簡(jiǎn)單介紹不同功能下多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀原理

前言

多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀（多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀是什么）是醫(yī)院的常規(guī)設(shè)備之一，被廣泛地用在ICU、CCU、病房、手術(shù)室。為了滿(mǎn)足臨床工作的需要，多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀需要長(zhǎng)時(shí)間地監(jiān)測(cè)病人生命體征即各種生理參數(shù)：心電、呼吸、血壓、體溫、血氧飽和度、有創(chuàng)血壓、呼出末CO2,, 輸出量等多種參數(shù)。那么，什么是多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀原理呢？小編通過(guò)搜集整理資料，對(duì)多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀原理及相關(guān)知識(shí)作了詳細(xì)的介紹。

1 多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀原理（什么是監(jiān)護(hù)儀）

醫(yī)用多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的基本原理，主要由 4 個(gè)部分組成：信號(hào)參數(shù)、模擬處理、數(shù)字處理、信息輸出。通過(guò)電極和傳感器拾取人體心電、血壓、呼吸，氧飽和度等生理參數(shù)信號(hào)，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。 通過(guò)模擬電路對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行阻抗匹配，過(guò)濾、放大等處理，由模擬轉(zhuǎn)換器把人體生理參數(shù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，送入數(shù)字處理部分，它由模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理機(jī)、存儲(chǔ)器等組成，是多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的核心部分。 微處理機(jī)接收來(lái)自控制面板的控制信息，通過(guò)執(zhí)行程序，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算、分析和存儲(chǔ)。在輸出結(jié)果的同時(shí)協(xié)調(diào)、檢測(cè)整機(jī)各部分的工作，如顯示波形、文字、圖形、分析報(bào)告，啟動(dòng)各類(lèi)報(bào)警和打印紀(jì)錄。

根據(jù)多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀功能的不同， 其具體工作原理也不同，但一般都是通過(guò)傳感器感應(yīng)各種生理變化，然后放大器會(huì)把信息強(qiáng)化，再轉(zhuǎn)換成電信息，這時(shí)數(shù)據(jù)分析軟件就會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，分析和編輯，最后在顯示屏中的各個(gè)功能模塊顯示出來(lái)，或根據(jù)需要記錄，打印下來(lái)，當(dāng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)超出設(shè)定的指標(biāo)時(shí)，就會(huì)激發(fā)警報(bào)系統(tǒng)，發(fā)出信號(hào)引起醫(yī)護(hù)人員的注意。

下面具體分析不同功能的多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀原理。

心電（ECG）的監(jiān)護(hù)原理

心肌中的可興奮細(xì)胞的電化學(xué)活動(dòng)會(huì)使心肌發(fā)生電激動(dòng)，進(jìn)而使心臟發(fā)生機(jī)械性收縮。心臟的這種激動(dòng)過(guò)程所產(chǎn)生的閉合動(dòng)作電流，在人體容積導(dǎo)體內(nèi)流動(dòng)，并傳播到全身各個(gè)部位，從而使人體不同表面部位產(chǎn)生了電位差變化。心電圖（ECG）就是把體表變動(dòng)著的電位差實(shí)時(shí)記錄下來(lái)。

目前，臨床上所使用的標(biāo)準(zhǔn)心電圖機(jī)在測(cè)量ECG時(shí)，其肢體電極是安放在手腕和腳腕處，而作為心電監(jiān)護(hù)中的電極則等效地安放在病人的胸腹區(qū)域。雖然安放位置不同，但它們是等效的，其定義也是相同的。因此，監(jiān)護(hù)儀中的心電導(dǎo)聯(lián)與心電圖機(jī)中的導(dǎo)聯(lián)是對(duì)應(yīng)的，它們具有相同極性和波形。

監(jiān)護(hù)儀一般都能監(jiān)護(hù)3或6個(gè)導(dǎo)聯(lián)，可同時(shí)顯示其中一個(gè)或兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)的波形，并可直接顯示心率，功能強(qiáng)大的監(jiān)護(hù)儀可監(jiān)護(hù)12導(dǎo)聯(lián)ECG;可對(duì)波形做進(jìn)一步分析，提取出ST段波形和心率失常事件。

