現(xiàn)代醫(yī)學(xué)電子儀器原理與設(shè)計(jì)課件第二版第六章

復(fù)習(xí)總結(jié)第五章血壓測(cè)量概述常見的血壓參數(shù)；血壓測(cè)量的參考點(diǎn)。血壓直接測(cè)量法：導(dǎo)管術(shù)傳感器置于體外的測(cè)量傳感器置于體內(nèi)的測(cè)量血壓測(cè)量誤差血壓傳感器標(biāo)定方法血壓間接測(cè)量柯氏音法超聲法測(cè)振法復(fù)習(xí)總結(jié)第五章血壓測(cè)量1第六章醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器第一節(jié)醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器概述醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器能夠?qū)θ梭w的生理參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)，并且能夠?qū)z測(cè)結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示、分析和控制，出現(xiàn)異常情況時(shí)能夠發(fā)出警報(bào)提醒醫(yī)護(hù)人員及時(shí)進(jìn)行處理。醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的臨床應(yīng)用根據(jù)臨床護(hù)理對(duì)象和監(jiān)護(hù)目的不同，臨床監(jiān)護(hù)儀用于以下護(hù)理監(jiān)護(hù)：手術(shù)中和手術(shù)后的監(jiān)護(hù)；分娩監(jiān)護(hù)和胎兒監(jiān)護(hù)；危重病人的監(jiān)護(hù)；恢復(fù)期病人的監(jiān)護(hù)；治療病人（腎透析、高壓氧艙、放射線治療、精神病等）的監(jiān)護(hù)；為確診所進(jìn)行的長(zhǎng)期監(jiān)護(hù)。第六章醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器第一節(jié)醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器概述2在臨床上根據(jù)需要在科室和病房中使用各種專用的監(jiān)護(hù)儀，也稱為監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，主要有：危重病人監(jiān)護(hù)儀、冠心病監(jiān)護(hù)儀、分娩監(jiān)護(hù)儀、新生兒和早產(chǎn)兒監(jiān)護(hù)儀、顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀、麻醉監(jiān)護(hù)儀、睡眠監(jiān)護(hù)儀等。監(jiān)護(hù)儀監(jiān)測(cè)的生理和生化參數(shù)：如心電圖監(jiān)測(cè)、呼吸監(jiān)測(cè)、無創(chuàng)血壓監(jiān)測(cè)、有創(chuàng)血壓監(jiān)測(cè)、氣道二氧化碳監(jiān)測(cè)、氣道氧氣監(jiān)測(cè)、血液體積輔助監(jiān)測(cè)、血氧飽和度/血液體積監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)、pH值監(jiān)測(cè)、血?dú)獗O(jiān)測(cè)等醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀除有監(jiān)護(hù)功能外，還有疾病診斷和治療的功能，同時(shí)還有搶救功能，如動(dòng)態(tài)心電圖（HOLTER）和血壓監(jiān)測(cè)信、心臟除顫監(jiān)護(hù)儀等。在臨床上根據(jù)需要在科室和病房中使用各種專用的監(jiān)護(hù)儀，也稱為監(jiān)3醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的分類按檢測(cè)參數(shù)分類：⑴單參數(shù)監(jiān)護(hù)儀；⑵多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀。按使用范圍分類：⑴床邊監(jiān)護(hù)儀；⑵中央監(jiān)護(hù)儀；⑶離院監(jiān)護(hù)儀。按功能分類：⑴通用監(jiān)護(hù)儀；⑵專用監(jiān)護(hù)儀。按儀器接收方式分類：⑴有線監(jiān)護(hù)儀；⑵無線遙測(cè)監(jiān)護(hù)儀。按監(jiān)護(hù)儀作用分類：純監(jiān)護(hù)儀和搶救、治療用監(jiān)護(hù)儀。按儀器構(gòu)造功能分類：一體式監(jiān)護(hù)儀；插件式監(jiān)護(hù)儀。醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的分類4醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的結(jié)構(gòu)圖6—1醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器結(jié)構(gòu)框圖醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的結(jié)構(gòu)圖6—1醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器結(jié)構(gòu)框圖5如圖6-1所示。現(xiàn)代醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器主要由五個(gè)部分組成：傳感器與電極、多路模擬處理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、信號(hào)的記錄、報(bào)警和顯示部分以及治療部分，有的監(jiān)護(hù)儀還有遙測(cè)部分及攝像機(jī)。各部分的功能簡(jiǎn)要描述如下：傳感器與電極：各種傳感器和電極用以獲取各種生理參數(shù)。監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中的傳感器要求能長(zhǎng)期穩(wěn)定地檢出被測(cè)參數(shù)，且不能給病人帶來痛苦和不適等。多路模擬處理系統(tǒng)：它主要是將傳感器獲得的信號(hào)加以放大，同時(shí)減少噪聲和干擾提高信噪比，實(shí)現(xiàn)采樣、調(diào)制、解調(diào)、阻抗匹配等。如圖6-1所示。現(xiàn)代醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器主要由五個(gè)部分組成：傳感器與6計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器的控制核心，主要負(fù)責(zé)信號(hào)的存儲(chǔ)、運(yùn)算、分析及診斷。監(jiān)護(hù)儀具備的功能主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，具體包括：⑴閾值比較；⑵計(jì)算；⑶分析；⑷建模信號(hào)的顯示、記錄和報(bào)警治療部分醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的特點(diǎn)安全性能與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌功能更加強(qiáng)大、性能更加卓越專用監(jiān)護(hù)儀發(fā)展迅速遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)和家庭監(jiān)護(hù)日益普及。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器的控制核心，主要負(fù)責(zé)信號(hào)7第二節(jié)臨床常用的監(jiān)護(hù)參數(shù)及測(cè)量原理心電圖心電圖是多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀最基本的監(jiān)護(hù)參數(shù)。測(cè)量原理心電監(jiān)護(hù)原理與常規(guī)心電圖機(jī)的檢測(cè)原理基本相同。心電監(jiān)護(hù)儀一般能監(jiān)護(hù)3～6個(gè)導(dǎo)聯(lián)，標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ導(dǎo)聯(lián)及加壓導(dǎo)聯(lián)aVR、aVL、aVF，能同時(shí)顯示其中的一個(gè)或兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)的波形。功能強(qiáng)大的監(jiān)護(hù)儀可監(jiān)護(hù)12個(gè)心電導(dǎo)聯(lián)。最簡(jiǎn)單的監(jiān)護(hù)儀一般有3個(gè)監(jiān)護(hù)電極。監(jiān)護(hù)導(dǎo)聯(lián)電極的顏色標(biāo)識(shí)有AHA（美國(guó)心臟協(xié)會(huì)）和IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)見表6-1。第二節(jié)臨床常用的監(jiān)護(hù)參數(shù)及測(cè)量原理心電圖8表6-1監(jiān)護(hù)導(dǎo)聯(lián)線電極的顏色標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)電極右臂R、右上胸部左臂L、左上胸部左腿F、左下胸部右腿N、右下胸部胸部或V1～V6AHA白色黑色紅色綠色棕色I(xiàn)EC紅色黃色綠色黑色白色當(dāng)監(jiān)護(hù)儀有3個(gè)監(jiān)護(hù)電極時(shí)，監(jiān)護(hù)電極放置于胸部的位置如圖6-2所示。表6-1監(jiān)護(hù)導(dǎo)聯(lián)線電極的顏色標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)電極右臂R、左臂L9影響ECG精確測(cè)量的因素⑴電極放置正確；⑵電極與皮膚接觸良好；⑶導(dǎo)聯(lián)選擇正確；⑷排除外部干擾。雖然心電監(jiān)護(hù)原理與常規(guī)心電圖機(jī)的檢測(cè)原理基本相同，但心電監(jiān)護(hù)功能并不能完全替代常規(guī)心電圖機(jī)。目前監(jiān)護(hù)儀的心電波形一般不能提供更細(xì)微的結(jié)構(gòu)，也就是說其細(xì)微結(jié)構(gòu)的診斷能力還不強(qiáng)，這是由于兩者的目的不同。心電監(jiān)護(hù)的目的是長(zhǎng)時(shí)間、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)患者的心率情況。兩種儀器在測(cè)量電路中，放大器的通帶寬度及時(shí)間常數(shù)都不一樣。影響ECG精確測(cè)量的因素10心率心率：是指心臟每分鐘搏動(dòng)的次數(shù)。健康的成年人在安靜狀態(tài)下平均心率是75次／min，正常范圍為60～100次／min。在不同生理?xiàng)l件下，心率最低可到40～50次／min，最高可到200次／min。監(jiān)護(hù)儀心率報(bào)警范圍：低限20～100次／min，高限為80～240次／min。心率測(cè)量是根據(jù)心電波形測(cè)定瞬時(shí)心率和平均心率。瞬時(shí)心率是指心電圖兩個(gè)相鄰R-R間期的倒數(shù)。即：

心率11平均心率是在已知時(shí)間內(nèi)計(jì)算脈搏數(shù)，即用R波個(gè)數(shù)來決定。即：QRS波的識(shí)別是心率測(cè)量的關(guān)鍵。對(duì)心電信號(hào)h(t)進(jìn)行微分得：若微分值e(t)大于閾值E，則可確定該時(shí)刻的心電圖波為R波。平均心率是在已知時(shí)間內(nèi)計(jì)算脈搏數(shù)，即用R波個(gè)數(shù)來決定。即：12有創(chuàng)血壓利用導(dǎo)管術(shù)來測(cè)量和監(jiān)護(hù)動(dòng)脈血壓、中心靜脈壓、左心房壓、左心室壓、肺動(dòng)脈和肺毛細(xì)血管楔入壓等。無創(chuàng)血壓電子柯氏音檢測(cè)法測(cè)振法血氧飽和度血液中的有效氧分子,通過與血紅蛋白（Hb)結(jié)合后形成氧合血紅蛋白（HbO2），氧合血紅蛋白占全部血紅蛋白的百分比稱為血氧飽和度。血氧飽和度是衡量人體血液攜帶氧的能力的重要參數(shù)。有創(chuàng)血壓13血氧飽和度的測(cè)量通常分電化學(xué)法和光學(xué)法兩類。以往大部分采用電化學(xué)法，如臨床和實(shí)驗(yàn)室常用的血?dú)夥治鰞x，它要取血樣來檢測(cè)，盡管可以得到精確的結(jié)果，但該方法屬于有創(chuàng)測(cè)量，操作復(fù)雜，分析周期長(zhǎng)，不能連續(xù)監(jiān)測(cè)。脈搏血氧測(cè)定法是一種克服這些缺點(diǎn)的新型光學(xué)測(cè)量方法。在符合臨床要求的前提下，實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)傷、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)血氧飽和度，為臨床提供了快速、簡(jiǎn)便、安全可靠的測(cè)定方法。由于它的明顯優(yōu)點(diǎn)，已在臨床中得到廣泛應(yīng)用特別是在臨床監(jiān)護(hù)、急救護(hù)理和手術(shù)麻醉中，它被認(rèn)為是監(jiān)護(hù)儀所必備的性能血氧飽和度的測(cè)量通常分電化學(xué)法和光學(xué)法兩類。14監(jiān)護(hù)儀中對(duì)脈搏血氧飽和度的測(cè)量，采用的是光電技術(shù)，通常有兩種方法：透射法和反射法。透射法根據(jù)郎伯-比爾定律，當(dāng)一束光照射到某種物質(zhì)的溶液上時(shí)，物質(zhì)對(duì)光有一定的吸收、衰減，透射光強(qiáng)I與入射光強(qiáng)I0之間有以下關(guān)系：I0/I比值的對(duì)數(shù)稱為吸光度D，因此上式可表示為：若保持光的路徑不變，吸光度便與物質(zhì)的吸光系數(shù)和溶液的濃度成正比。監(jiān)護(hù)儀中對(duì)脈搏血氧飽和度的測(cè)量，采用的是光電技術(shù)，通常有兩種15

血液中氧合血紅蛋白（HbO2）和還原血紅蛋白（Hb）對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收系數(shù)不同，如圖6-4所示，在波長(zhǎng)為600～700nm的紅光區(qū)，Hb的吸收系數(shù)比HbO2的大；而在波長(zhǎng)為800～1000nm的近紅外光區(qū)，HbO2的吸收系數(shù)比Hb的大；在805nm附近是吸收點(diǎn)。圖6-4HbO2和Hb的光吸收系數(shù)血液中氧合血紅蛋白（HbO2）和還原血紅蛋白（Hb）對(duì)不16基于氧合血紅蛋白HbO2和還原血紅蛋白（Hb）的這種光譜特性，血氧飽和度探頭中的發(fā)光元件發(fā)出兩種波長(zhǎng)的光信號(hào)，通常用660nm的紅光和925nm的近紅外光照射被測(cè)組織，將含動(dòng)脈血管的部位（如手指、腳趾、耳垂等）放在發(fā)光管和一個(gè)光電管之間，如圖6-5所示。

