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ECG的輸入阻抗及噪聲

更新時間:2023-09-08      瀏覽次數(shù):846

IEC針對電圖相關(guān)的醫(yī)療測試標(biāo)準(zhǔn)一共有三本,其中在IEC 60601-2-25 201.5.3 cc)的條文中要求測試信號的精確度必達到±1%。盡管標(biāo)準(zhǔn)中沒有明確,但項測試的精神然包括噪聲在內(nèi)。如果某項測試要求待ECG準(zhǔn)確地在±5%的范內(nèi)能精準(zhǔn)再現(xiàn)測試信號,但如果測試信號有±20%的噪聲,則執(zhí)該測試就沒有意

有些工程可能會將環(huán)境(共模)噪聲視為獨立的問題,個假設(shè)是有問題的。由于ECG需要在充滿噪聲的復(fù)雜環(huán)境中工作,所以它們應(yīng)抑制共模噪聲能力。但如果在實務(wù)認(rèn)為在正常的“噪聲"環(huán)境中測試就可以代表現(xiàn)實世界的測試結(jié),這顯然是個錯誤。主要原因有兩個:首先,ECG行抑制噪聲(包括共模噪聲)的能力的測試;其次,了客測試,應(yīng)該要從低噪聲環(huán)境開始,然后用已知且準(zhǔn)確的方式添加包括噪聲在內(nèi)的測試信號,測試才有代表性。

因此,盡管標(biāo)準(zhǔn)中沒有任何、注、要求或方法來降低噪聲,但個精神其使用測試信號±1%的精度要求中,然已經(jīng)充分呈現(xiàn)。特別是,大多數(shù)測試信號約為1mV,意味著10µV的噪聲就會被當(dāng)作是有影響的。降低噪聲常用的方法包括在ECG、電纜測試設(shè)備下面使用接地板,并將ECG設(shè)備接地(PEFE)和測試電路接地端同時連接到接地板上。

入阻抗測試是迄今噪聲最敏感的測試,有規(guī)測試的。噪聲高度敏感的原因是不平衡阻抗大,如果想要了解什么如此,可以回有關(guān)CMRR測試的文章,文章解CMRR是流不平衡阻抗泄漏流的函數(shù)非常有用。因此,不平衡阻抗的大小直接地影響了ECGCMRR噪聲的大小。

CMRR測試,不平衡51kΩ,而入阻抗測試,不平衡620kΩ,大12倍。意味著入阻抗測試對噪聲的敏感度是CMRR測試12倍。

可以做一些球場計(ball park calculation)一點。如果CMRR測試,ECG紀(jì)錄3 mm,在入是10 Vrms共模電壓時,以電壓計即是0.3 mVpp。

入阻抗測試,典型測試電壓為3.2 mVpp40 mm通道度的80@ 10 mm / mV),因此1%的約為0.03 mVpp,是上述CMRR結(jié)果的1/10。由于設(shè)噪聲的敏感度高12倍,意味著入阻抗測試中的共模電壓小于:

Vcm = 10 Vrms / 10 / 12 = 0.083 Vrms = 83 mVrms

電線的浮動電路可以很容易地從環(huán)境中吸收2?10 Vrms的共模電壓,并且靠近測試區(qū)域的人往往會使情況更糟。因此,要將其降至83 mVrms,可能需要一些特殊的屏蔽。

其他方法可能包括在測試裝置上方(特別是ECG電線)添加屏蔽,在測試過程中讓測試觸摸接地板,和/或使交流電線盡可能遠(yuǎn)測試區(qū)域。增加屏蔽材料的厚度也有幫助:使用非常薄的箔有幫助不大,但通常使用1mm厚的板即可

盡管在IEC 60601-2-25IEC 60601-2-27中未,但也可以打開AC波器來消除5060Hz噪聲。交流波器會降低共模噪聲,在0.67Hz不會受到影響,而在30Hz可能會稍微降低信號。例如,由于有交流波器,您可能需要3.5mVpp才能在ECG32mm結(jié)。由于入阻抗測試是按比例操作的,因此只要在整個測試過程中打開波器,測試結(jié)果就仍然有效

最后,得一提的是,有些環(huán)噪聲相,而在某些環(huán)下卻充滿難易置信的噪聲。路中620kΩ的入阻抗測試會藉由最壞情況來測試,可檢查不同測試站點的噪聲水平,選擇一個低噪聲的測試站點來完成所有性能測試將會有很大幫助。

 


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