ECG-101G型數字心電圖機原理及維修案例分析

董 謙 楊德武 張廣興 徐 琳 董 超

ECG-101G型數字心電圖機原理及維修案例分析

董 謙①楊德武①張廣興①徐 琳①董 超①

目的：介紹ECG-101G型數字單通道式心電圖機的工作原理，探討心電圖機的常見故障維修案例。方法：簡要介紹心電圖機的工作原理，分析其故障現象，選擇合理的故障測試點完成故障排除。結果：通過分析心電圖機常見故障案例，提出了相應的解決辦法，提煉了分析思路。結論：通過對心電圖機案例分析、維修操作，能夠鍛煉和提高臨床工程師排除故障的能力，確保心電圖機的安全使用。

心電圖機；基本原理；故障分析；維修案例

心電圖機是各級醫院常用的基礎醫療設備，掌握心電圖機的工作原理及維修方法是為臨床服務的重要環節[1]。ECG-101G數字式單通道心電圖機是醫院臨床中常用的一款心電圖測試儀，其性能穩定，操作簡單，攜帶使用方便。熟練掌握該機型的電路原理對維修該機或其他類型心電圖機有著觸類旁通的效果[2-3]。

1 心電圖機的工作原理

心電圖機是用于對人體生物電的檢測和模擬。通常數字式心電圖機主要由導聯輸入部分、前置放大器、中間放大器、功率放大器、模數轉換電路、記錄器、1 mV標準信號發生器、電源供給電路以及走紙傳動裝置等構成[4]。

心電圖機通過體表電極檢測到的微弱心電信號約為1 mV，同時伴隨有接近直流的極化電壓約為300 mV和強烈的交流干擾電壓約為1 V[5]。獲取的心電信號經過高頻濾波電路和低噪聲差分放大電路抑制掉交流干擾，通過時間常數電路消除極化電壓，再經過放大器的放大和靈敏度選擇電路的幅度調整，將處理過的心電信號送至A/D電路轉換為數字同步心電圖信號[6]。數字心電圖和導聯脫落檢測信號，一同送入控制單元的中央處理器(CPU)。CPU掃描鍵盤并解釋鍵盤命令，在液晶上顯示心電波形、導聯脫落及缺紙檢測等[7]。最終數字心電波形送入熱筆式記錄器，啟動電機驅動記錄紙以恒定的速度向前運動，控制記錄筆的發熱與否，即可在熱敏記錄紙上記錄下心電波形。

2 ECG-101G型心電圖機的應用

2.1 導聯碼控制電路故障案例

在臨床心電圖機的使用過程中導聯碼控制電路故障為常見故障之一。心電圖機開機后顯示屏可正常顯示心電波形，按動“△”或“△”鍵后導聯無法切換。心電圖機可正常開機，且能夠顯示心電波形證明心電圖機的信號通道電路正常。因此，考慮心電信號的導聯碼控制電路。

導聯碼控制電路負責將中央處理器的數據、時鐘信號及閉鎖控制信號傳輸至導聯選擇電路和閉鎖電路[8]。根據該故障現象應優先考慮導聯碼控制電路。導聯碼控制電路的功能是通過接受中央處理器的數據和時鐘信號控制導聯選擇電路的編碼輸出，從而選中相應的導聯通路。在故障排除過程中應使用示波器測量DATA端的信號波形，如DATA端有數據信號，而N115端無信號，則可判定該故障是由于光電耦合器的損壞所引起。如DATA端和N115端皆有數據信號，則考慮CLK端的光電耦合器損壞，采用同樣的方法測試，即可排除該故障。因此，采用TLP521-1型的光電耦合器進行更換即可(如圖1所示)。

與對軍權的重視不同，早期蔣介石也不太重視宣傳問題。在國民黨南京建政之初的短短五年間，蔣介石即有兩次下野的經歷。下野期間，對自身的失敗，蔣介石的反省歸結起來，即“無組織”“無干部”“無情報”⑧。實際上，蔣介石忽略了非常重要的宣傳問題。這一時期，汪精衛、胡漢民也一度下野、出洋，但在下野期間，均在國內辦雜志，宣傳自己的主義。

