心電圖機(jī)的原理與維修

信陽市第一人民醫(yī)院，河南信陽 464000

心臟的功能是泵出血液以滿足身體的代謝所需。在泵出血液的機(jī)械動作（收縮）之前，要有電流的刺激使其反應(yīng)。要產(chǎn)生電流，就一定要有正電荷和負(fù)電荷，它們位于心肌細(xì)胞的內(nèi)外兩側(cè)。在靜止?fàn)顟B(tài)時細(xì)胞外側(cè)以正電荷為主，內(nèi)部以負(fù)電荷為主，沒有電流產(chǎn)生。當(dāng)細(xì)胞受到刺激，細(xì)胞的內(nèi)部反而以正電荷為主，外側(cè)以負(fù)電荷為主。心電圖就是在體外記錄這些電流的產(chǎn)生和消失。一般心電圖機(jī)主要有導(dǎo)聯(lián)輸入部分、前置放大器、電壓放大器（又稱中間放大器）、功率放大器、記錄器、1MV標(biāo)壓發(fā)生器、電源供給電路、熱筆加熱電路、走紙部分等構(gòu)成，現(xiàn)將各部分做一個簡單介紹。

1 心電圖機(jī)的結(jié)構(gòu)原理

1.1 輸入部分輸入部分除電極外，還包括導(dǎo)聯(lián)線、導(dǎo)聯(lián)選擇開關(guān)、高頻濾波等。導(dǎo)聯(lián)線的作用是將電極上獲得的心電信號輸送到放大器輸入端，分別為紅、白、黃、藍(lán)、黑五根導(dǎo)聯(lián)線。有的心電圖機(jī)胸導(dǎo)聯(lián)線有六根，分別各有一個帶吸球的胸電極，使用時全部一次吸在胸部相應(yīng)的部位上。導(dǎo)聯(lián)選擇開關(guān)的作用是將同時連接于人體的五個以上電極的導(dǎo)聯(lián)線按需要切換成某一個導(dǎo)聯(lián)。

1.2 前置放大器對前置放大器的要求主要有：高輸入阻抗，否則所測信號就會產(chǎn)生極大的誤差；高抗干擾能力，不然會容易受到機(jī)外各種電磁信號的干擾；零點(diǎn)漂移主要由溫度引起，因這種漂移經(jīng)中間級、功率級放大后，漂移也被放大；低噪聲，由于輸入的心電信號又十分微弱，這就要求前置放大器本身噪聲比心電信號更微弱。

1.3 1MV標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器這是心電圖機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn) 1MV幅度信號的裝置，為描記的心電波作幅度定標(biāo)，與以后描記的心電圖形的幅度相比較，借以測量心電信號各波的強(qiáng)度，在調(diào)試心電圖機(jī)時通過微調(diào)使前置放大器輸入 1MV標(biāo)準(zhǔn)電壓時在記錄器描記出1CM幅度高的矩形波。1MV標(biāo)準(zhǔn)信號一般設(shè)計在前置放大器中，產(chǎn)生的方法有兩種，一種用標(biāo)準(zhǔn)電池分壓器取得，另一種是采用機(jī)器內(nèi)部直流電源分壓取得。

1.4 電壓放大器又稱中間放大器，其任務(wù)是將放大的心電信號進(jìn)行電壓放大，以推動后級放大器工作。一般心電圖機(jī)在中間放大器中采用隔斷直流即RC耦合電路，雙T型濾波器電路消除50HZ市電干擾，基線移位控制，增益調(diào)節(jié)，封閉電路等。電壓放大器多采用恒流源式對稱差分放大電路。

1.5 功率放大器電壓放大器的信號電流和功率都很小，功率放大器就是將電壓放大器的電壓信號變換為電流和功率信號去推動記錄器，使其偏轉(zhuǎn)，在記錄紙上描記出心電信號來。多采用對稱式互補(bǔ)射級輸出器單端推挽放大電路。

1.6 記錄器記錄器是將電信號轉(zhuǎn)換成機(jī)械運(yùn)動的裝置。心電信號經(jīng)心電圖機(jī)導(dǎo)聯(lián)選擇以及心電放大器放大后，驅(qū)動記錄器，使之轉(zhuǎn)角隨心電信號變化而變化，在轉(zhuǎn)軸上固定一支記錄筆，筆也隨之?dāng)[動。從而在記錄紙上描記出隨時間變化的心電圖曲線來。

