Аккумуляторы для электрокардиографа
Беспроводные аппараты для ЭКГ удобны в использовании, свободны от проводов и выручают при отсутствии доступа к сетевому питанию. С их помощью можно делать кардиограмму где угодно – от диагностических кабинетов до выездных и полевых условий. В медицинской сфере используется множество портативных устройств, которые помогают врачам и пациентам своевременно проводить необходимые процедуры, диагностику и исследования.
Автономную работу электрических кардиографов и других устройств портативного типа обеспечивают аккумуляторные батареи. Для оснащения медтехники используют надежные и безопасные накопители энергии с хорошим запасом емкости при компактных размерах и легком весе. В отличие от батареек, аккумуляторы рассчитаны на многократное применение: разряженные накопители заряжаются и работают снова на протяжении 300–1000 циклов заряд-разряд, в зависимости от их химического состава и условий эксплуатации.
Типы АКБ, используемых в аппаратах для ЭКГ
В портативных электрокардиографах используют аккумуляторы разных типов:
- Герметичные свинцово-кислотные АКБ с абсорбированным в стекловолокне или гелеобразным электролитом – необслуживаемые модели подвидов AGM, AGM-мультигель, GEL. При равном запасе емкости они примерно на 70% крупнее и тяжелее Li-ion аккумуляторов. Циклический ресурс AGM-батарей – до 300 циклов, гелевых – до 700. Такие элементы питания иногда используют в аппаратах для ЭКГ и другом оборудовании старого образца или бюджетной категории. Кроме привлекательной цены, их плюсами является способность эффективно работать при низкой температуре, а у GEL-батарей – устойчивость к глубоким разрядам.
- Никель-кадмиевые элементы – используются редко из-за токсичного кадмия (проблемы с утилизацией), выраженного эффекта памяти (нужно полностью разряжать перед зарядкой) и большого саморазряда. К плюсам Ni-Cd аккумуляторов относится способность работать при температуре от –40 до +60 °С, устойчивость к токовым нагрузкам и ресурс около 1000 циклов.
- Никель-металлгидридные АКБ – имеют состав без тяжелых металлов, стабильное напряжение разряда и невыраженный эффект памяти. По сравнению с Ni-Cd элементами, они менее приспособлены к высоким токовым нагрузкам, глубоким разрядам и низким температурам (менее –10 °С). Поэтому, например, для шуруповертов и других видов беспроводного электроинструмента Ni-MH аккумуляторы не подходят. Но для электрокардиографов и других видов медтехники их характеристики вполне приемлемы. Ресурс никель-металлгидридных батарей достигает 500 циклов.
- Литий-ионные – лучшие аккумуляторы для электрокардиографов и остальных видов медтехники, как и портативных устройств в целом. Они имеют оптимальные характеристики: большую удельную емкость, ресурс до 1000 циклов, стабильную токоотдачу, минимальный саморазряд. Практически не имеют эффекта памяти, поэтому допускают частичную подзарядку и не нуждаются в полном разряде перед зарядкой. Наоборот, для продления срока службы полностью разряжать их не нужно. К недостаткам Li-ion аккумуляторов относят их чувствительность к низким температурам: при морозе ниже –10 °С емкость и токоотдача АКБ временно снижаются. Но для электрокардиографов эта особенность обычно не важна. Еще один минус литий-ионных АКБ – эффект старения при длительном хранении. Поэтому покупать их про запас и годами хранить без дела не стоит. В остальном Li-ion аккумуляторам нет равных, в т. ч. и при выборе источника питания в аппараты для ЭКГ.
В импортных электрокардиографах, таких как Nihon Kohden и Fukuda, чаще всего используют батареи Li-ion или Ni-MH тирп. Как и в других сферах, в медицине наблюдается переход на литий-ионные элементы питания. Сегодня они остаются самыми надежными и удобными в использовании.
Характеристики аккумуляторов для аппаратов ЭКГ
При замене аккумуляторного блока учитывайте необходимое напряжение и размеры батарейного отсека. Обычно портативные электрокардиографы имеют напряжение 12 или 11,1 В, иногда 18 В или 7,4 В. Номинальный вольтаж никель-металлгидридных элементов питания составляет 1,2 В на ячейку, литий-ионных – 3,7 В. Для получения нужного напряжения ячейки соединяют последовательно. Например, для получения батареи на 12 или 11,1 В нужно последовательно соединить 10 Ni-MH «банок» или 3 Li-ion ячейки. Для сборки АКБ на 18 В соединяют 15 Ni-MH элементов или 5 литий-ионных.
Для электрокардиографов, мониторов пациента и другой медтехники с небольшими токами разряда оптимально подходят батареи, собранные из Li-ion ячеек с хорошим запасом емкости. Среди элементов питания форм-фактора 18650 это модели емкостью 3000–3600 мА·ч. Для увеличения емкости соединяют несколько серий аккумуляторов, но для аппаратов ЭКГ аккумуляторные батареи редко делают с многочисленными параллельными соединениями. Обычно используют схемы сборки 3S1P или 3S2P для сборки батарей на 12 В и 5S1P или 5S2P, если нужно собрать АКБ на 18 В.
Соответственно, емкость накопителей энергии, используемых в электрокардиографах, равна емкости используемых элементов питания (при использовании аккумов типоразмера 18650 – до 3600 мА·ч) или ее удвоенному значению. От емкости зависит, как долго будет работать кардиограф на 1 заряде АКБ. В среднем в течение 1 рабочего цикла АКБ удается сделать до 150 кардиограмм.
Ранее в блоге VirtusTec.ru вышла статья о том, что лучше, источник бесперебойного питания (ИБП) или генератор.
