心電圖機的原理與維修

（鞍山市康寧醫院，遼寧，鞍山，114000）

【摘要】心電圖機就是將心臟活動時心肌激動產生的生物電信號（心電信號）自動記錄下來，是臨床診斷和科研常用的醫療電子儀器。心電圖機性能的好壞，常以其技術指標來表示。心電圖機的技術指標若有失常，會引起臨床診斷中的錯誤。

【關鍵詞】心電圖機；原理；維修

【中圖分類號】R540.4+1【文獻標識碼】A【文章編號】1005-1074(2009)04-0073-02

1心電圖機的結構和原理

1.1輸入電路由電極板、導聯線、導聯選擇開關、高頻濾波電路等組成。作用：減少干擾、選擇導聯，將人體各部分信號引到前置放大器。

1.1.1導聯線作用是將電極板上獲得的心電信號送到放大器的輸入端。它是一條五芯（或多芯）的帶金屬屏蔽網的絞合線。要求線柔軟、接頭處牢靠。屏蔽網的作用是防止外界電磁波的干擾。屏蔽網通常接地，導聯線常有五芯、七芯和十芯三種。

1.1.2導聯選擇開關作用是不改變人體電極連接線，用來改變各導聯線和心電放大器之間的連接方法，用來記錄某一導聯的心電圖。一般有三種開關：圓形波段開關，琴鍵開關，觸摸開關。

1.1.3高頻濾波電路作用是濾去不需要的高頻信號，減少高頻干擾。一般由RC低通濾波電路組成，使僅有幾十Hz的心電波信號通過。

1.2心電放大電路這是心電圖機的核心。作用是放大心電信號推動記錄器工作。它由前置放大電路、電壓放大電路和功率放大電路組成。

1.2.1前置放大電路作用是把微弱的變化緩慢的心電信號放大到足以推動電壓放大電路，同時又有足夠抑制各種干擾信號的能力。主要包括前置放大器、1mV定標發生器、時間常數電路等。

1.2.2電壓放大電路作用是將前置放大器放大輸出僅20mV的心電信號進一步放大輸送到后置放大器。它由直流電壓放大器、增益調節電路、基線調節電路、封閉電路、雙T型濾波電路及肌電干擾抑制電路組成。

1.2.3功率放大電路作用是將電壓信號變換為大的電流和功率去推動記錄器工作。常采用對稱式互補射極輸出器單端推挽電路。

1.3心電記錄器作用是把心電信號轉換成機械運動的裝置。它由記錄器表頭、描筆等組成。心電信號經心電圖機導聯選擇以及心電放大器放大后，驅動記錄器上的轉軸，使之轉角隨心電信號變化而變化，在轉軸上固定一支記錄筆，筆也隨之偏轉，從而在記錄紙上描出隨時間變化的心電圖曲線。

1.4電動機走紙電路它的作用是使記錄紙按要求隨時間作“勻速”運動，使記錄下來的心電波形的時間呈線性。包括走紙傳動裝置（一個微型電動機：直流電動機或交流電動機）、控制電路和走紙機構部分。走紙速度一般為25mm/s和50mm/s兩種。兩種速度可以通過倒換快慢齒輪來實現。

1.5電源電路心電圖機的電源多采用220v市電供電，或干電池、蓄電池直流電源供電，也可采用交直流兩用方式供電。

2心電圖機的常見故障及其原因

2.1干擾在心電圖機處于工作狀態下，走紙記錄時，會出現各種頻率的波形，常見的是50Hz交流電干擾。輕者影響心電波形的美觀，干擾嚴重時心電圖機無法工作。可按如下兩個方面查找干擾的原因：

2.1.1導聯選擇開關置于“0”位時出現干擾其原因：①心電圖機機殼未接地，或接地不良。②心電圖機內輸入部分開路或接觸不良。③前置放大器自激振蕩。④驅動走紙電機繞組有開路或接觸不良。⑤電機的穩速電路調節不當。

2.1.2正式做心電圖時出現干擾其原因：①導聯線開路、穩斷、漏電都會引起干擾。②導聯線與電極的連接處接觸不良，導聯線與導聯插座的管腳處虛焊或斷線。③導聯選擇開關接觸不良，接線或電阻虛焊，電阻間因相碰而引起漏電。④右腳（RF）人體保險絲（5mA）開路或與管座接觸不良。⑤電極固定松緊不合適，電極接觸不良。⑥病人皮膚油脂過多或皮膚干躁（常見于老年病人）。⑦心電圖室距離X線室、理療室、電梯、配電房、高壓線、電力線過近，引起了電磁干擾。⑧診斷床與病人之間沒有良好的絕緣，床與地板之間絕緣也不良。⑨診斷床與墻壁和天花板內的電線以及燈具和暖氣管靠近。⑩病人與心電圖機距離過近。為了區分干擾的性質，應先將心電圖機通電，處于工作狀態，再將五條導聯支線插頭用金屬導線互相連接后接地，按順序撥動導聯開關至各導聯位置，觀察描筆工作情況，如在任何導聯中都沒有干擾現象，說明干擾是受空間電磁場的影響，并非心電圖機本身的故障。反之干擾來自心電圖機或導聯線的相關部分。應針對發生干擾的某一導聯進行分析。