光電管所接收的光吸收或者光透射信號(hào)包含兩種成分：一種是脈動(dòng)成分（即交流信號(hào)AC），它是由脈動(dòng)的動(dòng)脈血的光吸收引起的交變成分；另一種是穩(wěn)定成分（即直流信號(hào)DC），它反映各非脈動(dòng)組織（如表皮、肌肉、骨骼和靜脈等）引起光吸收的大小。基于氧合血紅蛋白HbO2和還原血紅蛋白（Hb）的這種光譜17能反映血氧飽和度變化的僅僅是兩波長(zhǎng)的交流信號(hào)幅度之比，而兩波長(zhǎng)的直流信號(hào)可用于對(duì)交流信號(hào)定標(biāo)。由于血液中的HbO2和Hb濃度隨著血液的脈動(dòng)做周期性的改變，因此，它們對(duì)光的吸收也在脈動(dòng)地變化，因此引起光電管輸出的電信號(hào)強(qiáng)度也隨血液脈動(dòng)而周期性改變。由于光電管能將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，但不能區(qū)分光的波長(zhǎng)，監(jiān)護(hù)儀電路中用一個(gè)定時(shí)電路來控制兩個(gè)發(fā)光管的發(fā)光次序。兩種波長(zhǎng)的光交替通過檢測(cè)部位，由光電元件檢測(cè)透射光強(qiáng)，并將兩個(gè)信號(hào)的脈動(dòng)成分分離出來，根據(jù)下式計(jì)算對(duì)應(yīng)的血氧飽和度值：能反映血氧飽和度變化的僅僅是兩波長(zhǎng)的交流信號(hào)幅度之比，而18由于光電信號(hào)的脈動(dòng)規(guī)律與心臟的搏動(dòng)一致，根據(jù)檢出的信號(hào)重復(fù)周期可確定脈率，所以稱之為脈搏血氧飽和度檢測(cè)。反射法采用透射原理的傳感器，只能局限于在指尖和耳垂部位進(jìn)行測(cè)量，不能實(shí)現(xiàn)體表大多數(shù)部位的血氧飽和度監(jiān)測(cè)。雖然從指尖或耳垂檢測(cè)能反映全身的動(dòng)脈血氧飽和度變化，卻不能反映由于局部組織（如腦組織）發(fā)生循環(huán)障礙或局部組織（如肌肉組織）大量耗氧等情況下組織血氧狀態(tài)的變化。采用反射式血氧飽和度傳感器的設(shè)計(jì)，可避免透射式傳感器透射深度有限的缺點(diǎn)，適用于全身各處肌肉組織氧含量的測(cè)量。由于光電信號(hào)的脈動(dòng)規(guī)律與心臟的搏動(dòng)一致，根據(jù)檢出的信號(hào)重復(fù)周19反射式傳感器示意圖

如圖6-6所示反射式血氧飽和度的檢測(cè)原理與透射式血氧飽和度的檢測(cè)原理的電路部分基本相同，不同的只是傳感器。反射式傳感器也是由兩種波長(zhǎng)的發(fā)光二極管和光敏元件組成，但光敏元件接收到的是組織的反射光。由于光線在組織中的運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)隨機(jī)性，反射式傳感器所接收到的光線很難確定其確切的檢測(cè)區(qū)域，從概率意義上說，光線從光源發(fā)射經(jīng)組織傳播到光敏元件接收，走過的是一條香蕉狀路線，所以，光源與光敏元件的距離是一個(gè)重要的參數(shù)，一般設(shè)置為4～10mm反射式傳感器示意圖

如圖6-6所示反射式血氧飽和度的檢測(cè)原理20影響血氧飽和度精確測(cè)量的因素下列因素影響血氧飽和度的精確測(cè)量：不正確的位置可能導(dǎo)致不正確的結(jié)果。測(cè)量需要脈動(dòng)。當(dāng)脈動(dòng)降低到一定極限，就無法進(jìn)行測(cè)量。光線干擾會(huì)影響測(cè)量的精度。人為的移動(dòng)也可能影響測(cè)量的精度，因?yàn)樗c脈動(dòng)具有相同的頻率范圍。影響血氧飽和度精確測(cè)量的因素下列因素影響血氧飽和度的精確測(cè)量21呼吸呼吸率：呼吸監(jiān)護(hù)指監(jiān)護(hù)病人的呼吸頻率，即呼吸率。呼吸頻率是病人在單位時(shí)間內(nèi)呼吸的次數(shù)，單位是次/分(min)。平靜呼吸時(shí)，新生兒60～70次／min，成人12～18次／min。呼吸頻率在監(jiān)護(hù)中有熱敏式和阻抗式兩種測(cè)量方法。熱敏式呼吸測(cè)量將熱敏電阻置于鼻腔內(nèi)，當(dāng)呼吸氣流通過熱敏電阻時(shí)，改變了傳熱條件，使熱敏電阻的溫度隨呼吸氣流周期發(fā)生變化，從而使熱敏電阻值發(fā)生周期性的變化。呼吸呼吸率：呼吸監(jiān)護(hù)指監(jiān)護(hù)病人的呼吸頻率，即呼吸率。呼吸頻率22圖中R1、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻，且R1=R2；R4為調(diào)零電阻，使用前調(diào)節(jié)R4使它與熱敏電阻值相等，電橋處于平衡狀態(tài)，輸出為零。Rs是用來調(diào)整電橋靈敏度的。圖中R1、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻，且R1=R2；R4為調(diào)零電阻，23圖6-8是熱敏式呼吸頻率傳感器示意圖。熱敏電阻放在夾子的平直片前端外側(cè)。使用時(shí)只要將夾子夾住鼻子翼，并使熱敏電阻置于鼻孔之中即可。圖6-8是熱敏式呼吸頻率傳感器示意圖。熱敏電阻放在夾子的24阻抗式呼吸測(cè)量人體呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)，胸壁肌肉交變弛張，胸廓也交替變形，肌體組織的電阻抗也交替變化，變化量為0.1～3Ω，稱為呼吸阻抗。呼吸阻抗(肺阻抗)與肺容量存在一定的關(guān)系，肺阻抗隨肺容量的增大而增大。阻抗式呼吸測(cè)量就是根據(jù)肺阻抗的變化而設(shè)計(jì)的。監(jiān)護(hù)測(cè)量中，呼吸阻抗電極與心電電極合用，即用心電電極同時(shí)檢測(cè)心電信號(hào)和呼吸阻抗。電極安放方法與前面所述“心電監(jiān)護(hù)”相同。利用L和R（或L和RF）兩個(gè)電極。兩電極之間的阻抗作為待測(cè)阻抗Zx，接在惠斯通電橋的一個(gè)橋臂上，如圖6-9所示。電橋的供電電源采用10kHz～100kHz的高頻電源，這種電源的頻率不會(huì)引起心臟的刺激作用。阻抗式呼吸測(cè)量人體呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)，胸壁肌肉交變弛張，胸廓也交替變25呼吸阻抗的測(cè)量除了電橋法以外，還有調(diào)制法、恒壓源法和恒流源法。呼吸阻抗是容性的，電橋靜態(tài)平衡調(diào)節(jié)較困難，而呼吸阻抗隨時(shí)間經(jīng)常變化，平衡調(diào)節(jié)要經(jīng)常進(jìn)行，這樣對(duì)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定不太方便。恒流源法就是輸出高頻恒定的電流，通過電極直接加到病人的胸壁上。由于呼吸阻抗的周期變化，兩電極之間的電壓也周期性地變化，經(jīng)濾波、放大后可描記呼吸曲線，呼吸曲線不但反應(yīng)呼吸頻率和深度，還可分析潮氣量等。呼吸阻抗的測(cè)量除了電橋法以外，還有調(diào)制法、恒壓源法和恒流26影響呼吸測(cè)量的因素影響呼吸測(cè)量的因素有以下幾種：不適當(dāng)?shù)胤胖秒姌O會(huì)影響對(duì)阻抗變化的測(cè)量。皮膚接觸不良導(dǎo)致信號(hào)不良。外部干擾。病人的移動(dòng)、骨骼、器官、起搏器的活動(dòng)以及電外科手術(shù)器械的電磁干擾都會(huì)影響呼吸信號(hào)。對(duì)于活動(dòng)的病人不推薦進(jìn)行呼吸監(jiān)護(hù)，因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤警報(bào)。影響呼吸測(cè)量的因素影響呼吸測(cè)量的因素有以下幾種：27體溫監(jiān)護(hù)測(cè)量方法監(jiān)護(hù)儀中的體溫測(cè)量一般采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻作為溫度傳感器。體溫測(cè)量的測(cè)量線路是惠斯通電橋，將熱敏電阻接在電橋的一個(gè)橋臂上，通過測(cè)量電橋的不平衡輸出，可以測(cè)定體溫。影響體溫測(cè)量的因素體溫計(jì)應(yīng)該能夠提供快速、準(zhǔn)確、可靠的體溫測(cè)量。影響體溫測(cè)量的因素包括以下幾個(gè)：⑴刻度準(zhǔn)確性；⑵沒有適當(dāng)?shù)膮⒖紭?biāo)準(zhǔn)來對(duì)體溫計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)；⑶測(cè)量的解剖部位的選擇；⑷環(huán)境因素⑸病人的活動(dòng)和移動(dòng)。體溫監(jiān)護(hù)測(cè)量方法28呼吸末二氧化碳監(jiān)護(hù)呼吸末二氧化碳（PetCO2)是麻醉患者和呼吸代謝系統(tǒng)疾病患者的重要檢測(cè)指標(biāo)。監(jiān)測(cè)呼吸末二氧化碳濃度，不僅可監(jiān)測(cè)通氣而且能反映肺血流，具有無創(chuàng)及連續(xù)監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，從而減少血?dú)夥治龅拇螖?shù)。測(cè)量方法CO2測(cè)量主要采用紅外吸收法，即不同濃度的CO2對(duì)特定紅外光的吸收程度不同。因?yàn)镃O2能吸收波長(zhǎng)為4.3μm的紅外線，用紅外線透照測(cè)試氣樣后，光電換能器元件能探測(cè)到紅外衰減程度，所獲取的信號(hào)與參比氣信號(hào)比較，經(jīng)電子系統(tǒng)放大處理后就能用數(shù)字和圖形顯示CO2濃度。呼吸末二氧化碳監(jiān)護(hù)呼吸末二氧化碳（PetCO2)是麻醉患者和29CO2監(jiān)護(hù)有主流式和旁流式兩種。主流式直接將氣體傳感器放置在病人呼吸氣路導(dǎo)管中，直接對(duì)呼吸氣體中的CO2進(jìn)行濃度轉(zhuǎn)換然后將電信號(hào)送入監(jiān)護(hù)儀進(jìn)行分析處理，得到PetCO2參數(shù)。旁流式的光學(xué)傳感器置于監(jiān)護(hù)儀內(nèi)，由氣體采樣管實(shí)時(shí)抽取病人呼吸氣體樣品，經(jīng)氧水分離器，去除呼吸氣體中的水分，送入監(jiān)護(hù)儀中進(jìn)行CO2分析。影響CO2測(cè)量呼吸氣體測(cè)量精度的因素：⑴病人呼吸的溫度；⑵病人呼吸過程中水蒸氣的含量；⑶測(cè)量點(diǎn)的大氣壓；⑷其他氣體，最顯著的是空氣中的N2O和O2。CO2監(jiān)護(hù)有主流式和旁流式兩種。主流式直接將氣體傳感器放置30心輸出量心輸出量是衡量心功能的重要指標(biāo)，在某些病理?xiàng)l件下，心輸出量降低，使機(jī)體營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足。心輸出量是心臟每分鐘射出的血量，它的測(cè)定是通過某一方式將—定量的指示劑注射到血液中，經(jīng)過在血液中的擴(kuò)散，測(cè)定指示劑的變化來計(jì)算心輸出量。測(cè)量方法監(jiān)護(hù)中常用熱稀釋法檢測(cè)。這種方法采用生理鹽水作為指示劑，熱敏電阻為溫度傳感器。將漂浮導(dǎo)管經(jīng)由心房插入肺動(dòng)脈，然后經(jīng)該導(dǎo)管向右心房注入冷生理鹽水或葡萄糖液，溫度傳感器放置于該導(dǎo)管的前端，當(dāng)冷溶液與血液混合后就會(huì)發(fā)生溫度變化，因此，當(dāng)混合的血流進(jìn)入肺動(dòng)脈時(shí)，將被溫度傳感器感知，根據(jù)注入的時(shí)刻和混合后溫度的變化情況，利用心輸出量換算方程，監(jiān)護(hù)儀就可分析心輸出量：心輸出量心輸出量是衡量心功能的重要指標(biāo)，在某些病理?xiàng)l件下，心31式中：1.08是與注入冷生理鹽水和血液比熱及密度有關(guān)的常數(shù)；b0是單位換算系數(shù)；CT是相關(guān)系數(shù)；VI和TI是冷生理鹽水的注入量和溫度；Tb和△Tb是血液溫度及其變化量。

監(jiān)護(hù)儀可重復(fù)測(cè)定不同時(shí)刻的心輸出量，其測(cè)定間隙最短可達(dá)2min。影響心輸出量準(zhǔn)確測(cè)量的因素：⑴生理?xiàng)l件，心率和心律的變化，心臟畸形以及病人的焦慮或移動(dòng)都會(huì)造成測(cè)量的誤差；⑵導(dǎo)管條件，導(dǎo)管損壞或者位置不正確、過早地對(duì)氣囊充氣會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的誤差；⑶注射因素，不準(zhǔn)確的時(shí)間、體積、溶液溫度以及不正確的導(dǎo)管端口的使用也會(huì)造成測(cè)量的誤差。式中：1.08是與注入冷生理鹽水和血液比熱及密度有關(guān)32十、脈搏脈搏：是動(dòng)脈血管隨心臟舒縮而周期性搏動(dòng)的現(xiàn)象。脈搏包含血管內(nèi)壓、容積、位移和管壁張力等多種物理量的變化。脈搏測(cè)量有幾種方法：一是從心電信號(hào)中提??；二是從測(cè)量血壓時(shí)壓力傳感器測(cè)到的波動(dòng)來計(jì)算脈率；三是光電容積法。下面重點(diǎn)介紹光電容積法測(cè)量脈搏。光電容積式脈搏測(cè)量是監(jiān)護(hù)測(cè)量中最普遍的，傳感器由光源和光電變換器兩部分組成，它夾在病人指尖或耳廓上，如圖6-10所示。光源選擇對(duì)動(dòng)脈血中氧合血紅蛋白有選擇性的一定波長(zhǎng)的光，最好用發(fā)光二極管，其光譜在6×10-7～7×10-7m。這束光透過人體外周血管，當(dāng)動(dòng)脈搏動(dòng)充血容積變化時(shí)，改變了這束光的透光率，由光電變換器接收經(jīng)組織透射或反射的光，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)送放大器放大和輸出，由此反映動(dòng)脈血管的容積變化。

十、脈搏脈搏：是動(dòng)脈血管隨心臟舒縮而周期性搏動(dòng)的現(xiàn)象。脈搏包33脈搏是隨心臟的搏動(dòng)而周期性變化的信號(hào)，動(dòng)脈血管容積也周期性地變化，光電變換器的電信變化周期就是脈搏率。圖6-10光電容積法脈搏測(cè)量脈搏是隨心臟的搏動(dòng)而周期性變化的信號(hào)，動(dòng)脈血管容積也周期34第三節(jié)床邊監(jiān)護(hù)儀床邊監(jiān)護(hù)儀是設(shè)置在床邊與病人相連的監(jiān)護(hù)儀，它可以監(jiān)測(cè)心電、血壓、呼吸、體溫、心功能和血?dú)獾雀鞣N生理參數(shù)，對(duì)心電的監(jiān)測(cè)是它主要的功能。本節(jié)主要介紹床邊心電監(jiān)護(hù)儀基本原理及一些常用電路。單參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)儀單參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)儀一般指心電監(jiān)護(hù)儀。心電監(jiān)護(hù)儀能夠?qū)崟r(shí)、連續(xù)地監(jiān)視心電波形，并予以顯示。在心電、心率出現(xiàn)異常時(shí)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，自動(dòng)記錄出報(bào)警時(shí)的心電波形，這是心電監(jiān)護(hù)儀的基本功能。第三節(jié)床邊監(jiān)護(hù)儀床邊監(jiān)護(hù)儀是設(shè)置在床邊與病人相連的監(jiān)護(hù)儀35心電監(jiān)護(hù)儀能就某些R波是否提前，以及QRS波群是否變寬做出判斷并報(bào)警。無論是心率越限，還是早搏、增寬，乃至其他某些種類的心律失常報(bào)警，在報(bào)警之后，都要能指示報(bào)警床位、報(bào)警項(xiàng)目，并且要自動(dòng)記錄報(bào)警前和報(bào)警后一段時(shí)間的心電波形。圖6-11為單導(dǎo)心電監(jiān)護(hù)儀的原理框圖。這個(gè)心電監(jiān)護(hù)儀除了有一個(gè)心電信號(hào)的主通道外，還有一個(gè)監(jiān)護(hù)心率的輔助通道。主要功能：用長(zhǎng)余輝矩形示波管顯示心電波形；用指針式心率表顯示瞬時(shí)心率；每一個(gè)QRS波出現(xiàn)時(shí)都有聲光同步顯示；當(dāng)病人的心率超出任意設(shè)定的上、下限時(shí)能自動(dòng)報(bào)警，并且可以啟動(dòng)外接記錄器記錄異常心電圖。組成：該框圖分為四大部分：心電放大電路、心率監(jiān)護(hù)電路、示波顯示電路和穩(wěn)壓電源電路。心電監(jiān)護(hù)儀能就某些R波是否提前，以及QRS波群是否變寬做出判36圖6-11單通道心電監(jiān)護(hù)儀框圖圖6-11單通道心電監(jiān)護(hù)儀框圖37直流穩(wěn)壓電源部分：有若干種不同的直流或交流輸出，供整機(jī)使用。其中采用隔離變壓器以提高設(shè)備的安全性。信號(hào)通道所用的±12V電源采用二次穩(wěn)壓方式，以提高通道的穩(wěn)定性和抗干擾能力。心電放大器：心電放大器部分的原理與心電圖機(jī)相同。放大電路又分為：前置放大器、后置放大器、濾波放大和供示波顯示用的功率放大器。直流穩(wěn)壓電源部分：有若干種不同的直流或交流輸出，供整機(jī)使用。38此處有五條導(dǎo)聯(lián)線作為整機(jī)輸入，這個(gè)主通道的總增益應(yīng)在100dB左右。為了提高整機(jī)輸人阻抗，前置放大器的第一級(jí)應(yīng)采用場(chǎng)效應(yīng)管，其柵極應(yīng)該接有導(dǎo)聯(lián)開關(guān)和過壓保護(hù)電路。在前置放大器和后置放大器之間有隔直電容，以消除導(dǎo)聯(lián)極化電壓；同時(shí)還有除顫保護(hù)。濾波放大器主要是由有源雙T濾波器組成50Hz干擾信號(hào)抑制電路。最后一級(jí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的功率放大，為示波管Y偏轉(zhuǎn)板提供足夠的偏轉(zhuǎn)電壓。此處有五條導(dǎo)聯(lián)線作為整機(jī)輸入，這個(gè)主通道的總增益應(yīng)在100d39心率檢測(cè)部分圖6-12

心率檢測(cè)部分圖6-1240圖6-12可知，經(jīng)過濾波放大器后的心電信號(hào)傳送到QRS波檢出電路并整形成脈沖波，使每一次心跳對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖，同時(shí)帶動(dòng)二極管亮0.3s；最后由計(jì)數(shù)電路和磁電式電壓表構(gòu)成平均值顯示電路，以指針形式顯示瞬時(shí)心率。心率表上帶有兩個(gè)光電耦合器以控制心率上、下限報(bào)警。當(dāng)指針指在上限或下限時(shí)，都可以恰好使一個(gè)光電耦合器不受光，使光電耦合器中的光電三極管工作狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，啟動(dòng)聲光報(bào)警。由于兩套光電耦合器的工作位置可以人工調(diào)整，故心率上、下限是可以預(yù)先設(shè)置的。它由七個(gè)運(yùn)算放大器組成。這個(gè)電路分兩大部分：運(yùn)算放大器A1～A5組成QRS波檢出電路，輸出為心率脈沖；A6和A7組成的心率計(jì)數(shù)電路，是將心率脈沖變成一個(gè)與心率值成正比例的直流電壓，最后用心率表指示心率值。圖6-12可知，經(jīng)過濾波放大器后的心電信號(hào)傳送到QRS波檢出41除顫抑制電路

運(yùn)放A1和二極管D1～D4及R2、R3、C2、+E、-E組成除顫抑制電路，用以消除由除顫器發(fā)出的除顫脈沖形成的強(qiáng)大干擾。除顫抑制電路

運(yùn)放A1和二極管D1～D4及R2、R3、C2、42橋路輸出的正常心電信號(hào)：＜100mV。此時(shí)：忽略二極管壓降：實(shí)際上對(duì)除顫信號(hào)的抑制作用主要是電容C2的濾波作用。因?yàn)殡娮鑂2的數(shù)值很大，所以C2濾波時(shí)間常數(shù)近似為τ2=C2·（R4+R5）。人體的心電波形在本級(jí)的最大上升速率不超過dV/dt=1V/s，只要設(shè)計(jì)好C2，使電容兩端電壓的變化率大于此值的10倍就可以使心電信號(hào)不失真地輸出。設(shè)C2上的電壓變化率dV/dt=10V/s，則有：橋路輸出的正常心電信號(hào)：＜100mV。此時(shí)：43總之，這個(gè)除顫信號(hào)抑制電路是一個(gè)具有限幅特性的跟隨器，它用C2把幅度很大的除顫尖脈沖信號(hào)濾除。C1的作用是將心電信號(hào)中的直流成分隔去。運(yùn)放A2構(gòu)成有源二階帶通濾波器，利用QRS波的中心頻率在17Hz附近的特點(diǎn)從心電信號(hào)中選出QRS波，所以A2輸出的是對(duì)應(yīng)于心跳的脈沖信號(hào)。此濾波器的中心頻率為：總之，這個(gè)除顫信號(hào)抑制電路是一個(gè)具有限幅特性的跟44現(xiàn)代醫(yī)學(xué)電子儀器原理與設(shè)計(jì)課件第二版第六章45這個(gè)電路在f0時(shí)增益為-l。由于A2的反相作用，輸出電壓是反相的QRS波脈沖。半波整流電路運(yùn)放A3組成的半波整流電路取出QRS波的半周，起到了整形作用。它的工作原理是：當(dāng)A3輸出端的電壓為正半周時(shí)，D6導(dǎo)通，D6輸出半周信號(hào)；當(dāng)A3輸出端的電壓為負(fù)半周時(shí)，D6截止，沒有信號(hào)通過。因?yàn)镼RS脈沖是從A3的反相端輸入的，因此這個(gè)整流電路輸出電壓是正向脈沖，如圖6-14中uo3的波形圖所示。該圖中二極管D5的作用是避免D6截止時(shí)產(chǎn)生A3開環(huán)使用的現(xiàn)象，對(duì)A3進(jìn)行保護(hù)。這一級(jí)可以利用R10和R8提供一定的增益。這個(gè)電路在f0時(shí)增益為-l。由于A2的反相作用，輸出電壓是反46現(xiàn)代醫(yī)學(xué)電子儀器原理與設(shè)計(jì)課件第二版第六章47閾值電路運(yùn)放A4組成的閾值電路實(shí)際上是一個(gè)峰值檢出電路。它的作用是取出QRS波的峰值，并通過電位器分壓取出一部分作為下一級(jí)比較器的基準(zhǔn)閾值電壓。閾值電路的工作原理是：當(dāng)運(yùn)放A4輸出端的電壓上升時(shí)，VD8可能導(dǎo)通而對(duì)C5充電；當(dāng)A4的輸出端電壓下降時(shí)，VD8被C5反偏而截止，此時(shí)C5的三條放電支路阻抗都很高，所以C5能夠保持各QRS波的峰值。C5的放電時(shí)間常數(shù)設(shè)計(jì)為10s，它充電很快、放電很慢，組成一個(gè)峰值保持電路。此正的峰值電壓由Rw1分壓后輸出。閾值電路運(yùn)放A4組成的閾值電路實(shí)際上是一個(gè)峰值檢出電路。它的48比較電路運(yùn)放A5接成開環(huán)工作方式，對(duì)它的兩個(gè)輸入端信號(hào)進(jìn)行比較。它的輸出電壓只有正向飽和和負(fù)向飽和兩種工作狀態(tài)。A5的同相輸入端接有前級(jí)輸出的直流閾值電壓。當(dāng)反相端出現(xiàn)的正向QRS脈沖大于閾值電壓時(shí)，A5輸出低電平，反之輸出高電平?？梢夾5構(gòu)成的比較器的作用是對(duì)QRS波整形，它的輸出是對(duì)應(yīng)于QRS波的負(fù)矩形脈沖。輸出電壓以u(píng)o5的波形如圖6-14所示。前級(jí)取心電信號(hào)幅值會(huì)產(chǎn)生閾值電壓的原因是：心電信號(hào)的輸入幅度發(fā)生變化時(shí)，閾值電壓也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，二者總能在A5的兩個(gè)輸入端進(jìn)行有效比較，保證A5可靠地觸發(fā)。電位器Rw1的作用是調(diào)閾值電壓值。比較電路運(yùn)放A5接成開環(huán)工作方式，對(duì)它的兩個(gè)輸入端信號(hào)進(jìn)行比49圖6-14心率監(jiān)測(cè)電路各點(diǎn)波形圖圖6-14心率監(jiān)測(cè)電路各點(diǎn)波形圖50單穩(wěn)電路

