第３６卷第２期 ２０１０年４月 湖南农业大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ） Ｖｂｌ－３６ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２０１０ ＤＯＩ：ｌ０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１２３８．２０１０．００２４２ ６５ １ １型心电图机滤波功能对不同频率心电信号的影响 文劲松，王成 （中南大学湘雅二医院，湖南长沙４１００１ １） 摘 要：在Ｅｔ本光电ＥＣＧ．６５１１型心电图机上以不同频率的脉冲为模拟信号，按未漏波（ＯＦＦ）、肌电漏波（ＥＭＧ）、 交流电漏波（ＨＵＭ）和肌电漏波＋交流电漏波（ＥＭＧ＋ＨＵＭ）４种滤波状态绘制幅频线．结果显示，在ＯＦＦ状态下电 压无衰减，使用ＥＭＧ、ＨＵＭ、（ＥＭＧ＋ＨＵＭ）时电压幅度随信号频率变化而变化，心脏病变（特别是心肌疾病）时， 滤波可能会造成部分极具临床诊断价值的心电信号的衰减与失真，从而造成漏诊，临床心电图工作者要尽量不使 用滤波功能，而需通过采用一些切实可行的干预措施来减少或消除机外干扰对心电信号的影响． 关键词：６５１１型心电图机；滤波；心电信号；衰减；干预措施 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７．１０３２（２０１０）０２．０２４２．０３ 中图分类号：Ｒ５４０．４ １；ＴＨ７７６ Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ６５１１－－ｔｙｐｅ ＥＣＧ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｏｎ ＥＣＧ ｓｉｇｎａｌｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＷＥＮ Ｊｉｎ—ｓｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｃｈｅｎｇ （Ｔｈｅ ＸｉａｎｇｙａⅡＨｏｓｐｉｔａｌ ｏｆＣｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１ １．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ ６５１ １－ｔｙｐｅ ＥＣＧ ｉｎ ａ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｎ ｔｈｅ ｐｕｌｓｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｎａｌｏｇ ｓｉｇｎａｌ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ＯＦＦ，ＥＭＧ，ＨＵＭ ａｎｄ ＥＭＧ＋ＨＵＭ，ｆｏｕｒ ｍａｐｐｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｓｔａｔｅ，ｔｈｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｌｉｎｅｓ ｗｅｒｅ ｄｒａｗｎ．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｌｉｎｅｓ ｓｈｏｗ ｔｈｅ ＯＦＦ ｓｔａｔｅ，ｖｏｌｔａｇｅ ｄｏｅｓ ｎｏｔ ａｔｔｅｎｕａｔｅ ａｎｄ ｗｈｅｎ ｕｓｉｎｇ ＥＭＧ，ＨＵＭ，ＥＭＧ十ＨＵＭ ｓｔａｔｅ，ｖｏｌａｇｅ ｄｅｃｒｔｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｐｕｌｓｅ ｆｆｅｑｕｅｎｃ￣Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ６５ １ １－ｔｙｐｅ ＥＣＧ ｉｎ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｔｈｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ－ ｒｅｑｕｅｎｃｙ ｌｉｆｎｅｓ ｗｅｒｅ ｉｌｌ ｕｓｔｒａｔｅｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ，ａｎｄ ｈｅａｒｔ ｄｉｓｅａｓｅ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｃａｒｄｉｏｍｙｏｐａｔｈｉｅｓ ｃｈａｎｇｅｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ， ｉｌｆｔｅｒｉｎｇ ｗｉｌｌ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ＥＣＧ ｓｉｎａｌｇｓ’ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ｍｉｓｓｅｄ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ。Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｃｌｉｎｉｃａｌ ＥＣＧ ｗｏｒｋｅｒｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｓ ｆａｒ ａｓ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｎｏｔ ｔｏ ｕｓｅ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ，ｂｕｔ ｔｏ ｕｓｅ ｏｆ ａ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆｐｒａｃｔｉｃａｌ ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎｓ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｏｒ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｏｕｔｓｉｄｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ＥＣＧ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：６５ １ １－ｔｙｐｅ ＥＣＧ；ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ；ＥＣＧ ｓｉｇｎａｌ；ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ；ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ ＥＣＧ ６５１１型单导联心电图机在临床医学和动 物实验中使用非常普遍，操作时很多人习惯于使用 滤波（ｆｉｌｔｅｒ）键，这样波形看起来会更加光滑漂亮， 心电图机． ｆ２）检测方法．以外接频率发生器作为心电图 机的模拟信号源，分别发出ｌＯ、２０、３Ｏ、４０、５Ｏ、 但这样操作可能存在严重的心电图失真…，从而造 成疾病漏诊或实验数据偏差．笔者研究了日本光电 ＥＣＧ．６５ｌ１型心电图机３种滤波方式对不同频率心 电信号的影响，现将结果报道如下． ６０、７０ Ｈｚ的脉冲信号，电压增益为１ ｍＶ（￣ｉ记幅 度为１０ ｍｍ），心电图机纸速２５ ｍｍ／ｓ，描记在未滤 波（ＯＦＦ）、肌电滤波（ＥＭＧ）、交流电滤波ｆｆＩＵＭ）、肌 电滤波合并交流电滤波（ＥＭＧ＋ＨＵＭ）４种滤波状态 １供试设备与方法 （１）供试设备．日本光电ＥＣＧ一６５１ １型单导联 收稿日期：２００９—１０．