现代临床手术仪器手术监护仪培训课件

1、现代临床手术仪器手术监护仪现代临床手术仪器手术监护仪Words 4 TodaySystolic PressureDiastolic PressureMean PressureDisposableSalineHeparinWords 4 TodaySystolic Pressure一、呼吸频率监测正常呼吸范围： 成人 16-20次/分 新生儿 40次/分左右肺、膈肌与呼吸一、呼吸频率监测正常呼吸范围：肺、膈肌与呼吸1）阻抗法(Impedance Pneumography） 呼吸过程中胸廓运动，造成胸廓部分电阻发生变化，阻抗值的变化图就描述了呼吸的动态波形，可显示呼吸率参数。呼吸监测工作原理肌体阻

2、抗测量原理1）阻抗法(Impedance Pneumography）呼监护仪用呼吸检测电路 监护仪用呼吸检测电路是利用呼吸阻抗法原理。它借用测量心电的胸部监护电极，采用高频激励脉冲使呼吸波信号调制在其之上，然后对被调制信号进行解调、放大、滤波，获得清晰、稳定的呼吸曲线 。监护仪用呼吸检测电路原理图借用ECG电极实现胸腔阻抗变化检测监护仪用呼吸检测电路 监护仪用呼吸检测电路是 由于呼吸使胸廓扩张使得Rb按呼吸频率变化，其变化范围0.10.3，相对方波Q来说为慢变信号，则在每个Rb的变化周期内，随着Rb的变化引起的等效电路时间常数的微弱变化使得B1，B2点电位随Rb的变化而变化，并且每一瞬间B1与

3、B2点的电位差的绝对值Ub(t)与Rb成正比。这样呼吸信号Ub(t)就相当于调制在62.5kHz的载波上，调制方式为调幅。从而与电频的心电信号相区别。只要能够获取Ub(t)的波形，就可以得到呼吸波信号。 图中Rb为人体阻抗，由生物阻抗的频散理论可知，在62.5kHz附近频带，人体阻抗呈近似纯电阻特性，几乎无膜电容影响，1010k量级。取R3=R4=30k，C3=C4=1000pf。这样，流经人体的最大电流约为0.08mA，属于安全电流范围，并且该电路的时间常数约为32s，而方波周期约为16s。 由于呼吸使胸廓扩张使得Rb按呼吸频率变化，其2）热敏法： 将热敏传感器置于鼻孔前，通过测量鼻腔或气管

4、导管外口，在吸气和呼气时气流温度会产生变化，转化为电信号，描记出呼吸波形和呼吸次数。 优点：测量更加准确，几乎不受干扰。NTC热敏电阻计算公式Rt = R *EXP(B*(1/T1-1/T2) 1. Rt 是热敏电阻在T1温度下的阻值； 2. R是热敏电阻在T2常温下的标称阻值； 3. B值是热敏电阻的重要参数； 4. EXP是e的n次方； 5. 这里T1和T2指的是K度即开尔文温度，K度=273.15(绝对温度)+摄氏度；PN结的结电压是随温度而变化灵敏度高，2 mV/线性好热时间常数为0.22秒测温范围为-50+150。2）热敏法：NTC热敏电阻计算公式PN结的结电压是随温度而变呼吸监测呼

5、吸监测SP 收缩压，DP舒张压，MP 平均压 二、血压监护MP=舒张压+1/3脉压差 （即：收缩压舒张压）SP 收缩压，DP舒张压，MP 平均压 二、血压监护MP=舒高血压分类高血压分类直接血压测量导管液体耦合传感器插入动脉直接血压测量导管液体耦合传感器插入动脉导管-液体耦合系统Sensing portRoller clampFlush solution under pressureSample and transducerzero stopcockElectrical connectorDisposable pressure transducer with an integral flush

6、 deviceA catheter couples a flush solution (heparinized saline) through a disposable pressure sensor with an integral flush device to the sensing port. The three-way stopcock is used to take blood samples and zero the pressure sensor.导管-液体耦合系统Sensing Roller clampF现代临床手术仪器手术监护仪培训课件血压传感器血压传感器应变片构成惠斯登桥

