黃耀森 / 無錫市計(jì)量測試中心

多通道動態(tài)(可移動)心電圖機(jī)信號測試臺

黃耀森 / 無錫市計(jì)量測試中心

0 引言

動態(tài)(可移動)心電圖機(jī)（以下簡稱動態(tài)心電圖機(jī)）是醫(yī)院常用的診斷設(shè)備，它能夠在患者自然狀態(tài)下連續(xù)24 h或更長時(shí)間記錄三通道或多通道心電信號，借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示、分析處理、發(fā)現(xiàn)各類心率失常事件及ST段異常改變，為臨床診斷和治療提供重要依據(jù)。目前，動態(tài)心電圖機(jī)的檢測方式均為每次檢測一臺，單臺耗時(shí)0.5 ～ 1 h，一家醫(yī)院可能會有多臺設(shè)備，檢測耗時(shí)較長。實(shí)際上檢測動態(tài)心電圖機(jī)時(shí)，機(jī)器大多數(shù)都在病人身上，醫(yī)療機(jī)構(gòu)沒有給予更多的檢測時(shí)間。解決多臺動態(tài)心電圖機(jī)同時(shí)檢測、縮短檢測時(shí)間、方便醫(yī)療機(jī)構(gòu)、提高工作效率以及提高企業(yè)的生產(chǎn)效率有著積極的意義。

1 總體思路

采用10臺動態(tài)心電圖機(jī)同時(shí)并行檢測的方法。由于動態(tài)心電圖機(jī)的輸入阻抗大于3 MΩ，而心腦電圖機(jī)檢定儀的阻抗只有幾十歐姆，所以完全不用擔(dān)心檢測儀是否能夠拖動10臺動態(tài)心電圖機(jī)。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

測試臺分為四大塊，左上側(cè)為人機(jī)交互界面，包括液晶顯示和按鍵部分；左下側(cè)為電源模塊（電源采用兩節(jié)5號電池供電）、電源開關(guān)鍵POWER；中間區(qū)域完成對各路狀態(tài)的監(jiān)控和提示；右側(cè)為電極片區(qū)域，用于連接被檢定動態(tài)心電圖機(jī)導(dǎo)聯(lián)線，最多可連接10臺。

3 硬件設(shè)計(jì)

硬件電路主要分為電源模塊、MCU基本電路、看門狗復(fù)位電路、液晶電路、KEY接口電路以及模擬信號采集電路。

4 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)由液晶模塊、看門狗喂狗模塊、LED顯示模塊、時(shí)鐘中斷模塊等組成（圖1）。

圖1 軟件設(shè)計(jì)框圖

4.1 液晶模塊

用于提示操作界面，用戶根據(jù)液晶的提示來進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置和查看。

4.2 看門狗喂狗模塊

MCU 正常工作的時(shí)候，每隔一段時(shí)間輸出一個(gè)信號到喂狗端，給 WDT 清零。如果超過規(guī)定的時(shí)間不喂狗(一般在程序跑飛時(shí))，WDT 定時(shí)超過，就會給出一個(gè)復(fù)位信號到MCU，讓MCU 復(fù)位，防止MCU 死機(jī)。

4.3 LED顯示模塊

是方便檢測人員使用儀器查看哪個(gè)通道在檢測，哪個(gè)通道已經(jīng)檢測完成。

4.4 時(shí)鐘中斷模塊

提供按鍵掃描的基本掃描頻率，同時(shí)為每個(gè)通道測試的時(shí)間進(jìn)行保存。

5 結(jié)果的驗(yàn)證

5.1 測試設(shè)備

ECG-3心腦電圖機(jī)檢定儀、多通道動態(tài)心電圖機(jī)信號測試臺、10臺動態(tài)心電圖機(jī)。

5.2 測試方法

依據(jù)JJG 1042-2008《動態(tài)（可移動）心電圖機(jī)檢定規(guī)程》，將編號為1311的動態(tài)心電圖機(jī)在以下三種情況下進(jìn)行試驗(yàn)，測試項(xiàng)目包括最大輸入電壓、最小描記靈敏閾、靈敏度誤差、頻率響應(yīng)、過沖、滯后、硬拷貝描記速度、噪聲。

方法1：將編號為1311的動態(tài)心電圖機(jī)直接接入ECG-3心腦電圖機(jī)檢定儀檢定，此法為檢定規(guī)程規(guī)定的方法；

方法2：ECG-3心腦電圖機(jī)檢定儀接多通道動態(tài)心電圖機(jī)信號測試臺，再將編號為1311的動態(tài)心電圖機(jī)接到多通道動態(tài)心電圖機(jī)信號測試臺，單臺檢定，考察方法2與方法1測量結(jié)果的差異性；

方法3：ECG-3心腦電圖機(jī)檢定儀接多通道動態(tài)心電圖機(jī)信號測試臺，再將10臺動態(tài)心電圖機(jī)（包括編號為1311動態(tài)心電圖機(jī)）接到多通道動態(tài)心電圖機(jī)信號測試臺，同時(shí)對10臺動態(tài)心電圖機(jī)進(jìn)行檢定，考察方法3與方法1測量結(jié)果的差異性。

5.3 測試數(shù)據(jù)

測試結(jié)果如表1所示。

表1 測試結(jié)果

6 結(jié)語

從檢測的數(shù)據(jù)可以看出，En值均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1,經(jīng)過信號測試臺測試的數(shù)據(jù)與正常單臺測試的數(shù)據(jù)差異性極小，完全滿足檢定/校準(zhǔn)的需要。上述測試項(xiàng)目只是針對后續(xù)檢定項(xiàng)目（除共模抑制比外），下一步將對更多的首次檢定項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， 解決共模抑制比通過信號測試臺數(shù)據(jù)一致性的問題?？傊?，測試臺已經(jīng)大大提高了檢測效率，下一步將更加完善，以達(dá)到預(yù)期的要求。

[1] 全國無線電計(jì)量技術(shù)委員會. JJG 1042-2008[S]. 北京: 中國計(jì)量出版社, 2008.

[2] 倪育才. 實(shí)用測量不確定度評定(第3版). 中國計(jì)量出版社, 2007.

[3] 李慶忠, 李春燕. 合成不確定度的兩種評估方法[J]. 計(jì)量技術(shù), 2007, (06): 57-59.

[4] 王幸之, 王雷, 瞿成, 等. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)[M]. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社, 2000.

[5] 趙茂泰. 電子測量儀器設(shè)計(jì)[M]. 武漢: 華中科技大學(xué)出版, 2010.