CN202538173U

CN202538173U - 心脏除颤器分析仪校准系统

Info

Publication number: CN202538173U
Application number: CN 201220087060
Authority: CN
Inventors: 詹志强; 于磊; 葛振杰; 陆福敏
Original assignee: Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology
Current assignee: Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2022-03-09

Abstract

本实用新型提供了一种心脏除颤器分析仪校准系统，包括：心脏除颤器；与所述心脏除颤器的输出端连接的被校心脏除颤器分析仪；与所述心脏除颤器的输出端连接的电压获取装置。当进行心脏除颤器分析仪能量测量准确度校准时，利用电压获取装置获取心脏除颤器输出的高压脉冲电压，并根据该得到的电压计算得到心脏除颤器的输出能量，根据该输出能量来校准被校心脏除颤器分析仪的能量测量准确度，由此避免了由于得到的参考能量不准确而导致对心脏除颤器分析仪的校准不够准确的问题，从而，提高了对心脏除颤器分析仪校准的准确度与可靠性。

Description

心脏除颤器分析仪校准系统

技术领域

本实用新型涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种心脏除颤器分析仪校准系统。

背景技术

心脏除颤器是一种应用电击来抢救和治疗心律失常病人的医疗电子设备，其具有疗效高、作用迅速、操作简便以及与药物相比较为安全等优点。用较强的脉冲电流通过心脏来消除心律失常，使之恢复窦性心律的方法，称为电击除颤，作用于心脏的是一次瞬时高能脉冲，一般持续时间是4ms～10ms，能量在40焦耳～400焦耳，因此，心脏除颤器的输出能量大小对于病人的抢救就显得非常重要。

为此，国家发布了计量校准规范《JJF1149-2006心脏除颤器和心脏除颤监护仪校准规范》，其中，心脏除颤器校准所用的主要仪器为心脏除颤器分析仪，其通过测试心脏除颤器的输出能量来对心脏除颤器进行校准。而关于心脏除颤器分析仪，国家未颁布相应的检定规程或校准规范，作为心脏除颤器分析仪的校准装置，对于心脏除颤器的能量溯源问题一直困扰着各使用单位。

现在大家采用的普遍校准方法是：使用一台心脏除颤器作为能量输出源，一台标准心脏除颤器分析仪作为标准器，被校心脏除颤器分析仪和标准心脏除颤器分析仪测量同一台心脏除颤器，通过标准心脏除颤器分析仪和被校心脏除颤器分析仪测得的心脏除颤器的输出能量进行比较，来对被校心脏除颤器分析仪进行校准。具体步骤如下：

首先，在心脏除颤器上设定好能量输出值，将标准心脏除颤器分析仪接至心脏除颤器的输出端，心脏除颤器输出能量，读取标准心脏除颤器分析仪的能量测试值E1(如图1a所示)；

接着，保持心脏除颤器的能量输出值不变，将被校心脏除颤器分析仪接至心脏除颤器的输出端，心脏除颤器输出能量，读取被校心脏除颤器分析仪的能量测试值E2(如图1b所示)；

最后，通过能量测试值E2与能量测试值E1之间的差值来校准被校心脏除颤器分析仪。

此方法有以下一些不足之处：

1、此方法没有进行正常的量值溯源，而是将能量测试值E2与能量测试值E1进行能量比对；

2、心脏除颤器的输出能量在到达其设定值后由于电容内部放电等诸多原因，导致心脏除颤器的能量输出值在同一个设定值下一致性较差，导致能量测试值E2与能量测试值E1之间产生额外的偏差。

由于上述一些不足之处，使得通过现有的方法校准心脏除颤器分析仪不够准确。此外，由于心脏除颤器分析仪的输入端的阻抗为50欧姆，并且具有ECG波形输出信号。因此，为了消除心脏除颤器输出能量一致性较差，采用将两个心脏除颤器分析仪并联接至心脏除颤器，同时测量心脏除颤器输出能量来进行心脏除颤分析仪的能量测量准确度的校准也不可行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种心脏除颤器分析仪校准系统，以解决现有技术中对心脏除颤器分析仪的能量测量准确度的校准不够准确的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种心脏除颤器分析仪校准系统，包括：

