3 医学监护仪器,3.1 病人监护仪器概述 3.2 生理参数检测及监护仪的主要指标 3.3 常用的病人监护系统 3.4 床边心电监护仪,一、病人监护仪器概述（Patient Monitor）,病人监护仪是一种用以测量和控制病人生理参数，并可与已知设定值进行比较，如果出现超差可发出报警的装置或系统。 用途： 测量和监视生理参数 监视和处理用药及手术前后的状况,与临床诊断仪器的区别： 必须长时间连续地监护病人的生理参数。 检测出变化趋势，指出病危情况。,随着电子仪器和计算机技术的迅速发展，各种医用监护仪的发展也很快，从单一生理参数的监测发展到对生物电、血压、心率、呼吸、体温、血流等若干参数的联合监测。从单一病床监测发展到对多个病体的连续监测。,现代监护仪均采用了计算机技术，并运用了无损检测技术、遥测技术等，可以对大量检测数据进行实时分析、处理、显示和记录，及时报警或自动启动救护装置进行处理，甚至可对病变情况作出趋势预报。 监护仪在临床中使用时，配合其他设备共同组成监护系统对病人进行监护。,监护系统一般由三大部分组成， 一是闭路电视摄像与放像系统，监护病人的活动状态； 二是必要的抢救设备，为整个系统的执行机构，如输液装置、呼吸机、除颤器、起搏器等； 三是多路生理参数监护仪，包括信号检测部分（如传感器和电极等）；信息处理部分（如模拟通道滤波、放大、信号变换、数字信号处理等）；终端显示部分（如数据量显示、报警显示、模拟量显示等）。,监护仪的分类,1监护仪器按结构可以分成以下四类：便携式监护仪、一般监护仪、遥测监护仪。,2、依据病症分类：有冠心病自动监护仪、危重病人自动监护仪、手术室自动监护仪、手术后自动监护仪、分娩自动监护仪、新生儿早产儿自动监护仪、放射线治疗室自动监护仪、高压氧仓自动监护仪等等。,3、根据使用范围分类：有床边监护仪、中央监护仪和离院监护仪三种，它们又各有智能化和非智能化之分。 4、根据功能分类：单参数监护仪和多参数监护仪。,二、生理参数检测,常见监护生理参数 心电 心率 呼吸 血压 心输出量 体温 脉搏 血氧饱和度,2.1 心电 导联:3个或6个,最多12个 电极:肢体导联3个或4个;胸导联3个(R、L、RF）监护肢体导联和胸导联则至少5个通常用导联对心电图进行连续监测，对冠心病患者，往往还需要同时监测V5导联和导联I的心电图，以便不仅能了解心搏情况，而且可以对心肌缺血、心肌梗塞、各种心律失常(如室颤、房颤、早搏、停博等)作出正确的分析和判断。,心电图机和心电监护的区别,2.2 心率,心率测量是根据心电波形测定瞬时心率和平均心率 瞬时心率：心电图中两个相邻R-R间期的倒数 平均心率：在一定时间内，求R波个数的比值 监护仪的心率报警范围： 低限：20100次/min 高限：80240次/min,检测R波是测量心率的核心,2.3、呼吸,呼吸监护包括三个方面：呼吸波形实时显示、呼吸率（次/分钟）自动计算及潮气量（每次或每分钟吸入气体体积）的自动计算及显示。常见的呼吸测量方式两种：1、热敏式呼吸测量2、阻抗式呼吸测量,2.3.1、热敏式呼吸测量,用热敏电阻放在鼻孔处，当鼻孔中气流通过热敏电阻时，热敏电阻受到流动气流的热交换，电阻值发生改变。,对于换热表面积为A，温度为T的热敏电阻，当感受到鼻孔内温度为Tf的呼吸气流的流动，热敏电阻上的对流换热量为是对流换热系数，Tf与人体温度接近，且恒温。若呼吸流速大，热交换Q就大,因此，热敏电阻温度T变化也较大。,当鼻孔气流周期性地流过热敏电阻时，热敏电阻值也周期性地改变根据这个原理，将热敏电阻接在惠斯通电桥的一个桥臂上，就可以得到周期性变化的电压信号，电压周期就是呼吸周期，因此，经过放大处理后可以得到呼吸率。,2.3.2、阻抗式呼吸测量,人体呼吸运动时，胸壁肌肉交变弛张，胸廓也交替变形，肌体组织的电阻抗也交替变化，变化量为0.13,称为呼吸阻抗（肺阻抗）且这种阻抗变化与呼吸活动呈线性关系。