IEC針對心電圖相關(guān)的醫(yī)療測試標(biāo)準(zhǔn)一共有三本,,其中在IEC 60601-2-25 201.5.3 cc)的條文中要求測試信號的精確度必須達(dá)到±1%,。盡管標(biāo)準(zhǔn)中沒有明確說明,但此項(xiàng)測試的精神顯然包括噪聲在內(nèi)。如果某項(xiàng)測試要求待測ECG準(zhǔn)確地在±5%的范圍內(nèi)能精準(zhǔn)再現(xiàn)測試信號,,但如果測試信號有±20%的噪聲,,則執(zhí)行該測試就沒有意義了,。
有些工程師可能會將環(huán)境(共模)噪聲視為獨(dú)立的問題,這個(gè)假設(shè)是有問題的,。由于ECG需要在充滿噪聲的復(fù)雜環(huán)境中工作,,所以它們應(yīng)具備抑制共模噪聲的能力。但如果在實(shí)務(wù)上認(rèn)為在正常的“噪聲"環(huán)境中進(jìn)行測試就可以代表現(xiàn)實(shí)世界的測試結(jié)果,,這顯然是個(gè)錯(cuò)誤,。主要原因有兩個(gè):首先,對ECG進(jìn)行抑制噪聲(包括共模噪聲)的能力的測試,;其次,,為了客觀地進(jìn)行測試,應(yīng)該要從低噪聲環(huán)境開始,,然后用已知且準(zhǔn)確的方式添加包括噪聲在內(nèi)的測試信號,,測試才有代表性,。
因此,盡管標(biāo)準(zhǔn)中沒有任何說明,、注釋,、要求或方法來降低噪聲,但這個(gè)精神其實(shí)在使用測試信號±1%的精度要求中,,顯然已經(jīng)充分呈現(xiàn),。特別是,大多數(shù)測試信號約為1mV,,這意味著10µV的噪聲就會被當(dāng)作是有影響的,。降低噪聲常用的方法包括在ECG、電纜和測試設(shè)備下面使用接地板,,并將ECG設(shè)備接地(PE或FE)和測試電路接地端同時(shí)連接到接地板上,。
輸入阻抗測試是迄今對噪聲最敏感的測試,有時(shí)常規(guī)的測試步驟是還不足夠的,。對噪聲高度敏感的原因是不平衡阻抗大,,如果想要了解為什么如此,可以回顧有關(guān)CMRR測試的文章,,該文章解釋了CMRR確實(shí)是流過不平衡阻抗泄漏電流的函數(shù),,這非常有用。因此,,不平衡阻抗的大小直接地影響了ECG上CMRR噪聲的大小,。
對于CMRR測試,不平衡為51kΩ,,而對于輸入阻抗測試,,不平衡為620kΩ,大約大了12倍,。這意味著輸入阻抗測試對噪聲的敏感度是CMRR測試的12倍,。
我們可以做一些球場計(jì)算(ball park calculation)來說明這一點(diǎn)。如果說在CMRR測試中,,ECG的紀(jì)錄是3 mm,,在輸入是10 Vrms共模電壓時(shí),以電壓計(jì)算即是0.3 mVpp,。
在輸入阻抗測試中,,典型測試電壓為3.2 mVpp(40 mm通道寬度的80%@ 10 mm / mV),因此1%的誤差約為0.03 mVpp,,是上述CMRR結(jié)果的1/10,。由于設(shè)置對噪聲的敏感度高12倍,這意味著輸入阻抗測試中的共模電壓必須小于:
Vcm = 10 Vrms / 10 / 12 = 0.083 Vrms = 83 mVrms
帶有電線的浮動電路可以很容易地從環(huán)境中吸收2?10 Vrms的共模電壓,并且靠近測試區(qū)域的人群往往會使情況更糟,。因此,,要將其降至83 mVrms,可能需要一些特殊的屏蔽,。
其他方法可能包括在測試裝置上方(特別是對于ECG電線)添加屏蔽層,,在測試過程中讓測試人員觸摸接地板,和/或使交流電源電線盡可能遠(yuǎn)離測試區(qū)域,。增加屏蔽材料的厚度也有幫助:使用非常薄的鋁箔有時(shí)幫助不大,,但通常使用1mm厚的鋁板即可。
盡管在IEC 60601-2-25和IEC 60601-2-27中未,,但也可以打開AC濾波器來消除50或60Hz噪聲,。交流濾波器會降低共模噪聲,在0.67Hz時(shí)不會受到影響,,而在30Hz時(shí)可能會稍微降低信號,。例如,由于有交流濾波器,,您可能需要3.5mVpp才能在ECG上獲得32mm的結(jié)果,。由于輸入阻抗測試是按比例操作的,因此只要在整個(gè)測試過程中打開濾波器,,測試結(jié)果就仍然有效,。
最后,,值得一提的是,,有些環(huán)境噪聲相對低,而在某些環(huán)境下卻充滿難易置信的噪聲,。電路中620kΩ的輸入阻抗測試會藉由最壞情況來進(jìn)行測試,,可檢查不同測試站點(diǎn)的噪聲水平,對于選擇一個(gè)低噪聲的測試站點(diǎn)來完成所有性能測試將會有很大幫助,。