醫(yī)用多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的測量原理與故障分析

蔣蘭

（資陽市人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)裝備科，四川 資陽 641300）

醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的分類有很多種，本文所述醫(yī)用多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀是基于監(jiān)護(hù)儀的監(jiān)測參數(shù)來進(jìn)行分類的。根據(jù)監(jiān)測參數(shù)可將監(jiān)護(hù)儀分為單參數(shù)監(jiān)護(hù)儀和多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀。單參數(shù)監(jiān)護(hù)儀顧名思義只能監(jiān)測單一生理參數(shù)，實(shí)用性不強(qiáng)，不常見。多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀可以同時(shí)監(jiān)測患者的多個(gè)生理參數(shù)，使用廣泛，目前臨床大都使用多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀。多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀主要由信號(hào)檢測、信號(hào)模擬處理與數(shù)字處理、信號(hào)顯示與記錄以及報(bào)警部分等組成[1]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展，醫(yī)用多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀性能完善，用途廣泛。

1 多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的測量原理

1.1 無創(chuàng)血壓測量原理

多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀血壓測量的方法主要有兩種：①直接測量法，又稱有創(chuàng)血壓測量法；②間接測量法，又稱無創(chuàng)血壓測量法。多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀測量無創(chuàng)血壓一般采用振蕩法，即將壓力傳感器接入袖帶，監(jiān)護(hù)儀通過檢測袖帶的壓力和人體脈搏在袖帶壓力下形成的振蕩信號(hào)，通過計(jì)算，得出相應(yīng)的數(shù)值。一般步驟為按下血壓測量鍵時(shí)，監(jiān)護(hù)儀氣泵開始給袖帶充氣，達(dá)到一定壓力后停止充氣，然后緩慢放氣，壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測到袖帶內(nèi)的壓力和波動(dòng)，再經(jīng)過相應(yīng)的放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和換算出人體的收縮壓和舒張壓。

1.2 心電圖測量原理

心電圖（electrοcardiοgram，ECG），是心肌中的“可興奮細(xì)胞”的電化學(xué)行動(dòng)使心肌發(fā)生電激動(dòng)，從而促使心臟產(chǎn)生機(jī)械收縮。心臟在每個(gè)心動(dòng)周期中伴隨著生物電的變化，通過心電描記器從體表引出多式的電位變化的圖形就叫心電圖。實(shí)現(xiàn)心電采集的是導(dǎo)聯(lián)電極，但在多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀中，監(jiān)護(hù)電極與心電圖機(jī)的電極安放位置是不同的，監(jiān)護(hù)電極一般安裝在胸部，目的在于穩(wěn)定監(jiān)護(hù)心電波形。普通多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀是通過3個(gè)導(dǎo)聯(lián)電極或6個(gè)導(dǎo)聯(lián)電極來獲取波形，通過分析提取心率參數(shù)。高檔監(jiān)護(hù)儀能通過12導(dǎo)聯(lián)電極來獲取波形，并通過波形分析來提取ST段和心律失常事件，但該類監(jiān)護(hù)儀價(jià)格較高。

1.3 心率測量原理

心率是指心臟每分鐘搏動(dòng)的次數(shù)。健康成年人在安靜狀態(tài)下的平均心率是75次/分鐘，正常情況為60～100次/分鐘。不同條件下的心率最低可能為40～50次/分鐘，但最高可達(dá)200次/分鐘。監(jiān)護(hù)儀心率的測量一般是根據(jù)心電波形中的R波來測定的。心率的測量通常有兩種，即瞬時(shí)心率和平均心率。瞬時(shí)心率表示心電圖波形中R-R間期的倒數(shù)，用公式表示為F=1/T（次/秒）=60/T（次/分鐘），其中F為瞬時(shí)心率，T為心電圖波形中R-R間期，單位為秒。平均心率的計(jì)算公式是F=N/t（次/分鐘），其中F為平均心率，N為R波的個(gè)數(shù)，t為時(shí)間。

