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肌电图诱发电位仪使用中电气干扰问题的探讨

 渐近故乡时 2018-01-25

我们做肌电图诱发电位仪检查的时候,经常会遇到干扰问题,所以,今天我们就一起共同探讨怎样分析排除肌电图诱发电位的干扰问题。

首先,什么是干扰呢?干扰是影响有用信号的无用成分,这种无用的信号有的有规律,有的没有规律(如图)。

其次,肌电信号有它的特殊性,它与脑电信号、心电信号比较起来有很大的区别。

●信号小:脑电信号一般是50uV,心电信号是1mV,听觉诱发电位的信号最小只有0.1uV,它是脑电信号的1/500,是心电信号的万分之一。

●频率范围宽:脑电信号是0.5-30Hz,心电信号是0.1-70Hz,肌电的信号是1Hz-10KHz。肌电信号的频带要比心电、脑电宽百倍,所以,对于脑电图机、心电图机没有影响的干扰,但对肌电图就可能会产生干扰。在干扰领域里是敏感设备,下文要用到。

再者,从用户使用肌电图机来看,据不完全统计,在所有的故障报修中,干扰问题所占到60%--70%。由此可见,探讨干扰问题是我们每一位同仁值得关注的问题。下面,我们从三个方面来讨论一下干扰问题:


一、肌电图机的干扰是如何产生的?

肌电图机形成干扰有三个要素:

●干扰源

●传输通道

●敏感设备

三者关系

   源发射→耦合途径肌电图机

电气干扰来自如图1

图1


动力线、电力变压器、雷电、手机、医疗设备(除颤器、X光机、核磁)、发射台、雷达、汽车等,其它的还有电梯、日光灯等。这些干扰源会产生50Hz工频干扰、脉冲串干扰,单个脉冲干扰和静电干扰等。

我们常遇到的干扰表现在肌电图上的波形,波形的性质分类分为三项:

(1)持续正弦波

持续正弦波干扰最典型的形式是工频干扰,以频率(50HZ)表征。

(2)浪涌脉冲波形

是快速上升后缓慢下降的独立瞬态波形,以最高幅值、前沿上升陡度等特征,例如雷击波、接通容性负载、静电放电。

(3)脉冲列

是一串干扰脉冲,多以最高幅值,前沿上升陡度、脉冲序列持续时间等特征值表示,如接点分断是对感性负载、接电反复重燃过电压等。

实验室中来自大自然人工的干扰无处不在,若没有传导的通路对肌电图也不会形成干扰。恰恰是有三种通道。

干扰的传播通道有感应耦合、传导耦合和辐射耦合三种方式(见图2)。

图2


感应耦合,近距离感应,做肌电图诱发电位检查时,患者处在一个电磁场中,患者与大地之间存在分布电容,患者与机房电源线之间也有分布电容,由于这些分布电容的存在,就构成了电流回路,形成了位移电流。这电流属于感应耦合,是通过分压加到前置放大器的输入端,作为差模信号与生物电信号一同放大而形成的干扰。

传导耦合,肌电图机开机、运行、关机时,都对电网传送电磁信号,在仪器内部、各部件、元件之间传导。 

1.沿电源线进入仪器

2.通过公共电源内阻进入仪器

3.通过公共地线阻抗进入仪器

窜入的50Hz干扰对有用信号也会产生干扰,这个干扰属于传导耦合。因为有分布电容存在,就有漏电流从隔离变压器输入端窜入前置放大器。如果主机的接地电阻良好,漏电流通过接地电阻流入大地,就减少了漏电流的窜入。所以,接地电阻越小,窜入的50Hz干扰就越小。

辐射耦合,远距离传播,我们还经常遇到广播声干扰,这种干扰属于辐射耦合。它是在空间经电磁场耦合进入前置放大器,前置器的电路是半导体构成的调幅调频信号上的调制信号(音频信号)被解调出来,经放大,并在扬声器中发出广播声。例如:某医院的仪器安装在门诊,大楼结构成框字形,院里埋设了良好的地线,但是在做肌电的时候仍旧有广播声干扰。后实地查看,发现巨大的地线构成平面,而且该平面面向一座山,并且这个方向有广播电台,形成了一个良好的接收天线,从而引进了广播信号。

肌电图是敏感设备,产生干扰的三要素都具备了,我们对干扰的形成也分析了原因,这不是我们的目的,目的是为了降低干扰对肌电图的影响。


二、如何降低干扰的影响

1、从仪器本身提高抗干扰能力

反应仪器抗干扰能力的主要指标有共模抑制比、输入阻抗等。共模抑制比是放大器对差模信号的电压放大倍数(A d)与对共模信号的电压放大倍数(Ac)之比,称为共模抑制比,简写为CMRR,单位是分贝(dB)。100 dB共模抑制比就等将干扰衰减了10万倍。对于肌电图机来说,一般要达到100 dB以上,同时,共模输入阻抗要≥100MΩ,差模输入阻抗≥10 MΩ,输入阻抗的提高降低了对皮肤电阻的要求。用户选择肌电图,要抗干扰能力强,就要看共模抑制比、输入阻抗等指标,这些指标是要国家认证中心认可的。

2、从用户使用的角度降低干扰

⑴仪器安装要远离外源干扰,肌电图室应远离如前所述的干扰源。例如:有一家医院反映:在做SCV、SEP时干扰特别大,做BAEP、VEP时还好。通过观察机房发现,BAEP和VEP是坐在椅子上做的,SCV、SEP是躺在床上做的,木床下方有一个交流稳压器,由于稳压器与病人距离过近引起了干扰。