運(yùn)放A6接成單穩(wěn)電路，目的是將前一級(jí)輸出的負(fù)脈沖整形成一個(gè)持續(xù)時(shí)間為0.3s的定寬負(fù)脈沖，其周期仍與心電波形相對(duì)應(yīng)。輸出電壓uo6的波形如圖6-14所示。運(yùn)放A6接有正反饋電路，輸出端只有正向飽和、負(fù)向飽和兩種狀態(tài)，而R19和R18對(duì)輸出電壓分壓只有+4V和-4V兩種狀態(tài)。設(shè)A6輸入為高電平，其輸出也為高電平。由于D9導(dǎo)通維持反相輸入端為+0.6V，而同相輸入端為+4V，因此輸出電壓維持在高電平不會(huì)翻轉(zhuǎn)，成為電路的穩(wěn)態(tài)。當(dāng)輸入端有一負(fù)脈沖到來后，同相端電壓被拉成負(fù)電壓，強(qiáng)迫A6翻轉(zhuǎn)，輸出的低電平經(jīng)電阻分壓后使同相端電壓變?yōu)?4V。與此同時(shí)，由于D9截止和C7被輸出低電平充電，使反相端電壓由+0.7V逐漸降低。這個(gè)電壓一旦降到與同相端電壓相等時(shí)，A6又會(huì)自行翻轉(zhuǎn)為輸出高電平?？梢娸敵鰹榈碗娖降钠陂g是電路的暫穩(wěn)態(tài)。這就是單穩(wěn)電路的工作原理。單穩(wěn)電路運(yùn)放A6接成單穩(wěn)電路，目的是將前一級(jí)輸出的負(fù)脈沖整51暫穩(wěn)態(tài)定時(shí)時(shí)間由延時(shí)電容C7和其他電阻決定，即：暫穩(wěn)態(tài)定時(shí)時(shí)間由延時(shí)電容C7和其他電阻決定，即：52心率計(jì)數(shù)電路

運(yùn)放A6和A7組成了心率計(jì)數(shù)電路。其指導(dǎo)思想是只有將QRS波用A6變成定寬脈沖后再用A7取均值，得到的直流電壓才與心率成正比，不受QRS波寬的影響。

A7構(gòu)成一個(gè)低通濾波器，濾去交流成分，把輸入信號(hào)變成直流供心率表顯示。這個(gè)濾波器的截止頻率為：

式中，Ud為二極管VD9的正向?qū)▔航?；E為運(yùn)放A6的高電平輸出值。輸出的定寬負(fù)脈沖可以使二極管在每一次心跳后燃亮0.3s，可見VD10是心跳指示器。心率計(jì)數(shù)電路

運(yùn)放A6和A7組成了心率計(jì)數(shù)電路。其指導(dǎo)思想是53多參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)儀（略）多參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)儀大多采用插件式結(jié)構(gòu)，配置十分靈活，且相對(duì)獨(dú)立，通過改變?cè)O(shè)置，可以作為床邊監(jiān)護(hù)儀，也可以作為中心監(jiān)護(hù)儀。用戶可以通過換用插件來實(shí)現(xiàn)多種生理信號(hào)和血?dú)鈪?shù)的監(jiān)護(hù)功能，如對(duì)心電圖進(jìn)行全面準(zhǔn)確的心律失常分析、ST分析及記憶回顧功能；有創(chuàng)及無創(chuàng)血壓的測(cè)量；有創(chuàng)及無創(chuàng)血氧飽和度的測(cè)量；脈搏、經(jīng)皮O2、CO2分壓的測(cè)量；呼吸率及呼吸中的N2O、潮濕度、潮氣CO2分壓的測(cè)量等。作為監(jiān)護(hù)設(shè)備，還具有心電、動(dòng)脈壓力以及脈搏等的波形顯示、多種參數(shù)的趨勢(shì)圖顯示、多種參數(shù)超限時(shí)的聲光報(bào)警系統(tǒng)以及記錄等功能。儀器可經(jīng)接口與其他主機(jī)或其它床邊機(jī)互相傳輸各種數(shù)據(jù)，因此可滿足很多科室的需求。多參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)儀（略）多參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)儀大多采用插件式結(jié)構(gòu)，配54第四節(jié)中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)在ICU（重癥監(jiān)護(hù)病房）和CCU（冠心病監(jiān)護(hù)病房）中，必須對(duì)多床位的危重病人實(shí)行24小時(shí)的實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)護(hù)，以便在病人出現(xiàn)病情惡化時(shí)采取必要的搶救與治療措施。采用中央集中監(jiān)護(hù)的方式，可將多個(gè)床邊監(jiān)護(hù)儀送來的病人生理、生化信息及其變化進(jìn)行集中分析、處理與管理，有利于提高儀器的利用率。中央監(jiān)護(hù)儀系統(tǒng)由一臺(tái)中央監(jiān)護(hù)儀和若干臺(tái)床邊監(jiān)護(hù)儀組成，床邊監(jiān)護(hù)儀和中央監(jiān)護(hù)儀間由接口電路和數(shù)據(jù)通信線路連接。中央監(jiān)護(hù)儀也可發(fā)送控制指令至床邊監(jiān)護(hù)儀，直接控制其工作；床邊的超限報(bào)警信號(hào)也可同時(shí)出現(xiàn)在中央監(jiān)護(hù)儀上，并指出相應(yīng)的床號(hào)和生命指征參數(shù)。第四節(jié)中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)在ICU（重癥監(jiān)護(hù)病房）和CCU（冠心55中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)可分為單參數(shù)集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng)（如心電集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng)）和多生理參數(shù)集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)主要通過各種有線或無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)病人生理信號(hào)數(shù)據(jù)和各種控制信號(hào)在各終端（床邊監(jiān)護(hù)儀）之間以及床邊監(jiān)護(hù)儀與中央監(jiān)護(hù)儀之間的傳遞。中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的通信方式㈠以太網(wǎng)：鏈路，協(xié)議。㈡藍(lán)牙技術(shù)：鏈路，協(xié)議。㈢無線通信：⑴頻分制遙測(cè)系統(tǒng)；⑵時(shí)分制遙測(cè)系統(tǒng)；⑶脈沖編碼制遙測(cè)系統(tǒng)。中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)可分為單參數(shù)集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng)（如心電集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng)）和56多參數(shù)中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)多參數(shù)中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)是用來同時(shí)監(jiān)護(hù)多床位病人的多個(gè)生理（生化）參數(shù)的系統(tǒng)。本系統(tǒng)能同時(shí)監(jiān)護(hù)病人的心電、血壓、體溫、脈搏、呼吸等波形和參數(shù)值。由于系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，因而也可擴(kuò)展監(jiān)護(hù)其它參數(shù)，諸如心輸出量、脈搏血氧飽和度等。該系統(tǒng)由多參數(shù)監(jiān)護(hù)中央控制臺(tái)（心律失常分析、中央監(jiān)護(hù)儀、記錄儀）、8個(gè)床邊監(jiān)護(hù)儀組成。多參數(shù)中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)多參數(shù)中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)是用來同時(shí)監(jiān)護(hù)多床位病人57多參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)儀可擴(kuò)展成為一個(gè)多用途的多參數(shù)床邊系統(tǒng)，如圖6-22所示。多參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)儀可擴(kuò)展成為一個(gè)多用途的多參數(shù)床邊系統(tǒng)58多參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中包括心電監(jiān)護(hù)通道、血壓監(jiān)護(hù)通道和其他生理參數(shù)監(jiān)護(hù)（如脈搏、呼吸、體溫等）。

