國(guó)際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)際上關(guān)于心電圖（ECG）的標(biāo)準(zhǔn)主要涉及信息技術(shù)應(yīng)用，涵蓋設(shè)備通信、電纜導(dǎo)線以及共模抑制比應(yīng)用等多方面在設(shè)備通信方面，IEEE11073-10406-2023規(guī)定了個(gè)人健康設(shè)備通信中基礎(chǔ)心電圖（1至3導(dǎo)聯(lián)ECG）的設(shè)備專業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)，明確了設(shè)備互操作性的相關(guān)規(guī)范，保障不同廠家設(shè)備間的兼容性

AMI TIR60-2014(2019)關(guān)注共模抑制比在ECG監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，共模抑制比直接影響ECG監(jiān)測(cè)時(shí)對(duì)共模干擾信號(hào)的抑制能力，該標(biāo)準(zhǔn)的制定有助于提升ECG監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性

國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合健康體檢、兒童檢查等實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景制定

DB3206/T1078-2024規(guī)定了健康體檢中ECG檢查的輔助操作要求，規(guī)范主檢醫(yī)師等人員的操作流程，保證檢查結(jié)果的可靠性和一致性，使體檢中ECG檢查更規(guī)范、科學(xué)

DB22/T3266-2021針對(duì)兒童動(dòng)態(tài)心電圖檢查，從適應(yīng)癥、禁忌癥到操作步驟與要求等全面規(guī)范，考慮兒童特殊生理狀況，確保檢查安全、有效，為兒童心臟健康檢查提供標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)

測(cè)試項(xiàng)目與標(biāo)準(zhǔn)

醫(yī)療器械EMC檢測(cè)依據(jù)最新標(biāo)準(zhǔn)IEC 60601- 1- 2:2020，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)輻射發(fā)射、抗擾度、靜電放電等提出嚴(yán)格要求。輻射發(fā)射測(cè)試要求設(shè)備在規(guī)定頻段內(nèi)輻射發(fā)射限值更低，避免對(duì)周?chē)娮釉O(shè)備產(chǎn)生電磁干擾；抗擾度測(cè)試確保設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境下能穩(wěn)定工作，不出現(xiàn)誤操作或數(shù)據(jù)丟失

靜電放電抗擾度測(cè)試依據(jù)IEC 61000- 4- 2，測(cè)試電壓達(dá)±8kV接觸，±15kV空氣，模擬人體靜電放電等情況，檢測(cè)心電圖機(jī)能否抵抗靜電干擾，保證設(shè)備正常運(yùn)行。浪涌抗擾度按照IEC 61000- 4- 5進(jìn)行1.2/50 μs電壓波形測(cè)試，檢驗(yàn)設(shè)備應(yīng)對(duì)雷擊、電網(wǎng)切換等瞬態(tài)高電壓的能力

測(cè)試的重要性

對(duì)于心電圖機(jī)等醫(yī)療設(shè)備，EMC性能至關(guān)重要

若電磁兼容性不合格，可能導(dǎo)致設(shè)備誤操作，如心電信號(hào)讀數(shù)錯(cuò)誤，使醫(yī)生誤診；也可能造成數(shù)據(jù)丟失，影響患者病情跟蹤與診斷

在手術(shù)等關(guān)鍵場(chǎng)景中，設(shè)備受電磁干擾異常工作，會(huì)危及患者生命安全。所以通過(guò)EMC測(cè)試，能確保設(shè)備在醫(yī)療環(huán)境中穩(wěn)定、可靠運(yùn)行

接觸式檢測(cè)弊端

傳統(tǒng)ECG監(jiān)測(cè)需利用貼身電極測(cè)量體表電活動(dòng)變化，給患者帶來(lái)不適體驗(yàn)，導(dǎo)致日常生活中長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)ECG監(jiān)測(cè)難以實(shí)施，

例如：患者在睡眠中，電極可能會(huì)造成壓迫感影響睡眠，進(jìn)而影響監(jiān)測(cè)的連續(xù)性

因佩戴不便，容易造成轉(zhuǎn)瞬即逝的異常心電狀態(tài)記錄丟失，延誤疾病診斷，錯(cuò)過(guò)最佳治療時(shí)機(jī)