7、路应变片构成惠斯登桥路压力传感器外观压力传感器外观血压信号对测量系统频带要求血压信号对测量系统频带要求现代临床手术仪器手术监护仪培训课件现代临床手术仪器手术监护仪培训课件0.010.11.0100.91f / fnBubble fn = 91 Hz = 0.033 fn = 22 Hz = 0.137No bubbleuo (jw)ui (jw)0.010.020.040.060.10.220.40.61246810Frequency-response curves for catheter-sensor system with and without bubbles. Natural fre

8、quency decreases from 91 Hz to 22 Hz and damping ratio increases from 0.033 to 0.137 with the bubble present.管路中气泡的影响0.010.11.0100.91f / fnBubble f导管-液体耦合系统频率响应测试方法SurgicalgloveSphygmomanometerbulbMatchO-ringRubberwasherSalineAirThree-waystopcock爆破法原理示意图导管-液体耦合系统频率响应测试方法SurgicalSphygPressure-sensor

9、transient responseNegative-step input pressure is recorded on the top channel; the bottom channel is sensor response for a Statham P23Gb sensor connected to a 31-cm needle (0.495 mm ID). (From I. T. Gabe, Pressure Measurement in Experimental Physiology, in D. H. Bergel, ed., Cardiovascular Fluid Dyn

10、amics, vol I, New York: Academic Press, 1972导管-液体耦合系统频率响应曲线Pressure-sensor transient respA sinusoidal pressure-generator test systemPressure sensorIdeal“sensorUnderwaterspeakerCatheterSalineLow-frequencysine generatorA low-frequency sine generator drives an underwater-speaker system that is coupled

11、to the catheter of the pressure sensor under test. An ideal pressure sensor, with a frequency response from 0 to 100 Hz, is connected directly to the test chamber housing and monitors input pressure.正弦压力信号测试系统A sinusoidal pressure-generatoDistortion during the recording of arterial pressureThe botto

12、m trace is the response when the pressure catheter is bent and whipped by accelerating blood in regions of high pulsatile flow.血压波形畸变正常血压波形管路中有气泡导管甩动Distortion during the recordin导管系统的缺陷传感器插入式的优点光纤压力传感器导管系统的缺陷传感器插入式的优点光纤压力传感器Schematic diagram of an intravascular fiber-optic pressure sensor. Fiber Se

13、nsor Pressure causes deflection in a thin metal membrane that modulates the coupling between the source and detector fibers. (b) Characteristic curve for the fiber-optic pressure sensor.Fiber Sensor光纤压力传感器正面窗侧面窗特性曲线Schematic diagram of an intrav有创血压（IBP）监测有创血压（IBP）监测间接血压测量听诊法（科氏音法）科氏音 柯氏音是最早使用的方法，就是

14、通过袖带加气压挤血管，使血流完全堵断，这时用听诊器听血管的波动声是没有的，然后慢慢放气至听到脉搏声，此时认为是高压即收缩压。继续放气通过听诊器能听到强而有力的脉搏声，且慢慢变轻，直至听到很平稳较正常脉搏声。这时认为血管完全未受挤压,也就是作为低压，即舒张压。 优点：测量简单 缺点：不同的人可能测出不同的结果，有时差别较大。间接血压测量听诊法（科氏音法）科氏音 柯氏音是最早振荡法振荡法自动血压计自动血压计超声多普勒方法超声多普勒方法无创血压监测无创血压监测三、血氧饱和度监护Oxygen Saturation 血氧饱和度（SaO2）SaO2(HbO2Hb) 100其中Hb=Hb+HbO2+COHb

15、+MetHb 简化为SaO2（HbO2Hb+HbO2 ）100检测动脉血中的氧含量，是判断人体呼吸系统和循环系统是否缺氧的重要指标。血氧监护在临床麻醉手术新生儿和危重病人监护应用中为医生提供了直接快速有效的临床依据，在脑外科新血管外科及新生儿早产儿监护等领域有着重要的意义。三、血氧饱和度监护Oxygen Saturation 血氧饱理论依据HbO2和HbR对红外光和近红外光的吸收曲线 血液中氧合血红蛋白HbO2和还原血红蛋白Hb对不同波长光的吸收系数是不同的。在波长600 700 nm的红光R(red)范围内，Hb的吸收系数比HbO2的大；而在波长8001 000nm的红外光IR(infra

