刍议心电图机临床问题改进措施研究

摘 要：心电图机是通过人体心脏搏动所产生的信号转换成微弱电信号，经过放大后描记下来的一种智能计量仪器。由于它诊断可靠，操作简便，对病人无损伤，故在临床上应用非常广泛。由此要求心电图机必须将心脏搏动的微弱信号，不失真地转换成电信号后再进行放大，以供医护人员进行科学诊断。

关键词：心电图机；改进方案；信息交换通信

随着医疗建设不断推进，心电图机更是成为了医院临床中不可多得的重要工具。并且在医院建设的不断推进之下，医院的临床心电图机管理技术更是有所提高，因此人们对于医院临床心电图机管理的要求也必然随之增加。将心电图机应用到医院临床心电图机管理中既可以满足人们对于护理的需要，还可以提升医院之间进行患者信息交流的效率。同时，医院临床心电图机管理与心电图机相结合，还可以拓宽医院临床心电图机管理的发展范围，提升其发展潜力。本文笔者将立足于当前我国医院临床心电图机管理的发展现状，对于心电图机在医院临床心电图机管理中的应用进行深入的探讨，以求提高医院对于患者护理水平。

一、心电图机在医院临床中的管理研究

无论是从人们的生活上，还是从工作上来说，心电图机都得到了较为广泛的应用。例如电信公司，医院，学校等等。随着心电图机的保密程度大大加强，心电图机对于患者信息的加工和处理工作更为完善。为了实现数据的自动化传递，数字化的医院临床心电图机管理已经在各个国家得到了广泛的应用。

在交换技术的促进之下，越来越多的公司将心电图机应用于数据计费系统。原因就在于通过交换技术，整个系统实现了对于数据传递的高效。通过在交换系统中应用单独进行计费的结构，使得各个模块之间的数据传输得以高效进行并且互不干扰。这项技术在许多的工商业以及大型的心电图机管理部门得到了诸多的应用。例如在进行病房心电图机管理时，通过交换技术实现病房的心电图机管理系统与心电图机的医院临床系统的连接，能够对于患者的消费情况进行消费和统计，避免了有些患者存在的不合理消费或者是由于人工计算所带来的误差问题。更为关键的是，利用心电图机系统进行计费还可以实现对于数据的存储。

二、心电图机面临的问题

心电信号的数字化处理给心电图的描记与解读带来了一系列的好处，例如对信号的数字滤波可有效去除呼吸、肌电、电磁波干扰；可自动进行参数的测量并形成报告，在多次存储、回放、传输中不产生失真[1] ：还有可对波形进行叠加平均、频谱分析、波形相关匹配、求取HRV等再处理。因而心电信号的数字化迅速推广到动态心电图、各种监护系统、心电标测系统、高频心电图及信号平均心电图等设备中应用，使它们提高了性能，扩大了应用范围，如可观察频谱心电图、心率变异、心室晚电位等。但这些新技术也面临一些问题，有的已获解决，有的正在不断完善。

1.数字化引进的误差。

早期的心电图机受电子器件和计算机技术所限，在对连续的模拟信号进行时间上离散化处理（取样）及幅度上离散化（量化）处理过程中往往是低精度的，如采样频率低于250Hz可能漏掉了心电图的细节部分，如R波峰值丢失导致其幅度忽高忽低，R波的前肢或后肢出现曲线，又如幅度量化低，使等电位线出现不平直T波有阶跃等现象[2] 。目前已普遍采用512Hz以上的采样率并配以12bit或14bit的模数转换器，这种离散化误差都被消除。

2.显示器所显示波形的不连贯性。

显示波形的质量往往比记录描记的波形差，一般不作為诊断依据，但在某些场合（如调搏或消融手术）要依靠游标来测量时程，此时会对其时间分辨率提出要求，一般采用640×320的显示屏已足够，高要求场合甚至用到1920×1024的显示屏[3] 。与传统心电图示波器相比其主要特点是实现了波形、字符的同屏显示，而且波形可以实现前后滚动和冻结，这在模拟心电图机上是无法做到的。

3.信息交换（通讯）的规范。

各类心电图仪器的信息交换都必须尊从通讯协议，目前有通过互联网传送的TCP/IP emMicro协议，通过无线网传送的IEEE802协议，蓝牙的MP协议，红外的IrDA协议等，但都基于各种传播介质所设定的接口协议。最近美国FDA提出心电图的数据传送在文件格式上都应统一到XML标准输出格式上，但美、日、欧各主要厂家尚未统一，这对用户间相互通讯尚存在困难。