體溫（Temp）監(jiān)護(hù)原理

多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀體溫的測(cè)量一般多采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻作為溫度傳感器，根據(jù)熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化的特性而獲得的。監(jiān)護(hù)儀一般提供單道體溫，高檔監(jiān)護(hù)儀可提供雙道體溫。體溫探頭有體表探頭和腔內(nèi)探頭兩種。

在給病人測(cè)量體溫時(shí)，被測(cè)部位與探頭存在一個(gè)熱平衡。開(kāi)始安放時(shí)，由于傳感器還沒(méi)有完全與人體溫度達(dá)到熱平衡，此時(shí)顯示的溫度不準(zhǔn)確，必須經(jīng)過(guò)一段時(shí)間（3min～5min）達(dá)到熱平衡之后，才能真正反映實(shí)際溫度。

在進(jìn)行體表溫度測(cè)量時(shí)，注意保持傳感器與病人體表接觸良好，如不粘貼牢或病人活動(dòng)使傳感器與皮膚之間有間隙，則可能造成測(cè)量值偏低。

呼吸末二氧化碳（PetC02）監(jiān)護(hù)原理

呼吸末二氧化碳是麻醉患者和呼吸代謝系統(tǒng)疾病患者的重要監(jiān)護(hù)指標(biāo)。C02的主要測(cè)量方法是紅外吸收法，主要是根據(jù)不同濃度的C02對(duì)特定紅外線(xiàn)光的吸收程序不同。C02監(jiān)護(hù)主要有主流式（main-stream）和旁流式（side-stream）兩種。主流式是直接將氣體探頭放置在病人呼吸氣路導(dǎo)管中，直接對(duì)呼吸氣體中的C02進(jìn)行濃度轉(zhuǎn)換，后將電信號(hào)送人監(jiān)護(hù)儀中進(jìn)行分析處理，得到PetC02參數(shù)。旁流式的光學(xué)傳感器是置于監(jiān)護(hù)儀器內(nèi)，由氣體采樣管實(shí)時(shí)抽取病人呼吸氣體進(jìn)入監(jiān)護(hù)儀中進(jìn)行濃度分析。

無(wú)創(chuàng)血壓（NIBP）監(jiān)護(hù)原理

監(jiān)護(hù)儀在測(cè)量血壓時(shí)一般分手動(dòng)和自動(dòng)測(cè)量，可以根據(jù)需要設(shè)定。血壓就是指血液對(duì)血管壁的壓力，心臟每一次收縮與舒張過(guò)程中，血流對(duì)血管的壓力也隨之變化，而且動(dòng)脈血管與靜脈血管內(nèi)的壓力也不相同，不同部位的血管壓力也不同。臨床上以人體上臂與心臟同高度處的動(dòng)脈血管內(nèi)對(duì)應(yīng)心臟收縮期和舒張期的壓力值表征人體血壓，分別稱(chēng)為收縮壓（高壓）和舒張壓（低壓）。人體的動(dòng)脈血壓是一個(gè)易變化的生理參數(shù)，與人的心理狀態(tài)、情緒狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)的姿態(tài)和體位有很大關(guān)系。

振動(dòng)法是測(cè)量血壓的方法。它的原理是利用袖帶充氣到一定壓力時(shí)完全壓迫動(dòng)脈血管并阻斷動(dòng)脈血流，然后隨著袖帶壓力減小，動(dòng)脈血管將出現(xiàn)：完全阻閉-漸開(kāi)-全放開(kāi)的變化過(guò)程。在全過(guò)程中，動(dòng)脈血管壁的搏動(dòng)將在袖帶內(nèi)的氣體中產(chǎn)生氣體振蕩，這種振蕩與動(dòng)脈收縮壓、舒張壓和平均壓存在確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此通過(guò)測(cè)量、記錄和分析放氣過(guò)程中袖帶內(nèi)的壓力振動(dòng)波即可獲得被測(cè)部位的收縮壓、平均壓和舒張壓。

