心电图机干扰的排除方法.doc

心电图机干扰的排除方法摘要：心电图机在使用时经常遇到的来到使用环境何心电图机本身的干扰，其中肌电干扰和50Hz交流电干扰是较为突出的干扰，能否正确地排除它们对心电图鉴别诊断很重要。本文论述了肌电干扰和50Hz交流电干扰产生的原因以及正确的排除方法。关键词：肌电干扰 50Hz交流电干扰 滤波器选择电路心电图机是记录人体体表各点随时间而变化的心电波形的医疗仪器。医生根据心电图机所记录的波形的形态、波幅大小以及各波之间的相对时间关系心电图，来鉴别诊断心脏疾病。因此，心电图机所记录的心电图的精确度对于心脏疾病的鉴别诊断至关重要。但是，由于心电信号比较微弱，仅为mV级，所以，和其他生理参数测量一样，心电图机进行心电信号测量时，除了要受到来自心电图机本身的干扰外，还不可避免地要受到使用环境的干扰。一般我们把被测参数以外的信号统称为干扰。为了获得高质量的心电图，排除干扰尤为重要。通常有以下几种形式的干扰：1来自电极噪声的干扰；2来自无线电波及高频设备的干扰；3来自被测生理变量以外的人体电现象(如：肌电信号等)所引起的噪声干扰；4来自人体上工作的医疗仪器的噪声干扰；5来自电子器件的噪声干扰；6来自电路布线所引起的干扰；7来自带电衣服的静电噪声干扰以及来自50Hz交流干扰等等。本文重点介绍35Hz肌电干扰和50Hz交流干扰的产生原因以及处理方法。肌电信号和交流信号都不是我们在作心电图检测时所需要的心电信号，故称为干扰信号。这两种干扰都是心电图机在使用过程中极为常见的干扰形式。因其频率也处于心电频带的范围内(一般常见的肌电信号的频率为35Hz，交流信号的频率为50Hz。而心电信号频带范围在OO51ooHz之间)，极易混入心电信号，并被放大，需要对它们进行抑制处理，以保证心电图记录的质量。所以，为了提高心电图机对35Hz肌电干扰和50Hz交流干扰的抗干扰能力，一般心电图机均设计有35Hz与50Hz两种干扰抑制电路。在电路设计中，对35Hz的肌电干扰，通常用一个35Hz(一3dB)的高截RC滤波器来进行抑制；而对50Hz的交流干扰，通常选用RC双T选频网络等来进行抑制。一、肌电信号和交流信号产生的原因及处置方法1、肌电干扰 是指由于人体肌肉颤动所引起的噪声信号。这种噪声信号是不规则的。肌电干扰信号的频率在103000Hz之间，电压从几十微伏到几毫伏之间。在做心电图检查时，一般常见35Hz肌电干扰信号。它产生的原因主要有以下几个方面：1病人精神过于紧张，引起肌电干扰；2环境温度过低，病人发冷寒颤，引起肌电干扰；3病人活动或病床不舒适，引起肌电干扰；4心电图机电极绑带或电极夹过紧，引起肌电干扰。另外，有些老年患也极易引起肌电干扰。一般处置方法有以下几点：1嘱咐病人不要紧张，思想上要放松；2嘱咐病人要全身放松，不要握拳、用力以及活动。也可用沙袋垫在病人膝下，使下肢自然弯曲放松肌肉；3绑心电图机电极的绑带或电极夹的松紧要适度；4适当提高病房温度，并注意给病人保暖。如：胸电极固定好后，应及时用衣物将病人胸部盖好等等。2、50Hz交流干扰 通常是指来自外界以及心电图机自身的电源50Hz交流干扰信号。这种干扰信号是规则的（如图1）。50Hz交流干扰通常分为以下几种：1交流磁场干扰；2泄漏电流干扰：3阻抗耦合干扰；4静电干扰；5地环路干扰；6仪器内部50Hz干扰等等。在实际工作中，通常消除50Hz交流干扰的常用方法是：使心电图机接地良好(一般要求接地电阻4Q)。但由于引起50Hz交流干扰的原因较多，情况又较复杂，往往仅通过处理接地线仍然不能够有效地消除干扰。所以，为了更有效地消除50Hz交流和肌电干扰，我们必须引入滤波器来克服它们对心电图波形的影响。二、滤波器抗干扰心电信号受50Hz交流电和肌电干扰时，即在图2的周期信号频谱中再增加一个50Hz的谱或肌电的谱，将这样一个谱进行Fourier反变换，所得到的时域心电图波形有许多毛刺，与真正的心电图波形不一致。滤波器的作用就是要滤去50HZ或肌电等的谱，如图3，当一个手50HZ交流电干扰的心电信号进过带阻滤波器做Fourier正变换后抑制了50HZ的谱，使其为0。1、滤波器选择电路图4 设计的滤波器选择电路采用多种不同功能的数字集成块。D12 (4520) 是双4位二进制同步计数器,当D12的15 腿= 1 和7腿= 1 时,D12 内有的两个触发器都由Filterkey 触发一个正脉冲, 通过电阻R5 到D2(4584) 的与非门11 、12 腿后,变成负脉冲作为双四位二进制同步计数器D12 (4520) 的脉冲触发信号(即2 腿和10 腿的CE 端) ,在D12(4520) 的11 、12 腿输出正负电平之后又进入D20 (4071) 的或门12 、13 腿,在D20的11 腿输出最后的翻转信号再经电阻R65 (10k) 后,作为交流滤波,送到图5 的滤波电路中。在D12 (4520) 的12 腿输出的信号, 作为肌电滤波,也送到图5 的滤波电路中作滤波选择。图4 中双四位二进制同步计数器D12 (4520) 的7 端和15端是利用了双上升沿触发器D16 (4013) 的Q 输出电平进入或门D5 (4071) 的5、2 两腿,在D5 (4071) 的4 腿和3 腿输出信号,使D12 (4520) 的7 端和15端清0 后,D12 (4520) 才开始工作。2、 50Hz 及肌电干扰抑制方法设计的滤波器电路,包括交流滤波器(复式带阻滤波器f = 50Hz)和肌电滤波器( EMG) 。肌电干扰信号,一般在103000Hz 之间。在心电检测时,常用一个35Hz ( - 3dB) 的高截滤波器,将高于35Hz的肌电干扰抑制。50Hz 及肌电干扰抑制电路的幅频特性曲线,如图6所示。当为病人做心电检测时,电阻R90 与电容C34 组成高截RC 滤波器,取R90 = 4k ,C34 = 1F ,f = 1/(2RC) = 35Hz ( - 3dB) ;由电阻R83 - R86 电容C30C33组成RC 双T 选频网络。因为f = 1/ (2RC) 中电阻R83R86 全部选用金属膜精密电阻67k;电容C30C33全选用01047F 值,由于每种电容的误差很大,所以在选值时,必须进行严格的筛选配对,对电阻R83R86 和电容C30C33 严格把关后, 可由公式计算出f = 1/ ( 2 67 01047) = 50Hz。当为病人作心电检测时,则图4线路输出的EMG通过插座接到图5 线路中的CMOS 块D5 (4053) 的