对数字心电图的总体评价：数字心电图具有图形清晰、逼真、基线平稳等特点，特别是附带有自动测量的参数和简要提示性结论可对读图提供帮助，数字心电图实现无纸化存储，可以复制，有的还可远距离传输，这不仅给医院病案管理带来方便，还有益于远程会诊体系的建立。应当了解，经过数字化处理的常规心电图，或多或少存在着一定程度的失真，与传统的心电图相比，直觉上比较呆板，对细节部分（如重叠在T波中的P波）较难找寻。随着技术进步和医工的双方努力，我们深信这些问题一定会解决。

三、心电图机改进措施

1. 数字心电图机的接口

数字心电机一个很重要的功能就是通信功能，通信过程可以把系统的心电数据传输到外部的设备上，如PC、掌上电脑、专用存储器等，实现信息采集，解决了心电图机内部存贮容量小，分析功能弱等缺点。现有心电图机主要的通信接口有三种：RS232、红外接口以及802以太网接口，这三种接口都是国际标准接口[5] 。心电图机是描记心脏组织活动所产生的生物电信号以及现代医学科学研究和临床诊断中使用非常广泛的一种精密电子医疗仪器。由于它诊断可靠，操作简便，对病人无损伤，故在临床上得到广泛的应用，而作为心电图检测结果直观的输出方式和手段，心电图机微型打印机是必不可少的。

目前，医院中使用的多为传统机械式心电打印机，存在着打印效率低、噪声污染严重、心电波形失真等缺点。近年来USB技术有了飞速的发展，很多台式打印机已经应用了该技术。但是采用USB技术的心电图机却很少，本系统就采用了USB接口与心电图机相连，同时也可以与PC心电图机进行连接打印。

2. ARM控制器的选择

由于本系统要求打印最高速度达50mm/s，所以对于处理器给打印头传送数据的速度就要求很高。一般热敏打印头数据通过串行传送，所以通过SPI口传送是最佳方式，而普通8位单片机在处理速度上就有缺陷，难以满足整体要求，因此决定选用Atlnel公司的ARM7内核芯片AT91SAM7S64作为控制器[6] 。该芯片具有64KB的片内高速Flash存储器，16KB的片内高速SRAM（可以在最高时钟速度下进行单时钟周期访问操作）；1个USB2.0全速（12 Mbps）设备端口，片上收发器，328字节可编程的FIFO；主/从串行外设接口（SPI），8～16位可编程的数据长度，4个片选线。本设计将用USB口与台式或PC心电图机通信，SPI口控制打印头，同时具有大容量的数据存储及高速数据处理能力，所以无论从集成度，还是性价比来看，都是理想的选择。

3.热敏打印头的选择及控制

热敏打印技术最早使用在传真机上，其基本原理是将打印机接收的数据转换成点阵信号控制热敏单元的加热，把热敏纸上热敏涂层显影，这种技术只能使用专用的热敏纸，热敏纸上涂有一层遇热就会产生化学反应而变色的涂层，类似于感光胶片，不过该涂层是遇热后变色显影。利用热敏涂层的这种特性，研究出了热敏打印技术，热敏打印技术的关键在于加热元件，热敏打印机芯上有一排微小的半导体元件，这些元件排得很密，从20dpi～600dpi不等，这些元件在通過一定电流时会很快产生高温，当热敏纸的涂层遇到这些元件时，在极短的时间内温度会升高，涂层就会发生化学反应，显出颜色。

医用心电图机的临床应用，极大地提高了医院临床工作的效率和便捷性。不仅如此，心电图机在各行各业，包括电信行业、教育事业中均有着良好的应用前景。在医用心电图机保密程度不断提升的前提下，患者信息的处理工作日益完善，相关工作水平也比从前有了不小的提高

参考文献：

[1] 贾建革.心电图机检查仪的研制[J].医疗设备信息，2005，25（1）：13-14.

[2] 张泾周，刘璇，戴冠中.基于USB2.0总线的数据采集系统[J].陕西科技大学学报，2005，23（4）：56-60.

[3] 上官伟，陈秀义.基于USB2.0协议的人体生理信息采集系统设计[J].应用科技，2006，33（1）：35-38.

[4] 种银保.全程心电监护系统的设计与实现[J].医疗卫生装备，2006，26（8）：46-48.