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1、医泞设备馆愈 多参数监护仪的基本性能及应用 夏黎明, 夏立扬, 张宜川, 刘寒春, 钱 溥 ( 江苏 省医疗器械检脸所, 江苏南京 210037) 摘 要 简述了多参数监护仪的分类, 并着重阐述了 心电、 血压、 血氧、 呼吸、 体温、 呼吸 末二氧化碳监护的原理及应用。 【 关键词 多参数监 护仪; 医 疗 设备 中图分类号 R 3 1 s .6 文献标志码 A 文章编号 1 ( x y7 一 7 5 1 0 ( 2 0 0 7 、 1 0 一 0()s 6 一 0 2 B asi c F eat u r e a nd A P P I i cati o nOfMu l ti 一 p a r
2、a m e t e r Mo ul to r X IA Li 一 n u n g , X IA Li 一 y a n g , Z h A N GYi一 chuan , U UH an一 c hun , Q 毗 Yong 口 扭 刀 , u p r o v in c 过M e dical E q u i p mentT es ti 呀I ns ti tute , N a nj 娜 J la n 矛 u Z l oo3 7 , C hi n a ) A bs t r a c t : D es c ri b esb ri e 勿 the c lassifi c a ti o n ofm ul ti
3、一 P arameter momto r an d e mPh asi z eso n th e P rin印leofmoni t o n n g E C G , N I B P , sPq, R eSP , T e m P , P e tCO , K e y wor ds: m u lti 一 P aramete r moni to r ; medi c ale q u iP men t 监护仪是医院的不可缺少的重要设备, 通过24小时对各 种生理参数的监测及分析, 在病人的生理机能参数超出 某一 数值时发出警报,提醒医护人员或病人家属进行抢救的一种 监护系统, 是医护人员诊断和治疗及创救的
4、重要参考指标。 监 护仪技术正在不断发展和更新换代, 可用于医院的多种病房, 如手术病房, 精神病房, 冠心病房, 儿科与婴儿护理病房, 外伤 护理病房, 放射治疗机护理病房等。 采用的主要是T Fr 等离子显示器, 显示模式一般为v G A模 式, 分辨率为“0 x 4 80像素。 2多参数监护仪 1监护仪的基本结构 1 . 1监护仪的物理结构及分类 监护仪是由各种传感器的物理模块和内置计算机系统构 成的。 各种生理信号由 传感器转换成电 信号, 经前置放大处理 后送人计算机进行结果的显示, 存储和管理。 按其物理结构大 致可划分为三种。 1 . 1 . 1 单参数监护仪 如血压监护仪、 血
5、氧饱和度监护仪、 心电 监护仪等。 1 . 1 2 多功能、 多参数综合监护仪可同时监护心电、 呼吸、 体 温、 血压、 血氧等参数。 1 . 1 .3插件式组合监护仪 它是由各个方面分立可拆卸的生理 参数模块和一台监护仪主机构成, 用户可按照自己的要求选 购不同的 插件模块组成一个适合自 己 特殊要求的 监护仪。 1 .2监护仪中的显示技术 包括: 数码管, 主 要用于单 参数监护; c R T 显 示器;L c D 显示器; E L 显示器; 真彩色T FT 显示器; 目 前多功能监护仪所 收稿日 期: 2 006 一 1 2 一 巧 2 . 1心电( E c G ) 监护 心肌中的可兴奋
6、细胞的电化学活动会使心肌发生电激动, 进而使心脏发生机械性收缩。心脏的这种激动过程所产生的 闭合动作电流, 在人体容积导体内流动, 并传播到全身各个部 位, 从而使人体不同表面部位产生了电位差变化。心电图 ( E c G ) 就是把体表变动着的电 位差实时记录下来。 导联的概念是指人体两个或两个以上体表部位之间的电 位差随心动周期变化的波形图。 目 前, 临床上所使用的标准心电图机在测量E c G时, 其 肢体电极是安放在手腕和脚腕处,而作为心电 监护中的电极 则等效地安放在病人的胸腹区域。 虽然安放位置不同, 但它们 是等效的, 其定义也是相同的。因此, 监护仪中的心电导联与 心电图机中的导