2.1.3區分干擾性質之后，為了排除干擾，可采用下述幾種方法①檢查地線接觸是否良好，有接地保險的5mA保險絲是否開路。②檢查病人的右腿與電極和導線的接觸是否良好，必要時可另置一條地線將心電圖機的接地點、人體的右腿電極和臥床的地線一齊接地。③檢查并重新焊好導聯線和導聯屏蔽線，電極和皮膚接觸是否良好，必要時用酒精擦洗皮膚重新用導電膏涂擦，使電極接觸部位的皮膚電阻減低。④使心電圖機的電源線盡量遠離病床，切不可與導聯線平行，交叉甚至重疊。⑤心電圖室應遠離大功率的電子儀器和大型的制冷裝置的房間。⑥病人與心電圖機應有一定的距離。

2.2抖動心電圖機的導聯選擇開關置于“0”位時，熱筆描記出不規則的波形，就是抖動。產生的原因有如下幾種：①交直流電源電壓不穩定，將引起放大器各級工作點的變化，好象有輸入電壓一樣，造成熱筆的抖動。②熱筆壓力調整不合適，熱筆與記錄器的固定螺絲松動、熱筆過臟、熱筆磨損等。適當調節熱筆壓力，擰緊熱筆與記錄器的固定螺絲。③放大器中的元件變質失效、電位器接觸不良、印刷板插頭插座接觸不良、元件和管腳虛焊。

2.3基線漂移導聯開關置于“0”位，走紙、描出的基線出現緩慢的變化，即為漂移。引起漂移的原因如下：①放大器的接插件之間有輕微漏電。一般擦拭干凈即可，必要時可用真空干燥處理。②放大器之間耦合電容漏電，用替代法判斷，更換漏電的電容。③場效應管的輸入電阻不穩定，反向漏電流較大，采用替代法判斷，更換元件。④有的心電圖機的“INST”電路采用封閉繼電器，有的采用開關管，當這種電路中的元件漏電時可引起基線漂移，解決的辦法是用四氯化碳或無水酒精清洗繼電器接點。對采用開關管的封閉電路只能更換開關管。在做心電圖時產生的漂移，有以下幾種原因：①電極板固定太松，重新固定電極板即可。②導電膏涂太多，病人皮膚油脂過多，涂導電膏應均勻適量，用酒精擦拭病人皮膚。③病人不安寧或呼吸運動過大。設法使病人安寧，盡量減小呼吸的動作，必要時短時間停止呼吸，再作描記。

2.4描筆移動范圍小描筆移動范圍不符合略大于40mm的要求，其原因有以下幾點：①心電圖機處于工作狀態時，熱筆不在記錄紙的中心線上。可松動筆架與記錄器軸的固定螺絲，重新對準零位擰緊螺絲，并注意筆架高低位置合適。②熱筆幅度限制器檔板寬度不夠，或熱筆加熱器的兩根引線安放不合適，限制了熱筆的位移。此時可適當放寬檔板角度或調整熱筆加熱引線的位置。③記錄器有故障也可以引起熱筆移位幅度減小，當確認記錄器有故障時，只有更換新記錄器。④放大器有故障是引起熱筆移動范圍減小的主要原因。這種現象是電壓放大器部分有故障。此時應檢查電壓放大器的晶體管的管腳有無斷腳或虛焊，電阻和電容斷線或虛焊，重新焊接好斷線和虛焊點，重新調整電壓放大器的工作點。

2.5線性不好熱筆在不同位置，記錄的1mV電壓矩形波幅值相差較大，即為線性不好。線性不好的原因有：①熱筆機械零位不對，檔筆架角度太小或熱筆加熱器引線方向不對、熱筆架太低、筆架固定螺絲與記錄器蓋殼相碰。根據上述存在問題，正確調整機械零位，增大筆架與記錄器殼的距離、理順熱筆加熱引線。②記錄器有故障，用替代法加以判斷和解決。③功率放大器的工作點未調好，正確調好工作點。

2.6阻尼不正常1mV電壓矩形波出角過大或圓角，就是欠阻尼或過阻尼的現象。

2.6.1過阻尼的原因有①筆壓太重。只要松動筆架壓力彈簧螺絲，就可調節熱筆的壓力。②筆溫過低。調節筆溫電位器，使筆溫適宜。③阻尼電路的電位器調節不當。應重新調節。④筆架太低或太高。太低時筆架易與記錄器蓋相擦，太高時易與蓋板相擦，應將筆架的高低調整合適。