動(dòng)脈血氧飽和度（Sp02）監(jiān)護(hù)原理

氧是人生存的第一生存條件，血液中的有效氧分子是通過(guò)與血紅蛋白（Hb）結(jié)合形成氧合血紅蛋白（Hb02）而被輸送到全身各組織中。

用來(lái)表征血液中氧合血紅蛋白比例的數(shù)值稱(chēng)為氧飽和度。定義式為：HbO2/（HbO2+Hb）。

血氧飽和度測(cè)量是根據(jù)血液中血紅蛋白和氧合血紅蛋白對(duì)光的吸收特性不同，通過(guò)采用兩種不同波長(zhǎng)的紅光（660nm）和紅外光（940nm）分別透過(guò)組織后再由光電接收器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。上壁固定了兩個(gè)并列放置的發(fā)光二極管（LED），發(fā)出波長(zhǎng)為660nm的紅光和940nm的紅外光。下壁有一個(gè)光電檢測(cè)器，將透射過(guò)手指動(dòng)脈血管的紅光和紅外光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，它所檢測(cè)到的光電信號(hào)越弱，表示光信號(hào)穿透探頭部位時(shí)，被那里的組織，骨頭和血液等吸收掉的越多。而皮膚、肌肉、脂肪、靜脈血，色素和骨頭等對(duì)這兩種光的吸收系數(shù)是恒定的，因此它們只對(duì)光電信號(hào)中的直流分量大小發(fā)生影響。但是血液中的HbO2和Hb濃度隨著血液的脈動(dòng)作周期性改變，因此它們對(duì)光的吸收也在脈動(dòng)地變化，由此引出光電檢測(cè)器輸出的信號(hào)強(qiáng)度隨血液中的HbO2和Hb濃度比脈動(dòng)地改變，即可得出SPO2值。

光電信號(hào)的脈動(dòng)規(guī)律是和心臟的搏動(dòng)一致，因此檢測(cè)出信號(hào)的重復(fù)周期，還能確定出脈率。

該方法能測(cè)量動(dòng)脈血中的血氧飽和度，測(cè)量的必要條件是要有脈動(dòng)的動(dòng)脈血流，臨床上采用有動(dòng)脈血流而且組織厚度較薄的位置安放傳感器，如手指、腳趾、耳垂等部位。

呼吸（Resp）監(jiān)護(hù)原理

多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀中呼吸測(cè)量大多是采用胸阻抗法。人在呼吸過(guò)程中的胸廓運(yùn)動(dòng)會(huì)造成人體體電阻的變化，變化量約為0.1Ω～3Ω，稱(chēng)為呼吸阻抗。監(jiān)護(hù)儀一般是通過(guò)ECG導(dǎo)聯(lián)的兩上電極，用10kHz～100kHz的載頻正弦波恒流向人體注入0.5mA～5mA的安全電流，從而在相同的電極上拾取呼吸阻抗變化的電信號(hào)，這種呼吸阻抗的變化圖就描述了呼吸的動(dòng)態(tài)波形，并可提取呼吸頻率參數(shù)。胸廓的運(yùn)動(dòng)、身體的非呼吸運(yùn)動(dòng)都會(huì)造成人體電阻的變化。當(dāng)這種變化頻率與呼吸通道的放大器的頻帶同寬時(shí)，監(jiān)護(hù)儀就很難判斷哪是正常的呼吸信號(hào)，哪是干擾信號(hào)。當(dāng)病人出現(xiàn)嚴(yán)重持續(xù)身體活動(dòng)時(shí)，呼吸率的測(cè)量就會(huì)不準(zhǔn)。

總結(jié)

從多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的發(fā)展來(lái)看，除了新的傳感檢測(cè)技術(shù)不斷被推出并應(yīng)用之外，人們對(duì)所采集信息的分析、存儲(chǔ)和顯示也提出了更高的目標(biāo)。另外，多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀作為一個(gè)特殊的醫(yī)療儀器專(zhuān)用設(shè)備，其發(fā)展方向是進(jìn)一步的智能化、專(zhuān)業(yè)化、小型化，同時(shí)做到低功耗、零污染。本文根據(jù)不同的功能要求詳細(xì)介紹了多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀原理。

更多醫(yī)療電子信息請(qǐng)關(guān)注：21ic醫(yī)療電子