一次性使用心电电极交流阻抗特性的更符合实际评价方法技术

一种一次性使用心电电极交流阻抗特性的更符合实际的评价方法，其特征在于，包括如下步骤，(1)基于低频阻抗谱分析仪，测试体表两点所粘的一对待评价一次性使用心电电极间的低频交流阻抗谱，设共测得N

【技术实现步骤摘要】
一次性使用心电电极交流阻抗特性的更符合实际评价方法


[0001]本申请涉及一种一次性使用心电电极交流阻抗特性的更符合实际评价方法。
[0002]一次性使用心电电极(Disposable ECG electrodes)，是检测心电信号时常用的一种传感器，俗称电极贴，它由导电胶、金属导电体、粘合剂、背衬等组成，由于其使用方便、不必消毒、可以避免交叉感染，因此被广泛应用。一次性使用心电电极的质量，事关检测的心电信号的精度，进而影响到基于心电的诊断结论，因此，一次性使用心电电极，虽是耗材，但在国家医疗器械分类中属二类医疗器械。
[0003]交流阻抗是一次性使用心电电极的一个重要性能参数。现行医药行业标准《一次性使用心电电极》(YY/T 0196
‑
2005)，在其4.2.1节中将电极“交流阻抗”列为电极性能的首个测试项目。一般而言，电极贴交流阻抗值越大，则意味着电极性能越不好，越不利于记录高质量的心电信号。
[0004]电极贴交流阻抗影响心电检测质量的原理可描述为：(1)电极交流阻抗，对心电图检测设备来说，相当于信号源阻抗的一部分，大的交流阻抗，意味着心电图检测设备的电流噪声被放大；(2)作为信号源阻抗的一部分，大的电极交流阻抗还会导致从导线引入的50Hz/60Hz共模干扰成倍增加；(3)电极的等效电路，可认为是，电阻与电容的串联，检测心电图时，电极相当于对体表心电进行了一个高通滤波性质的预处理，再传送给心电图检测设备，这个高通预处理会带来心电信号的一定失真。
[0005]申请人曾提出过一次性使用心电电极交流阻抗特性的评价方法的专利申请，这次是提出更符合实际的一次性使用心电电极交流阻抗特性的评价方法。

技术介绍

[0006]一次性使用心电电极的交流阻抗特性如何评价，当然要通过测其交流阻抗的值来评价。简单地，可通过测某一频率下的交流阻抗值来评价。现行医药行业标准《一次性使用心电电极》(YY/T 0196
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2005)中规定和提出的电极交流阻抗特性的评价方法，就是基于测试10Hz单一频点下的胶对胶电极对的交流阻抗值来直接进行评价。具体规定是：至少12对胶对胶连接的电极对，在10Hz不超过100μA(峰
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峰值)的外加电流下，测得它们的交流阻抗值，其平均值应不超过2kΩ，每一单独的胶对胶电极对测得的交流阻抗值，应不超过3kΩ。
[0007]行业标准YY/T 0196
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2005中电极交流阻抗特性评价方案的不足是：(1)它只涉及交流阻抗的模，而完整的交流阻抗值应该是一个复数阻抗，不仅包括有电阻，还包括有电抗，对电极来说，电抗一般表现为容抗；(2)特别是，它只涉及10Hz单一频点下的阻抗值，未涉及0.05Hz
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250Hz心电检测频带下的其他频点下的交流阻抗值。显然，完整的电极交流阻抗特性的评价方案，应基于0.05Hz
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250Hz心电检测频带下的交流阻抗谱(EIS，electrochemical impedance spectroscopy)来提出。
[0008]长期以来，评价电极的交流阻抗特性，没有提出基于电极的交流阻抗谱的评价方案，究其原因，受限于交流阻抗谱的测试设备跟不上。正如行业标准YY/T 0196
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2005在其附录中指出的：标准未规定在1Hz下测定交流阻抗，虽然在1Hz下测定的阻抗对ECG保真度具有
(更)重要意义(因为人的心跳只有1Hz左右)，但用常用设备测定1Hz阻抗遇到的测量困难相当大，从而使这一要求不切实际。以Keysight公司的测试仪器为例，其迄今为止最为低频的矢量网络分析仪E5061B，覆盖的频段只是5Hz
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3GHz，它5Hz以下的交流阻抗值测不了。
[0009]不过，经过业界的不断努力，可测量0.05Hz
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250Hz频段下交流阻抗谱的测试仪器已被研制了出来。申请人已在前面的专利申请“一种一次性使用心电电极交流阻抗特性的评价方法”(202211430534.9)中，提出了一种基于交流阻抗谱的电极交流阻抗特性的评价方案。该评价方案提出了一种定量评价指标，基于测试的整个交流阻抗(复阻抗)谱来定义，而不是基于测试的单个频率点的阻抗值来定义，更完整，是对电极交流阻抗特性的更完全的整体的反映；同时，提出的评价指标是基于电极系统输入输出心电图的最大互相关函数值来定义，反映了由于电极交流阻抗特性带来的失真大小，还保证了最大互相关函数值是小于1的，是在0和1之间的，具有规范性。
[0010]现在的问题是：已有的所有的电极贴交流阻抗特性的评价方法，都是针对胶对胶连接的电极对来测试，之所以如此，是因为都抱着这样的假定——胶对胶电极对的交流阻抗越小则意味着实际心电检测中两个电极贴间的总的源阻抗就越小、记录的心电电信号质量就越高；但是，申请人的实践发现，胶对胶电极对交流阻抗更小，并不意味着实际心电检测时两个电极贴间的总的源阻抗就越小。实际心电检测中，两个电极贴间的总的源阻抗，除两个电极贴的导电胶阻抗外，还包括两测点间的人体阻抗和两电极贴与人体皮肤的接触阻抗，特别是接触阻抗占更大比重。胶对胶电极对的交流阻抗测试，只相当于考虑了两个电极贴的导电胶阻抗部分，不完整，不符合实际情况。

