)目的檢定方法也與過(guò)去相似，檢定人員對(duì)這些項(xiàng)目容易掌握。JJG1041—2008規(guī)定了切實(shí)可行的能夠體現(xiàn)數(shù)字心電圖機(jī)特性的指標(biāo)項(xiàng)目及檢定方法，與已有規(guī)程的區(qū)別在于JJG1041—2008使用ECG仿真信號(hào)來(lái)檢定數(shù)字心電圖機(jī)對(duì)采集信號(hào)波形重建的能力。對(duì)于準(zhǔn)確、全面地評(píng)價(jià)數(shù)字心電圖機(jī)的性能指標(biāo)，推動(dòng)數(shù)字心電圖機(jī)法制計(jì)量工作的順利進(jìn)行，具有重要的作用。筆者下面舉兩個(gè)例子分析一下數(shù)字心電圖機(jī)的檢定方法。

1、波形識(shí)別能力與幅度-時(shí)間參數(shù)測(cè)量，檢定方法:

首先要連接標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器與被檢數(shù)字心電圖機(jī)。調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出頻率為0.75Hz、幅度值為2mV的信號(hào)ECG仿真信號(hào);然后選擇一個(gè)導(dǎo)聯(lián)或一組導(dǎo)聯(lián)(Ⅰ、Ⅱ 、Ⅲ、aVR、aVF、aVL、V1～V6)，可根據(jù)用戶自身要求或保證測(cè)試結(jié)果可信度最大進(jìn)行設(shè)定，例如記錄速度為25mm/s，靈敏度為20mm/mV。

比較被檢心電圖機(jī)記錄的波形與JJGl041-2008《數(shù)字心電圖機(jī)檢定規(guī)程》附錄A中圖A.1，A.2、A.3的一致性。導(dǎo)聯(lián)Ⅰ、Ⅱ、aVF、aVL、V1～V6的信號(hào)波形應(yīng)無(wú)失真，導(dǎo)聯(lián)Ⅲ的記錄應(yīng)為一條直線。

該項(xiàng)檢定可以保證數(shù)字心電圖機(jī)對(duì)心電波形采集后重建的準(zhǔn)確度。

2、時(shí)間間隔測(cè)量誤差

通過(guò)比較ECG測(cè)試信號(hào)時(shí)間間隔參數(shù)的測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值之差來(lái)確定每個(gè)通道的時(shí)間間隔測(cè)量誤差。檢定方法:

檢定裝置輸出標(biāo)準(zhǔn)ECG測(cè)試信號(hào)至被檢心電圖機(jī)，通過(guò)比較被檢心電圖機(jī)記錄或顯示ECG信號(hào)時(shí)間參數(shù):P、Q、R (S)、T波間期，PQ (PR)、QT、TP、QR間隔，QRmax、RR和QRS組合波波寬的測(cè)試值與標(biāo)準(zhǔn)ECG測(cè)試信號(hào)所給定的標(biāo)稱值，來(lái)確定時(shí)間間隔測(cè)量誤差。

綜上所述，數(shù)字心電圖機(jī)無(wú)論是檢定項(xiàng)目特性還是檢方法，都較傳統(tǒng)的模擬心電圖機(jī)有所改進(jìn)，如今，數(shù)字心電圖機(jī)不僅作為一個(gè)基本裝備在醫(yī)院里發(fā)揮著重要作用，而且已經(jīng)開始進(jìn)入了社區(qū)和家庭，為心臟病患者預(yù)防保健提供良好的服務(wù)。

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