脈搏、呼吸、體溫的監(jiān)護(hù)（如圖6-23）多參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中包括心電監(jiān)護(hù)通道、血壓監(jiān)護(hù)通道和59現(xiàn)代醫(yī)學(xué)電子儀器原理與設(shè)計(jì)課件第二版第六章60第五節(jié)動(dòng)態(tài)監(jiān)護(hù)動(dòng)態(tài)心電圖動(dòng)態(tài)心電圖(DCG)指的是先用磁帶或固態(tài)式記錄器24小時(shí)連續(xù)不斷地記錄病人在日常活動(dòng)狀態(tài)下的心電信息，然后通過計(jì)算機(jī)回放，分析和編輯打印，這種在臨床上可實(shí)現(xiàn)“長(zhǎng)時(shí)間”、“動(dòng)態(tài)”記錄的心電圖，就稱為動(dòng)態(tài)心電圖(DCG)。20世紀(jì)50年代末，美國(guó)科學(xué)家Holter首先發(fā)明了這種心電儀，人們稱它為Holter第五節(jié)動(dòng)態(tài)監(jiān)護(hù)動(dòng)態(tài)心電圖61（一）動(dòng)態(tài)心電圖的臨床應(yīng)用冠心病的監(jiān)護(hù)；鑒別和評(píng)價(jià)心律失常；對(duì)病竇綜合癥的診斷；在安裝起搏器中的應(yīng)用；對(duì)藥物療效的評(píng)價(jià)；在其他心臟病中的應(yīng)用。（一）動(dòng)態(tài)心電圖的臨床應(yīng)用冠心病的監(jiān)護(hù)；62（二）動(dòng)態(tài)心電圖機(jī)的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)心電圖機(jī)（Holter）由心電數(shù)據(jù)記錄器和心電數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)組成。心電數(shù)據(jù)記錄器（二）動(dòng)態(tài)心電圖機(jī)的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)心電圖機(jī)（Holter）由心電數(shù)63心電數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)心電數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)通常由一臺(tái)微機(jī)、高分辨率顯示器、打印機(jī)和分析軟件組成。軟件是決定回放水平和質(zhì)量的重要因素。心電數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)心電數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)通常由一臺(tái)微機(jī)、高分辨率顯示64（三）動(dòng)態(tài)心電圖機(jī)（Holter)發(fā)展動(dòng)態(tài)由單通道、雙通道、三通道發(fā)展到12導(dǎo)聯(lián)，12導(dǎo)聯(lián)Holter記錄的心電信息更全面，它們的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在記錄信息量更大，分析速度更快。此外，隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)所提供的信息量也有很大的提高。除了心律失常有關(guān)參數(shù)外，很多都加入了ST、HRV、QT、起搏分析等參數(shù)。（三）動(dòng)態(tài)心電圖機(jī)（Holter)發(fā)展動(dòng)態(tài)由單通道、雙通道、65動(dòng)態(tài)血壓臨床檢測(cè)的血壓一般為偶測(cè)血壓。測(cè)量時(shí)病人心情緊張或情緒波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致血壓讀數(shù)偏高；另外，偶測(cè)血壓值只能代表被測(cè)者當(dāng)時(shí)的血壓情況，而不能反映全天的動(dòng)態(tài)血壓變化趨勢(shì)。為了持續(xù)檢測(cè)病人血壓變化的情況，出現(xiàn)了動(dòng)態(tài)血壓檢測(cè)技術(shù)（ABPM）（一）動(dòng)態(tài)血壓的概念動(dòng)態(tài)血壓檢測(cè)技術(shù)又稱為佩戴式血壓監(jiān)測(cè)ABPM是讓受檢者佩帶一個(gè)動(dòng)態(tài)血壓記錄器，回到日常生活中去自由行動(dòng)，儀器會(huì)自動(dòng)按設(shè)置的時(shí)間間隔進(jìn)行血壓測(cè)量，提供24小時(shí)期間多達(dá)數(shù)十次到上百次的血壓測(cè)量數(shù)據(jù)，為了解患者全天的血壓波動(dòng)水平和趨勢(shì)，提供了極有價(jià)值的信息。動(dòng)態(tài)血壓臨床檢測(cè)的血壓一般為偶測(cè)血壓。測(cè)量時(shí)病人心情緊張或情66（二）ABPM檢測(cè)方法柯氏音法振蕩法（測(cè)振法）動(dòng)脈傳遞時(shí)間法（無袖帶式）所謂動(dòng)脈傳遞時(shí)間是指心臟收縮（ECG檢出QRS波）與某一分支動(dòng)脈血管上測(cè)量到脈搏之間的時(shí)間差。此法是基于液體力學(xué)中管網(wǎng)內(nèi)壓力的傳遞速度與各點(diǎn)壓力之間存在某種函數(shù)關(guān)系原理，將收縮壓與脈搏傳遞時(shí)間建立一組相關(guān)公式，據(jù)此測(cè)算出收縮壓，并進(jìn)一步估算出平均壓和舒張壓。鑒于人體內(nèi)影響脈搏傳遞速度的因素較多，因此容易引起測(cè)量結(jié)果的誤差。該法測(cè)量的精確度尚未達(dá)到要求的水平。（二）ABPM檢測(cè)方法柯氏音法67（三）ABPM的工作模式基本模式：記錄→打印。標(biāo)準(zhǔn)模式：記錄→分析、處理（計(jì)算機(jī)）→輸出（圖表、曲線、報(bào)告）。（四）ABPM發(fā)展方向目前ABPM應(yīng)用仍有一定局限性，其技術(shù)本身也有不少問題尚待解決。進(jìn)一步改進(jìn)和完善血壓信號(hào)檢測(cè)方法，提高血壓測(cè)量的可靠性和準(zhǔn)確性，降低成本，使ABPM進(jìn)入中波醫(yī)院，是儀器廠商需要重視的問題。由于ABPM正常值尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此臨床上ABPM還不能提供完善的診斷高血壓與評(píng)價(jià)降壓療效的標(biāo)準(zhǔn)及高血壓預(yù)后指標(biāo)。（三）ABPM的工作模式基本模式：記錄→打印。68遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)是指檢測(cè)病人的各項(xiàng)生理參數(shù)，然后利用通信網(wǎng)絡(luò)將檢測(cè)的數(shù)據(jù)傳送到時(shí)異地進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷的病人監(jiān)護(hù)技術(shù)。遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)縮短了醫(yī)生和患者之間的距離，醫(yī)生可以根據(jù)這些遠(yuǎn)程傳來的生理信息為患者提供及時(shí)的醫(yī)療服務(wù)。（一）遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)的臨床意義(1)有利于醫(yī)療資源共享，解決偏遠(yuǎn)地區(qū)病人就醫(yī)問題，減輕病人負(fù)擔(dān)。(2)對(duì)自理能力較差的老年人和殘疾人的日常生活狀態(tài)實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，不僅能提高醫(yī)護(hù)人員的護(hù)理水平和患者的生活質(zhì)量，還可以評(píng)估監(jiān)護(hù)對(duì)象的獨(dú)立生活能力和健康狀況。(3)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)可以在患者熟悉的環(huán)境中進(jìn)行，減少了患者的心理壓力，提高了診斷的準(zhǔn)確性。(4)對(duì)健康人群的遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，可以發(fā)現(xiàn)疾病的早期癥狀，從而達(dá)到保健和預(yù)防疾病的目的。遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)是指檢測(cè)病人的各項(xiàng)生理參數(shù)，然后利用通信網(wǎng)絡(luò)69（二）遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)一般包括三個(gè)部分：病人監(jiān)護(hù)設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)院監(jiān)護(hù)中心，其結(jié)構(gòu)如圖6-29所示。病人監(jiān)護(hù)設(shè)備根據(jù)監(jiān)護(hù)對(duì)象和監(jiān)護(hù)目的不同將病人監(jiān)護(hù)設(shè)備分為三大類：第一類為上述和各種病人生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀。這類設(shè)備使用范圍最為廣泛，能幫助醫(yī)生掌握監(jiān)護(hù)對(duì)象的病情并提供及時(shí)的醫(yī)療指導(dǎo)。檢測(cè)的生理信息包括：心電圖、心率、血壓、脈搏、呼吸、血?dú)?氧分壓和二氧化碳分壓)、血氧飽和度、體溫、血糖等。這類設(shè)備要求無創(chuàng)或微創(chuàng)檢測(cè)，操作方便，便于攜帶。重要生理參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備一般具有異常或危重情況報(bào)警功能。病人監(jiān)護(hù)設(shè)備醫(yī)院監(jiān)護(hù)中心通訊網(wǎng)絡(luò)（二）遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)一般包括三個(gè)部分：病70第二類為日常活動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，如監(jiān)護(hù)對(duì)象坐、臥、走等活動(dòng)狀態(tài)和監(jiān)護(hù)對(duì)象日常生活設(shè)施的使用情況，主要應(yīng)用于兒童、老年人和殘疾人。第三類是用于病人護(hù)理的檢測(cè)設(shè)備，如癱瘓病人尿監(jiān)測(cè)設(shè)備，可以降低護(hù)理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。有些場(chǎng)合需要視頻圖像和聲音以方便醫(yī)生和患者間的交流。通訊網(wǎng)絡(luò)目前可以利用通信網(wǎng)絡(luò)有：程控電話(PSTN)、微波通信、衛(wèi)星通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、交互電視、綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)、移動(dòng)電話(GSM)等。第二類為日?；顒?dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，如監(jiān)護(hù)對(duì)象坐、臥、走等活動(dòng)狀態(tài)和監(jiān)71醫(yī)院監(jiān)護(hù)中心醫(yī)院監(jiān)護(hù)中心必須配備接收設(shè)備以接收病人一端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，并由相關(guān)醫(yī)生進(jìn)行分析和診斷，并將診斷結(jié)果和治療意見通過通信網(wǎng)絡(luò)回傳給病人一端（三）遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)的臨床應(yīng)用遠(yuǎn)程醫(yī)護(hù)特定場(chǎng)合生理參數(shù)的監(jiān)護(hù)特定人群的日常護(hù)理醫(yī)院監(jiān)護(hù)中心醫(yī)院監(jiān)護(hù)中心必須配備接收設(shè)備以接收病人一端發(fā)送過72第六節(jié)醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀發(fā)展動(dòng)態(tài)醫(yī)學(xué)傳感器技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)；無損測(cè)量技術(shù)將是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵；計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展將成為推動(dòng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)儀發(fā)展的潛動(dòng)力；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展會(huì)促進(jìn)遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)和家庭監(jiān)護(hù)的應(yīng)用和普及。第六節(jié)醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀發(fā)展動(dòng)態(tài)醫(yī)學(xué)傳感器技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)；73復(fù)習(xí)總結(jié)第五章血壓測(cè)量概述常見的血壓參數(shù)；血壓測(cè)量的參考點(diǎn)。血壓直接測(cè)量法：導(dǎo)管術(shù)傳感器置于體外的測(cè)量傳感器置于體內(nèi)的測(cè)量血壓測(cè)量誤差血壓傳感器標(biāo)定方法血壓間接測(cè)量柯氏音法超聲法測(cè)振法復(fù)習(xí)總結(jié)第五章血壓測(cè)量74第六章醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器第一節(jié)醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器概述醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器能夠?qū)θ梭w的生理參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)，并且能夠?qū)z測(cè)結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示、分析和控制，出現(xiàn)異常情況時(shí)能夠發(fā)出警報(bào)提醒醫(yī)護(hù)人員及時(shí)進(jìn)行處理。醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的臨床應(yīng)用根據(jù)臨床護(hù)理對(duì)象和監(jiān)護(hù)目的不同，臨床監(jiān)護(hù)儀用于以下護(hù)理監(jiān)護(hù)：手術(shù)中和手術(shù)后的監(jiān)護(hù)；分娩監(jiān)護(hù)和胎兒監(jiān)護(hù)；危重病人的監(jiān)護(hù)；恢復(fù)期病人的監(jiān)護(hù)；治療病人（腎透析、高壓氧艙、放射線治療、精神病等）的監(jiān)護(hù)；為確診所進(jìn)行的長(zhǎng)期監(jiān)護(hù)。第六章醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器第一節(jié)醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器概述75在臨床上根據(jù)需要在科室和病房中使用各種專用的監(jiān)護(hù)儀，也稱為監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，主要有：危重病人監(jiān)護(hù)儀、冠心病監(jiān)護(hù)儀、分娩監(jiān)護(hù)儀、新生兒和早產(chǎn)兒監(jiān)護(hù)儀、顱內(nèi)壓監(jiān)護(hù)儀、麻醉監(jiān)護(hù)儀、睡眠監(jiān)護(hù)儀等。監(jiān)護(hù)儀監(jiān)測(cè)的生理和生化參數(shù)：如心電圖監(jiān)測(cè)、呼吸監(jiān)測(cè)、無創(chuàng)血壓監(jiān)測(cè)、有創(chuàng)血壓監(jiān)測(cè)、氣道二氧化碳監(jiān)測(cè)、氣道氧氣監(jiān)測(cè)、血液體積輔助監(jiān)測(cè)、血氧飽和度/血液體積監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)、pH值監(jiān)測(cè)、血?dú)獗O(jiān)測(cè)等醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀除有監(jiān)護(hù)功能外，還有疾病診斷和治療的功能，同時(shí)還有搶救功能，如動(dòng)態(tài)心電圖（HOLTER）和血壓監(jiān)測(cè)信、心臟除顫監(jiān)護(hù)儀等。在臨床上根據(jù)需要在科室和病房中使用各種專用的監(jiān)護(hù)儀，也稱為監(jiān)76醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的分類按檢測(cè)參數(shù)分類：⑴單參數(shù)監(jiān)護(hù)儀；⑵多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀。按使用范圍分類：⑴床邊監(jiān)護(hù)儀；⑵中央監(jiān)護(hù)儀；⑶離院監(jiān)護(hù)儀。按功能分類：⑴通用監(jiān)護(hù)儀；⑵專用監(jiān)護(hù)儀。按儀器接收方式分類：⑴有線監(jiān)護(hù)儀；⑵無線遙測(cè)監(jiān)護(hù)儀。按監(jiān)護(hù)儀作用分類：純監(jiān)護(hù)儀和搶救、治療用監(jiān)護(hù)儀。按儀器構(gòu)造功能分類：一體式監(jiān)護(hù)儀；插件式監(jiān)護(hù)儀。醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的分類77醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的結(jié)構(gòu)圖6—1醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器結(jié)構(gòu)框圖醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的結(jié)構(gòu)圖6—1醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器結(jié)構(gòu)框圖78如圖6-1所示?，F(xiàn)代醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器主要由五個(gè)部分組成：傳感器與電極、多路模擬處理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、信號(hào)的記錄、報(bào)警和顯示部分以及治療部分，有的監(jiān)護(hù)儀還有遙測(cè)部分及攝像機(jī)。各部分的功能簡(jiǎn)要描述如下：傳感器與電極：各種傳感器和電極用以獲取各種生理參數(shù)。監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中的傳感器要求能長(zhǎng)期穩(wěn)定地檢出被測(cè)參數(shù)，且不能給病人帶來痛苦和不適等。多路模擬處理系統(tǒng)：它主要是將傳感器獲得的信號(hào)加以放大，同時(shí)減少噪聲和干擾提高信噪比，實(shí)現(xiàn)采樣、調(diào)制、解調(diào)、阻抗匹配等。如圖6-1所示。現(xiàn)代醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器主要由五個(gè)部分組成：傳感器與79計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器的控制核心，主要負(fù)責(zé)信號(hào)的存儲(chǔ)、運(yùn)算、分析及診斷。監(jiān)護(hù)儀具備的功能主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，具體包括：⑴閾值比較；⑵計(jì)算；⑶分析；⑷建模信號(hào)的顯示、記錄和報(bào)警治療部分醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的特點(diǎn)安全性能與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌功能更加強(qiáng)大、性能更加卓越專用監(jiān)護(hù)儀發(fā)展迅速遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)和家庭監(jiān)護(hù)日益普及。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器的控制核心，主要負(fù)責(zé)信號(hào)80第二節(jié)臨床常用的監(jiān)護(hù)參數(shù)及測(cè)量原理心電圖心電圖是多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀最基本的監(jiān)護(hù)參數(shù)。測(cè)量原理心電監(jiān)護(hù)原理與常規(guī)心電圖機(jī)的檢測(cè)原理基本相同。心電監(jiān)護(hù)儀一般能監(jiān)護(hù)3～6個(gè)導(dǎo)聯(lián)，標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ導(dǎo)聯(lián)及加壓導(dǎo)聯(lián)aVR、aVL、aVF，能同時(shí)顯示其中的一個(gè)或兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)的波形。功能強(qiáng)大的監(jiān)護(hù)儀可監(jiān)護(hù)12個(gè)心電導(dǎo)聯(lián)。最簡(jiǎn)單的監(jiān)護(hù)儀一般有3個(gè)監(jiān)護(hù)電極。監(jiān)護(hù)導(dǎo)聯(lián)電極的顏色標(biāo)識(shí)有AHA（美國(guó)心臟協(xié)會(huì)）和IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)見表6-1。第二節(jié)臨床常用的監(jiān)護(hù)參數(shù)及測(cè)量原理心電圖81表6-1監(jiān)護(hù)導(dǎo)聯(lián)線電極的顏色標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)電極右臂R、右上胸部左臂L、左上胸部左腿F、左下胸部右腿N、右下胸部胸部或V1～V6AHA白色黑色紅色綠色棕色I(xiàn)EC紅色黃色綠色黑色白色當(dāng)監(jiān)護(hù)儀有3個(gè)監(jiān)護(hù)電極時(shí)，監(jiān)護(hù)電極放置于胸部的位置如圖6-2所示。表6-1監(jiān)護(hù)導(dǎo)聯(lián)線電極的顏色標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)電極右臂R、左臂L82影響ECG精確測(cè)量的因素⑴電極放置正確；⑵電極與皮膚接觸良好；⑶導(dǎo)聯(lián)選擇正確；⑷排除外部干擾。雖然心電監(jiān)護(hù)原理與常規(guī)心電圖機(jī)的檢測(cè)原理基本相同，但心電監(jiān)護(hù)功能并不能完全替代常規(guī)心電圖機(jī)。目前監(jiān)護(hù)儀的心電波形一般不能提供更細(xì)微的結(jié)構(gòu)，也就是說其細(xì)微結(jié)構(gòu)的診斷能力還不強(qiáng)，這是由于兩者的目的不同。心電監(jiān)護(hù)的目的是長(zhǎng)時(shí)間、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)患者的心率情況。兩種儀器在測(cè)量電路中，放大器的通帶寬度及時(shí)間常數(shù)都不一樣。影響ECG精確測(cè)量的因素83心率心率：是指心臟每分鐘搏動(dòng)的次數(shù)。健康的成年人在安靜狀態(tài)下平均心率是75次／min，正常范圍為60～100次／min。在不同生理?xiàng)l件下，心率最低可到40～50次／min，最高可到200次／min。監(jiān)護(hù)儀心率報(bào)警范圍：低限20～100次／min，高限為80～240次／min。心率測(cè)量是根據(jù)心電波形測(cè)定瞬時(shí)心率和平均心率。瞬時(shí)心率是指心電圖兩個(gè)相鄰R-R間期的倒數(shù)。即：