技术实现思路

[0011]专利技术目的
[0012]提出一种更完整更符合实际情况的电极交流阻抗特性评价方法，它不仅能反映不同频点尤其是心电检测系统0.05Hz
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250Hz频带下各频点的一次性使用心电电极导电胶的交流阻抗(复阻抗)值的大小，也能反映人体阻抗、还有电极与人体皮肤接触阻抗的交流阻抗值的大小，以及由此带来的心电信号经过电极后的保真度大小。
[0013]技术方案
[0014]一种一次性使用心电电极交流阻抗特性的更符合实际的评价方法，其特征在于，包括如下步骤，(1)基于低频阻抗谱分析仪，测试体表两点所粘的一对待评价一次性使用心电电极间的低频交流阻抗谱，它包含0.05Hz
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250Hz频带内足够多频点下的复阻抗值，设共测得N
f
个复阻抗值R(f
i
)+jX(f
i
)，i＝1，2，
…
，N
f
，单位为欧姆；(2)假定心电检测设备的输入阻抗值在不同频点下固定为R
I
欧姆，同时假定该心电检测设备配所测电极对来检测体表心电，则电极系统的频响计算为H(f
i
)＝R
I
/(R
I
+R(f
i
)+jX(f
i
))，i＝1，2，
…
，N
f
，必要时还可对此频响进行进一步插值；(3)假定输入一理想的能量归一的体表心电图给此电极系统，结合已测量和计算的电极系统特性，计算该电极系统传递后的输出心电图；(4)计算该电极系统输入输出心电图的最大互相关函数值，将此最大互相关函数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一次性使用心电电极交流阻抗特性的更符合实际的评价方法，其特征在于，包括如下步骤，(1)基于低频阻抗谱分析仪，测试体表两点所粘的一对待评价一次性使用心电电极间的低频交流阻抗谱，它包含0.05Hz
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250Hz频带内足够多频点下的复阻抗值，设共测得N
f
个复阻抗值R(f
i
)+jX(f
i
)，i＝1，2，
…
，N
f
，单位为欧姆；(2)假定心电检测设备的输入阻抗值在不同频点下固定为R
I
欧姆，同时假定该心电检测设备配所测电极对来检测体表心电，则电极系统的频响计算为H(f
i
)＝R
I
/(R
I
+R(f
i
)+jX(f
i
))，i＝1，2，
…
，N
f
，必要时还可对此频响进行进一步插值；(3)假定输入一理想的能量归一的体表心电图给此电极系统，结合已测量和计算的电极系统特性，计算该电极系统传递后的输出心电图；(4)计算该电极系统输入输出心电图的最大互相关函数值，将此最大互相关函数值作为该一次性使用心电电极交流阻抗特性的评价指标。2.根据权利要求1所述的一种一次性使用心电电极交流阻抗特性的更符合实际的评价方法，第(1)步测试体表两点所粘的一对待评价一次性使用心电电极间的低频交流阻抗谱，其特征在于，测试频点f
i
的选取不一定要等间隔，可在较低频段将测试频点选得相对密一些，如f
i
可依次取0.02，0.04，0.06，0.08，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，20，30，...，290，300，单位Hz，之所以如此，因为在较低频段，电极交流阻抗值随着频率改变的变化率更大一点。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郜益容，刘红星，刘乐，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：