２６ 下对应频率的三角波，研究三角波最大振幅的变 化，绘制４种滤波状态下的频率振幅图． 作者简介：文劲松（１９７２一），男，湖南临武人，硕士研究生，工程师，主要从事医疗设备的临床使用与维修保养方面的研究工作， ｗｉｓ０７０８国ｌ２６．ｃｏｒｎ 第３６卷第２期 文劲松等 ６５１１型心电图机滤波功能对不同频率心电信号的影响 ｇ 謦蜷 ２４３ ２结果与分析 ４种滤波状态下对应频率的三角波振幅变化见 图１．从图１可以看出，在ＯＦＦ状态，任何频率信 号电压均无衰减；在肌电滤波（ＥＭＧ）状态，信号频 率在ｌ０～４０ Ｈｚ时电压幅度随频率增加而递减，信 号频率在４０～７０ Ｈｚ时电压振幅随频率增加而增 加；在ＨＵＭ状态，信号频率在ｌ０～５０ Ｈｚ时电压 振幅随频率增加而递减，信号频率在５０～７０ Ｈｚ时 电压振幅随频率增加而增加；在ＥＭＧ＋ＨＵＭ状态 的情况类似于ＥＭＧ、ＨＵＭ ２种状态的叠加，但受 ＨＵＭ影响更大，当外加脉冲频率为５０ Ｈｚ时电压 衰减幅度最大，达９４％． —１｜＿－ｏＦＦ—１｜＿－ＥＭ【ｊ ‘—— 一ＨＵＭ—ｏ—ＥＭ（｝卜｝｛ＵＭ 频率／Ｈｚ 图１ ＯＦＦ、Ｅｌｄ６、ＨＵＭ和（ＥＭＧ＋ＨｕＭ）４种滤波状态下的振幅 ．频率曲线 Ｆｉｇ．１ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｌｉｎｅｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｆｏｕｒ ｍａｐｐｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ ｓｔａｔｅ：ＯＦＦ，ＥＭＧ，ＨＵＭ ａｎｄ ＥＭＧ＋ＨＵＭ 肌电滤波（ＥＭＧ）键和交流电滤波（ＨＵＭ）键的功 能是为了消除描记心电时最主要的机外干扰，即肌 电干扰和交流电干扰ｌ２Ｊ．为了实现这些功能，日本 光电ＥＣＧ．６５１ １型心电图机在前置放大电路中设置 了带阻滤波器［３］，用来抑制或衰减某一特定频段的 信号，远离这一频段的信号则衰减较少或没有衰 减．带阻滤波器分为肌电滤波器（ＩＣｌ１５）和交流电滤 波器（ＩＣｌ１６１，分别以肌电干扰和交流电干扰最常出 现的频率３５ Ｈｚ和５０ Ｈｚ为滤波中心频率．在肌电 滤波（ＥＭＧ）和交流电滤波（ＨＵＭ）状态下，信号脉冲 频率越是接近滤波中心频率，即３５ Ｈｚ和５０ Ｈｚ， 电压衰减幅度越大，越远离滤波中心频率，电压衰 减幅度越小．ＥＭＧ＋ＨＵＭ状态则是２种滤波功能的 叠加．通用的生活用电和工业用电都是５０ Ｈｚ交流 电，心电波形普遍受到这一频率干扰，而人体的心 ６ ４ ２ Ｏ ８ ６ ４ ２ ０ 电信号主要是低频成分（平均＜１５ Ｈｚ），远低于５０ Ｈｚ， 因此机器在设计上对５０ Ｈｚ的信号衰减最为显 著．相对而言，肌电滤波的中心频率（３５ Ｉ－ｉｚ）要更接 近于人体低频的心电信号，机器在肌电滤波（ＥＭＧ） 状态下对３５ Ｈｚ信号的衰减要远小于在交流电滤波 （ＨＵＭ）状态下对５０ Ｈｚ信号的衰减．从图１不难看 出，任何频率的信号在肌电滤波（ＥＭＧ）状态下的衰 减均要小于在交流电滤波（ＨＵＭ）状态下的衰减，所 以在ＥＭＧ＋ＨＵＭ状态下，起主导作用的是交流电 滤波（ＨＵＭ），其滤波中心频率与交流电滤波（ＨＵＭ） 是一致的，均为５０Ｈｚ． 临床上，滤波对心电图Ｐ、ＱＲＳ、Ｔ波的电压 衰减程度是不同的，对ＱＲＳ波电压的衰减远远大 于Ｐ、Ｔ波ｌ４】，原因是人体心电ＱＲＳ波平均频率为 １５ Ｈｚ左右，Ｔ波为１．３ Ｈｚ左右，Ｐ波频率比Ｔ波 更低，ＱＲＳ波的相对高频成分远多于Ｐ波和Ｔ波， 肌电滤波（ＥＭＧ）和交流电滤波（ＨＵＭ）的滤波中心频 率是在相对高频成分，故采用滤波键影响最大的是 ＱＲＳ波．田伟盟等［５】的研究结果表明，使用交流电 滤波（ＨＵＭ），ＱＲＳ波振幅下降１８．１％；使用交流电 滤波（ＨｕＭ）＋肌电滤波（ＥＭＧ），ＱＲＳ波振幅下降 ２７．６％． 心脏病变（特别是心肌疾病）时，绝大多数高频 信号集中于２５～２５０ Ｈｚ【６】，滤波会明显地造成这一 频带心电信号的衰减与失真．