1.4 血氧飽和度測量原理

血氧飽和度（SpO2）是指血液中的氧合血紅蛋白（HbO2）占全部血紅蛋白（Hb）的百分比，用來表征血液中氧合血紅蛋白的比例數(shù)值，是一項(xiàng)重要的生理參數(shù)。血氧飽和度的測量是利用血氧飽和探頭通過測量人體指尖毛細(xì)血管在脈動(dòng)期間對(duì)透過光線吸收情況的變化，利用微機(jī)計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)值。血氧飽和探頭就是一個(gè)感光器，包含一個(gè)雙波長發(fā)光二極管和一個(gè)光電二極管，其中發(fā)光二極管作為光源，光電二極管作為感受器。發(fā)光管發(fā)出的入射光經(jīng)人體手指后被血液和組織吸收，光電二極管測量到脈動(dòng)性動(dòng)脈血所吸收的光強(qiáng)度，通過公式可以計(jì)算出兩個(gè)波長的光吸收比率，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出人體的血氧飽和度。

1.5 體溫測量原理

多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的體溫傳感器采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻作為傳感器，在檢測電路的輸入端設(shè)有平衡電橋。平衡電橋隨著體溫的不同變化會(huì)失去平衡，導(dǎo)致其輸出端有電壓輸出。根據(jù)平衡電橋輸出電壓的情況計(jì)算出溫度指數(shù)，實(shí)現(xiàn)體溫檢測。這種負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻需要經(jīng)過一段時(shí)間才能達(dá)到與人體溫度平衡，只有達(dá)到熱平衡后的溫度才能反饋出人體的實(shí)際溫度。

2 多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的故障分析

2.1 故障一

2．1．1 故障現(xiàn)象

邁瑞PM8000多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀在待機(jī)狀態(tài)下，顯示屏有血氧飽和度SpO2雜波顯示和讀數(shù)。

2．1．2 故障分析與維護(hù)

經(jīng)觀察，該機(jī)在待機(jī)時(shí)，血氧飽和度SpO2指示燈常亮，初步判斷血氧飽和度SpO2探頭損壞。根據(jù)前文所述的血氧飽和度的測量原理分析可知，血氧飽和度探頭采用兩個(gè)發(fā)光二極管交替發(fā)出波長為660 nm的紅光和940 nm的紅外光，光電二極管作為感受器，將通過人體手指后的紅光和紅外光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)放大、濾波、模/數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字信號(hào)。所以，血氧飽和探頭的使用頻率高、時(shí)間長，容易導(dǎo)致連接線和光電轉(zhuǎn)換部分損壞。由于血氧飽和探頭的維修成本不高，只需更換血氧飽和探頭即可排除故障。根據(jù)分析，將血氧飽和度探頭更換后，監(jiān)護(hù)儀顯示器顯示正常。

2.2 故障二

2．2．1 故障現(xiàn)象

邁瑞PM8000多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀在使用時(shí)，屏幕顯示“電極脫落”并報(bào)警提示。

2．2．2 故障分析與維護(hù)

在使用過程中，監(jiān)護(hù)儀顯示“電極脫落”，檢查電極片和導(dǎo)聯(lián)線電極連接完好，初步懷疑導(dǎo)聯(lián)線損壞，更換新的導(dǎo)聯(lián)線后，故障依舊，排除導(dǎo)聯(lián)線損壞的可能。進(jìn)一步懷疑操作者設(shè)置的“ECG導(dǎo)聯(lián)”不匹配，比如使用了五導(dǎo)聯(lián)線卻設(shè)置成了三導(dǎo)聯(lián)線，仔細(xì)檢查“ECG導(dǎo)聯(lián)”設(shè)置正常[2]。將監(jiān)護(hù)儀關(guān)機(jī)，拔掉電源線，拆開監(jiān)護(hù)儀，檢查心電板與主板之間的連接完好，拆下心電板，重新安裝后開機(jī)測試，故障依舊，于是懷疑心電板故障。將另外一臺(tái)同型號(hào)的監(jiān)護(hù)儀心電板拆下來測試，故障消除。購置新的心電板，安裝后故障排除。

