【文章內(nèi)容簡介】 職業(yè)運(yùn)動員，其 PR間期較長，有的可超過 。 ST 段 自 QRS波終點(diǎn)至 T波起點(diǎn)之間的線段 ,代表心室各部分已全部進(jìn)入去極化狀態(tài)。心室各部分之間沒有電位差存在 ,因此又恢復(fù)到基線水平。正常 ST段上升不應(yīng)超過基線 ,下降不應(yīng)低于基線 。在avR導(dǎo)聯(lián)則相反 ,ST段上升不應(yīng)超過 ,ST段下降不超過 。在 v v v3導(dǎo)聯(lián)中 ,ST段上升可允許超過 ,v3導(dǎo)聯(lián)最高可達(dá) ,但多為斜上型。 QT 間期 從 QRS波群起點(diǎn)至 T波終點(diǎn)的時(shí)程 ,代表心室開始去極化至完全復(fù)極到靜息狀態(tài)的時(shí)間。這一間期的長短與心率密切相關(guān)。心率越快 ,QT間期越短 。反之 ,則間期越長。正常成人的 QT間期為 ~。 心電設(shè)計(jì)方案 Page 4 心電采集的復(fù)雜干擾 心電信號提取過程中的干擾信號主要來源于 (1)50Hz、 220V交流電源是最直接的干擾源 ， 生物電信號的強(qiáng) 度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 50Hz的干擾，而且它存在于所有的測量環(huán)境中，其抑制方法比能量很高的各種電磁輻射干擾困難 ； (2)測量 系統(tǒng) 本身也產(chǎn)生對內(nèi)部、對外界其他電子設(shè)備的電磁干擾，造成互相干擾的電磁環(huán)境 ； (3)來自外部 的干擾， 有時(shí)還有系統(tǒng)內(nèi)部生成的干擾 )和系統(tǒng)本身對外 界其他設(shè)備產(chǎn)生的干擾； 干擾的引 入 iii 如圖 22為干擾的引入示意圖。干擾的形成包括三個條件：干擾源，耦合通道（即引入方式）與敏感電路（即接受電路）。抑制干擾也就可以從這三個方面找到相應(yīng)的措施。 圖 22 干擾的引入 干擾源 能夠產(chǎn)生一定的電磁能量而影響周圍電路正常工作的物體或設(shè)備稱為干擾源。周圍的 220V交流電源是最直接的 50Hz干擾源。造成生物信號提取過程的主要干擾是近場 50Hz干擾源，因?yàn)楦鞣N生物電信號中大多包含 50Hz頻率成分，而且生物電信號的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 50Hz的干擾。 一般來說，干擾形成危害的嚴(yán)重程度，主要取決于抑制方法的難易。近場 50Hz干擾源不只直接影響多種生物信號的提取，而且它存在于所有的測量環(huán)境中，其抑制方法遠(yuǎn)比能量很高的各種電磁輻射干擾困難。 值得注意的是，測量系統(tǒng)不只受到外界干擾源的干擾 ，而且測量系統(tǒng)本身也產(chǎn)生對內(nèi)部，對外界其他電子設(shè)備的電磁干擾，造成互相干擾的電磁環(huán)境。在電子系統(tǒng)之間，實(shí)現(xiàn)不互相干擾，協(xié)調(diào)混同工作的考慮，稱為電磁兼容性設(shè)計(jì) EMC（ ElectroMagic Compatibility） .它包括來自外部的干擾（有時(shí)還有系統(tǒng)內(nèi)部生成的干擾）和抑制系統(tǒng)本身對外界其他設(shè)備產(chǎn)生的干擾兩個方面。這一設(shè)計(jì)原則是提高測試系統(tǒng)可靠性的一個重要方面。 干擾耦合途徑 傳導(dǎo)耦合 干擾源 耦合通道 敏感電路 心電設(shè)計(jì)方案 Page 5 經(jīng)導(dǎo)線傳播把干擾引入測試系統(tǒng)，稱為傳導(dǎo)耦合。交流電源線，測試系統(tǒng)中的長導(dǎo)線都能引起傳導(dǎo)耦合， 它們都具有天線的效果，能夠廣泛拾取空間的干擾引入測試系統(tǒng)。交流供電線路的大功率負(fù)載所產(chǎn)生的干擾波動，如啟動，故障過渡過程，三項(xiàng)不同時(shí)投入等等，通過電網(wǎng)可以傳播到測試系統(tǒng)。另外，長的信號線還能拾取附近設(shè)備或空間電磁場的干擾波。在測試系統(tǒng)中對交流電源線或信號長線不采取措施，則往往形成干擾。 經(jīng)公共阻抗耦合 在測試系統(tǒng)內(nèi)部各單元電路之間，或兩種測試系統(tǒng)之間存在公共阻抗。如圖 23所示， Rce為公共接地阻抗， Rcs為電源內(nèi)阻及電源線的阻抗，電流流經(jīng)公共阻抗形成壓降造成干擾。 