淺談多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的應(yīng)用及維護(hù)

趙宏濤

(河南省濮陽市中醫(yī)醫(yī)院 設(shè)備信息科，河南濮陽457001)

淺談多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的應(yīng)用及維護(hù)

趙宏濤

(河南省濮陽市中醫(yī)醫(yī)院 設(shè)備信息科，河南濮陽457001)

多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀在臨床的應(yīng)用不僅減輕了醫(yī)護(hù)人員的負(fù)擔(dān)，而且保證了檢測結(jié)果的可靠性、時(shí)效性、可回顧性。本文結(jié)合我院常用的邁瑞系列監(jiān)護(hù)儀介紹多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的結(jié)構(gòu)、原理及常見故障處理。

多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀；心電圖；無創(chuàng)血壓；血氧飽和度

1 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)。心電監(jiān)護(hù)原理與常規(guī)心電圖機(jī)的檢測原理基本相同。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)。最簡單的監(jiān)護(hù)儀一般有3個(gè)監(jiān)護(hù)電極，放置位置如圖2所示。監(jiān)護(hù)導(dǎo)聯(lián)電極的顏色標(biāo)識(shí)(如圖1所示)有AHA(美國心臟協(xié)會(huì))和IEC(國際電工委員會(huì))兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 監(jiān)護(hù)導(dǎo)聯(lián)線電極的顏色標(biāo)識(shí)

圖2 監(jiān)護(hù)電極放置于胸部位置

測量原理(如圖3所示)：

(1)導(dǎo)聯(lián)脫落檢測電路:—對(duì)應(yīng)“ECG LA導(dǎo)聯(lián)脫落”等導(dǎo)聯(lián)脫落報(bào)警。

(2)導(dǎo)聯(lián)選擇電路:—對(duì)應(yīng)“Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ”等監(jiān)護(hù)導(dǎo)聯(lián)選擇。也對(duì)應(yīng)“校準(zhǔn)”菜單,此時(shí),頻率為1Hz(對(duì)應(yīng)心率60bpm)的1mv方波信號(hào)(幅度與顯示界面上右側(cè)參考標(biāo)尺相等)代替人體信號(hào)施加到ECG電路。

圖3 測量原理模擬電路框圖

(3)心電過載檢測電路:—對(duì)應(yīng)“導(dǎo)聯(lián)脫落”報(bào)警,因電極片質(zhì)量校差或者人體皮膚干燥等原因?qū)е聵O化電壓過大時(shí)發(fā)生。

(4)中間級(jí)濾波電路: 對(duì)應(yīng)濾波模式選擇(手術(shù)模式1～20Hz,監(jiān)護(hù)模式0.5～40Hz,診斷模式0.05～150Hz)。

(5)程控放大電路:—對(duì)應(yīng)電路硬件放大倍數(shù)和ECG增益選擇(X1,X2,X0.5,X0.25)。

(6)導(dǎo)聯(lián)驅(qū)動(dòng)電路：去除人體共模信號(hào)，硬件信號(hào)抗干擾措施之一。

(7)起博檢測電路：對(duì)應(yīng)PACE標(biāo)識(shí),也是人體安裝起搏器時(shí)心率準(zhǔn)確計(jì)算的軟件抗干擾措施之一。

心電圖常見報(bào)警及措施如表1所示。

2 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。心率測量是根據(jù)心電波形測定瞬時(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：

表1 ECG常見報(bào)警及措施

式中：T為R-R間期

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：

式中：T是計(jì)數(shù)時(shí)間；N是R波個(gè)數(shù)。

QRS波的識(shí)別是心率測量的關(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。

監(jiān)護(hù)儀心率來源有以下設(shè)置：a.心電波；b.血氧容積描記波；c.自動(dòng)。

如果選擇b.血氧容積描記波，則當(dāng)血氧探脫落或有故障時(shí)，即使有心電波形也無心率數(shù)值顯示，上述故障現(xiàn)象就屬于此種情況，解決方法是把心率來源設(shè)為a或c。