2.3 故障三

2．3．1 故障現(xiàn)象

邁瑞EMC-1000多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的電源指示燈不亮，不能開機(jī)。

2．3．2 故障分析與維護(hù)

按下監(jiān)護(hù)儀開機(jī)鍵，監(jiān)護(hù)儀無反應(yīng)，觀察電源指示燈不亮，判斷電源供電異常[3]，檢查電源線連接完好，用數(shù)字萬用表測量監(jiān)護(hù)儀外部輸入電源電壓為225ACV，正常，初步判斷監(jiān)護(hù)儀內(nèi)部供電故障[4]。拆開監(jiān)護(hù)儀，用萬用表檢查監(jiān)護(hù)儀電源保險(xiǎn)管燒壞不通，更換相同的保險(xiǎn)管后開機(jī)，開機(jī)瞬間保險(xiǎn)管燒壞，懷疑由監(jiān)護(hù)儀電源板故障或連接板短路引起，拆下電源板，仔細(xì)觀察，未發(fā)現(xiàn)明顯的燒壞和電子元器件損壞的現(xiàn)象，用萬用表試著檢查電源板的故障點(diǎn)所在，重點(diǎn)懷疑部件重點(diǎn)檢查。測量電源板的整流管、二極管和電阻，均未發(fā)現(xiàn)明顯的故障現(xiàn)象，當(dāng)檢測到信號(hào)為400 V、220 μF的高壓電容時(shí)有明顯的損壞現(xiàn)象。但作為一名女工程師，要進(jìn)行元件級(jí)維修的難度非常大，只有聯(lián)系廠家更換電源板，更換電源板后，開機(jī)正常，至此故障排除。

2.4 故障四

2．4．1 故障現(xiàn)象

邁瑞EMC-1000多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀正常開機(jī)，按血壓鍵測量血壓時(shí)不能充氣。

2．4．2 故障分析與維護(hù)

根據(jù)故障現(xiàn)象，按下血壓鍵，監(jiān)護(hù)儀不能充氣，不能進(jìn)行血壓測量，初步懷疑氣泵損壞。再次測試，按下血壓鍵，仔細(xì)聽氣泵，沒有聽到充氣的聲音。關(guān)閉監(jiān)護(hù)儀，拆開監(jiān)護(hù)儀，開機(jī)用萬用表測量監(jiān)護(hù)儀氣泵電機(jī)供電電壓為3.2 VDC，異常，正常情況下應(yīng)為12 VDC，懷疑電源板故障導(dǎo)致供電電壓異常，用另外一臺(tái)同型號(hào)監(jiān)護(hù)儀的電源板替換后開機(jī)測試，能正常測試血壓。于是更換電源板后，故障排除。

3 結(jié)束語

監(jiān)護(hù)儀是醫(yī)院使用頻率比較高的醫(yī)用電子儀器，容易出現(xiàn)各類故障，又由于監(jiān)護(hù)儀的種類繁多、規(guī)格型號(hào)不一，所以出現(xiàn)故障的情況也不盡相同[5]。作為一名醫(yī)院設(shè)備科的工作人員，了解監(jiān)護(hù)的測量原理，并將其運(yùn)用到維修工作中，更有利于提高監(jiān)護(hù)儀的維修技術(shù)水平，縮短維修時(shí)間，為醫(yī)院創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在日常工作中，設(shè)備科工作人員要積極提高監(jiān)護(hù)儀維修技術(shù)水平，并指導(dǎo)醫(yī)務(wù)人員正確的使用監(jiān)護(hù)儀，從而使監(jiān)護(hù)儀在使用中達(dá)到最佳工作狀態(tài)，為臨床治療提供可靠的醫(yī)用參考數(shù)據(jù)[6-7]。