心脏除颤器；

与所述心脏除颤器的输出端连接的被校心脏除颤器分析仪；

与所述心脏除颤器的输出端连接的电压获取装置。

可选的，在所述的心脏除颤器分析仪校准系统中，所述电压获取装置包括与所述心脏除颤器的输出端连接的高压探头，及与所述高压探头连接的示波器。

可选的，在所述的心脏除颤器分析仪校准系统中，所述示波器为数字实时示波器。

可选的，在所述的心脏除颤器分析仪校准系统中，所述高压探头的输入阻抗为100MΩ。

可选的，在所述的心脏除颤器分析仪校准系统中，所述高压探头的带宽为75MHz。

可选的，在所述的心脏除颤器分析仪校准系统中，所述高压探头的衰减值为1000∶1。

可选的，在所述的心脏除颤器分析仪校准系统中，所述数字实时示波器的输入阻抗为1MΩ。

在本实用新型提供的心脏除颤器分析仪校准系统中，当进行心脏除颤器分析仪能量测量准确度校准时，利用电压获取装置获取心脏除颤器输出的高压脉冲电压，并根据该得到的电压计算得到心脏除颤器的输出能量，根据该输出能量来校准被校心脏除颤器分析仪的能量测量准确度，由此避免了由于得到的参考能量不准确而导致对心脏除颤器分析仪的校准不够准确的问题，从而，提高了对心脏除颤器分析仪校准的准确度与可靠性。

附图说明

图1a是现有的标准心脏除颤器分析仪测量心脏除颤器输出能量的模块示意图；

图1b是现有的被校心脏除颤器分析仪测量心脏除颤器输出能量的模块示意图；

图2是本实用新型实施例的心脏除颤器分析仪校准系统的模块示意图；

图3是本实用新型实施例的心脏除颤器分析仪校准方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提供的心脏除颤器分析仪校准系统及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

请参考图2，其为本实用新型实施例的心脏除颤器分析仪校准系统的模块示意图。如图2所示，所述心脏除颤器分析仪校准系统包括：

心脏除颤器20；

与所述心脏除颤器20的输出端连接的被校心脏除颤器分析仪21；

与所述心脏除颤器20的输出端连接的高压探头22，及与所述高压探头22连接的数字示波器23。

在此，利用所述高压探头22及数字示波器23的目的在于获取所述心脏除颤器20的电压，因此，在本实用新型的其他实施例中，也可以利用其他电压获取装置与心脏除颤器20的输出端连接，以得到所述心脏除颤器20的电压，本申请对此不做限定。此外，为了方便电压的读取，在本实施例中，采用了数字实时示波器23，在本实用新型的其他实施例中，也可以利用其他示波器，例如模拟示波器。

相应的，本实施例中还提供了一种心脏除颤器分析仪校准方法，请参考图3，其为本实用新型实施例的心脏除颤器分析仪校准方法的流程示意图。如图3所示，所述心脏除颤器分析仪校准方法包括：

步骤S30：设定心脏除颤器的输出能量值；

步骤S31：被校心脏除颤器分析仪获取心脏除颤器的第一输出能量值；

步骤S32：利用电压获取装置获取所述心脏除颤器的电压，并由此得到所述心脏除颤器的第二输出能量值；

步骤S33：通过第二输出能量值与第一输出能量值的差值来校准被校心脏除颤器分析仪的能量测量准确度。

其中，利用电压获取装置获取所述心脏除颤器的电压之后，利用如下公式1得到所述心脏除颤器的第二输出能量值：

(公式1)

其中，R为心脏除颤器分析仪的输入端电阻，Δt为采样时间间隔，V(n)为n时刻测量得到的电压。

利用如上公式1能够溯源心脏除颤器的能量的原理在于：

已知能量为功率的时间积分，即能量与功率p(t)可通过如下公式1.1表示：

能量＝∫p(t)dt (公式1.1)

而功率又可以通过电压V及心脏除颤器分析仪的输入端电阻R得到，即其可以通过如下公式1.2得到：

p (t) = \frac{V {(t)}^{2}}{R}

(公式1.2)

由公式1.1及公式1.2可进一步得到如下公式1.3：

(公式1.3)

而假设电压获取装置(在此为高压探头22及与所述高压探头22连接的数字示波器23)的取样时间间隔足够短，则公式1.3可以变形为公式1：

(公式1)

由此，利用电压获取装置对心脏除颤器的输出电压进行采样，然后依据上述公式1便可获得心脏除颤器准确的输出能量值，即溯源心脏除颤器的能量。

在本实施例中，考虑到心脏除颤器20的输出电压为脉冲电压，并且电压幅值最高将达到5千多伏，因此，利用高压探头22作为高压衰减器，将数千伏的电压分压至数伏，并且由于高压探头22的输入阻抗为高阻，从而其接入时对于电路无影响，即得到的电压值可靠。同时，采用数字实时示波器23采样心脏除颤器的输出电压，更可准确地得到不同时刻的电压值。

