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心臟除顫器測(cè)試分析儀的電磁兼容設(shè)計(jì)
摘要：分析了除顫器測(cè)試分析儀的主要干擾源及其特點(diǎn)，并討論了抑制干擾的主要措施。經(jīng)測(cè)試分析，證明儀器具有良好的電磁兼容性。關(guān)鍵詞：心臟除顫器 電磁兼容 EMI濾波器
除顫器是利用瞬間釋放的高能量脈沖電流，通過短暫的電擊去除心臟的室顫（VF）或房顫（AF），并使其恢復(fù)正常心律的種有效的醫(yī)療救護(hù)儀器。顯然，除顫器的性能優(yōu)劣將直接關(guān)系到臨床急救的效果。作者研制的心臟除顫器測(cè)試分析儀，可對(duì)除顫器的各功能參數(shù)，包括放電能量、最大電流及電壓，同步觸發(fā)延遲時(shí)間、除顫器放電時(shí)間等進(jìn)行校準(zhǔn)檢驗(yàn)，且能模擬人體輸出多種心率、多種導(dǎo)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)心電波形以及檢定除顫器性能的特定波形，并兼有檢測(cè)與心電信號(hào)同步的除顫放電功能。
在除顫器測(cè)試分析儀的研制過程中，針對(duì)出現(xiàn)的干擾現(xiàn)象，分析了干擾現(xiàn)象，分析了干擾產(chǎn)生的原因及干擾的特點(diǎn)，采取了一些抗干擾措施，通過應(yīng)用EMI（電磁干擾）濾波器，去除了放電脈沖在儀器內(nèi)部所產(chǎn)生的強(qiáng)烈干擾，使除顫器測(cè)試分析儀工作穩(wěn)定可靠，具有良好的電磁兼容性。
圖1 儀器電路原理框圖
1 系統(tǒng)的基本原理及干擾特點(diǎn)
本儀器以飛利浦單片機(jī)80C52為控制核心，完成對(duì)除顫器各項(xiàng)功能的測(cè)試分析，并通過接口電路對(duì)分析結(jié)果分析顯示和傳輸，原理框圖如圖1所示。除顫器測(cè)試分析儀主要完成兩部分功能：（1）完成對(duì)除顫器放電能量的準(zhǔn)確測(cè)量；（2）準(zhǔn)確、穩(wěn)定地輸出各種心電波形及測(cè)試波形。為檢驗(yàn)除顫器的自動(dòng)除顫功能及其特性參數(shù)要求分析儀能輸出多種波形，包括具有多種導(dǎo)聯(lián)輸出的ECG（心電圖）波且幅值可調(diào)，同時(shí)輸出高幅值ECG信號(hào)、直流脈沖、方波、三角波、復(fù)合波、多種頻率的正弦濾以及多種心律的標(biāo)準(zhǔn)R波。各種波形的輸出通過數(shù)字合成，由程序產(chǎn)生的波形經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器輸出，然后通過模擬電路變換成要求的輸出模式。放電能量的檢測(cè)是基于除顫器的高壓放電脈沖通過模擬人體阻抗的模擬電阻（典型阻值為50Ω）放電，經(jīng)衰減后送入可變?cè)鲆娣糯笃鳎優(yōu)锳/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)，然后進(jìn)行處理和顯示。
根據(jù)對(duì)儀器的要求，除完成各項(xiàng)功能外，在對(duì)除顫器的放電進(jìn)行測(cè)試時(shí)，必須能夠承受由放電脈沖帶來的強(qiáng)烈干擾，不死機(jī)、不復(fù)位，在不采用干擾避開法、系統(tǒng)智能復(fù)位法等措施時(shí)，程序仍能正常執(zhí)行。同時(shí)，由于儀器必須具有恢復(fù)放電脈沖波形的功能，測(cè)量模擬通道不能對(duì)放電信號(hào)采用濾波、浪涌阻尼等措施。這就對(duì)儀器的抗干擾性能提出了更高的要求。
系統(tǒng)的干擾源一部分是儀器內(nèi)部數(shù)字電路、供電電源所產(chǎn)生的干擾以及儀器外部空間輻射電磁波干擾；另一部分干擾來自除顫器的放電脈沖。其干擾具如下特點(diǎn)：
（1）電壓峰值高、能量大，最高電壓可達(dá)5000V，最大放電能量可達(dá)360J；
（2）放電時(shí)間短，除顫器放電脈沖時(shí)間僅為10ms左右，脈沖前沿時(shí)間約為2ms；
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