第七章 医用监护仪及其检测技术 1.概述 2.医用监护仪 3.监护仪的主要生理参数 4.医用监护仪的检测
基本原理 监护仪功能各异， 其具体工作原理也不同，但一般都是通过传感器感应各种生理变化，然后放大器会把信息强化，再转换成电信息，这时数据分析软件就会对数据进行计算，分析和编辑，最后在显示屏中的各个功能模块显示出来，或根据需要记录，打印下来，当监测的数据超出设定的指标时，就会激发警报系统，发出信号引起医护人员的注意。 便携式多参数监护仪
监护仪的作用 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。 作用： 进行昼夜连续监视，迅速准确掌握病人情况，及时抢救，降低死亡率。 监视和处理用药及手术前后的状况。
一、医用监护仪的分类 （1）便携式监护仪 （2）一般监护仪 1、按结构分类： （3）遥测监护仪 （4）HOLTER磁带记录 式心电监测系统 2、依据病症分类 3、依据功能分类 4、按监护参数分类
二、常用的病人监护系统 手术室中病人的监护 高压氧舱中的病人监护： 恢复室中病人的监护： 分娩室中产妇的监护： 新生儿的监护： 危重病人的监护(ICU装置)
ICU主要由护士操作，因此设计仪器应力求简化、操作方便。床边监护仪应有报警装置，所监护参数的设定值由护土设置。报警应醒目，用数码管显示的生理参数清晰醒目；用CRT显示所监护的心电、呼吸及血压等波形清晰并可冻结.此外，还具有显示趋势图的功能，通常ICU由中心控制台管理，中心控制台除有报警、显示外，还有一台记录器，以便对报警病人的参数进行记录。
ICU监护仪的基本组成 输入信号处理（心电放大器、呼吸放大器、血压放大器、血液温度放大器、体温放大器、A/D转换、前端接口） 前端CPU协调数据采集、显示、通讯和驱动波形数据的视频显示 波形和数据的视频显示 触摸键选择病人的数据 通过接口可实现同护士站的通讯 模块接口可以扩展监护功能
医院ICU病房标准配置 4~8台床边监护仪 一台系统打印机 一台遥测处理机 2台中心监护仪 一台用于显示床边机监测病人参数和波形；另一台用于显示遥测的4~8个病人的参数和波形。 系统以局域网连接
ICU/CCU集中监护系统组成 中央监护仪控制台： 接受来自8个乃至16个床边监护仪的数据，进行处理。 床边监护仪： 对某一个病人的各种需要的生理参数进行监测，并当病人被监视的生理参数超差时，立即发出报警信号。
中央监护系统
床边监护仪 多参数监护中央台 485总线 多参数中央集中监护仪组成框图
中央监护数据通讯系统
无线蓝牙中央神经监护系统
三、医用监护仪的基本原理 1. 医用监护仪的基本框图 在医院临床应用中，应用微机技术的自动监护系统取代了模拟电路组成的监护系统。该系统可分为三大部分：一是摄像与放像系统；二是必要的抢救设备；三是多种生理参数智能监护仪 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
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三、医用监护仪的基本原理 从图中可以看出智能监护仪由五部分 （1）信号检测部分 （2）信号的模拟处理部分 组成： （3）信号的数字处理部分 （4）信号的显示、记录和报警部分 （5）治疗部分 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
三、医用监护仪的基本原理 2.医用监护仪典型电路分析 1.启动程序 ; 2.系统控制板; 3.显示控制板; 4.DPU模块 5.电源控制板; 1.启动程序 ; 2.系统控制板; 3.显示控制板; 4.DPU模块 5.电源控制板; 6.分析模块:(7.ECG／RESP模块; 8.MP和SpO2电路; 9.IBP板; 10.NIBP模块;) 11．记录模块 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
3.监护仪的主要生理参数 心电图 心率 呼吸 有创血压 无创血压 心输出量 体温 脉搏 血气
