医学监护仪器专家讲座

医学监护仪器专家讲座第1页一、病人监护仪器概述（PatientMonitor）病人监护仪是一个用以测量和控制病人生理参数，并可与已知设定值进行比较，假如出现超差可发出报警装置或系统。用途：测量和监视生理参数监视和处理用药及手术前后情况与临床诊疗仪器区分：必须长时间连续地监护病人生理参数。检测出改变趋势，指出病危情况。医学监护仪器专家讲座第2页伴随电子仪器和计算机技术快速发展，各种医用监护仪发展也很快，从单一生理参数监测发展到对生物电、血压、心率、呼吸、体温、血流等若干参数联合监测。从单一病床监测发展到对多个病体连续监测。医学监护仪器专家讲座第3页当代监护仪均采取了计算机技术，并利用了无损检测技术、遥测技术等，能够对大量检测数据进行实时分析、处理、显示和统计，及时报警或自动开启救护装置进行处理，甚至可对病变情况作出趋势预报。监护仪在临床中使用时，配合其它设备共同组成监护系统对病人进行监护。医学监护仪器专家讲座第4页监护系统普通由三大部分组成，一是闭路电视摄像与放像系统，监护病人活动状态；二是必要抢救设备，为整个系统执行机构，如输液装置、呼吸机、除颤器、起搏器等；三是多路生理参数监护仪，包含⑴信号检测部分（如传感器和电极等）；⑵信息处理部分（如模拟通道滤波、放大、信号变换、数字信号处理等）；⑶终端显示部分（如数据量显示、报警显示、模拟量显示等）。医学监护仪器专家讲座第5页医学监护仪器专家讲座第6页监护仪分类

1．监护仪器按结构能够分成以下四类：便携式监护仪、普通监护仪、遥测监护仪。2、依据病症分类：有冠心病自动监护仪、危重病人自动监护仪、手术室自动监护仪、手术后自动监护仪、分娩自动监护仪、新生儿早产儿自动监护仪、放射线治疗室自动监护仪、高压氧仓自动监护仪等等。

医学监护仪器专家讲座第7页3、依据使用范围分类：有床边监护仪、中央监护仪和离院监护仪三种，它们又各有智能化和非智能化之分。4、依据功效分类：单参数监护仪和多参数监护仪。

医学监护仪器专家讲座第8页二、生理参数检测常见监护生理参数⑴心电⑵心率⑶呼吸⑷血压⑸心输出量⑹体温⑺脉搏⑻血氧饱和度医学监护仪器专家讲座第9页2.1心电导联:3个或6个,最多12个电极:肢体导联3个或4个;

胸导联3个(R、L、RF）监护肢体导联和胸导联则最少5个通惯用导联Ⅱ对心电图进行连续监测，对冠心病患者，往往还需要同时监测V5导联和导联I心电图，方便不但能了解心搏情况，而且能够对心肌缺血、心肌梗塞、各种心律失常(如室颤、房颤、早搏、停博等)作出正确分析和判断。医学监护仪器专家讲座第10页心电图机和心电监护区分仪器类别通频带时间常数测量目标放大器性能要求心电图机0.05~80Hz≥3.2S心电细微结构(短时间)高心电监护1~25Hz≥0.3S心率(长时间)低医学监护仪器专家讲座第11页2.2心率心率测量是依据心电波形测定瞬时心率和平均心率瞬时心率：心电图中两个相邻R-R间期倒数平均心率：在一定时间内，求R波个数比值监护仪心率报警范围：低限：20～100次/min高限：80～240次/min检测R波是测量心率关键医学监护仪器专家讲座第12页2.3、呼吸

呼吸监护包含三个方面：呼吸波形实时显示、呼吸率（次/分钟）自动计算及潮气量（每次或每分钟吸入气体体积）自动计算及显示。常见呼吸测量方式两种：

1、热敏式呼吸测量

2、阻抗式呼吸测量医学监护仪器专家讲座第13页2.3.1、热敏式呼吸测量

用热敏电阻放在鼻孔处，当鼻孔中气流经过热敏电阻时，热敏电阻受到流动气流热交换，电阻值发生改变。医学监护仪器专家讲座第14页

对于换热表面积为A，温度为T热敏电阻，当感受到鼻孔内温度为Tf呼吸气流流动，热敏电阻上对流换热量为

是对流换热系数，Tf与人体温度靠近，且恒温。若呼吸流速大，热交换Q就大,所以，热敏电阻温度T改变也较大。

当鼻孔气流周期性地流过热敏电阻时，热敏电阻值也周期性地改变．依据这个原理，将热敏电阻接在惠斯通电桥一个桥臂上，就能够得到周期性改变电压信号，电压周期就是呼吸周期，所以，经过放大处理后能够得到呼吸率。医学监护仪器专家讲座第15页2.3.2、阻抗式呼吸测量