7、联是对应的, 它们具有相同极性和波形。 监 护仪一般都能监护3 或6 个导联, 可同时显示其中 一个或两 个导联的波形, 并可直接显示心率, 功能强大的监护仪可监护 12导联E C G ; 可对波形做进一步分析, 提取出S T 段波形和心 率失常事件。 监护仪E C G并不能完全替代标准心电图机, 因为目 前的 多参数监护的E C G波形一般不能提供E C G波形更细微的波 形图, 细微结构诊断能力还不很强, 这主要是由 于两者的目 的 不同, 监护的目 的主要是长时间、 实时地监测病人的心率情 5 6 22 卷1 0 期余2 0 0 7 . 1 0 万方数据 医泞设备信愈 况, 而心电图机的
8、结果是在特定条件下, 短时间的结果。前者 的测量条件是十分恶劣的, 而后者在测量时 有较好的条 件。 所 以两种仪器的测量电路中放大器的通带度不一样,心电图机 至少要求0. 05H 犷8 0 HZ , 而监护仪一般在I H Z , 2 5 HZ。 心电信号是一种很微弱的电信号, 很容易受到外界的干 扰。 监护仪的 生产厂家在产品设计时, 充分 考虑并采取了 一些 抗干扰措施, 但有些干扰仍旧不可克服。 2. 1 . 1 肌电干扰粘贴在心电极片下的肌肉收缩时, 产生肌电信 号对心电信号产生干扰, 因为这类干扰和E c G信号的频谱带 宽相同。 2 . 1 . 2 运动干扰 病人的活动会引起E C
9、 G信号的变化, 影响程 度要视活动的幅度和频率, 如在心电放大器带宽内, 仪器很难 克服。 2. 1 . 3电极接触干扰 从人体到E C G放大器的通路上任何干扰 都会造成强烈的噪声, 可能会使E C G波形变的模糊不清, 主 要原因是电极与病人的皮肤接触不良。 仪器应有良 好接地, 这 样可抗干扰又能保护病人和操作者的安全。 2. 1 .4高频电刀的干扰 当手术中使用高频电刀或电凝时, 加在 病人身体上的电能量所产生的电信号幅值远远大于心电信 号, 频率成分十分丰富, 使心电放大器到达饱和无法观察正常 的E C G波形。在监护仪标准中的抗高频电刀干扰部分中要 求, 高频电刀撤消后5 5 内
10、, 监护仪恢复正常状态。 2 .2无创血压( N I B P ) 监护 监护仪在测量血压时一般分手动和自 动测量, 可以根据需 要设定。振动法测量血压的原理是利用袖带充气到一定压力 时完全压迫动脉血管并阻断动脉血流,然后随着袖带压力减 小, 动脉血管将出现: 完全阻闭一 渐开一 全放开的变化过程。在 全过程中, 动脉血管壁的搏动将在袖带内的 气体中 产生气体 振荡, 这种振荡与动脉收缩压、 舒张压和平均压存在确定的对 应关系。因此通过测量、 记录和分析放气过程中袖带内的压力 振动波即可获得被测部位的收缩压、 平均压和舒张压。 振动法消除了人为因素, 其测量更具客观性和可复性, 如 果保证测量条
11、件, 也有很高的一致性。 振荡法的前提是要找到规则的动脉压力脉动。如果测量 的条件使这种检波方式发生困难, 测量值就可能变得不可靠, 测量时间也会增加, 甚至测量不出来。如: 在测量中, 由于病人 的运动或外界干扰影响袖带内的压力变化时,仪器将无法测 到规则的动脉波动, 因 此就可能导致测量失败。 现在, 有些监护仪已采用了 抗干扰措施, 如采用阶梯放气 法, 由软件来自 动判断干扰与正常的动脉脉动波, 从而在一定 程度上具有 抗干 扰能 力, 但是若干扰太严重 或持续时间太长, 这种抗干扰措施也无能为力。所以, 在无创血压监护过程中, 应尽量保证有良 好条件, 同时注意袖带尺寸的选择, 放置
12、的 部 位和捆绑的松紧度。 2. 3动脉血氧 饱和 度( s P 0 2 ) 监护 用来表征血液中氧合血红蛋白比例的数值称为氧饱和度。 定义式为: H b o 犷 ( H b O 汁Hb ) 。 血氧饱和度探头使用时探头夹在手指上。测量是根据血 液中血红蛋白和氧合血红蛋白 对光的吸收特性不同,通过采 用两种不同波长的红光( 6 6 0 11 111 ) 和红外光( 9 4 0 nm ) 分别透过 组织后再由光电接收器转换成电信号。上壁固定了两个并列 放置的发光二极管 ( LED ) ,发出波长为6 60rnn 的红光和 9 40nm 的红外光。 下壁有一个光电检测器, 将透射过手指动脉 血管的