2.2 中間放大電路故障案例

“溢出”故障在心電圖機的常見故障中較為典型[9]。心電圖機能夠正常開機，顯示屏及報警提示“溢出”錯誤，切換各導聯信號，顯示器出現雜亂無章的大幅度信號。

“溢出”通常是由于放大的倍數過大，使心電信號放大的幅值超出模與數轉換電路的參考電壓所致。在ECG-101G型心電圖機中放大功能涉及到的電路有緩沖放大器、前置放大器和中間放大器。緩沖放大器的功能是提高輸入阻抗，放大倍數為1，通常不會出現故障。因此，重點考慮前置放大器、中間放大器及模數轉換電路的參考電壓部分。

圖1 導聯選擇、閉鎖和增益選擇控制電路

圖2 模數轉換電路

模數轉換電路的參考電壓部分使用電壓表測量N120A的3端電壓值是否為2.4 V，VREF是否為4.8 V。如果測量的電壓不符合上述值，則判定為該部分故障[10]。如果N120A的3端為2.4 V，VREF為4.8 V，則排除模數轉換電路故障，需繼續排查。排除模數轉換電路出現故障后應考慮前置放大器和中間放大器的問題。使用示波器，測量圖3的U0端和LEAD端，觀察是否有正常的心電波形輸出，并計算其放大倍數。在ECG-101G型心電圖機中，前置放大器和中間放大器的放大倍數分別為20倍和11倍，如放大倍數過大，則可通過更換R122(如圖3所示)和R132(如圖4所示)的電阻實現故障排除[11]。

圖3 前置放大器

圖4 中間放大器電路

2.3 開機和(或)待機電路故障案例

心電圖機使用過程中，由于不明原因造成的無法開機是臨床中常見的故障問題[12]。按下“開機和(或)待機”鍵后心電圖機無法正常啟動，顯示器無顯示。發生此類型故障后可用電筆測量電源是否正常，如電源異常，則判定為外部電源的電路故障；如電源正常，則判定為電源開關的電路故障[13]。ECG-101G型心電圖機的開機和(或)待機電路如圖5所示。

圖5 開機和(或)待機電路

根據圖5的顯示判定為電路開關的故障后，可按動“開機和(或)待機”鍵，使用萬用表測量R406兩端有無反轉信號。如果R406兩端均顯示反轉信號，則排除R406電阻開路的故障，判定為IRF9530的故障，更換IRF9530三極管即可；如果R406兩端只有一端顯示反轉信號，則判定為R406開路，更換該電阻即可。

3 結語

隨著現代醫療科學技術的發展，對臨床工程師提出了新的要求和挑戰[13-14]。維修人員在維修過程中應在熟悉儀器工作原理的基礎上掌握儀器組成結構，能夠辨別常見故障現象，并做到遵循故障現象識別、故障分析判斷和故障排查維修的步驟準確、快速地排查故障[15-16]。在不斷學習新的醫療設備知識的同時，提高實際操作維修能力，以此提高自身的維修水平。

參考文獻

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Basic principle and troubleshooting for breakdowns in ECG-101G digital electrocardiograph

DONG Qian, YANG De-wu, ZHANG Guang-xing, et al// China Medical Equipment, 2014,11(3):58-60.

Objective:To take ECG-101G digital electrocardiograph (ECG) with a single channel for example, this paper aims to introduce its basic principle and discuss three examples of common troubleshooting for breakdowns.Methods:At first, this paper introduces basic principles of ECG. With analyzing the fault phenomenon, this paper chooses proper testing points and finishes the troubleshooting for breakdowns.Results:With the analysis of three examples of common breakdowns, this paper proposes corresponding solution and refines the analysis mentality.Conclusion:Good understanding of basic principle and troubleshooting for breakdowns is helpful for clinical engineers to practice the ability of maintaining and learn more about ECG.

Electrocardiograph; Basic principle; Malfunction; Maintenance example

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.03.020

1672-8270(2014)03-0058-03

R473.7

A

2013-11-17

①北京衛生職業學院影像學科 北京 100053

董謙,男,(1987- ),碩士，講師。北京衛生職業學院影像學科，從事醫療器械課程的專業教學工作，研究方向：生物醫學工程。