人体呼吸运动时，胸壁肌肉交变弛张，胸廓也交替变形，肌体组织电阻抗也交替改变，改变量为0.1~3,称为呼吸阻抗（肺阻抗）且这种阻抗改变与呼吸活动呈线性关系。医学监护仪器专家讲座第16页特点：呼吸阻抗电极与心电电极适用；电桥激励电源采取20~100kHz高频电源；【胸阻抗包含感抗、容抗和电阻，但当胸部通以50KHz~100KHz（比如62.5KHz）高频电流时，胸阻抗可等效为一纯电阻，所以，能够经过胸电阻改变来检测呼吸。】激励源为恒流源。医学监护仪器专家讲座第17页2.4、血压

血压是血管内血液对单位面积血管壁侧压力。血压包含动脉血压，毛细血管血压，中心静脉血压。我们所测量血压主要指动脉血压，它包含收缩压和舒张压。收缩压（高压）：心脏收缩时，动脉血压所到达最高数值舒张压（低压）：心脏舒张时，动脉血压下降最低数值医学监护仪器专家讲座第18页2.4、血压测量血压可进行有创检测和无创检测。有创检测采取方法为动脉插管接压力计或压力传感器，这种方法测量准确，但给病人造成痛苦，所以只在心血管手术时利用。无创检测传统方法是听诊法，又称柯氏音法，这种方法是俄国医生Korotkoff于1905年创造。医学监护仪器专家讲座第19页有创血压测量方法医学监护仪器专家讲座第20页

柯氏音法是用一个13×23cm气袖缠于上臂中部，输出管连于水银压力计，气袖下方肱动脉搏动处放置听诊器。用橡皮球向气袖打气，当袖内压大于收缩压（PS，即所谓“高压”）时，动脉被压闭。然后以2~3mmHg/秒速率放气，并监听柯氏音。柯氏音是血流经过被压闭又逐步开启动脉血管时产生断续声音。2.4.1柯氏音法医学监护仪器专家讲座第21页柯氏音分为五相，第一相对应着袖内压刚才低于收缩压，血管内开始出现断续血流时产生，所以此时水银压力计指示就是收缩压；第五相对应着袖内压刚才低地舒张压（PD，即所谓“低压”），血流在血管内开始连续经过，柯氏音由减弱变为消失，此时水银压力计指示就是舒张压。医学监护仪器专家讲座第22页20世纪70年代以来，出现了各种柯氏音法电子血压计，由微处理器控制，手动或用气泵自动打气，手动或用电磁阀自动放气，经过微音器自动监测柯氏音，并由微处理器自动判断及自动测量，由液晶数字显示收缩压、舒张压、平均压及心率等。医学监护仪器专家讲座第23页

柯氏音法关键在于区分血流声音信号，以声音改变为依据。其优点为同普通临床应用相一致，轻易被医生们认同。其缺点是测量精度低，往往需要屡次测量。基于柯氏音法电子血压计也存在该问题。电子器件拾音器易受外界噪声干扰，结果偏差较大，不能直接测量动脉平均压。所以在血压测量技术中，渐渐被振荡法所代替。医学监护仪器专家讲座第24页

测振法是70年代发展起来测量血压新方法。这种方法也象传统柯氏音法那样需要用袖带阻断动脉血流。但在放气过程中，不是检测柯氏音，而是经过压力传感器检测袖内气体振荡波。这些振荡波起源于动脉血管壁振动。理论计算和试验证实，这种振荡波与动脉壁收缩压、舒张压、平均压都有一定函数关系。2.4.2、测振法（示波法）医学监护仪器专家讲座第25页收缩压平均压舒张压医学监护仪器专家讲座第26页经过将振荡波放大、滤波后，将包络线检出，再用一定判据判断包络线与收缩压、舒张压时相对应关系。该关系普通采取经验值取得。该方法不受操作者主观影响，防止了柯氏音法易受环境干扰缺点，能准确地测出平均压。其缺点是测量时要防止上肢肌肉收缩、心房纤颤时测量数据不准确。医学监护仪器专家讲座第27页示波法血压测量系统设计图医学监护仪器专家讲座第28页血压测量模块结构图医学监护仪器专家讲座第29页压力放大部分气动部分医学监护仪器专家讲座第30页示波法血压测量软件流程医学监护仪器专家讲座第31页2.4.3超声波法超声波法测量血压结构图医学监护仪器专家讲座第32页