1）心电图的监测 与心电图机不同： 1、电极 2、数据的准确性 ST段分析 ST段为心电图QRS 波群后位于等电位线的一个平段， QRS为心室除极全过程“先出现向下的波为Q波，首先出现的向上的波为R波，其后出现向下的波为S波”， 其后出现的向上或向下或双相的较圆钝的波称T波。 健康心肌除极上，细胞外的正电荷全部进入细胞内。而心肌的某一部分损伤之后，受损的心肌不能正常进行除极，当除极完了时，在细胞膜外还有一部分正电荷，其与邻近健康心肌相比电压较高，因此便有损伤电流字损伤的心肌流向健康心肌，此种损伤电流产生的心电向量称为ST向量。ST向量的方向是由健康的心肌指向心外膜，面对心外膜的导联出现ST抬高，而心内膜下受损伤ST向量背离心外膜的导联，故ST段压低。
2）心率的监测 心率上下限报警 根据心电波形测定瞬时心率和平均心率 瞬时心率：两个相邻R-R间期的倒数
监护系统提供心电监护、心率监护，心率异常语音报警； 长达7天的监护数据回放； 监护系统提供的心率监护是实时心率
3）血压监护 监护系统提供平均压、舒张压与收缩压监护 显示单位Kpa与mmHg可选； 异常语音报警； 监护数据回放等功能。
通常在临床上有创血压测量有四种方法：（1）用导管或锥形针经皮插入血管，其测量点接近刺入点，而导管或针则与体外压力传感器相连。 （2）导管插入术。 （3）将压力传感器置于导管顶端直接测出接触点的压力。 （4）将压力传感器植入到血管或心脏内。 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
血压的测量 有创血压测量 系统由压力传感器、传感器帽、测压倒管、三通阀、冲洗阀等组成。 1）将传感器和监护仪相连。 2）将导管充满0.9%生理盐水，防止血液凝结。传感器和病人心脏保持同一水平面，减小误差。 3）打开三通阀，进行血压测量。
多生理参数监护仪中无创血压的监护有两种方法： （1）电子柯氏音检测法 （2）振动法 4.无创血压 多生理参数监护仪中无创血压的监护有两种方法： （1）电子柯氏音检测法 （2）振动法 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
无创血压监护
无创血压监护
5）血气的测量 血气监护主要是指氧分压（po2）、二氧化碳分压（pco2）、和血氧饱和度SaO2。 血气分析法、分光光度计、红外光谱法
血氧饱和度
6）呼吸末二氧化碳(Pet C02) 呼吸末二氧化碳(PetC02)是麻醉患者和呼吸代谢系统疾病患者的重要检测指标。CO2测量主要采用红外吸收法，即不同浓度的C02对特定红外光的吸收程度不同。 一）监测通气功能 无明显心肺疾病的患者V/Q比值正常。一定程度上PETCO2可以反映PaCO2。正常PETCO2为5%，而1%CO2约等于11Kpa（7.5mmHg），因此，PETCO2为5Kpa（38mmHg）通气功能有改变时，PETCO2接近PACO2和PaCO2，故PETCO2逐渐增高是反映通气不足，是非常迅速、敏感的指标，而特异性一般。当PETCO2与PaCO2存在差值时，其敏感性和特异性下降，由于通气不足的临床表现不敏感，也无特异性，故PETCO2波形的辅助诊断价值较高[3]。其多数由于VT设置偏小。也可能是回路漏气等原因。 （二）维持正常通气量 全麻期间或呼吸功能不全使用呼吸机时，可根据PETCO2来调节通气量，避免发生通气不足和过度，造成高或低碳酸血症。 （三）确定气管的位置 目前公认证明气管导管在气管内的正确方法有三种： 1、肯定看到导管在声门内， 2、看到PETCO2的图形。临床利用纤维支气管镜技术是判断导管位置的“金标准”，但使用不便，PETCO2对于判断导管位置迅速，直观，非常敏感，特别是口腔手术经鼻插管，冉启华等利用PETCO2波形导引指导，当导管越接近声门口时，波形会越明显，以此来指导将导管插入声门，如果导管插入食道，则不能观察到PETCO2波形，所以PETCO2对导管误入食管有较高的辅助诊断价值，是证明导管在气管内的方法之一，[邢峰利用PETCO2判断气管位置进一步作了改进，他们根据PETCO2特异性不高，容易面罩下操作过度通气致胃充气膨胀，饮过含CO2的饮料，服用抗酸药等原因出现假阳性波形，因而采用按胸PETCO2判断导管位置，其价值在于： （1）波形直观，有特征性、数值高，较手控通气后PETCO2更有助于迅速准确地判断导管位置，（2）有助于判断无通气期间体内CO2蓄积情况，尤其在插管时间较长情况下，机体尚未缺氧，但已出现CO2蓄积，因此，在无通气时间超过90秒后，应终止插管操作，重新面罩给O2通气，所以PETCO2波形图是指导经鼻插管的基本原则 3、看到正常的顺应性环（PV环），由此可以避免发生气管导管误入食管内的错误判断。 （四）及时发现呼吸机的机械故障 如接头脱落，回路漏气，导管扭曲、气管阻塞、活瓣失灵以及其他机械故障等，PETCO2图形在临床上可以发生变化，呼吸环路接头脱落、回路漏气常见于气管导管与螺纹管之间的脱落，螺纹管与麻醉机之间的脱落或呼吸囊连接处的脱落，头面部手术的操作容易造成接头处脱落而观察者往往由遮挡而难以发现，如作了PETCO2监测时，可及时发现二氧化碳波形消失，同时伴有气管压力骤然下降。导管扭曲打折，气道阻塞、活瓣失灵，也会发生二氧化碳波形的消失或明显的下降，同时也会发现气道压力猛增，这时只要能及时发现并排除阻塞就可转危为安。如导管为部分梗阻表现为PETCO2增高，同时伴有气道压力增高，压力波形变尖，平台降低，应及时解除梗阻。吴卫平等[9]认为在气管插管全麻术中持续PETCO2监测优于SpO2，呼出潮气量等其他监测方法，具有发现气管导管扭曲、堵塞、脱管、导管移位、呼吸环路脱开等呼吸道不畅更加及时、准确的优点，因而对气管插管全麻，尤其是术中无呼出气潮气量监测；麻醉者远离病人头部，气管全麻术中及时发现，处理呼吸道不畅，维持病人呼吸道通畅、保障病人供O2具有重要意义。 （五）调节呼吸机参数和指导呼吸机的撤除： （1）调节通气量；（2）选择最佳PEEP值，一般来说最小PETCO2值的PEEP为最佳PEEP值；（3）PETCO2为连续无创监测，可用以指导呼吸机的暂时停用，当自主呼吸时SpO2和PETCO2保持正常，可以撤除呼吸机；应注意异常的PETCO2存在，必要时应用血气对照。 （六）监测体内CO2产量的变化 静脉注入大量NaHCO2,PETCO2显著增高，是反映心输出量的指标之一；重吸入、体温升高，突然放松止血带以及恶性高热，均使CO2产量增多；而且，PETCO2迅速增高是恶性高热敏感的早期指标。 （七）了解肺泡无效腔量及肺血流量变化 PaCO2为有血液灌注的肺泡的PACO2、PETCO2为有通气的PaCO2，若PETCO2低于PaCO2，PETCO2增加或CO2波形上升呈斜形，说明肺泡无效腔量增加及肺血流量减少，方伟武等[11]报道侧卧位时，不管是控制呼吸或自主呼吸都会发生无效腔的改变，此时上侧肺有良好的通气而血流灌注不足，下侧肺则灌注充分而通气不足，可增加无效腔。 （八）监测循环功能 休克，心跳骤停及肺梗塞，肺血流减少或停止，CO2浓度迅速为零，CO2波形消失，PETCO2消失和PETCO2迅速下降持续30秒以上，表示心跳骤停，PETCO2作为复苏急救时心前区挤压是否有效的重要的无创监测指标，而且判断其预后价值更大，此时，PETCO2水平与心输出量为相应变化。 文章转自龙牙麻醉论坛,原文地址:http://www.db120.cn/mz/read.php?tid=6755 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
7）体温的测量 用热敏电阻作为传感器，测量电路用惠斯通电桥，将热敏电阻接在电桥的一个桥臂上，通过测量电桥的不平衡输出，可以测定体温。
图 惠斯通电桥原理图
体温监护
体温监护回放
8）心输出量的测量 指心脏每分钟射出的血量。通过将一定量的指示剂注射到血液中，经过在血液中扩散，测定指示剂的变化来计算心输出量。 1）Fick法（以氧作为指示剂）：测量肺动脉和肺静脉的氧浓度间接测出肺血流量，进而测出心输出量。测量精度高，是心输出量测定的标准方法（肺量计） 2）热稀释法（用冷生理盐水作为指示剂）：用热敏电阻置于肺动脉，感受注入右心房生理盐水后血液温度的变化。
9）脉搏的测量 脉搏是动脉血管随心脏舒缩而周期性搏动的现象。采用光电容积式脉搏测量法
10）呼吸的测量 测量呼吸的方法有三种 阻抗法 直接测量呼吸气流法 气道压力法 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