前置極電路I II電路RceVc1VcsRcs 圖 23 經(jīng)公共阻抗耦合 電場和磁場耦合 場的特性取決于 “場源 ”的性質(zhì)，場源周圍的介質(zhì)以及觀察點(diǎn)與源之間的距離等。在場源附近，場的特性主要決定于場源的性質(zhì)。在遠(yuǎn)離場源的地方，場的特性主要決定于場傳播時(shí)所通過的介質(zhì)。 遠(yuǎn)場干擾通過電源線、生物電位電極引線（他們的作用相當(dāng)于天線）引入測試系統(tǒng)。遠(yuǎn)場中各種電磁波輻射、通信系統(tǒng)的射頻干擾、工業(yè)設(shè)備甚至醫(yī)療設(shè)備本身都是一種隨機(jī)的干擾，其能量遍布整個空間，形成生物信號測量中的干擾。 近場感應(yīng)耦合 由于電荷運(yùn)動產(chǎn)生電磁場，故凡帶電的元件，導(dǎo)線，結(jié)構(gòu)件等都能形成電磁場。分析近場耦合過程，一般可 把電場和磁場分別進(jìn)行處理，引起干擾的回路稱為場源，受干擾的回路稱為接受回路。 (1) 電容性耦合 在電子系統(tǒng)內(nèi)部元件和元件之間，導(dǎo)線和導(dǎo)線之間以及導(dǎo)線與元件，導(dǎo)線、元件與結(jié)構(gòu)件之間都存在著分布電容。一個導(dǎo)體上的電壓或干擾成分通過分布電容使其他導(dǎo)體上的電位受到影響，這種現(xiàn)象稱為電容性耦合。圖 24表示平行導(dǎo)線容性耦合 ,帶有干擾（ U1s， ω）的導(dǎo)線對另一根線通過容性耦合造成的影響。 C為兩根導(dǎo)線之間的分布電容，兩根導(dǎo)線對地的分布電容分別為 C1和 C2。若導(dǎo)線 2為信號端，與放大器輸入端相連，那么便構(gòu)成敏感電路。 減小容性耦合常用的有效方法是采用屏蔽導(dǎo)線。如導(dǎo)線 2有良好的優(yōu)質(zhì)屏蔽線，原則上能夠完全抑制耦合干擾電壓。實(shí)際上，屏蔽線的中心導(dǎo)線一般引出屏蔽線體外，如果屏蔽層網(wǎng)編織的不十分緊密或心電設(shè)計(jì)方案 Page 6 者接地不良，這還不如不使用屏蔽導(dǎo)線。 圖 24 平行導(dǎo)線容性耦合 (2) 生物電測量中電場的容性耦合 電磁環(huán)境中，通過電場干擾源與人體之間的分布電容，使人體本身攜帶干擾電壓。實(shí)際上測試系統(tǒng)所用的市電，病房和手術(shù)中照明等主要干擾為工頻 50Hz電磁場。在人體某處放置電極并接地時(shí)，干擾電流就集中在那里，形成電極端的干擾電壓。如圖 25所示為人體所受電場容性耦合示意圖。人體隨身攜帶 50Hz干擾電壓，并將完全淹沒生物電信號，即使采用差動放大器， 50Hz干擾電壓作為共模電壓，也會超出放大器輸入端的動態(tài)范圍。實(shí)際上生物電信號測量都要對 50Hz干擾電壓做單獨(dú)的處理。如心電測量時(shí)，通常用右腿接地的辦法消除人體的 50Hz干擾等。 圖 25 電場容性耦合 體表心電信號拾取過程中所受到的 50Hz工頻干擾，可以作為近場容性耦合形成干擾的一個典型實(shí)例。具 體分析如下： 導(dǎo)聯(lián)線形成容性耦合 從肢體或胸部提取體表心電信號所用的導(dǎo)聯(lián)線，通常長度約 1m，在強(qiáng)電磁場環(huán)境中，通過長的導(dǎo)聯(lián)線與其他帶電體之間的分布電容，足以引起周圍環(huán)境中的各種干擾。 心電設(shè)計(jì)方案 Page 7 圖 26 導(dǎo)聯(lián)線的容性耦合 圖 26中畫出標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)時(shí)導(dǎo)聯(lián)線與電源 反 饋電線之間的容性耦合。 C C2表示各導(dǎo)聯(lián)線與電源 反 饋電線之間的分布電容，右腿通過 ZG接地，導(dǎo)聯(lián)線本身的分布電容被忽略。圖中各阻值范圍為：放大器輸入阻抗約為 10MΩ， Z Z2為幾千歐姆至幾十萬歐姆，人體手指到肩的 電阻約為 400Ω，軀干 電阻約為 20Ω，所以導(dǎo)聯(lián)線分布電容的位移電流 Id Id2不會流入放大器，而是經(jīng)過電極與皮膚的接觸阻抗 Z Z2進(jìn)入人體。如果有 Z1＝ Z2， C1＝ C2，即導(dǎo)聯(lián)條件完全對稱，則位移電流形成的電壓相互抵消，不形成干擾。但是實(shí)際上總存在不平衡。取一組典型數(shù)值：設(shè) Id1=Id2=6nA， Z Z2有 5kΩ的不平衡，則放大器的差動電壓 ABU ＝ dI （