1.7 走紙傳動裝置走紙傳動裝置的作用是使記錄紙按要求隨時間做勻速運(yùn)動，使記錄的心電波形的時間呈線性，一般心電圖機(jī)記錄紙的傳動是依靠一個微型電動機(jī)和一套傳動齒輪來推動的。走紙速度一般為25MM/S和50MM/S兩種，兩種速度可以通過改變快慢齒輪來實(shí)現(xiàn)，若采用的是直流電機(jī)，則可改變其工作電流來實(shí)現(xiàn)。每種速度必須保持恒定，因此，傳動裝置中采用了穩(wěn)速及變速電路。

2 故障維修

2.1 故障一某臺 FX-2111心電圖機(jī)在做體檢使用時，前一個體檢人員的測試結(jié)果都是正常，而接下來的另一個體檢人員在測試時測出的心率是每分鐘160多次，實(shí)際心率是每分鐘70次左右。開始時懷疑電極和導(dǎo)聯(lián)線，或者電極和皮膚沒接觸好。但經(jīng)過反復(fù)檢查，電極和導(dǎo)聯(lián)線以及電極、皮膚的接觸沒有問題。換了另外一臺心電圖機(jī)，測試的結(jié)果還是不正常，基本可以肯定故障出現(xiàn)在導(dǎo)聯(lián)線本身。經(jīng)檢查是其中的一個導(dǎo)聯(lián)端的接頭有些松動，和心電圖機(jī)接觸不好，后適當(dāng)調(diào)節(jié)這一接頭的位置，儀器恢復(fù)正常。故障現(xiàn)象為機(jī)器做出的心電圖的頂部波形缺損。

分析檢查：這種故障通常與鍵控板電路、打印頭部件或記錄器機(jī)械部件有關(guān)系。開機(jī)后，讓儀器打印三角波形，發(fā)現(xiàn)三角波形頂部也缺損。輸入人體模擬信號后再打印，發(fā)現(xiàn)所打出的圖下半部分正常，同樣無上半部分。該機(jī)打印頭部件工作時，其機(jī)械位置必須處于合適狀態(tài)。否則，就會引起這種波形不全故障。故先從一起外部件即打印頭部件及記錄器部件查起。

處理措施及結(jié)果：讓儀器邊打印三角波，邊用內(nèi)六角扳手慢慢調(diào)整內(nèi)六角螺絲。發(fā)現(xiàn)打印出的三角波形有變化，向變好的方向慢慢調(diào)整，直到正常。調(diào)好后，再用人體模擬信號發(fā)生期檢查，心電圖波形完全正常。本例心電圖頂部描不出波形的故障是由打印頭與記錄紙的接觸面不合適造成的，經(jīng)機(jī)械調(diào)節(jié)，消除了這一故障。

2.2 故障二ECG-32A儀器型號，故障現(xiàn)象：在做心電圖時，各導(dǎo)聯(lián)打出的都是1厘米左右的黑條，分辨不出波形。

分析檢查：此屬高頻干擾，因所有的導(dǎo)聯(lián)都不正常，故障部位應(yīng)位于心電信號的公共通路部分。先檢查公共通路部分的放大器N123，用示波器測量N123的輸出端6腳，有高頻干擾波形。再檢查其輸入端2腳和3腳，發(fā)現(xiàn)3腳有干擾波形，2腳沒有。3腳的信號是從雙四選一模擬開關(guān)D107（4052）的13腳和 3腳（兩腳并聯(lián)使用）直接加過來的。測D107的輸入端1、2、4、5腳，均無高頻信號干擾。這說明D107損壞。

處理措施及結(jié)果：換上一塊新的D107，開機(jī)檢查，機(jī)器的高頻干擾消失。此例故障是信號通路中的雙四選一模擬開關(guān)D107損壞，其內(nèi)部產(chǎn)生了一個高頻信號造成的。

[1]李祖江.B超監(jiān)護(hù)儀心電圖機(jī)維修1200例[M].北京:海潮出版社,2004:321-323.

[2]石海波.心電圖機(jī)檢測與維修[J].實(shí)用心電學(xué)雜志,2007:282-284.