呼吸监护
呼吸监护回放
监护仪器的主要技术指标 频率特性:频率特性的截止频率必须大于信号最高频率才不是真. 输入信号量程:包括上限和下限 灵敏度:输出变化量和输入变化量的比值 精度:真实值和理论值之差和满量程输出之比
监护仪器的主要技术指标 输入阻抗Vi= VS 输入阻抗越高越好,但输入阻抗高,电路制作就越困难,也没有必要. 共模抑制比CMRR=Gd/Gc，一般用对数形式表示. 漏电流＜10μA：保证仪器不出现微电击和宏电击.
监护仪所测量的参数分为电量和非电量两种: 电量信号如心电信号，直接由电极拾取； 非电量信号如血压、体温、呼吸、血氧等都需要通过各种传感器拾取，然后转换为与之有确定函数关系的电信号，再经放大、滤波、计算、处理等记录和显示。 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
二、主要技术指标 对于非电量的检测，传感器是关键部件，监护仪性能的好坏与传感器的特性密切相关。 高输入阻抗、高共模抑制比、高灵敏度、低噪声、频率相应宽等。 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
三、多参数监护仪的使用注意事项 干扰主要包括环境、工频电源、周围仪器产生的电磁场、高频电刀及病人的运动等。 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
监护仪若是Ⅰ类设备，外壳必须接地。对于监护仪而言，接地不仅有保护作用，还具有很好的抗干扰作用。 1.监护仪接地的必要性 监护仪若是Ⅰ类设备，外壳必须接地。对于监护仪而言，接地不仅有保护作用，还具有很好的抗干扰作用。 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
三、多参数监护仪的使用注意事项 2.心电监护的使用问题 3.血氧饱和度监护的使用问题 4.无创血压测量的使用问题 5.测量方式选择不正确 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
三、多参数监护仪的使用注意事项 6.报警限设置不正确 （1）根据临床经验，可将心率的报警限设置为：高限比预期心率高30bpm，低限比预期心率低20bpm。 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
三、多参数监护仪的使用注意事项 （2）由于影响无创血压的测量因素很多，监护仪对无创血压的测量有时重复性较差，病人血压的个体差异也很大，因此应根据各个病人的实际情况选择报警限。 （3）在主要观察病人呼吸的监护中，窒息(Apnea)报警的设置十分重要，窒息时间的设置(一般为5s—30s)应慎重选择。 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
小结（二）
4.医用监护仪的检测 一、监护仪性能要求 二、通用技术要求 三、检测项目和检测方法 四、心电监护仪对电击危险的防护 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
一、监护仪性能要求： 1、心电图显示部分 2、心率显示部分 3、描笔式心电图记录部分 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
二、通用技术要求 监护仪应标有生产厂名、型号、出厂编号。国产监护仪应有如图7—11所示的标志和编号。监护仪不得有影响正常工作的机械损伤，所有旋钮、开关应牢固可靠，定位正确，并有报警功能及取消报警功能。 图7-11 国产监护仪的标志 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
二、通用技术要求 1.测试条件： 环境温度：(20±10)℃； 相对湿度：小于80％； 供电电源：220V±22V，50Hz±1Hz； 周围环境无影响监护仪正常工作的强磁场干扰及震动。 应具备良好的接地装置。 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