16、red)范围内，Hb的吸收系数比HbO2的小；在805 nm处两者相同。在红光660 nm和红外光910 nm处吸收系数差异较大，目前均采用该波长附近的红光和红外光进行双谱定量分析检测。并且在红光660 nm和红外光910 nm附近，Hb和HbO2的吸收系数变化曲线都比较平坦，受二极管发光波长误差的影响也较小。所以，通常采用R 660 nm和IR 940 nm两种光源进行血氧饱和度的检测。理论依据HbO2和HbR对红外光和 血液中氧合血手指对红外线的吸收观察SO2计算公式手指对红外线的吸收观察SO2计算公式电路原理图系统结构框图电路原理图系统结构框图 脉搏血氧饱和度测量仪的发展 1932年，N

17、icolai和Kramer两位科学家研制出接近现代使用的脉搏血氧饱和度测量仪。1935年，Matthes研制了第一个双波长的耳部血氧测量探头，可以实现脉搏血氧饱和度的测量，不过这种设备测量缓慢，需要频繁校准而且不能区分动脉和静脉血流。 1942年，MilliKan使用一个加温的耳部探头的脉搏血氧饱和度测量仪，用在飞机上对飞行员测量。1949年，Wood设计的脉搏血氧饱和度测量仪将耳部的血液挤走以获得绝对零点来改进测量精度，这种设备光源稳定性要求高，每次测量需要繁琐调整，因而没有得到广泛应用。 脉搏血氧饱和度测量仪的发展 1932年，Nicolai和 1964年，Shaw设计了一种八波长的自身调

18、整的耳部血氧计，优点是避免了繁琐的调整，从650nm到1050nm的八个光波，但该设备体积较大，结构复杂，容易损坏而且价格昂贵。1972年，日本人Aoyagi用红光和红外光穿过测量部位中脉动的动脉血管，可以直接计算出脉搏血氧饱和度,采用发光二极管减少了血氧探头的体积，投入到了商业应用中。1974年，日本的青柳卓雄等人发表了脉搏血氧计测试法原理，第一台脉搏血氧饱和度测量仪OLV5100问世。1982年，Nellcor研制出一种性能更好的脉搏血氧计N-100，并形成了一种标准模式，系利用发光二极管做为光源，硅管作为光传感器，微型计算机进行信息处理，从而使脉搏血氧饱和度测量仪进入了新时代。90年代以

19、后，基于双波长的各种血氧计不断研制出来，脉搏血氧饱和度测量仪已经在临床实践上得到了广泛的应用，成为一种不可缺少的临床诊断设备。 1964年，Shaw设计了一种八波长的自身调整的耳部血氧计现代临床手术仪器手术监护仪培训课件现代临床手术仪器手术监护仪培训课件四、心排血量（CO）监测每分输出量：每分钟一侧心室射出的血量，简称心输出量或心排量（cardiac output，CO） CO = 每搏输出量（SV） x 心率（HR）正常值范围：4-8L/min临床意义: 诊断心力衰竭和低心排综合征 估计病情预后 绘制心功能曲线，分析CI（心脏指数）和PAWP（肺动脉楔压）关系，指导输血、 补液和心血管治疗。

20、四、心排血量（CO）监测每分输出量：临床意义:测量方法： 有创伤法： 染料稀释法温度稀释法 无创伤法： 心阻抗血流图 超声多普勒 食管超声心动法测量方法：稀释法稀释法-From John WebsterMedical Instrumentation Application and Design染料稀释法-From John WebsterMedical Ins温度稀释法 可采用生理盐水或5%葡萄糖水，0-30水温均可，生理盐水和肺动脉的最佳温差是10。 两次测量间隔时间：室温盐水35秒，冰盐水70秒，以使肺动脉血温回升温度稀释法 可采用生理盐水或5%葡萄糖水，0-CO 传感器连接监护仪注射液CO电缆Swans-ganz导管注射系统CO 传感器连接监护仪注射液CO电缆Swans-ganz导管现代临床手术仪器手术监护仪培训课件心阻抗血流图（Imp