13、红光和红外光转换成电 信号, 它所检测到的光电 信号 越弱, 表示光信号穿透探头部位时, 被那里的组织, 骨头和血 液等吸收掉的越多。而皮肤、 肌肉、 脂肪、 静脉血, 色素和骨头 等对这两种光的吸收系数是恒定的,因此它们只对光电 信号 中的直流分量大小发生影响。 但是血液中的Hbo : 和Hb 浓度 随着血液的脉动作周期性改变,因此它们对光的吸收也在脉 动地变化,由此引出光电检测器输出的 信号强度随血液中的 H b O : 和Hb 浓度比 脉动地改变, 即可得出S P O : 值。 光电信号 的脉动规律是和心脏的搏动一致,因 此检测出信号的重复周 期, 还能确定出脉率。 该方法能测量动脉血中
14、的血氧饱和度, 测量的必要条件 是要有脉动的动脉血流,临床上采用有动脉血流而且组织厚 度较薄的位置安放传感器, 如手指、 脚趾、 耳垂等部位。 测量中会出现受到限制测量的原因:如被测部位出现剧烈运 动时, 将会影响规则脉动信号的提取, 而无法进行测量, 病人 的 末梢循环严重不畅时, 会导致被测部位的动脉血流减小, 将 使测量不准或无法测量; 严重失血病人, 测量部位体温较低 时, 外界强光照射到探头上, 可能会使光电接收器的工作偏离 正常范围, 导致测量不准确, 应尽量避免强光对探头的照射。 2. 4呼吸( R esP) 监护 多参数监护仪中呼吸测量大多是采用胸阻抗法。人在呼 吸过程中的胸廓
15、运动会造成人体体电阻的变化, 变化量约为 0 . 1 0 弓fl, 称为呼吸阻抗。 监护仪一般是通过E C G导联的两上 电极,用 1 0kH z 一 l ook Hz 的载频正弦波恒流向人体注人 0. s m LA s n 1 A的安全电流, 从而在相同的电极上拾取呼吸阻抗 变化的电信号, 这种呼吸阻抗的变化图就描述了呼吸的动态 波形, 并可提取呼吸频率参数。胸廓的 运动、 身体的非呼吸运 动都会造成人体电阻的变化。当 这种变化频率与呼吸通道的 放大器的频带同宽时, 监护仪就很难判断哪是正常的呼吸 信 号, 哪是干扰信号。当病人出现严重持续身体活动时, 呼吸率 的测量就会不准。 2. 5体温
16、( T e mP) 监护 多参数监护仪体温的测量一般多采用负温度系数的热敏 电阻作为温度传感器, 根据热敏电阻的阻值随温度变化而变 ( 下转第81 页 ) 2 2 卷 1 0 期袭2 007 . 1 0 5 7 万方数据 医疗设备信愈 全的, 即 使舱内 有火种, 舱内 也不会出 现意外。 但在治疗过程 中, 由 于种种原因使舱内氧浓度升高。因 此, 准确地掌握舱内 的氧浓度的指标是能否安全工作运行的 关键, 过去我们一直 用一台测氧仪。 后来我们改为两台测氧仪同时工作, 且两台测 氧仪电 极更换周期不相同, 每次操舱时读出 两台测氧仪得到 的数据比 较, 准确地测出舱内氧浓度。同时, 增加测
17、氧仪的采 样点, 确保测氧的准确性。舱外工作人员根据氧浓度情况, 采 取相应措施保证舱内氧浓度不高于23% 。 3. 2舱内系统的改进 3. 2. 1 空调、 电器、 照明系统的改进 经检查, 空调的主机部件、 遥控板、 电 动机线路系统均在舱内, 这样的运行方式存在着一 定安全隐患。 后来我们将制冷驱动及电 气部分移出舱外, 舱内 仅存散冷组片, 引进压缩空气进行散冷。 另设一排气管路, 以 保持进出平衡。其优点是散冷速度快, 增加舱内空气流动, 防 止局部氧浓度升高, 起到辅助洗舱作用, 安全可靠。需要指出 的是, 工作时舱内压力已升高, 散冷用压缩空气压力应略高于 舱内压力, 方起作用。
18、这需要在散冷管道上增设减压阀, 并在 减压阀后加设截止阀以 调节散冷用气量, 根据降温要求由 操 作台进行控制。决不允许不设减压阀就直接用截止阀控制压 力和流量, 以确保安全。 氧舱设备一般都带有压缩空气制备清 洁存储系统, 设一散冷用气管道比 较容易, 且因散冷速度快, 时间短, 不会造成过大的气源损失。 舱内照明长期使用后,可能出现线路老化脱落形成短路 和发生火花现象, 从安全角度考虑, 并按照明照电不进舱的 原 则, 我们取消了舱内 所有照明电源, 分别在观察窗安装光源, 以监视舱内工作情况。由于氧舱工作压力一般不大于 0. 25M Pa, 密封及导光体的选择比较容易, 建议选用钠光灯等