3 無創(chuàng)血壓

多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的無創(chuàng)血壓測量大都基于振動(dòng)法，測振法通過壓力脈搏波與袖帶壓力同時(shí)記錄來測量血壓(如圖4所示)。

平均壓(Pm)：振蕩波幅度最大點(diǎn)對(duì)應(yīng)的袖帶壓力值；收縮壓(Ps)：Vs/Vm ≈ a；舒張壓(Pd)：Vd/Vm ≈ b；

(1)主壓力測量電路：包含袖帶、氣路延長管、主壓力傳感器、壓力模擬放大、脈搏波模擬放大、AD采樣等部分。

(2)泵控制電路：用于充氣控制，泵本身可能出現(xiàn)漏氣故障。

(3)快放閥電路：用于將袖帶內(nèi)氣體快速泄放，氣壓下降較快且受控，快放閥本身可能出現(xiàn)漏氣故障。

圖4 多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的無創(chuàng)血壓算法原理框圖

圖5 NIBP前端模擬部分電路圖

(4)慢放閥電路：用于將袖帶內(nèi)氣體慢速泄放，氣壓下降較慢且受控，慢放閥本身可能出現(xiàn)漏氣故障。

(5)過壓保護(hù)電路：是一套完全獨(dú)立的壓力比較電路，單一故障模式下有效，確保即使主測量電路發(fā)生異常，袖帶內(nèi)壓力也不會(huì)超過設(shè)定值，從而保證了病人手臂不會(huì)被太大的壓力擠壓而造成人體傷害。

4 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)。

表3 SpO2常見報(bào)警及處理措施

監(jiān)護(hù)儀中對(duì)脈搏血氧飽和度的測量，采用的是光電技術(shù)，通常用透射法。

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：

I=I0e-εcd

(3)

式中，ε為物質(zhì)的吸光系數(shù)；c為溶液的濃度；d為光穿過的路徑。

I0/I比值的對(duì)數(shù)稱為吸光度D，因此上式可表示為:

D=1n(I0/I)=εcd

(4)

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。

血液中氧合血紅蛋白(HbO2)和還原血紅蛋白(Hb)對(duì)不同波長的光的吸收系數(shù)不同，在波長為600～700nm的紅光區(qū)，Hb的吸收系數(shù)比HbO2的大；而在波長為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)。

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)出兩種波長的光信號(hào)，通常用660nm的紅光和925nm的近紅外光照射被測組織，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所示。

圖6

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。SpO2前端模擬電路如圖7，電路說明如下：

圖7 SpO2前端模擬部分電路圖

(1)主信號(hào)測量電路：包含血氧探頭、血氧主電纜、差分放大電路、程序增益控制電路、采樣保持電路、偏執(zhí)電路、AD采樣等部分。

(2)發(fā)光管驅(qū)動(dòng)電路：用于對(duì)血氧探頭內(nèi)部的紅光LED和紅外光LED交替進(jìn)行電流驅(qū)動(dòng)，可以根據(jù)人體實(shí)際情況進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電流大小調(diào)節(jié)，也可以保證驅(qū)動(dòng)電流不會(huì)因?yàn)檫^大而傷害人體。

(3)探頭故障檢測電路：從9008板卡開始具備該項(xiàng)檢測功能，確保與血氧探頭內(nèi)部相連接的任何一根信號(hào)線發(fā)生異常(短路或者短路)時(shí)，模塊都能有效識(shí)別，并在需要時(shí)給出“探頭故障”報(bào)警。

由于多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀具有方便、快捷、多參數(shù)監(jiān)護(hù)的特征，越來越廣泛的被臨床使用、認(rèn)可。做好日常保養(yǎng)和養(yǎng)成良好的使用習(xí)慣，對(duì)醫(yī)院工作有重要意義。做為醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員，多實(shí)踐、多總結(jié)，積極掌握監(jiān)護(hù)儀維修維護(hù)方面的規(guī)律，配合好臨床一線，保證醫(yī)院工作的正常開展。

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2014-04-01

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1002-2376(2014)09-0107-04