心电图机的原理与维修

信阳市第一人民医院，河南信阳 464000

心脏的功能是泵出血液以满足身体的代谢所需。在泵出血液的机械动作（收缩）之前，要有电流的刺激使其反应。要产生电流，就一定要有正电荷和负电荷，它们位于心肌细胞的内外两侧。在静止状态时细胞外侧以正电荷为主，内部以负电荷为主，没有电流产生。当细胞受到刺激，细胞的内部反而以正电荷为主，外侧以负电荷为主。心电图就是在体外记录这些电流的产生和消失。一般心电图机主要有导联输入部分、前置放大器、电压放大器（又称中间放大器）、功率放大器、记录器、1MV标压发生器、电源供给电路、热笔加热电路、走纸部分等构成，现将各部分做一个简单介绍。

1 心电图机的结构原理

1.1 输入部分输入部分除电极外，还包括导联线、导联选择开关、高频滤波等。导联线的作用是将电极上获得的心电信号输送到放大器输入端，分别为红、白、黄、蓝、黑五根导联线。有的心电图机胸导联线有六根，分别各有一个带吸球的胸电极，使用时全部一次吸在胸部相应的部位上。导联选择开关的作用是将同时连接于人体的五个以上电极的导联线按需要切换成某一个导联。

1.2 前置放大器对前置放大器的要求主要有：高输入阻抗，否则所测信号就会产生极大的误差；高抗干扰能力，不然会容易受到机外各种电磁信号的干扰；零点漂移主要由温度引起，因这种漂移经中间级、功率级放大后，漂移也被放大；低噪声，由于输入的心电信号又十分微弱，这就要求前置放大器本身噪声比心电信号更微弱。

1.3 1MV标准信号发生器这是心电图机内部产生的标准 1MV幅度信号的装置，为描记的心电波作幅度定标，与以后描记的心电图形的幅度相比较，借以测量心电信号各波的强度，在调试心电图机时通过微调使前置放大器输入 1MV标准电压时在记录器描记出1CM幅度高的矩形波。1MV标准信号一般设计在前置放大器中，产生的方法有两种，一种用标准电池分压器取得，另一种是采用机器内部直流电源分压取得。

1.4 电压放大器又称中间放大器，其任务是将放大的心电信号进行电压放大，以推动后级放大器工作。一般心电图机在中间放大器中采用隔断直流即RC耦合电路，双T型滤波器电路消除50HZ市电干扰，基线移位控制，增益调节，封闭电路等。电压放大器多采用恒流源式对称差分放大电路。

1.5 功率放大器电压放大器的信号电流和功率都很小，功率放大器就是将电压放大器的电压信号变换为电流和功率信号去推动记录器，使其偏转，在记录纸上描记出心电信号来。多采用对称式互补射级输出器单端推挽放大电路。

1.6 记录器记录器是将电信号转换成机械运动的装置。心电信号经心电图机导联选择以及心电放大器放大后，驱动记录器，使之转角随心电信号变化而变化，在转轴上固定一支记录笔，笔也随之摆动。从而在记录纸上描记出随时间变化的心电图曲线来。

1.7 走纸传动装置走纸传动装置的作用是使记录纸按要求随时间做匀速运动，使记录的心电波形的时间呈线性，一般心电图机记录纸的传动是依靠一个微型电动机和一套传动齿轮来推动的。走纸速度一般为25MM/S和50MM/S两种，两种速度可以通过改变快慢齿轮来实现，若采用的是直流电机，则可改变其工作电流来实现。每种速度必须保持恒定，因此，传动装置中采用了稳速及变速电路。

2 故障维修

2.1 故障一某台 FX-2111心电图机在做体检使用时，前一个体检人员的测试结果都是正常，而接下来的另一个体检人员在测试时测出的心率是每分钟160多次，实际心率是每分钟70次左右。开始时怀疑电极和导联线，或者电极和皮肤没接触好。但经过反复检查，电极和导联线以及电极、皮肤的接触没有问题。换了另外一台心电图机，测试的结果还是不正常，基本可以肯定故障出现在导联线本身。经检查是其中的一个导联端的接头有些松动，和心电图机接触不好，后适当调节这一接头的位置，仪器恢复正常。故障现象为机器做出的心电图的顶部波形缺损。

分析检查：这种故障通常与键控板电路、打印头部件或记录器机械部件有关系。开机后，让仪器打印三角波形，发现三角波形顶部也缺损。输入人体模拟信号后再打印，发现所打出的图下半部分正常，同样无上半部分。该机打印头部件工作时，其机械位置必须处于合适状态。否则，就会引起这种波形不全故障。故先从一起外部件即打印头部件及记录器部件查起。

处理措施及结果：让仪器边打印三角波，边用内六角扳手慢慢调整内六角螺丝。发现打印出的三角波形有变化，向变好的方向慢慢调整，直到正常。调好后，再用人体模拟信号发生期检查，心电图波形完全正常。本例心电图顶部描不出波形的故障是由打印头与记录纸的接触面不合适造成的，经机械调节，消除了这一故障。

2.2 故障二ECG-32A仪器型号，故障现象：在做心电图时，各导联打出的都是1厘米左右的黑条，分辨不出波形。

分析检查：此属高频干扰，因所有的导联都不正常，故障部位应位于心电信号的公共通路部分。先检查公共通路部分的放大器N123，用示波器测量N123的输出端6脚，有高频干扰波形。再检查其输入端2脚和3脚，发现3脚有干扰波形，2脚没有。3脚的信号是从双四选一模拟开关D107（4052）的13脚和 3脚（两脚并联使用）直接加过来的。测D107的输入端1、2、4、5脚，均无高频信号干扰。这说明D107损坏。

处理措施及结果：换上一块新的D107，开机检查，机器的高频干扰消失。此例故障是信号通路中的双四选一模拟开关D107损坏，其内部产生了一个高频信号造成的。

[1]李祖江.B超监护仪心电图机维修1200例[M].北京:海潮出版社,2004:321-323.

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