19、 体积小、 亮度较大的灯做为灯源。从某医院试改的情况看, 只 要合理选材操作, 效果较好且成本也不太高。 3. 2 .2 舱内 涂料的改进 改造前, 舱体为喷涂油漆, 油漆为非阻 染性材料, 在高温下也助燃, 存在安全隐患。 因此, 采用舱体重 新喷涂由特种涂料厂研制的耐高温涂料。 参考文蔽 【 lG B 一 121 30一 95, 医用高压氧舱【 5 . 中 华 人民共和国国家 标准. 1 9 9 5. 21 中 华人民共和国国家消防 局. 防火手册【 K . 上海: 上海科 学技术出版社, 1 9 9 2. 【 3陈 跃龙, 等 . 高 压氧 舱的改 造与大 修口 医 疗设 备信息, 2
20、00 2 ( 1 1 ) : 科. 【 4 陈 跃龙, 等.N G 90一 n ( A ) 型单人高 压氧舱的检修与改进 口 . 医 疗 装备, 1 9 9 8 ( 9 ) : 科一 4 5 5 周源, 等. 医用高压氧 舱的 安全管理探讨日 . 医 疗设备信 息, 2 0 0 5 ( 9 ) : 4 6 一 4 7 【 6丁宝 贵, 等. 高 压氧 舱的 安全 使用 及管 理口 . 医 疗卫生 装 备, 2 0 0 4 ( 7 ) : 3 7 .豁 七匀吧多认出习吧绮奋七 写 入 七 布吧芬认出匀吧畴矛出月、 出 月吧 写 ; 吧 匕 布 吧 匕 布 吧久吧久亡扁亡编亡月吧芬入匕宁e编及岁补
21、巴常心瑞议岁补匕常色匀吧 笋补七写、台刁亡几吧 匕 习望 匕 布吧 岁 ; 、 出习亡扁、 七 几吧编亡 月亡扁亡匀、 出习吧岁扒出月、 台扁丫 写令 ( 上接第57 页) 化的特性而获得的。 监护仪一般提供单道体温, 高档监护仪可直流式C q 监护时, 应注意的问题: 因C O Z 传感器是一 提供双道体温。 体温探头有体表探头和腔内探头两种。, 种光学器件, 在使用中应注意避免病人分泌物等对传感器的 在给病人测量体温时, 被测部位与探头存在一个热平衡。严重污染。 开始安放时, 由于传感器还没有完全与人体温度达到热平衡,旁流式C 0 2 监护仪一般带有气水分离器, 可将呼吸气体 此时显示的温
22、度不准确, 必须经过一段时间( 3 m 加 s nun ) 达到中的 水分去掉。 注意经常检查气水分离器是否有效工作, 否则 热平衡之后, 才能真正反映实际温度。气体中的水分会影响测量的准确度。 在进行体表温度测量时,注意保持传感器与病人体表接 触良 好, 如粘贴不牢或病人活动使传感器与皮肤之间有间隙, 参考文故 则可能造成测量值偏低。 1王保华, 罗 立民 . 生物医学电 子学高 级教程【 M . 南京: 东南 2. 6呼吸末二氧化碳( PetCO Z ) 监护大学出版社, Z O O L 呼吸末二氧化碳是麻醉患者和呼吸代谢系统疾病患者的【 幻 G B 9706.2 5 一 2 005 ,
23、心电监护设备专用安全要求【 5. 标准 重要监护指标。 C O Z 的主要测量方法是红外吸收法, 主要是根出 版社二 据不同浓度的c q对特定红外线光的吸收程序不同。c 0 2 监 3 刘群. 现代监护仪的最新应用 技术口 . 医 疗设备信息, 护主要有主流式( 二 一 s tr e aJ 刀 ) 和旁流式( si ds一 stre aln) 两种。 主2 0 0 4 ( 1 2): 38. 流式是直接将气体探头放置在病人呼吸气路导管中, 直接对【 4 余奎, 等. 现代医学 监护仪器的应用 特点及发展趋口 1 . 医 疗 呼吸气体中的C O Z 进行浓度转换, 后将电信号送人监护仪中设备信息, 200 3 ( 1 ) : 41一 43. 进行分析处理, 得到p e t C O Z 参数。旁流式的光学传感器是置【 5何涌 . P M一 9000多功能监护仪无 创血压模块原理口 1 . 医 疗 于监护仪器内,由 气体采样管实时抽取病人呼吸气体进人监卫生装备, 2 0 0 5 ( 2): 57一 58.杂 护仪中进行浓度分析。 2 2 卷 1 0 期需2 0 0 7 . 1 0 8 1 万方数据
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