mecg 2.0 多通道心电图机测试仪的输出方式和规格
mecg 2.0 多道心电图机测试仪是一台可以同时产生 8 个通道信号的测试仪器，主要适用于各种心电图设备之数据库测试。医疗法规对于心电图设备的制造商，
要求必须依据国际标准，使用特定的数据库来评估产品的系统功能和算法准确性。mecg 2.0 同时输出 8 个通道波形，可满足国际标准中对于多通道测试的要求。
mecg 2.0 依据 iec60601-2-51: 2003 的要求，同时输出 8 个通道信号到 la(l)，ll(f)，v1(c1)~v6(c6) 等 8 个电极上，ra(r) 电极经过 100 欧姆电阻接地。
v1~v6 的信号输出前在 mecg 2.0 内会先加上 ct (central terminal, 中心端子) 的权重电压，其中 ct=(r+l+f)/3，因为 r=0 (接地)，所以实际 v1~v6 的输出电压为 c1(~c6)+(l+f)/3。
这样加了 ct 权重的电压输入到心电图设备后，配合心电设备的 v1(~v6)=c1(~c6)–ct 就可以还原出原始 v1~v6 的波形信号。详细系统和待测心电设备的信号流程，
如图 1 所示。
图 1 : 依据 iec60601-2-51: 2003，mecg 2.0 系统和待测心电设备的信号流程图
mecg 2.0 可播放数据库的格式包括：
iec60601-2-25: 2011 cts 数据库中的 cal、ane 以及 cse 数据库中 100 组生物性心电图波形。
iec60601-2-47: 2012 要求的 5 种数据库 (aha、mit-bih、nst、cu 和 esc)。
physionet 网站内的非侵入式胎儿 ecg (fecg) 数据库 (选项配备)。
自定义格式档案，此功能可允许用户在转换格式后，播放自己的数据库。
数据库波形会连续且不间断地输出到待测物，用户可以在 mecg 2.0 软件显示窗口上看到心电图设备上应该会显示的 12 导程波形，如图 2，用以比较实际在心电图设备上显示的波形。
图 2 : mecg 2.0 软件功能和 12 导程波形显示窗口
mecg 2.0 多道心电图机测试仪输出电压范围是 1μv 至 10mv。精确度为大于 500μv 时，±1%，小于等于 500μv 时，±8μv。取样率为每个通道 1khz。
垂直电压分辨率是 16bits，也就是电压最小分辨率可至 0.15μv (10 mv/65536)。因为输出电压最小分辨率可至 0.15μv，因此可以较完整的输出胎儿数 μv 的心电信号。
母亲加胎儿心电信号的数据库
mecg 2.0 有一选项配备可以播放 physionet 网站内非侵入式胎儿 ecg 数据库 (non-invasive fetal ecg database)，这是一组包含母亲加胎儿心电信号的数据库。
该数据库包含一组 55 个多通道腹部非侵入性胎儿心电图记录，这些记录来自怀孕 21 至 40 周之间的单个受试者。数据以 edf/edf+ 格式存储。记录信息包含 2 个胸部 (thoracic)
信号，3 或 4 个腹部 (abdominal) 信号 (大多数记录包括 4 个)。
使用 mecg 2.0 来播放数据库中的胎儿和母亲的心电信号
由于非侵入式胎儿 ecg 数据库中记录器电极施放的位置并非传统 ecg 中的 ra/la/ll/v1~v6 的位置，而 mecg 2.0 是一多道 egg 测试仪，因此必须要重新配置输出导程的路径，
以期能够正确的输出胸部和腹部的导程信号。
重新配置的方式如图 3 所示，将 2 个胸导 t1 和 t2 波形分别从 la 和 ll 输出，电极负端则接至 v6，v6 相对 la/ll 为零电压。也就是 la-v6 和 ll-v6 分别输出至待测胎儿心电
设备的 t1 和 t2 的正负极。其中 mecg 2.0 的 la 和 ll 分别输出到导程 i 和导程 ii，这个方式就将导程 i 和导程 ii 重新配置到了待测胎儿 ecg 的导程 t1 和导程 t2，
如图 4 所示。
其他待测胎儿 ecg 的 4 个腹导 a1, a2, a3 和 a4 也用同样的方式被重新配置到 mecg 2.0 的 v1 到 v4 导程，并使用 v5 为电极负端。
图 3 : mecg 2.0 重新配置输出导程的示意图
图 4 : mecg 2.0 重新配置输出导程后和待测胎儿 ecg 连接的示意图
接着看 mecg 2.0 软件操作上是如何重新配置输出导程 mecg 软件提供功能可以直接去 physinet 网站上下载非侵入式胎儿 ecg 数据库，如图 5 左半部中间选择 16 数据库，
然后选择下方的一个波形下载，或选择 ”download all” 下载所有波形。下载的波形会自动存入 c:\physionet 内。下载后的波形档案可以存入其他档案夹内，图 5 左上角 ”edf”
按键可以选择任一文件夹内的数据库波形来播放，如此就不必每次到 physionet 网站去下载数据库波形了。
选择到所要播放的数据库波形后，接下来重新配置输出导程，如图 5 右方，可以看到数据库波形 (source label) 包含 2 组胸导 (thorax_1,_2) 和 4 组腹导 (abdomen_1,_2,_3,_4)，
对应到 mecg 的 t1, t2 和 a1~a4 导程；所有的对应导程都可任意选择。
设置结束后，按下 ”close” 就可以回到 mecg 软件的主画面，如图 6 所示。
图 5 : mecg 数据库选择和导程重新配置的操作方式
从 mecg 软件主画面中黄色荧光笔标记，可以看出播放的是非侵入式胎儿 ecg 数据库中的 ecgca127 波形，总长度是 12 分钟。导程波形的左半部原来是显示 6 个肢体导程
(i/ii/iii/avr/avl/avf)，现经过导程重新配置后，在原来 i/ii 导程的位置上显示 t1/t2 导程。其他 4 个导程，由于是 12 导程 ecg 自动算出，所以仍然会显示，但不会输出。
右半部原来显示的 6 个胸导程 (v1~v6)，经过导程重新配置后，在 v1~v4 导程上显示 a1~a4 腹导。这边可以看到 v5 和 v6 导程都是零电位，也就是分别作为胸导和腹导的
负端电极。
图 6 : mecg 软件主画面，显示 t1/t2/a1~a4 输出波形
图 7 是使用 mecg2.0 的单一导程波形检视功能观察 a1 的胎儿心电图波形。前面已提及，mecg2.0 的垂直电压分辨率是 16bits，也就是电压最小分辨率可至 0.15μv。
从放大的波形图上可以测量出 a1 胎儿心电图的振幅是 36.3μvp-p (20μv+16.3μv)，由 0.15μv 分辨率可以看出波形的细微变化，经过 mecg 2.0 送出后，心电图机收到这些胎儿和母亲的波形后，就可以进行一定精度的分析。
图 7 : 使用 mecg2.0 的单一导程波形检视功能观察 a1 胎儿心电图的波形
结语
mecg 2.0 虽然主要是设计给标准数据库 (iec60601-2-25 和 iec60601-2-47，中国心电标准 yy0782 和 yy0885) 内模拟测试所须的多道测试仪。但其他各类数据库，
只要格式适合，或经过格式转换后，应该都可经由mecg 2.0 将各导程波形精准地播放给待测心电设备接收和分析。这里所介绍的胎儿和母亲数据库的波形播放，就是其中一个范例。