[發明專利]生物電放大調理電路保真能力的一種度量評價方法

在審

• 申請號: 201710126978.6
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106896284A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 劉紅星;俞思思;司峻峰
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本申請涉及生物電放大調理電路保真能力的一種度量評價方法。

生物電放大調理電路是諸如心電圖、腦電圖等生物電設備的前端基本組件，其功能是放大保留有用信號，濾除不想要的噪聲和干擾。實際中，生物電放大調理電路在濾除噪聲和干擾的同時，通帶內的有用信號也不可避免地產生一些扭曲或者說失真。但是，對好的設計和合格的產品制造而言，生物電放大調理電路對帶內有用信號的失真會較小，而對不好的設計和不合格的產品制造而言，生物電放大調理電路對帶內有用信號的失真就可能很大。

為了切實保障生物電放大調理電路的保真能力，不論在其電路的設計階段還是在設計好后的產品生產檢驗階段，都涉及一個對電路保真能力的度量問題。在設計階段，每給出生物電放大調理電路的一個數學模型，即它的傳遞函數，或者說頻率響應(包括幅頻響應和相頻響應)，有必要對它的保真能力做出度量評價，以實現設計的優化；在生產檢驗階段，每生產出來一件或一批產品，有必要對它的保真能力進行測評，以實現產品的驗收把關。

背景技術

國際心電設備標準IEC-60601-2-25和IEC-60601-2-27，以及國內醫藥行業標準YY1079-2008和YY0858-2013，對心電設備的保真能力共提出了三種測試，把它們結合起來，以實現對生物電放大調理電路保真能力的度量和評價。這三種測試描述如下：

一、用信號發生器產生一個幅度為3mV，脈寬為100ms，周期為400ms的矩形波脈沖，將其輸送給心電檢測設備；將輸出信號除以通帶增益后與輸入基準信號進行比對，計算輸出脈沖上升沿下降沿相對于基準的過沖，脈沖外電平傾斜的斜率。標準規定脈沖上升沿過沖應小于10％，下降沿過沖應小于0.1mV，脈沖外電平傾斜的斜率應小于0.3mV/s，如圖2所示。

二、用信號發生器產生一個幅度為1.0mV、頻率為5Hz正弦波信號，輸送給心電檢測設備，記錄此時的輸出信號幅度，再用信號發生器產生幅值為1.0mV、頻率從0.67Hz到40Hz的正弦波信號，送給心電檢測設備，記錄此時的輸出信號幅度；要求頻率在0.67Hz到40Hz的任一正弦波信號的輸出響應幅度，應在5Hz正弦波信號輸出響應幅度的70％-140％范圍內。

三、用信號發生器產生一幅度為1.5mV、底寬為200ms、周期為1s的三角波脈沖周期信號，將其輸送給心電檢測設備，記錄此時的輸出信號幅度；再產生幅值為1.5mV、底寬為40ms、周期為1/s的三角波脈沖周期信號，將其輸送給心電檢測設備，記錄此時的輸出信號幅度。將兩次試驗記錄的輸出信號的幅度進行比對，后者的所有脈沖響應幅度應在前者脈沖響應最大幅度的70％-110％范圍內；如果設備用于10kg以下的嬰兒，則后者輸出信號幅度應是前者脈沖響應最大幅度的80％-110％范圍內。如圖3所示。

上述方法作為標準規定方法，在度量評價生物電放大調理電路保真能力的可行性方面不容置疑，但也存在一些明顯的不足，表現在：(1)不是直接比對輸出信號波形與輸入信號波形的總體差異，對總體失真的評價不直接不直觀不便于理解；(2)評價參數體系比較繁雜，主要針對產品檢驗把關階段，將之用于設計階段保真能力的度量評價，不是太方便；(3)需完成共三種測試才構成一個生物電放大調理電路保真能力的度量評價，效率低。因此，有必要提出一種更便于理解更高效的生物電放大調理電路保真能力的度量評價方法。

參考文獻：

[1]王永生.心電圖機不同頻響范圍對心電波形影響[D].鄭州：鄭州大學，2014.

[2]IEC 60601-2-25：Medical electrical equipment-Part 2-25：Particular requirements for the basic safety and essential performance of electrocardiographs.

[3]IEC 60601-2-27：Medical electrical equipment-Part 2-27：Particular requirements for the basic safety and essential performance of electrocardiographic monitoring equipment.