,特点： 呼吸阻抗电极与心电电极合用； 电桥激励电源采用20100kHz 的高频电源；【胸阻抗包括感抗、容抗和电阻，但当胸部通以50KHz100KHz（例如62.5KHz）的高频电流时，胸阻抗可等效为一纯电阻，因此，可以通过胸电阻的变化来检测呼吸。】 激励源为恒流源。,2.4、血压,血压是血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力。血压包括 动脉血压，毛细血管血压，中心静脉血压。我们所测量血压主要指动脉血压，它包括收缩压和舒张压。,收缩压（高压）：心脏收缩时，动脉血压所达到的最高数值,舒张压（低压）：心脏舒张时，动脉血压下降的最低数值,2.4、血压,测量血压可进行有创检测和无创检测。 有创检测采用的方法为动脉插管接压力计或压力传感器，这种方法测量准确，但给病人造成痛苦，因此只在心血管手术时运用。 无创检测传统的方法是听诊法，又称柯氏音法，这种方法是俄国医生Korotkoff于1905年发明的。,有创血压测量方法,柯氏音法是用一个1323cm的气袖缠于上臂中部，输出管连于水银压力计，气袖下方肱动脉搏动处放置听诊器。用橡皮球向气袖打气，当袖内压大于收缩压（PS，即所谓“高压”）时，动脉被压闭。然后以23mmHg/秒的速率放气，并监听柯氏音。柯氏音是血流通过被压闭又逐渐开启的动脉血管时产生的断续声音。,2.4.1 柯氏音法,柯氏音分为五相，第一相对应着袖内压刚刚低于收缩压，血管内开始出现断续的血流时产生的，因此此时水银压力计的指示的就是收缩压；第五相对应着袖内压刚刚低地舒张压（PD，即所谓“低压”），血流在血管内开始连续通过，柯氏音由减弱变为消失，此时水银压力计的指示就是舒张压。,20世纪70年代以来，出现了多种柯氏音法电子血压计，由微处理器控制，手动或用气泵自动打气，手动或用电磁阀自动放气，通过微音器自动监测柯氏音，并由微处理器自动判断及自动测量，由液晶数字显示收缩压、舒张压、平均压及心率等。,柯氏音法的关键在于辨别血流的声音信号，以声音变化为依据。其优点为同一般临床应用相一致，容易被医生们认同。其缺点是测量精度低，往往需要多次测量。基于柯氏音法电子血压计也存在该问题。电子器件的拾音器易受外界噪声干扰，结果偏差较大，不能直接测量动脉平均压。因此在血压测量的技术中，渐渐被振荡法所代替。,测振法是70年代发展起来的测量血压的新方法。这种方法也象传统的柯氏音法那样需要用袖带阻断动脉血流。但在放气过程中，不是检测柯氏音，而是通过压力传感器检测袖内气体的振荡波。这些振荡波起源于动脉血管壁的振动。理论计算和实验证明，这种振荡波与动脉壁收缩压、舒张压、平均压均有一定的函数关系。,2.4.2、测振法（示波法）,收缩压,平均压,舒张压,通过将振荡波放大、滤波后，将包络线检出，再用一定的判据判断包络线与收缩压、舒张压的时相对应关系。该关系一般采用经验值获得。该方法不受操作者主观影响，避免了柯氏音法易受环境干扰的缺点，能精确地测出平均压。其缺点是测量时要避免上肢肌肉收缩、心房纤颤时测量数据不准确。,示波法血压测量系统设计图,血压测量模块结构图,压力放大部分,气动部分,示波法血压测量软件流程,2.4.3 超声波法,超声波法测量血压结构图,无创动态血压监测最早由llinman等1962年研制并应用于临床。开始为半自动式，随着电子技术的飞速发展，美国首先研制和应用全自动型动态血压监护仪。该仪器可在160分钟内随意调整充气间隔时间。我国于1992年亦研制成功，应用比较广泛的厂家有北京同仁光电技术公司、长春曙光、中健电子等厂家的产品。其中北京同仁光电技术公司还推出与心电图同步记录的仪器，可以观察心肌缺血，心律失常与血压改变之间的因果或顺序关系，有很大的临床价值。另外基于脉搏传递时间，动脉容积钳制法、动脉压力测量法等无创连续血压测量。但这些方法还在研究当中，具有广阔的前景。,2.5心输出量,心输出量是指心脏在单位时间内输出的血量（L/min）。它是衡量心功能的重要指标。每搏输出量(Stroke Volume)：每次心搏的血液输出量。 