二、通用技术要求 2.测试仪器及技术要求 （1）方波信号发生器 （2）正弦波信号发生器 （3）标准心率信号发生器 （4）极化电压 （5）模拟皮肤—电极阻抗 （6）输入回路电流取样电阻：l0kΩ，最大允许误差为±5％ （7）共模抑制比检定装置交流检测电压表 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
三、检测项目和检测方法 1、外观及工作正常性检查 2、检测前的准备工作 3、心电图显示部分 4、心率显示部分 5、描笔式心电图记录部分 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
四、心电监护仪对电击危险的防护 1. 对心脏除颤器的放电效应的防护 2. 连续漏电流和患者辅助电流 3. 患者漏电流 4. 电源漏电流 上一页 下一页 目录 第一节 第二节 第三节 第四节
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动态心电图(Dynamic Electrocardiography DCG)于1949年由美国Holter首创,故又称Holter心电图 动态心电图(Dynamic Electrocardiography DCG)于1949年由美国Holter首创,故又称Holter心电图. 国外80年代已在临床广泛应用，国内近几年迅猛发展，其仪器由磁带式记录发展为固态式记录、闪光卡记录，由单导、双导发展为12导联全记录。DCG可连续记录24小时心电活动的全过程，包括休息、活动、进餐、工作、学习和睡眠等不同情况下的心电图资料，能够发现常规 ECG不易发现的心律失常和心肌缺血,是临床分析病情.确立诊断.判断疗效重要的客观依据。近半世纪以来，随着动态监护领域的进一步拓展，如动态血压、动态脑电、动态睡眠呼吸监测等技术在医学临床及科研中的广泛应用，现今，Holter的全新诠释应包括：动态心电/动态血压/动态睡眠呼吸等多种参数。 返回
一、费克氏原理法 费克原理指出：血液流过机体或某一器官时，血流中某种特定的参照物质或是被机体（器官）吸收，或是被释出，于是血液中参照物质的浓度将发生变化。
费克氏原理法 参照物质的变化量，在血液中浓度及血流量之间有如下关系： A = QiCi – Q0C0 （1） 因为血液是按一定方向循环流动的，所以流入某部分机体（或器官）的平均血流量等于流出的平均血流量，即有： QI = Q。＝Q 于是：1式可以变为： Q = （2） 根据2式，如果已知A，并测出ΔC就可求得流过某部分机体或某一器官的平均血流量。
指示剂稀释法原理 设从机体某输入侧（即注入点）迅速注入的指示剂总量为 A：血液平均流量为Q；从机体某输出侧（即测量点）测得的血液中指示剂浓度为C,因为迅速注入的指示剂逐渐被血液稀释，其浓度不断变化，也就是说C是时间t的函数，所以可记为C（t）。于是，在时间增量dt内，通过测量点的指示剂量dA可以求得： dA＝QC（t）dt 将该式两边从t＝0 到t ＝ ∞ 积分，并注意到指示剂总量A即为dA的积分值，于是就得到血液平均流量。
指示剂稀释 曲线
指示剂的注入点选择在待测器官或血管的上游端，采样处（即测量点）位置一般选在该器官内腔或该血管的稍下游处，也可以选在离注入点较远的地方。为了取得较高的测量精度，指示剂的注入应在短时内完成，尤其在采样点离注入点很近时，注入工作必须在瞬时完成。 根据指示剂的不同种类及其对血流特性的不同影响。稀释法又可分为染料稀释法、热稀释法、放射稀释法及高渗盐液稀释法。
热稀释法 热稀释法是往血管中注入冷的（0℃或18～22℃）的5％葡萄糖液或适当浓度的生理盐水，改变血液的热量分布。采用注射计头式的热敏电阻测头检测血流温度的变量，求得血液温度随时间变化的曲线，通过计算求出血流量。
阻抗法
热敏电阻式呼吸率传感器的结构示意图
热敏电阻式呼吸率传感器 热敏电阻式呼吸频率传感器就是依据热敏电阻温度特性设计的。所以从原理上来讲，这种呼吸率传感器属于热式气体流速传感器。
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发射-接收装置 生物电放大器 调频发射电路 调频接收电路 返回