2.6.2欠阻尼的原因有①筆壓太輕。②筆溫過高。③阻尼電路的電位器調節不合適。④記錄器失磁。⑤阻尼不勻。

2.7時間常數過小時間常數低于2S。①輸入級場效應管（FET）或集成塊輸入阻抗下降。②耦合電容變質。更換變質的器件。③放大器板和封閉繼電器接點漏電。用四氯化碳或無水酒精擦凈，并進行干燥處理。

2.8靈敏度過低在10mm/1mV靈敏度檔時調節靈敏度電位器達不到10mm/1mV或必須將靈敏度電位器開得很大，才能勉強達到10mm/1mV。

2.9波形失真記錄的心電圖波形嚴重變形，原因可能有：①阻尼調節不當或阻尼電路有故障。②記錄器線性差（位置反饋電路線性差）。③阻容耦合電容變質，引起時間常數變小。④肌電干擾抑制網路和50Hz抑制網路的元件變質。⑤輸入平衡電阻脫落、隱斷或電阻變質。⑥電壓放大器和功率放大器的工作點調整不合適。⑦走紙推動裝置有故障，引起走紙速度誤差過大。

2.10無定標或定標電壓大小不合適可能原因有：①標準電池耗盡，無電壓。②1mV定標開關失靈。③定標電路的連接線脫落，分壓電阻變質。④機內穩壓定標電路有故障。⑤定標光電耦合隔離電路有故障。⑥封閉電路的繼電器或開關管閉合，放大器的后級被封閉。⑦導聯選擇開關有故障或連接線脫落。⑧放大器的工作點嚴重不正常。⑨記錄器線圈損壞或盤香彈簧脫落、位置反饋電路有故障。

2.11“封閉”失靈閉鎖（stop或inst）電路在作心電圖時不能起封閉作用，原因有：①封閉電路或繼電器有故障。②自動封閉電路或封閉開關管有問題。③封閉控制開關損壞。

2.12熱筆單偏出現熱筆單偏的現象基本上是機內發生故障，其原因有：①兩個耦合電容器有一個漏電。②電壓放大器或功率放大器中的一側放大管損壞。③基線調節電位器損壞或一側連線斷開。④放大器的工作點嚴重不平衡。⑤熱筆的機械零位不對。

2.13無移位旋轉基線調節鈕時，描筆無偏移。出現這種故障的原因有：①描筆與記錄器的連動裝置失靈，使描筆松動。②機內直流穩壓電源有問題。③后級放大器和功率放大器有故障。④基線調節電位器損壞或連接脫落。⑤記錄器損壞。

2.14熱筆不熱心電圖機工作狀態，按1mV定標，走紙熱筆不熱，出現這種現象原因如下：①筆溫加熱電路有問題，筆溫加熱振蕩電路不工作。②筆溫調節器有問題。③供電電源有問題。

2.15電動機不轉或紙速不準心電圖機工作狀態，開動記錄開關，電動機不轉。出現這種故障的原因有：①電動機的線圈開路或短路。②電動機的轉子卡死。③電動機的移相電容變質。④紙速控制電路故障。⑤紙速調節器的連接線脫落或虛焊。⑥走紙軸和電動機的傳動軸松動。⑦傳動齒輪咬合不當，齒輪受損、彈簧頭磨損。

2.16走紙機械故障走紙機械故障有以下幾種現象和原因：①走紙時噪聲大。產生這種現象的原因是各組合齒輪間或軸與軸承間有臟物或缺少潤滑油。②走紙時記錄紙偏向一邊并卷邊。嚴重時甚至拉破記錄紙。產生這種現象的原因是熱筆定位架不平，在高的一面引起記錄紙卷邊或熱筆定位架某一邊沒有靠導軌與導軌間有較大的縫隙。③記錄紙在描記時，一邊緊一邊松相差太大，影響描記。這是由于托軸彈簧架力不勻或熱筆定位架兩邊高低不平。

2.17鎬鎳電池組無法充電鎬鎳電池是一種可反復充電的電池，一般可充放300～500次，額定電壓為1.25V，終端電壓1.1V，出現無法充電的原因如下：①充電電路的輸出開關未放在充電位置。②電池組的引線脫落。③充電次數已達到額定的次數、電池已失效。④電池組的一只或幾只電池已變質。⑤充電電路有故障。⑥機內電源電路有問題。

2.18保險絲燒斷①變壓器的初級線圈中有的因絕緣不好引起短路。②機內電源有短路。③穩壓電路中大功率的的調整管對地絕緣不良或短路。

心電圖機使用日久或因故障經修理更換了某些元件之后，都需要對心電圖機的全部或部分指標進行調試，每年至少調試一次。正確調試心電圖機的各項技術指標，對于保證心電圖機良好的工作狀態，準確診斷心臟的各種疾病具有十分重要的意義。

(收稿日期：2009.01.27)