淺析數字心電圖機的檢定項目特性與方法

摘要: 數字心電圖機不僅具備模擬心電圖機的信號放大和采集系統等特點，而且還具有操作簡單、抗干擾性好等優點，如今已在臨床應用上日益普及。該文從心電圖機的檢定項目特性與方法兩個方面分別進行了闡述，旨在為我國的醫學事業略盡綿薄之力。

關鍵詞: 數字心電圖機;檢定項目;特性;方法

數字心電圖機是一種采用數字技術采集、處理心電信號的新型心電圖機，它不僅具備模擬心電圖機的信號放大和采集系統等特點，而且應用先進的計算機技術實現了數字濾波和模數信號的轉換，有效地控制了工頻干擾和基線漂移，使數字心電圖更加“逼真”，另外還具有操作簡單、抗干擾性好等優點，如今已在臨床應用上日益普及，正逐漸替代傳統的模擬式心電圖機而成為廠商生產和醫院使用的主流機型。為了確保數字心電圖機的臨床應用質量，以及保障患者的安全和診斷結果的準確性，我國于2008年4月發布了JJGl041-2008《數字心電圖機檢定規程》，詳細闡述了數字心電圖機的構造和使用。下面筆者就以JJGl04l-2008數字心電圖機為立足點，淺析數字心電圖機的檢定項目特性與方法。

一、數字心電圖機的檢定項目特性

數字心電圖機原理上是屬于非線性系統的，為了適應數字心電圖機的檢定需求，臨床一般采用ECG仿真信號來檢定數字心電圖機數據采集和重建的功能。所謂的ECG仿真信號，即一種模擬人體體表真實ECG信號的電壓信號，其各個波段參數的名稱和含義與真實的ECG信號皆相同，并且已預先賦值。為確保數字心電圖機的技術性能，JJG1041—2008規定了輸入電壓范圍、電壓、幅度-時間參數測量、時間常數、頻率響應和共模抑制比等十個檢定項目，下面筆者逐一對其重點項目特性進行分析。

1、輸入電壓動態范圍。被檢心電圖機所能檢測的輸入信號之最小值(在所描記的ECG信號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信號上，在規定的準確度下，所能測量的最大峰值電壓幅度)。在檢定時，受檢數字心電圖機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明數字心電圖機對生理電信號的波動變化適應能力越強，檢定規程要求各導聯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。內定標電壓:數字心電圖機所產生的標準幅度為lmV的電壓信號，被作為衡量所記錄的心電圖波形幅度的標準，就是“ 內標”。內標是數字心電圖機比較重要的指標，假如內標產生較大的誤差，會使得心電信號P波、R波、T波幅度比真實幅度偏高或偏低，導致波形失真，容易引起誤診。檢定規程要求內標的最大允許誤差為±5%，在對數字心電圖機的內標進行檢定時，要把數字心電圖機的阻尼調整到最佳狀態，以確保檢測的準確性;耐極化電壓:對于生物電極來說，有無電流流過時電極電勢有所不同，這是由于電極產生-r的極化作用，有無電流兩種情況的電極電勢的差值稱為極化電壓。極化電壓過高將淹沒電信號，引導不出心電信號。耐極化電壓的檢定就是用于考察數字心電圖機隔直流電壓的能力。當輸入±300mV直流電壓后，各導聯記錄和顯示的基線沒有偏移，則表明該數字心電圖機的此項指標檢定合格。

3、幅度-時間參數。這是用來描ECG信號波形特性的一組數值，其中包括幅度和間期兩類參數，幅度標稱值包括:P 、Q 、R (S ) 、T 波幅度和ST 段電平;時間間隔標稱值包括:P 、Q 、R (S ) 、T 波和QRS組合波的波寬，RR 、PQ(PR)、QT、Qrmax，TP、QR間期。波形參數識別能力，被檢心電圖機所記錄和顯示信號與輸入的ECG仿真信號在幅度-時間參數上的符合程度。這個指標考察數字心電圖機所記錄的信號與輸入的心電測試信號在幅度-時間參數上的一致性，這對于臨床診斷有著重要意義。