心率84平均心率是在已知時(shí)間內(nèi)計(jì)算脈搏數(shù)，即用R波個(gè)數(shù)來決定。即：QRS波的識(shí)別是心率測(cè)量的關(guān)鍵。對(duì)心電信號(hào)h(t)進(jìn)行微分得：若微分值e(t)大于閾值E，則可確定該時(shí)刻的心電圖波為R波。平均心率是在已知時(shí)間內(nèi)計(jì)算脈搏數(shù)，即用R波個(gè)數(shù)來決定。即：85有創(chuàng)血壓利用導(dǎo)管術(shù)來測(cè)量和監(jiān)護(hù)動(dòng)脈血壓、中心靜脈壓、左心房壓、左心室壓、肺動(dòng)脈和肺毛細(xì)血管楔入壓等。無創(chuàng)血壓電子柯氏音檢測(cè)法測(cè)振法血氧飽和度血液中的有效氧分子,通過與血紅蛋白（Hb)結(jié)合后形成氧合血紅蛋白（HbO2），氧合血紅蛋白占全部血紅蛋白的百分比稱為血氧飽和度。血氧飽和度是衡量人體血液攜帶氧的能力的重要參數(shù)。有創(chuàng)血壓86血氧飽和度的測(cè)量通常分電化學(xué)法和光學(xué)法兩類。以往大部分采用電化學(xué)法，如臨床和實(shí)驗(yàn)室常用的血?dú)夥治鰞x，它要取血樣來檢測(cè)，盡管可以得到精確的結(jié)果，但該方法屬于有創(chuàng)測(cè)量，操作復(fù)雜，分析周期長(zhǎng)，不能連續(xù)監(jiān)測(cè)。脈搏血氧測(cè)定法是一種克服這些缺點(diǎn)的新型光學(xué)測(cè)量方法。在符合臨床要求的前提下，實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)傷、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)血氧飽和度，為臨床提供了快速、簡(jiǎn)便、安全可靠的測(cè)定方法。由于它的明顯優(yōu)點(diǎn)，已在臨床中得到廣泛應(yīng)用特別是在臨床監(jiān)護(hù)、急救護(hù)理和手術(shù)麻醉中，它被認(rèn)為是監(jiān)護(hù)儀所必備的性能血氧飽和度的測(cè)量通常分電化學(xué)法和光學(xué)法兩類。87監(jiān)護(hù)儀中對(duì)脈搏血氧飽和度的測(cè)量，采用的是光電技術(shù)，通常有兩種方法：透射法和反射法。透射法根據(jù)郎伯-比爾定律，當(dāng)一束光照射到某種物質(zhì)的溶液上時(shí)，物質(zhì)對(duì)光有一定的吸收、衰減，透射光強(qiáng)I與入射光強(qiáng)I0之間有以下關(guān)系：I0/I比值的對(duì)數(shù)稱為吸光度D，因此上式可表示為：若保持光的路徑不變，吸光度便與物質(zhì)的吸光系數(shù)和溶液的濃度成正比。監(jiān)護(hù)儀中對(duì)脈搏血氧飽和度的測(cè)量，采用的是光電技術(shù)，通常有兩種88

血液中氧合血紅蛋白（HbO2）和還原血紅蛋白（Hb）對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收系數(shù)不同，如圖6-4所示，在波長(zhǎng)為600～700nm的紅光區(qū)，Hb的吸收系數(shù)比HbO2的大；而在波長(zhǎng)為800～1000nm的近紅外光區(qū)，HbO2的吸收系數(shù)比Hb的大；在805nm附近是吸收點(diǎn)。圖6-4HbO2和Hb的光吸收系數(shù)血液中氧合血紅蛋白（HbO2）和還原血紅蛋白（Hb）對(duì)不89基于氧合血紅蛋白HbO2和還原血紅蛋白（Hb）的這種光譜特性，血氧飽和度探頭中的發(fā)光元件發(fā)出兩種波長(zhǎng)的光信號(hào)，通常用660nm的紅光和925nm的近紅外光照射被測(cè)組織，將含動(dòng)脈血管的部位（如手指、腳趾、耳垂等）放在發(fā)光管和一個(gè)光電管之間，如圖6-5所示。

光電管所接收的光吸收或者光透射信號(hào)包含兩種成分：一種是脈動(dòng)成分（即交流信號(hào)AC），它是由脈動(dòng)的動(dòng)脈血的光吸收引起的交變成分；另一種是穩(wěn)定成分（即直流信號(hào)DC），它反映各非脈動(dòng)組織（如表皮、肌肉、骨骼和靜脈等）引起光吸收的大小?；谘鹾涎t蛋白HbO2和還原血紅蛋白（Hb）的這種光譜90能反映血氧飽和度變化的僅僅是兩波長(zhǎng)的交流信號(hào)幅度之比，而兩波長(zhǎng)的直流信號(hào)可用于對(duì)交流信號(hào)定標(biāo)。由于血液中的HbO2和Hb濃度隨著血液的脈動(dòng)做周期性的改變，因此，它們對(duì)光的吸收也在脈動(dòng)地變化，因此引起光電管輸出的電信號(hào)強(qiáng)度也隨血液脈動(dòng)而周期性改變。由于光電管能將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，但不能區(qū)分光的波長(zhǎng)，監(jiān)護(hù)儀電路中用一個(gè)定時(shí)電路來控制兩個(gè)發(fā)光管的發(fā)光次序。兩種波長(zhǎng)的光交替通過檢測(cè)部位，由光電元件檢測(cè)透射光強(qiáng)，并將兩個(gè)信號(hào)的脈動(dòng)成分分離出來，根據(jù)下式計(jì)算對(duì)應(yīng)的血氧飽和度值：能反映血氧飽和度變化的僅僅是兩波長(zhǎng)的交流信號(hào)幅度之比，而91由于光電信號(hào)的脈動(dòng)規(guī)律與心臟的搏動(dòng)一致，根據(jù)檢出的信號(hào)重復(fù)周期可確定脈率，所以稱之為脈搏血氧飽和度檢測(cè)。反射法采用透射原理的傳感器，只能局限于在指尖和耳垂部位進(jìn)行測(cè)量，不能實(shí)現(xiàn)體表大多數(shù)部位的血氧飽和度監(jiān)測(cè)。雖然從指尖或耳垂檢測(cè)能反映全身的動(dòng)脈血氧飽和度變化，卻不能反映由于局部組織（如腦組織）發(fā)生循環(huán)障礙或局部組織（如肌肉組織）大量耗氧等情況下組織血氧狀態(tài)的變化。采用反射式血氧飽和度傳感器的設(shè)計(jì)，可避免透射式傳感器透射深度有限的缺點(diǎn)，適用于全身各處肌肉組織氧含量的測(cè)量。由于光電信號(hào)的脈動(dòng)規(guī)律與心臟的搏動(dòng)一致，根據(jù)檢出的信號(hào)重復(fù)周92反射式傳感器示意圖

如圖6-6所示反射式血氧飽和度的檢測(cè)原理與透射式血氧飽和度的檢測(cè)原理的電路部分基本相同，不同的只是傳感器。反射式傳感器也是由兩種波長(zhǎng)的發(fā)光二極管和光敏元件組成，但光敏元件接收到的是組織的反射光。由于光線在組織中的運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)隨機(jī)性，反射式傳感器所接收到的光線很難確定其確切的檢測(cè)區(qū)域，從概率意義上說，光線從光源發(fā)射經(jīng)組織傳播到光敏元件接收，走過的是一條香蕉狀路線，所以，光源與光敏元件的距離是一個(gè)重要的參數(shù)，一般設(shè)置為4～10mm反射式傳感器示意圖