心输出量=每搏输出量心率,心输出量测量方法:,在监护仪中，心输出量的测量常采用热稀释法，该方法采用冷液（生理盐水或葡萄糖液）做为指示剂，热敏电阻为传感器。漂浮导管由心房插入肺动脉，将冷液注入右心房，当冷液与血流混合后将会发生温度变化，混合后的液体进入肺动脉时，温度变化由导管前端的热敏电阻检出，根据注入时刻和混合后的温度可以计算出心输出量，这种方法可高精度反复测量不同时间的心输出量，其测量间隙最短可达2分钟。,热稀释法,热稀释采用冷生理盐水作为指示剂，具有热敏电阻的SwanGanz漂浮导管作为心导管。热敏电阻置于肺动脉，向右心房注人冷生理盐水。心输出量可由StewartHamilton方程确定：,1.08是由注人冷生理盐水和血液比热及密度有关的常数，b0是单位换算系数，CT是相关系数，Vi和Ti是冷生理盐水的注入量和温度，Tb和Tb是血液温度和变化量。冷生理盐水可以用04 C的冰水液，也可用1925C的室温液。,除了上述有创的热稀释法外还有以下几种方法：1、微创测量方法，其典型代表是超声多普勒法; 2、无创测量方法，包括心血管磁共振成像法、部分CO2重呼吸法、心阻抗图法和脉搏波描记法; 3、针对动态测量的需求，主要由心阻抗图法和脉搏波描记法等发展而来的穿戴式和移动式心输出量测量技术。,2.6体温,体温是了解生命状态的重要指标。监护仪中，体温的测量常采用热敏电阻作为温度传感器，采用电桥作为检测电路。现在已有集成化测温电路可供选用。例如：PT100，在0时电阻为100，温度每升高1 ，电阻变化0.39 。 在一些特殊场合，为了避免交叉传染，亦可以采用红外非接触测温技术。监护仪中，测温精度应在0.1，应有较快的测温响应。,红外测温除了在医学领域外，在航天，供电，热能等众多领域得到广泛的运用。,2.7 脉搏,脉搏包括血管血压、容积、位移和管壁张力等多种物理量 常用的传感器：光电容积式、压电式、心电信号中提取,压电式则采用压电传感器，压电放在脉搏跳动明显处，将压力信号转换为电信号输出。经过放大、滤波、采集、显示输出。近年来光电检测技术在临床医学应用中发展很快，这主要是由于光能避开强烈的电磁干扰,具有很高的绝缘性，且可非侵入地检测病人各种症状信息。用光电法提取指尖脉搏光信息受到了从事生物医学仪器工作的专家和学者的重视。,光电容积法主要采用光电式传感器测量脉搏，该传感器主要由发光二级管和光敏二极管组成，其测量原理是：发光二极管发出的光透射过手指，经过手指组织的血液吸收和衰减，由光敏二极管接收。由于手指动脉血在血液循环过程中呈周期性的脉动变化，所以它对光的吸收和衰减也是周期性脉动的，于是光敏二极管输出信号的变化也就反映了动脉血的脉动变化。,放大处理,采集显示,光电转换,放大整形,计数显示,发光,接收,2.8 呼吸末二氧化碳（PetCO2）监护,呼吸末二氧化碳（PetCO2）是麻醉患者和呼吸代谢系统疾病患者的重要检测指标。监测呼气末二氧化碳浓度，不仅可监测通气而且能反映肺血流，具有无创及连续监测的优点，从而减少血气分析的次数。,CO2测量主要采用红外吸收法，即不同浓度的CO2对特定红外光的吸收程度不同。因CO2能吸收4.3m红外线，用红外线透照测试气样后，光电换能元件能探测到红外线的衰减程度，所获取信号与参比气信号比较，就能得到CO2浓度。,CO2监护由主流式和旁流式两种。 主流式直接将气体传感器放置在病人呼吸气路导管中，直接对呼吸气体中的CO2进行浓度转换，然后将电信号送入监护仪进行分析处理，得到PetCO2参数； 旁流式的光学传感器置于监护仪内，由气体采样管实时抽取病人呼吸气体样品，经气水分离器，去除呼吸气体中的水分，送入监护仪中进行CO2分析。,2.9 血氧饱和度,通过肺循环，红细胞中的血红蛋白与氧结合成合氧血红蛋白，然后通过动脉血流输送到人体的各个部分。血氧饱和度是指100ml血液中血红蛋白实际结合的氧与能够结合的氧的最大量的比值。该指标是衡量呼吸系统、循环系统是否正常的重要临床指标。传统的测量血氧饱和度的方法是使用分光光度计进行抽血化验。,