4、時間常數

當直流信號輸入時，心電圖機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間，稱為時間常數。時間常數與心電圖的振幅下降速率相關，時間越長幅值下降則越慢。時間常數能反映心電放大器低頻特性的好壞，數值過小，輸出幅度就下降很快，使波形失真，甚至當輸入方波信號時，輸出會變成尖脈沖;數值越大表示低頻響應越好，但過大時基線穩定性下降，心電圖機的時間常數一般都要求大于1.5 s而不小于3.2 s。

5、頻率響應

數字心電圖機輸入相同幅值信號時，輸出信號幅度隨頻率變化的關系稱為頻率響應，心電圖機的頻率響應取決于放大器和記錄器的頻率響應。數字心電圖機較快之于傳統心電圖機，由于采用了計算機數字化采集和處理技術，配置了精密熱陣記錄器，其頻響范圍能提高到0.01～150Hz。依據諧波分析，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，放大器對不同頻率的正弦信號會穩定響應，增加靈敏度不會引起心電波形畸變， 而在此范圍之外就會有靈敏度下降的現象。

6、共模抑制比

共模抑制比是指心電圖機的差模信號放大倍數與共模信號放大倍數之比，是用于衡量心電放大器對干擾信號抑制能力的一個重要指標。通常差模信號大于60dB，此時意味著放大器輸入端的共模干擾達到lmV時才與1μV的差模輸入信號具有相同幅度的輸出。

二、數字心電圖機的檢定方法

數字心電圖機的檢定項目與模擬心電圖機的檢定項目很多是一致的，這些項目的檢定方法也與過去相似，檢定人員對這些項目容易掌握。JJG1041—2008規定了切實可行的能夠體現數字心電圖機特性的指標項目及檢定方法，與已有規程的區別在于JJG1041—2008使用ECG仿真信號來檢定數字心電圖機對采集信號波形重建的能力。對于準確、全面地評價數字心電圖機的性能指標，推動數字心電圖機法制計量工作的順利進行，具有重要的作用。筆者下面舉兩個例子分析一下數字心電圖機的檢定方法。

1、波形識別能力與幅度-時間參數測量，檢定方法:

首先要連接標準信號發生器與被檢數字心電圖機。調節信號發生器輸出頻率為0.75Hz、幅度值為2mV的信號ECG仿真信號;然后選擇一個導聯或一組導聯(Ⅰ、Ⅱ 、Ⅲ、aVR、aVF、aVL、V1～V6)，可根據用戶自身要求或保證測試結果可信度最大進行設定，例如記錄速度為25mm/s，靈敏度為20mm/mV。

比較被檢心電圖機記錄的波形與JJGl041-2008《數字心電圖機檢定規程》附錄A中圖A.1，A.2、A.3的一致性。導聯Ⅰ、Ⅱ、aVF、aVL、V1～V6的信號波形應無失真，導聯Ⅲ的記錄應為一條直線。

該項檢定可以保證數字心電圖機對心電波形采集后重建的準確度。

2、時間間隔測量誤差

通過比較ECG測試信號時間間隔參數的測量值與標準值之差來確定每個通道的時間間隔測量誤差。檢定方法:

檢定裝置輸出標準ECG測試信號至被檢心電圖機，通過比較被檢心電圖機記錄或顯示ECG信號時間參數:P、Q、R (S)、T波間期，PQ (PR)、QT、TP、QR間隔，QRmax、RR和QRS組合波波寬的測試值與標準ECG測試信號所給定的標稱值，來確定時間間隔測量誤差。

綜上所述，數字心電圖機無論是檢定項目特性還是檢方法，都較傳統的模擬心電圖機有所改進，如今，數字心電圖機不僅作為一個基本裝備在醫院里發揮著重要作用，而且已經開始進入了社區和家庭，為心臟病患者預防保健提供良好的服務。

參考文獻:

[1]卞昕、李詠雪 JJGl041-2008《數字心電圖機檢定規程》中國計量出版社2008、8

[2]卞昕《數字心電圖機》檢定規程制定說明與解釋 中國計量 2008、8

[3] 莊偉龍 數字心電圖機計量檢定項目的意義中國醫療設備2009、5