如圖6-6所示反射式血氧飽和度的檢測(cè)原理93影響血氧飽和度精確測(cè)量的因素下列因素影響血氧飽和度的精確測(cè)量：不正確的位置可能導(dǎo)致不正確的結(jié)果。測(cè)量需要脈動(dòng)。當(dāng)脈動(dòng)降低到一定極限，就無法進(jìn)行測(cè)量。光線干擾會(huì)影響測(cè)量的精度。人為的移動(dòng)也可能影響測(cè)量的精度，因?yàn)樗c脈動(dòng)具有相同的頻率范圍。影響血氧飽和度精確測(cè)量的因素下列因素影響血氧飽和度的精確測(cè)量94呼吸呼吸率：呼吸監(jiān)護(hù)指監(jiān)護(hù)病人的呼吸頻率，即呼吸率。呼吸頻率是病人在單位時(shí)間內(nèi)呼吸的次數(shù)，單位是次/分(min)。平靜呼吸時(shí)，新生兒60～70次／min，成人12～18次／min。呼吸頻率在監(jiān)護(hù)中有熱敏式和阻抗式兩種測(cè)量方法。熱敏式呼吸測(cè)量將熱敏電阻置于鼻腔內(nèi)，當(dāng)呼吸氣流通過熱敏電阻時(shí)，改變了傳熱條件，使熱敏電阻的溫度隨呼吸氣流周期發(fā)生變化，從而使熱敏電阻值發(fā)生周期性的變化。呼吸呼吸率：呼吸監(jiān)護(hù)指監(jiān)護(hù)病人的呼吸頻率，即呼吸率。呼吸頻率95圖中R1、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻，且R1=R2；R4為調(diào)零電阻，使用前調(diào)節(jié)R4使它與熱敏電阻值相等，電橋處于平衡狀態(tài)，輸出為零。Rs是用來調(diào)整電橋靈敏度的。圖中R1、R2為標(biāo)準(zhǔn)電阻，且R1=R2；R4為調(diào)零電阻，96圖6-8是熱敏式呼吸頻率傳感器示意圖。熱敏電阻放在夾子的平直片前端外側(cè)。使用時(shí)只要將夾子夾住鼻子翼，并使熱敏電阻置于鼻孔之中即可。圖6-8是熱敏式呼吸頻率傳感器示意圖。熱敏電阻放在夾子的97阻抗式呼吸測(cè)量人體呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)，胸壁肌肉交變弛張，胸廓也交替變形，肌體組織的電阻抗也交替變化，變化量為0.1～3Ω，稱為呼吸阻抗。呼吸阻抗(肺阻抗)與肺容量存在一定的關(guān)系，肺阻抗隨肺容量的增大而增大。阻抗式呼吸測(cè)量就是根據(jù)肺阻抗的變化而設(shè)計(jì)的。監(jiān)護(hù)測(cè)量中，呼吸阻抗電極與心電電極合用，即用心電電極同時(shí)檢測(cè)心電信號(hào)和呼吸阻抗。電極安放方法與前面所述“心電監(jiān)護(hù)”相同。利用L和R（或L和RF）兩個(gè)電極。兩電極之間的阻抗作為待測(cè)阻抗Zx，接在惠斯通電橋的一個(gè)橋臂上，如圖6-9所示。電橋的供電電源采用10kHz～100kHz的高頻電源，這種電源的頻率不會(huì)引起心臟的刺激作用。阻抗式呼吸測(cè)量人體呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)，胸壁肌肉交變弛張，胸廓也交替變98呼吸阻抗的測(cè)量除了電橋法以外，還有調(diào)制法、恒壓源法和恒流源法。呼吸阻抗是容性的，電橋靜態(tài)平衡調(diào)節(jié)較困難，而呼吸阻抗隨時(shí)間經(jīng)常變化，平衡調(diào)節(jié)要經(jīng)常進(jìn)行，這樣對(duì)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定不太方便。恒流源法就是輸出高頻恒定的電流，通過電極直接加到病人的胸壁上。由于呼吸阻抗的周期變化，兩電極之間的電壓也周期性地變化，經(jīng)濾波、放大后可描記呼吸曲線，呼吸曲線不但反應(yīng)呼吸頻率和深度，還可分析潮氣量等。呼吸阻抗的測(cè)量除了電橋法以外，還有調(diào)制法、恒壓源法和恒流99影響呼吸測(cè)量的因素影響呼吸測(cè)量的因素有以下幾種：不適當(dāng)?shù)胤胖秒姌O會(huì)影響對(duì)阻抗變化的測(cè)量。皮膚接觸不良導(dǎo)致信號(hào)不良。外部干擾。病人的移動(dòng)、骨骼、器官、起搏器的活動(dòng)以及電外科手術(shù)器械的電磁干擾都會(huì)影響呼吸信號(hào)。對(duì)于活動(dòng)的病人不推薦進(jìn)行呼吸監(jiān)護(hù)，因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤警報(bào)。影響呼吸測(cè)量的因素影響呼吸測(cè)量的因素有以下幾種：100體溫監(jiān)護(hù)測(cè)量方法監(jiān)護(hù)儀中的體溫測(cè)量一般采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻作為溫度傳感器。體溫測(cè)量的測(cè)量線路是惠斯通電橋，將熱敏電阻接在電橋的一個(gè)橋臂上，通過測(cè)量電橋的不平衡輸出，可以測(cè)定體溫。影響體溫測(cè)量的因素體溫計(jì)應(yīng)該能夠提供快速、準(zhǔn)確、可靠的體溫測(cè)量。影響體溫測(cè)量的因素包括以下幾個(gè)：⑴刻度準(zhǔn)確性；⑵沒有適當(dāng)?shù)膮⒖紭?biāo)準(zhǔn)來對(duì)體溫計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)；⑶測(cè)量的解剖部位的選擇；⑷環(huán)境因素⑸病人的活動(dòng)和移動(dòng)。體溫監(jiān)護(hù)測(cè)量方法101呼吸末二氧化碳監(jiān)護(hù)呼吸末二氧化碳（PetCO2)是麻醉患者和呼吸代謝系統(tǒng)疾病患者的重要檢測(cè)指標(biāo)。監(jiān)測(cè)呼吸末二氧化碳濃度，不僅可監(jiān)測(cè)通氣而且能反映肺血流，具有無創(chuàng)及連續(xù)監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，從而減少血?dú)夥治龅拇螖?shù)。測(cè)量方法CO2測(cè)量主要采用紅外吸收法，即不同濃度的CO2對(duì)特定紅外光的吸收程度不同。因?yàn)镃O2能吸收波長(zhǎng)為4.3μm的紅外線，用紅外線透照測(cè)試氣樣后，光電換能器元件能探測(cè)到紅外衰減程度，所獲取的信號(hào)與參比氣信號(hào)比較，經(jīng)電子系統(tǒng)放大處理后就能用數(shù)字和圖形顯示CO2濃度。呼吸末二氧化碳監(jiān)護(hù)呼吸末二氧化碳（PetCO2)是麻醉患者和102CO2監(jiān)護(hù)有主流式和旁流式兩種。主流式直接將氣體傳感器放置在病人呼吸氣路導(dǎo)管中，直接對(duì)呼吸氣體中的CO2進(jìn)行濃度轉(zhuǎn)換然后將電信號(hào)送入監(jiān)護(hù)儀進(jìn)行分析處理，得到PetCO2參數(shù)。旁流式的光學(xué)傳感器置于監(jiān)護(hù)儀內(nèi)，由氣體采樣管實(shí)時(shí)抽取病人呼吸氣體樣品，經(jīng)氧水分離器，去除呼吸氣體中的水分，送入監(jiān)護(hù)儀中進(jìn)行CO2分析。影響CO2測(cè)量呼吸氣體測(cè)量精度的因素：⑴病人呼吸的溫度；⑵病人呼吸過程中水蒸氣的含量；⑶測(cè)量點(diǎn)的大氣壓；⑷其他氣體，最顯著的是空氣中的N2O和O2。CO2監(jiān)護(hù)有主流式和旁流式兩種。主流式直接將氣體傳感器放置103心輸出量心輸出量是衡量心功能的重要指標(biāo)，在某些病理?xiàng)l件下，心輸出量降低，使機(jī)體營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足。心輸出量是心臟每分鐘射出的血量，它的測(cè)定是通過某一方式將—定量的指示劑注射到血液中，經(jīng)過在血液中的擴(kuò)散，測(cè)定指示劑的變化來計(jì)算心輸出量。測(cè)量方法監(jiān)護(hù)中常用熱稀釋法檢測(cè)。這種方法采用生理鹽水作為指示劑，熱敏電阻為溫度傳感器。將漂浮導(dǎo)管經(jīng)由心房插入肺動(dòng)脈，然后經(jīng)該導(dǎo)管向右心房注入冷生理鹽水或葡萄糖液，溫度傳感器放置于該導(dǎo)管的前端，當(dāng)冷溶液與血液混合后就會(huì)發(fā)生溫度變化，因此，當(dāng)混合的血流進(jìn)入肺動(dòng)脈時(shí)，將被溫度傳感器感知，根據(jù)注入的時(shí)刻和混合后溫度的變化情況，利用心輸出量換算方程，監(jiān)護(hù)儀就可分析心輸出量：心輸出量心輸出量是衡量心功能的重要指標(biāo)，在某些病理?xiàng)l件下，心104式中：1.08是與注入冷生理鹽水和血液比熱及密度有關(guān)的常數(shù)；b0是單位換算系數(shù)；CT是相關(guān)系數(shù)；VI和TI是冷生理鹽水的注入量和溫度；Tb和△Tb是血液溫度及其變化量。

監(jiān)護(hù)儀可重復(fù)測(cè)定不同時(shí)刻的心輸出量，其測(cè)定間隙最短可達(dá)2min。影響心輸出量準(zhǔn)確測(cè)量的因素：⑴生理?xiàng)l件，心率和心律的變化，心臟畸形以及病人的焦慮或移動(dòng)都會(huì)造成測(cè)量的誤差；⑵導(dǎo)管條件，導(dǎo)管損壞或者位置不正確、過早地對(duì)氣囊充氣會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的誤差；⑶注射因素，不準(zhǔn)確的時(shí)間、體積、溶液溫度以及不正確的導(dǎo)管端口的使用也會(huì)造成測(cè)量的誤差。式中：1.08是與注入冷生理鹽水和血液比熱及密度有關(guān)105十、脈搏脈搏：是動(dòng)脈血管隨心臟舒縮而周期性搏動(dòng)的現(xiàn)象。脈搏包含血管內(nèi)壓、容積、位移和管壁張力等多種物理量的變化。脈搏測(cè)量有幾種方法：一是從心電信號(hào)中提取；二是從測(cè)量血壓時(shí)壓力傳感器測(cè)到的波動(dòng)來計(jì)算脈率；三是光電容積法。下面重點(diǎn)介紹光電容積法測(cè)量脈搏。光電容積式脈搏測(cè)量是監(jiān)護(hù)測(cè)量中最普遍的，傳感器由光源和光電變換器兩部分組成，它夾在病人指尖或耳廓上，如圖6-10所示。光源選擇對(duì)動(dòng)脈血中氧合血紅蛋白有選擇性的一定波長(zhǎng)的光，最好用發(fā)光二極管，其光譜在6×10-7～7×10-7m。這束光透過人體外周血管，當(dāng)動(dòng)脈搏動(dòng)充血容積變化時(shí)，改變了這束光的透光率，由光電變換器接收經(jīng)組織透射或反射的光，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)送放大器放大和輸出，由此反映動(dòng)脈血管的容積變化。

十、脈搏脈搏：是動(dòng)脈血管隨心臟舒縮而周期性搏動(dòng)的現(xiàn)象。脈搏包106脈搏是隨心臟的搏動(dòng)而周期性變化的信號(hào)，動(dòng)脈血管容積也周期性地變化，光電變換器的電信變化周期就是脈搏率。圖6-10光電容積法脈搏測(cè)量脈搏是隨心臟的搏動(dòng)而周期性變化的信號(hào)，動(dòng)脈血管容積也周期107第三節(jié)床邊監(jiān)護(hù)儀床邊監(jiān)護(hù)儀是設(shè)置在床邊與病人相連的監(jiān)護(hù)儀，它可以監(jiān)測(cè)心電、血壓、呼吸、體溫、心功能和血?dú)獾雀鞣N生理參數(shù)，對(duì)心電的監(jiān)測(cè)是它主要的功能。本節(jié)主要介紹床邊心電監(jiān)護(hù)儀基本原理及一些常用電路。單參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)儀單參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)儀一般指心電監(jiān)護(hù)儀。心電監(jiān)護(hù)儀能夠?qū)崟r(shí)、連續(xù)地監(jiān)視心電波形，并予以顯示。在心電、心率出現(xiàn)異常時(shí)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，自動(dòng)記錄出報(bào)警時(shí)的心電波形，這是心電監(jiān)護(hù)儀的基本功能。第三節(jié)床邊監(jiān)護(hù)儀床邊監(jiān)護(hù)儀是設(shè)置在床邊與病人相連的監(jiān)護(hù)儀108心電監(jiān)護(hù)儀能就某些R波是否提前，以及QRS波群是否變寬做出判斷并報(bào)警。無論是心率越限，還是早搏、增寬，乃至其他某些種類的心律失常報(bào)警，在報(bào)警之后，都要能指示報(bào)警床位、報(bào)警項(xiàng)目，并且要自動(dòng)記錄報(bào)警前和報(bào)警后一段時(shí)間的心電波形。圖6-11為單導(dǎo)心電監(jiān)護(hù)儀的原理框圖。這個(gè)心電監(jiān)護(hù)儀除了有一個(gè)心電信號(hào)的主通道外，還有一個(gè)監(jiān)護(hù)心率的輔助通道。主要功能：用長(zhǎng)余輝矩形示波管顯示心電波形；用指針式心率表顯示瞬時(shí)心率；每一個(gè)QRS波出現(xiàn)時(shí)都有聲光同步顯示；當(dāng)病人的心率超出任意設(shè)定的上、下限時(shí)能自動(dòng)報(bào)警，并且可以啟動(dòng)外接記錄器記錄異常心電圖。組成：該框圖分為四大部分：心電放大電路、心率監(jiān)護(hù)電路、示波顯示電路和穩(wěn)壓電源電路。心電監(jiān)護(hù)儀能就某些R波是否提前，以及QRS波群是否變寬做出判109圖6-11單通道心電監(jiān)護(hù)儀框圖圖6-11單通道心電監(jiān)護(hù)儀框圖110直流穩(wěn)壓電源部分：有若干種不同的直流或交流輸出，供整機(jī)使用。其中采用隔離變壓器以提高設(shè)備的安全性。信號(hào)通道所用的±12V電源采用二次穩(wěn)壓方式，以提高通道的穩(wěn)定性和抗干擾能力。心電放大器：心電放大器部分的原理與心電圖機(jī)相同。放大電路又分為：前置放大器、后置放大器、濾波放大和供示波顯示用的功率放大器。直流穩(wěn)壓電源部分：有若干種不同的直流或交流輸出，供整機(jī)使用。111此處有五條導(dǎo)聯(lián)線作為整機(jī)輸入，這個(gè)主通道的總增益應(yīng)在100dB左右。為了提高整機(jī)輸人阻抗，前置放大器的第一級(jí)應(yīng)采用場(chǎng)效應(yīng)管，其柵極應(yīng)該接有導(dǎo)聯(lián)開關(guān)和過壓保護(hù)電路。在前置放大器和后置放大器之間有隔直電容，以消除導(dǎo)聯(lián)極化電壓；同時(shí)還有除顫保護(hù)。濾波放大器主要是由有源雙T濾波器組成50Hz干擾信號(hào)抑制電路。最后一級(jí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的功率放大，為示波管Y偏轉(zhuǎn)板提供足夠的偏轉(zhuǎn)電壓。此處有五條導(dǎo)聯(lián)線作為整機(jī)輸入，這個(gè)主通道的總增益應(yīng)在100d112心率檢測(cè)部分圖6-12