例如，病理性Ｑ波是 诊断心肌梗塞有价值的指标，滤波后Ｑ波电压衰减 或消失，容易造成漏诊，因此，建议临床心电图工 作者在描记心电图时不要轻意使用滤波键，非用不 可时首选肌电滤波（ＥＭＧ），并同期描记滤波与非滤 波２种波形，相互对照补充以提出诊断参考意见． ３干扰造成原因及干预措施 不使用滤波键时，为避免交流电、肌电、磁场 等干扰和记录迹线的严重漂移，可采用以下干预措 施来减少或消除机外干扰对心电信号的影响． （１）在交流电的干扰下，在基线位置上会出现 ５０ Ｈｚ的等幅正弦波形．干扰严重时，其波幅甚至 可超过心电图Ｒ波波幅，无法识别心电Ｌ７ Ｊ．形成原 因主要有心电图机接地线接触不良或断线；电极与 湖南农业大学学报（自然科学版） ２０１０年４月 皮肤接触不良或接触电阻过大；病人出汗或衣着潮 ＱＲＳ、Ｔ波的频率不尽相同，在使用滤波功能时对 其心电信号的衰减程度也存在差异．当所要描记心 电图的动物的心电信号频率有可能接近某一滤波 中心频带时，应谨慎使用该滤波功能，否则可能会 湿；诊断床与地绝缘电阻下降或被检查者触摸到床 架或墙壁；被干扰导联的某一电极引线与电极接触 不良或其中Ｉ根引线折断；附近存在强干扰源；心 电图机本身故障等．处理时在确定为机外原因后， 产生较大的心电信号的衰减与失真．如果情况特 殊，确需使用该滤波功能，则建议同期描记滤波与 非滤波２种波形，通过比对得出结论． 应重点检查电极与人体皮肤接触是否良好，接触面 最好用７５％酒精擦拭后涂以适量导电膏或生理盐 水，电极绑绕不能过松过紧，接地线的接触点锈蚀 及污物可使地线接地电阻增大，诊断床潮湿者可在 ４个床脚加上绝缘垫等． （２）在肌电干扰下，心电波形会在基线位置上 出现１０～３００ Ｈｚ连续且不等幅的锯齿波干扰．右臂 附近多见发生，对Ｐ、ＱＲＳ、Ｔ波的观察影响较大．形 成原因有检查室温度太低，被检查者感到寒冷【８ ； 被检查者情绪过于紧张或躺卧位置不适；电极固定 过紧，电极与皮肤接触不良；被检查者患有肌肉震 颤等．检查时应针对上述原因进行处理，如保持检 查室恒温、被检查者放松情绪等． （３）常见磁场干扰源为各种仪器设备的变压 器．为了克服或将磁场干扰到最低范围，有效 办法是将检查室进行屏蔽，或电极引线面积， 绞合电极引线，保持引线沿人体引出． （４）电源电压不稳、电极松脱移动、被检查者 呼吸不平稳、电极与皮肤表面不清洁、电极间有较 大的极化电位等均可造成记录迹线漂移．将电极置 于氯化钠溶液中浸泡数小时可消除电极间的极化 电位影，ｉｆｔ １． 动物心电图与人体心电图在记录原理、方法、 基本波形等方面无本质区别，但在具体记录方法、 图形识别与判断及影响心电图波形的因素等方面 与人体心电图有所不同ｌｌ ｏＪ．由于各种动物的Ｐ、 参考文献： ［１】韩桂芬．使用心电图机５０ Ｈｚ滤波键后会造成心电图波 形的失真［Ｊ］．医疗装备，１９９４（１）：３３－３４． 【２】王成．医疗仪器原理【Ｍ］．上海：上海交通大学出版社， ２００８：１２．１７． 【３】郑国强．ＥＣＧ．６５１１型心电图机电路原理详析【Ｊ】．医疗 装备，２００４（８）：１２—１４． ［４】何伟，陈良迟，徐晓红．心电信号及各组分的频率成 分和有效带宽研究［Ｊ１＿生物医学杂志，１９９６，ｌ３（４）： ３３．４０． 【５】 田伟盟，熊维迪，李美玉．抗干扰键对心电图波形振 幅的影响［Ｊ］．心电学杂志，１９９７（１６）：２２５—２２６． ［６】黄宛．临床心电图学［Ｍ】．北京：人民卫生出版社，２００５： ｌ２９．１３０． ［７】袁林．心电图波形干扰原因分析［Ｊ】．医疗卫生装备， ２００２（６）：４８－４９． ［８】包家立．抗干扰键对心电图波形影响的原理分析［Ｊ】．心 电学杂志，１ ９９８（４）：２４９．２５０ ［９ 郭牧东．心电图机在实际使用中应注意的问题［９】Ｊ】．医 疗装备，２０００（８）：３７．３８． 【１Ｏ】章开训，葛根贤．不同种动物心电图波形的比较【Ｊ】．浙 江大学学报：农业与生命科学版，１９９１，１７（２）：１７．２４． 责任编辑：苏爱华 英文编辑：罗文翠
