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生理电信号模拟器校准装置的研究

材料写作网    时间: 2020-07-05 04:28:24     阅读:


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【摘 要】 生理电信号模拟器的应用参数多,校准步骤也相当繁琐。本文介绍了一种校准设备,其不必使用示波器、可编程放大器、可编程滤波器和稳压源等标准设备就可以对生理电信号模拟器进行校准,并将其电压参数和时间参数溯源至国家标准。同时,本文还详细地分析了在心电图机(多参数监护仪)中广泛应用的Levkov滤波方法及本装置对Levkov方法的缺点进行的改进。

【关键词】 生理电信号模拟器 计量校准 Levkov 方法 ECG 血压信号

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.03.010

1 概述

生理电信号模拟器是一种用于模拟心电信号、呼吸信号、血压信号、心输出量信号、温度信号等一系列生理信号的设备[1],其主要用于测试多参数监护仪等医疗设备的性能测试。如今,许多医疗单位都采用生理电信号模拟器测试它们的相关设备,因此生理电信号模拟器的性能直接影响着患者的生命安全。据调查,目前市场上的生理电信号模拟器生产厂家不下20个,例如常见的Fluke、Dartrend、METRON、medSim、Dale、LionHeart等品牌。在过去较长的一段时间里,我国的医疗溯源体系发展相对落后于工业计量溯源体系。目前,生理电信号模拟器技术较为成熟,并且有广泛的应用,但是还没有专门的计量校准设备。在2007年,宁全和吕金华起草了《JJG749-2007心脑电图机计量检定规程》[2],但是,传统的心脑电图机检定仪只能输出正弦和方波信号,而生理电信号模拟器不仅能输出以上基本信号,还能输出心电信号等生理电信号,因此JJG749-2007中的要求不能适用于生理电信号模拟器。

从原理说,生理电信号模拟器的微控制器通过DA和电阻衰减网络输出指定幅值和频率的心电信号,通过可编程电阻模拟呼吸阻抗的变化并产生呼吸信号。由于血压信号是200mV的模拟信号,所以其产生原理与心电信号相同。心输出量信号和温度信号的产生类似,都是通过模拟电阻变化来实现。通常,由于生理电信号模拟器的参数众多,对其进行校准时,需要示波器、数字多用表、可编程放大器、可编程滤波器和稳压源等多种设备。所以,生理电信号模拟器的校准步骤复杂而繁琐。

2 设计原理

2.1 心电信号的测量

心电信号因为其复杂的波形和微小的幅度而难以测量...

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