心率檢測(cè)部分圖6-12113圖6-12可知，經(jīng)過濾波放大器后的心電信號(hào)傳送到QRS波檢出電路并整形成脈沖波，使每一次心跳對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖，同時(shí)帶動(dòng)二極管亮0.3s；最后由計(jì)數(shù)電路和磁電式電壓表構(gòu)成平均值顯示電路，以指針形式顯示瞬時(shí)心率。心率表上帶有兩個(gè)光電耦合器以控制心率上、下限報(bào)警。當(dāng)指針指在上限或下限時(shí)，都可以恰好使一個(gè)光電耦合器不受光，使光電耦合器中的光電三極管工作狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，啟動(dòng)聲光報(bào)警。由于兩套光電耦合器的工作位置可以人工調(diào)整，故心率上、下限是可以預(yù)先設(shè)置的。它由七個(gè)運(yùn)算放大器組成。這個(gè)電路分兩大部分：運(yùn)算放大器A1～A5組成QRS波檢出電路，輸出為心率脈沖；A6和A7組成的心率計(jì)數(shù)電路，是將心率脈沖變成一個(gè)與心率值成正比例的直流電壓，最后用心率表指示心率值。圖6-12可知，經(jīng)過濾波放大器后的心電信號(hào)傳送到QRS波檢出114除顫抑制電路

運(yùn)放A1和二極管D1～D4及R2、R3、C2、+E、-E組成除顫抑制電路，用以消除由除顫器發(fā)出的除顫脈沖形成的強(qiáng)大干擾。除顫抑制電路

運(yùn)放A1和二極管D1～D4及R2、R3、C2、115橋路輸出的正常心電信號(hào)：＜100mV。此時(shí)：忽略二極管壓降：實(shí)際上對(duì)除顫信號(hào)的抑制作用主要是電容C2的濾波作用。因?yàn)殡娮鑂2的數(shù)值很大，所以C2濾波時(shí)間常數(shù)近似為τ2=C2·（R4+R5）。人體的心電波形在本級(jí)的最大上升速率不超過dV/dt=1V/s，只要設(shè)計(jì)好C2，使電容兩端電壓的變化率大于此值的10倍就可以使心電信號(hào)不失真地輸出。設(shè)C2上的電壓變化率dV/dt=10V/s，則有：橋路輸出的正常心電信號(hào)：＜100mV。此時(shí)：116總之，這個(gè)除顫信號(hào)抑制電路是一個(gè)具有限幅特性的跟隨器，它用C2把幅度很大的除顫尖脈沖信號(hào)濾除。C1的作用是將心電信號(hào)中的直流成分隔去。運(yùn)放A2構(gòu)成有源二階帶通濾波器，利用QRS波的中心頻率在17Hz附近的特點(diǎn)從心電信號(hào)中選出QRS波，所以A2輸出的是對(duì)應(yīng)于心跳的脈沖信號(hào)。此濾波器的中心頻率為：總之，這個(gè)除顫信號(hào)抑制電路是一個(gè)具有限幅特性的跟117現(xiàn)代醫(yī)學(xué)電子儀器原理與設(shè)計(jì)課件第二版第六章118這個(gè)電路在f0時(shí)增益為-l。由于A2的反相作用，輸出電壓是反相的QRS波脈沖。半波整流電路運(yùn)放A3組成的半波整流電路取出QRS波的半周，起到了整形作用。它的工作原理是：當(dāng)A3輸出端的電壓為正半周時(shí)，D6導(dǎo)通，D6輸出半周信號(hào)；當(dāng)A3輸出端的電壓為負(fù)半周時(shí)，D6截止，沒有信號(hào)通過。因?yàn)镼RS脈沖是從A3的反相端輸入的，因此這個(gè)整流電路輸出電壓是正向脈沖，如圖6-14中uo3的波形圖所示。該圖中二極管D5的作用是避免D6截止時(shí)產(chǎn)生A3開環(huán)使用的現(xiàn)象，對(duì)A3進(jìn)行保護(hù)。這一級(jí)可以利用R10和R8提供一定的增益。這個(gè)電路在f0時(shí)增益為-l。由于A2的反相作用，輸出電壓是反119現(xiàn)代醫(yī)學(xué)電子儀器原理與設(shè)計(jì)課件第二版第六章120閾值電路運(yùn)放A4組成的閾值電路實(shí)際上是一個(gè)峰值檢出電路。它的作用是取出QRS波的峰值，并通過電位器分壓取出一部分作為下一級(jí)比較器的基準(zhǔn)閾值電壓。閾值電路的工作原理是：當(dāng)運(yùn)放A4輸出端的電壓上升時(shí)，VD8可能導(dǎo)通而對(duì)C5充電；當(dāng)A4的輸出端電壓下降時(shí)，VD8被C5反偏而截止，此時(shí)C5的三條放電支路阻抗都很高，所以C5能夠保持各QRS波的峰值。C5的放電時(shí)間常數(shù)設(shè)計(jì)為10s，它充電很快、放電很慢，組成一個(gè)峰值保持電路。此正的峰值電壓由Rw1分壓后輸出。閾值電路運(yùn)放A4組成的閾值電路實(shí)際上是一個(gè)峰值檢出電路。它的121比較電路運(yùn)放A5接成開環(huán)工作方式，對(duì)它的兩個(gè)輸入端信號(hào)進(jìn)行比較。它的輸出電壓只有正向飽和和負(fù)向飽和兩種工作狀態(tài)。A5的同相輸入端接有前級(jí)輸出的直流閾值電壓。當(dāng)反相端出現(xiàn)的正向QRS脈沖大于閾值電壓時(shí)，A5輸出低電平，反之輸出高電平。可見A5構(gòu)成的比較器的作用是對(duì)QRS波整形，它的輸出是對(duì)應(yīng)于QRS波的負(fù)矩形脈沖。輸出電壓以u(píng)o5的波形如圖6-14所示。前級(jí)取心電信號(hào)幅值會(huì)產(chǎn)生閾值電壓的原因是：心電信號(hào)的輸入幅度發(fā)生變化時(shí)，閾值電壓也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，二者總能在A5的兩個(gè)輸入端進(jìn)行有效比較，保證A5可靠地觸發(fā)。電位器Rw1的作用是調(diào)閾值電壓值。比較電路運(yùn)放A5接成開環(huán)工作方式，對(duì)它的兩個(gè)輸入端信號(hào)進(jìn)行比122圖6-14心率監(jiān)測(cè)電路各點(diǎn)波形圖圖6-14心率監(jiān)測(cè)電路各點(diǎn)波形圖123單穩(wěn)電路

運(yùn)放A6接成單穩(wěn)電路，目的是將前一級(jí)輸出的負(fù)脈沖整形成一個(gè)持續(xù)時(shí)間為0.3s的定寬負(fù)脈沖，其周期仍與心電波形相對(duì)應(yīng)。輸出電壓uo6的波形如圖6-14所示。運(yùn)放A6接有正反饋電路，輸出端只有正向飽和、負(fù)向飽和兩種狀態(tài)，而R19和R18對(duì)輸出電壓分壓只有+4V和-4V兩種狀態(tài)。設(shè)A6輸入為高電平，其輸出也為高電平。由于D9導(dǎo)通維持反相輸入端為+0.6V，而同相輸入端為+4V，因此輸出電壓維持在高電平不會(huì)翻轉(zhuǎn)，成為電路的穩(wěn)態(tài)。當(dāng)輸入端有一負(fù)脈沖到來后，同相端電壓被拉成負(fù)電壓，強(qiáng)迫A6翻轉(zhuǎn)，輸出的低電平經(jīng)電阻分壓后使同相端電壓變?yōu)?4V。與此同時(shí)，由于D9截止和C7被輸出低電平充電，使反相端電壓由+0.7V逐漸降低。這個(gè)電壓一旦降到與同相端電壓相等時(shí)，A6又會(huì)自行翻轉(zhuǎn)為輸出高電平。可見輸出為低電平的期間是電路的暫穩(wěn)態(tài)。這就是單穩(wěn)電路的工作原理。單穩(wěn)電路運(yùn)放A6接成單穩(wěn)電路，目的是將前一級(jí)輸出的負(fù)脈沖整124暫穩(wěn)態(tài)定時(shí)時(shí)間由延時(shí)電容C7和其他電阻決定，即：暫穩(wěn)態(tài)定時(shí)時(shí)間由延時(shí)電容C7和其他電阻決定，即：125心率計(jì)數(shù)電路

運(yùn)放A6和A7組成了心率計(jì)數(shù)電路。其指導(dǎo)思想是只有將QRS波用A6變成定寬脈沖后再用A7取均值，得到的直流電壓才與心率成正比，不受QRS波寬的影響。

A7構(gòu)成一個(gè)低通濾波器，濾去交流成分，把輸入信號(hào)變成直流供心率表顯示。這個(gè)濾波器的截止頻率為：

式中，Ud為二極管VD9的正向?qū)▔航?；E為運(yùn)放A6的高電平輸出值。輸出的定寬負(fù)脈沖可以使二極管在每一次心跳后燃亮0.3s，可見VD10是心跳指示器。心率計(jì)數(shù)電路

運(yùn)放A6和A7組成了心率計(jì)數(shù)電路。其指導(dǎo)思想是126多參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)儀（略）多參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)儀大多采用插件式結(jié)構(gòu)，配置十分靈活，且相對(duì)獨(dú)立，通過改變?cè)O(shè)置，可以作為床邊監(jiān)護(hù)儀，也可以作為中心監(jiān)護(hù)儀。用戶可以通過換用插件來實(shí)現(xiàn)多種生理信號(hào)和血?dú)鈪?shù)的監(jiān)護(hù)功能，如對(duì)心電圖進(jìn)行全面準(zhǔn)確的心律失常分析、ST分析及記憶回顧功能；有創(chuàng)及無創(chuàng)血壓的測(cè)量；有創(chuàng)及無創(chuàng)血氧飽和度的測(cè)量；脈搏、經(jīng)皮O2、CO2分壓的測(cè)量；呼吸率及呼吸中的N2O、潮濕度、潮氣CO2分壓的測(cè)量等。作為監(jiān)護(hù)設(shè)備，還具有心電、動(dòng)脈壓力以及脈搏等的波形顯示、多種參數(shù)的趨勢(shì)圖顯示、多種參數(shù)超限時(shí)的聲光報(bào)警系統(tǒng)以及記錄等功能。儀器可經(jīng)接口與其他主機(jī)或其它床邊機(jī)互相傳輸各種數(shù)據(jù)，因此可滿足很多科室的需求。多參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)儀（略）多參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)儀大多采用插件式結(jié)構(gòu)，配127第四節(jié)中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)在ICU（重癥監(jiān)護(hù)病房）和CCU（冠心病監(jiān)護(hù)病房）中，必須對(duì)多床位的危重病人實(shí)行24小時(shí)的實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)護(hù)，以便在病人出現(xiàn)病情惡化時(shí)采取必要的搶救與治療措施。采用中央集中監(jiān)護(hù)的方式，可將多個(gè)床邊監(jiān)護(hù)儀送來的病人生理、生化信息及其變化進(jìn)行集中分析、處理與管理，有利于提高儀器的利用率。中央監(jiān)護(hù)儀系統(tǒng)由一臺(tái)中央監(jiān)護(hù)儀和若干臺(tái)床邊監(jiān)護(hù)儀組成，床邊監(jiān)護(hù)儀和中央監(jiān)護(hù)儀間由接口電路和數(shù)據(jù)通信線路連接。中央監(jiān)護(hù)儀也可發(fā)送控制指令至床邊監(jiān)護(hù)儀，直接控制其工作；床邊的超限報(bào)警信號(hào)也可同時(shí)出現(xiàn)在中央監(jiān)護(hù)儀上，并指出相應(yīng)的床號(hào)和生命指征參數(shù)。第四節(jié)中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)在ICU（重癥監(jiān)護(hù)病房）和CCU（冠心128中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)可分為單參數(shù)集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng)（如心電集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng)）和多生理參數(shù)集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)主要通過各種有線或無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)病人生理信號(hào)數(shù)據(jù)和各種控制信號(hào)在各終端（床邊監(jiān)護(hù)儀）之間以及床邊監(jiān)護(hù)儀與中央監(jiān)護(hù)儀之間的傳遞。中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的通信方式㈠以太網(wǎng)：