此外，为了减少心脏除颤器分析仪校准系统的系统误差，在利用高压探头22及与所述高压探头22连接的数字示波器23获取所述心脏除颤器的电压之前，先对所述高压探头22及数字示波器23进行校准，具体的，对所述高压探头22的衰减值进行校准，得到修正系数k₁，对数字示波器23的垂直扫描进行校准，得到垂直电压测量的修正系数k₂，因此，考虑到上述修正系数之后，公式1也相应的变为如下公式2：

(公式2)

其中，V(n)为n时刻数字示波器23的测量得到的电压值，k₁为高压探头22衰减值修正系数，k₂为数字示波器23垂直电压测量修正系数，Δt为示波器的采样时间间隔，R为被校心脏除颤器分析仪的实际输入电阻值。通常，所述被校心脏除颤器分析仪的输入端电阻标称值为50欧姆，为了保证该输入端电阻值的准确性，可通过数字万用表对其进行测量以得到其电阻准确值。

通过上述方法便可溯源心脏除颤器的能量值，即第二能量值，接着通过第二输出能量值与第一输出能量值的差值便可校准被校心脏除颤器分析仪的能量测量准确度。同时，为了保证校准的可靠性，可在相同的心脏除颤器设定值下，重复多次测量，获取多个第一输出能量值及与所述多个第一输出能量值同时得到的多个第二输出能量值，利用该多个第二输出能量值的平均值与多个第一输出能量值的平均值的差值来校准被校心脏除颤器分析仪的能量测量准确度。

根据上述心脏除颤器分析仪校准系统及方法，设使用一台GE Cardioserv的心脏除颤器作为能量输出源，其最大输出能量为360焦耳。

采用泰克公司的示波器高压探头P6015A作为电压衰减器，其输入阻抗为100MΩ，带宽为75MHz，衰减值为1000∶1，最大测试电压20kV DC/40kV峰值(100ms脉冲宽度)。为了保证测量结果的准确度，已经对其衰减值进行了校准，得出了其准确衰减值(即修正系数k₁)。

采用泰克公司生产的数字示波器TDS3052作为电压采集设备，其输入阻抗设定为高阻1MΩ，倍率设定1000倍(与P6015A的倍率一致)，示波器触发设定为正常触发，并设定好触发电平，设定扫描时间为5ms/div，设定垂直扫描为1V/div。为了提高测量结果准确度，已经采用示波器校准仪将示波器的垂直刻度进行了校准，得出了其垂直刻度误差(即修正系数k₂)。

设在心脏除颤器不同的能量设定值下，对于心脏除颤器分析仪的能量测量准确度进行校准，且为了保证校准的可靠性，在心脏除颤器的每一能量设定值下均重复三次测量，获取三个第一输出能量值及三个第二输出能量值，通过该三个第二输出能量值的平均值与三个第一输出能量值的平均值的差值来校准被校心脏除颤器分析仪的能量测量准确度。由此，得到如下表1：

表1

在此，在心脏除颤器设定值为50焦耳(即设定心脏除颤器的输出能量值为50焦耳)的情况下，对于心脏除颤器分析仪的能量测量准确度的校准，便根据(50.8+51.4+51.1)/3(第二输出能量值的平均值)与(50.2+50.9+50.7)/3(第一输出能量值的平均值)的差值予以校准。同理，在心脏除颤器设定值为100焦耳、200焦耳及360焦耳的情况下，均可对心脏除颤器分析仪进行准确的校准。由于该第二输出能量值是对于心脏除颤器的能量溯源值，因此，根据该第二输出能量值对于心脏除颤器分析仪进行校准，可保证校准的准确度与可靠性。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims

1.一种心脏除颤器分析仪校准系统，其特征在于，包括：

心脏除颤器；

与所述心脏除颤器的输出端连接的被校心脏除颤器分析仪；

与所述心脏除颤器的输出端连接的电压获取装置。

2.如权利要求1所述的心脏除颤器分析仪校准系统，其特征在于，所述电压获取装置包括与所述心脏除颤器的输出端连接的高压探头，及与所述高压探头连接的示波器。

3.如权利要求2所述的心脏除颤器分析仪校准系统，其特征在于，所述示波器为数字实时示波器。

4.如权利要求2或3所述的心脏除颤器分析仪校准系统，其特征在于，所述高压探头的输入阻抗为100MΩ。

5.如权利要求4所述的心脏除颤器分析仪校准系统，其特征在于，所述高压探头的带宽为75MHz。

6.如权利要求4所述的心脏除颤器分析仪校准系统，其特征在于，所述高压探头的衰减值为1000∶1。

7.如权利要求3所述的心脏除颤器分析仪校准系统，其特征在于，所述数字实时示波器的输入阻抗为1MΩ。