3.8. Защита убп от статических разрядов и импульса дефибриллятора.

Электроды в промежутках между обследованиями располагаются произвольно, в том числе и падают на пол. Когда их вновь берет мед сестра, возможны разряды статического электричества. Входные каскады могут выходить из строя. Кроме того в электрокардиографии приборы должны быть защищены от импульсов дефибриллятора. У дефибриллятора импульсы до 5 кВ. Они не только способны вывести из строя микросхемы но и представляют опасность для персонала. (ГОСТ Р 50267.25. МЭК 601-2-25-93).

На рис 2.13 приведены два варианта схем защиты от дефибрилятора и разрядов статического электричества. На входе усилителя устанавливаются защитные резисторы и диоды, которые ограничивают импульсы. Резисторы должны быть мощные и высоковольтные. Такие резисторы имеют большие габариты. Что бы снизить требования к резисторам во второй схеме на входе установлен разрядник. Он снижает амплитуду входных импульсов до величины 100-200В.

На рис 2.14 показана схема испытательного стенда. Испытания проводятся с подключенными электродами. Электроды поляризуются импульсным током, что может вызвать перегрузку входных каскадов усилителя. Появление перегрузки и время выхода из перегрузки контролируется наблюдением испытательного сигнала 10Гц 1 мВ. Время выхода должно быть меньше 5 секунд.

Первая схема из ГОСТ Р50267.25. МЭК 601-2-25-93 недостаточно корректна. Дело в том, что электроды включены встречно и их напряжение поляризации вычитается. В реальных условиях цепи разных электродов поляризуются токами разной величины и ни о какой компенсации речи быть не может. Поэтому для исключения компенсации рекомендуется вводить третий электрод, схема б).

Н а этом же рисунке приведена испытательная часть стенда. Конденсатор 32 мкф заряжается до напряжения 5 кВ и контактами S1 подключается к электродным наконечникам кабеля отведений в произвольной комбинации. После воздействия импульсом проверяется работоспособность и время выхода из перегрузки. Для уменьшения поляризационного напряжения необходимо снижать величину импульсного тока. Она минимальна во второй схеме без разрядников.

3. Современное построение эк

Широкое внедрение цифровых вычислителей существенно изменило построение ЭК. Большинство операций переложено на цифровую технику. Неизменными остались только входные цепи с защитой от дефибри­ллятора и входные усилители с низким уровнем шумов (и высоким входным сопротивлением). Далее в разных вариантах включается АЦП (преобра­зователь амплитуды в цифровой код) и вычислитель. Мы рассмотрим два варианта построения входной части:

1) с использованием 12 разрядного АЦП и

2) с использованием 18 разрядного АЦП (рис 3.3).

Почему 12 разрядного? Количество разрядов определено динамическим диапазоном входных сигналов (от 5 мкВ до 10 мВ). Т.к. младший дискрет должен быть на уровне шумов, т.е. иметь значение: от 0.5 до 5 мкВ, то число двоичных разрядов должно быть 11 - 14. Обычно выбирается 12 разрядов. Временной период квантования АЦП выбирается 2мс и менее (частота квантования 0.5-2кГц). При F квантования 0.5 кГц необходимо встраивать каскад выборки/хранения для обеспечения одновременности съема сигнала по каналам, ибо допускается расхождение моментов взятия выборок между каналами не более 100 мкс.

Обычно сигнал от электрода F вычитается из сигналов остальных электродов, в результате чего подавляется синфазная составляющая сетевой помехи, а информация преобразуется от девяти к восьми канальной форме. После вычитания имеем: R-F=1, L-F=2, Ci-F=I, где 1,2,i - номера 8 каналов. Отведения процессор будет вычислять по формулам: I =(L-F)-(R-F)=L-R, все формулы пересчета приведены ниже:

I=2-1	aVR=(2х1-2)/2	Ui=i-(1+2)/3 i=3…8.
II=-1	aVL=(2х2-1)/2
III=-2	aVF=-(2+1)/2

Програмно обеспечивается изменение усиления, подбираются частотные характеристики. Однако контрольный сигнал 1 мВ должен подключаться до входа АЦП для обеспечения контроля усилителей.

В конце 80х годов появились АЦП сигма/дельта преобразования. Число разрядов такого АЦП достигает значения 24 и не связано с ювелирными точностями резистивных матриц обычных АЦП. На базе сигма/дельта АЦП возник второй вариант входной части ЭК. Структура представлена на рис 3.3.

При числе разрядов 18 функции подавления СФП и устранения электродного потенциала +/-0.3В можно возложить на цифровые программы. Схема упрощается в части аналоговых усилителей, но усложняется в области ввода кодов АЦП в процессор: вместо 2х байт надо вводить 3 байта. Возможно, что обе схемы долго еще будут конкуренты.