硬件設(shè)計(jì)層面

選用低電磁輻射元器件，從源頭減少電磁干擾產(chǎn)生

選擇低噪聲運(yùn)算放大器，降低其自身產(chǎn)生的電磁噪聲，減少對(duì)心電信號(hào)的污染，提高信號(hào)采集的純凈度

優(yōu)化電路布局，合理規(guī)劃電路板上各元件位置和線路走向，減少電磁泄漏

將敏感的信號(hào)線路與干擾源線路分開(kāi)布局，避免平行走線，降低電磁耦合干擾

使用屏蔽材料，如金屬屏蔽罩，對(duì)心電圖機(jī)內(nèi)部電路進(jìn)行屏蔽，阻止內(nèi)部電磁干擾向外傳播，同時(shí)防止外部干擾進(jìn)入，保證設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境下正常工作

濾波電路設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)有效的濾波電路，針對(duì)不同類型干擾設(shè)置對(duì)應(yīng)濾波器。如采用低通濾波器，濾除高頻噪聲，保留心電信號(hào)的有效低頻成分；采用高通濾波器，去除直流偏置和低頻干擾信號(hào)

對(duì)于共模干擾，使用共模電感，利用其對(duì)共模信號(hào)呈現(xiàn)高阻抗的特性，抑制共模電流，提高共模抑制比；對(duì)于差模干擾，采用電容和電感組成的LC濾波電路，根據(jù)干擾頻率調(diào)整電容和電感參數(shù)，達(dá)到最佳濾波效果

EMC設(shè)計(jì)策略

“疏”的策略，即疏通，通過(guò)減少其他方式的阻抗，減少進(jìn)入敏感電路的影響電流,采用近接地保護(hù)，以地面平面為基本途徑，旁通影響電流，在電纜插座到參考地或E平面設(shè)置電容，縮短接地路徑，避開(kāi)敏感區(qū)；還可采用保弱舍強(qiáng)，在抗擾性強(qiáng)的電路區(qū)域增加額外影響引流方式，減少受影響區(qū)域的影響

“堵”的策略，通過(guò)擴(kuò)大敏感區(qū)域的影響路徑阻抗來(lái)減少影響電流；在影響電流引入根源的必由之路上，對(duì)敏感信號(hào)提升隔離措施，采用光耦、容耦或磁耦等隔離方式；在電源及其信號(hào)連接處增加共模電感、磁珠等，提高阻抗，阻擋干擾信號(hào)

“治”的策略，針對(duì)接線與臟地路徑重疊以及接線本身影響路徑的現(xiàn)象，在信號(hào)插口周?chē)黾雍线m電容，減少PCB信號(hào)接線和信號(hào)電纜在影響高頻段的電流；也可在電容后串聯(lián)電阻、電感或磁珠，根據(jù)實(shí)際干擾情況調(diào)整參數(shù)，解決電磁干擾問(wèn)題

AC電源接口EMC及可靠性設(shè)計(jì)

AC 電源接口：用于連接外部220V交流輸入

DC電源接口EMC及可靠性設(shè)計(jì)

DC 電源接口：用于連接外部電源適配器（如 5V/12V 直流輸入），部分設(shè)備支持通過(guò) USB 供電。

USB-2.0接口EMC及熱插拔可靠性設(shè)計(jì)

USB-2.0接口：

USB 2.0旨在提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速度和更好的設(shè)備兼容性；并且在接口速度上實(shí)現(xiàn)了飛躍，將其從最初的最大12 Mbps提升至480 Mbps；這使得USB接口能夠滿足更多高帶寬設(shè)備的需求，如高速打印機(jī)、掃描儀、外部存儲(chǔ)設(shè)備和多媒體設(shè)備等。

I2C 通用I/O接口EMC及可靠性設(shè)計(jì)

I2C 接口：

I2C（Inter-Integrated Circuit）接口是一種常見(jiàn)的串行通信協(xié)議，廣泛用于連接低速到中等速度的傳感器、存儲(chǔ)器芯片、以及其他外圍設(shè)備。I2C接口由兩個(gè)主要的信號(hào)線組成：串行數(shù)據(jù)線（SDA）和串行時(shí)鐘線（SCL）。

RS-232 接口EMC及可靠性設(shè)計(jì)

RS232 接口: 是常用的串行通信接口之一， RS232適用于短距離設(shè)備互聯(lián)（如打印機(jī)、鼠標(biāo)等），但需通過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片（如 MAX232 ）適配不同邏輯電平。

RS-485 接口EMC及可靠性設(shè)計(jì)

RS485 接口: RS-485 是一種串行通信標(biāo)準(zhǔn)，可以支持多個(gè)設(shè)備通過(guò)同一條串行總線進(jìn)行通信；且適用于中長(zhǎng)距離通信，具有較好的抗干擾能力和數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性。

SPI 接口EMC及熱插拔可靠性設(shè)計(jì)

SPI 接口：高速串行通信接口，用于連接存儲(chǔ)芯片、顯示屏等