⑵仪器安装必须有良好的接地,要求埋设专用地线。接地电阻要求小于2—10Ω,土壤中的大地线引入肌电图诱发电位仪有几个环节:引出地面的线到实验室的电源插座,插头到肌电图机的隔离电源,这些连接都有接触电阻,这些接触电阻的总和小于2—10Ω,只要中间一个环节接触电阻大,电源中的漏电流引起50Hz干扰。自来水管和暖气管用作接地是错误的。要求使用通过3C认证的墙壁电源插座。例如,某医院在装机时临时使用自来水管作地线,几年后水管生锈,地线接触不良,于是产生了非常严重的50Hz干扰,后埋设专用地线,干扰消除。

⑶以白炽灯代替荧光灯,荧光灯启辉有高频干扰。

⑷肌电图室的病床要求选择用木床,如用铁床,要求铁床接地。

⑸肌电图室要保持合适的温度和湿度,以免受检者出汗(皮肤电阻不稳)、寒冷(传导速度变慢)。做诱发电位受到肌电干扰。


三、使用中怎样排除干扰

1.正确使用仪器:

用户不正确使用仪器表现出多种多样,1)灵敏度设备过高;其解决办法是“初始化”。2)用一个通道,其它通道都有导联线;3)做听觉诱发遇到干扰是因视觉刺激器没有关闭。

2.50Hz及谐波干扰的排除方法(排除方法原则是:由简到繁,由外到内,由表及里)

注:50Hz干扰的识别

50Hz是一种工频频率,它的周期(t)=1/f=20ms,每个项目波形显示区横坐标代表时间,20ms的干扰用目测方法就能判断。如,在分项菜单中,如果把一个波形的周期所占的格数×扫描时程=20ms,那么就可以判断此波形为50Hz干扰波形。


⑴检查病人的电极安放和病人皮肤的处理

这个是最容易做到的,但往往被操作人员忽视。例如:某医院在做运动传导时也遇到干扰问题,屏幕上显示乱波,后更换所用盘状电极后干扰消除,所以,在平时使用引起干扰情况下,首先要考虑电极的问题。要注意电极使用的次数,因为电极使用时间过长,会在电极的表面产生非常的高阻抗,从而在仪器使用时会产生相当大的干扰。

⑵检查导联线是否断损

双芯极缆的检查方法:在SCV项目下菜单初始化,把输入电缆的红、白、绿三根电缆夹在一起,按空格键,如果扫描线是平稳的,只有零星噪音跳动,然后将红白电极断开,屏幕上出现大幅度的干扰,说明红白绿三根电缆都是完好的。在红、白、绿三根电缆夹在一起的状态下,若用手轻微晃动电缆,出现高幅的杂波,说明红白线之一或全部有断损。把红白夹子分开,而屏幕上仍旧是平稳的扫描线,则说明红白电缆短路。

肌电针电缆的检查方法:进入肌电图运动单位电位项目菜单初始化,在本人手腕上接入人体地线,在手心滴些生理盐水,将连接好的同心圆针浸入生理盐水中,这时屏幕上应是比较平稳的直线,若有50Hz的干扰,说明同心圆电缆线断损;将同心圆针擦干,这时屏幕上应出现50Hz的干扰,表示电缆正常。再将同心圆针电极拔下导联线缆的状态下,手指触摸电缆的接口处,屏幕上应出现明显的杂波信号,扬声器有触摸引起的声音,这时电缆正常;若屏幕无杂波出现,扬声器也无明显的声音,则电缆短路。

例如,某医院反映肌电干扰,后经查明,主要是因为同心圆针电极是外购,非原配,插在电缆座上不匹配,后更换针电极后干扰消除。

⑶大地线接地是否良好

如,某医院在做感觉传导和运动传导时有50Hz干扰,然后通过更换墙壁电源的插座就解决干扰,原因是因为插座中的地线的接触不良。另外,我们建议使用有3C认证的插头和插座。

②使用拖线板在仪器运行中可能会产生50Hz干扰,由于拖线板在转接过程中增加了接地电阻,使仪器在使用过程中产生干扰。所以请尽量不要使用拖线板。

3.广播声干扰

⑴更换仪器在肌电图室的方位

由于电波在空间的传播是有方向性的,所以肌电图机的方位应找一个广播声最低的一个方向。

⑵使用电磁屏蔽技术

可以在检查床下的地面上铺设白铁皮,然后将白铁皮接地,从而会大幅降低干扰。由于空间中电磁信号在通过导体后,产生的电流由导体传导到大地,所以对人体上产生的干扰电流就大幅减低。

4.高频脉冲串干扰

高频脉冲串干扰主要来自于X光机、理疗机、手机、基站、日光灯等,其特点是高幅值,前沿上升陡,这些干扰都是通过电磁场耦合传入肌电图诱发电位仪的。排除高频脉冲串的干扰必须要找到干扰源,如何寻找干扰源呢?首先避开其他仪器使用的时间,错开使用后,看是否有干扰现象。其次是改变肌电图机的位置,在其他地方试试,看是否有干扰。例如某医院在数月时间内,经常出现干扰,后查到原因是由于操作人员的手机信号对肌电图机产生的干扰,手机停用后就正常。所以在做肌电图诱发电位仪时,尽量把手机关闭。还有一家医院在做肌电时有干扰,检查地线良好,但仍然出现串脉冲,后检查得知,干扰来源于X光机,在仪器安装了专用地线后,干扰消除。

综上所述,干扰是神经电生理设备性能提高的瓶颈,是肌电图机的难题,这个难题对临床工作的开展带来了很大的不利影响,所以,排除干扰是我们开展肌电图诱发电位工作的重要任务,也是我们共同的追求。希望我们共同努力,携手并进,为广大患者做好服务。








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