无创动态血压监测最早由llinman等1962年研制并应用于临床。开始为半自动式，伴随电子技术飞速发展，美国首先研制和应用全自动型动态血压监护仪。该仪器可在1～60分钟内随意调整充气间隔时间。我国于1992年亦研制成功，应用比较广泛厂家有北京同仁光电技术企业、长春曙光、中健电子等厂家产品。其中北京同仁光电技术企业还推出与心电图同时统计仪器，能够观察心肌缺血，心律失常与血压改变之间因果或次序关系，有很大临床价值。

另外基于脉搏传递时间，动脉容积钳制法、动脉压力测量法等无创连续血压测量。但这些方法还在研究当中，含有辽阔前景。医学监护仪器专家讲座第33页2.5心输出量心输出量是指心脏在单位时间内输出血量（L/min）。它是衡量心功效主要指标。每搏输出量(StrokeVolume)：每次心搏血液输出量。心输出量=每搏输出量心率医学监护仪器专家讲座第34页心输出量测量方法:在监护仪中，心输出量测量常采取热稀释法，该方法采取冷液（生理盐水或葡萄糖液）做为指示剂，热敏电阻为传感器。漂浮导管由心房插入肺动脉，将冷液注入右心房，当冷液与血流混合后将会发生温度改变，混合后液体进入肺动脉时，温度改变由导管前端热敏电阻检出，依据注入时刻和混合后温度能够计算出心输出量，这种方法可高精度重复测量不一样时间心输出量，其测量间隙最短可达2分钟。医学监护仪器专家讲座第35页医学监护仪器专家讲座第36页热稀释法

热稀释采取冷生理盐水作为指示剂，含有热敏电阻Swan－Ganz漂浮导管作为心导管。热敏电阻置于肺动脉，向右心房注人冷生理盐水。心输出量可由Stewart－Hamilton方程确定：

1.08是由注人冷生理盐水和血液比热及密度相关常数，b0是单位换算系数，CT是相关系数，Vi和Ti是冷生理盐水注入量和温度，Tb和Tb是血液温度和改变量。冷生理盐水能够用0～4C冰水液，也可用19～25C室温液。医学监护仪器专家讲座第37页除了上述有创热稀释法外还有以下几个方法：1、微创测量方法，其经典代表是超声多普勒法;2、无创测量方法，包含心血管磁共振成像法、部分CO2重呼吸法、心阻抗图法和脉搏波描记法;3、针对动态测量需求，主要由心阻抗图法和脉搏波描记法等发展而来穿戴式和移动式心输出量测量技术。医学监护仪器专家讲座第38页2.6体温体温是了解生命状态主要指标。监护仪中，体温测量常采取热敏电阻作为温度传感器，采取电桥作为检测电路。现在已经有集成化测温电路可供选取。比如：PT100，在0℃时电阻为100Ω，温度每升高1℃，电阻改变0.39Ω。在一些特殊场所，为了防止交叉传染，亦能够采取红外非接触测温技术。监护仪中，测温精度应在0.1℃，应有较快测温响应。医学监护仪器专家讲座第39页红外测温除了在医学领域外，在航天，供电，热能等众多领域得到广泛利用。医学监护仪器专家讲座第40页医学监护仪器专家讲座第41页2.7脉搏脉搏包含血管血压、容积、位移和管壁张力等各种物理量惯用传感器：光电容积式、压电式、心电信号中提取医学监护仪器专家讲座第42页压电式则采取压电传感器，压电放在脉搏跳动显著处，将压力信号转换为电信号输出。经过放大、滤波、采集、显示输出。近年来光电检测技术在临床医学应用中发展很快，这主要是因为光能避开强烈电磁干扰,含有很高绝缘性，且可非侵入地检测病人各种症状信息。用光电法提取指尖脉搏光信息受到了从事生物医学仪器工作教授和学者重视。医学监护仪器专家讲座第43页光电容积法主要采取光电式传感器测量脉搏，该传感器主要由发光二级管和光敏二极管组成，其测量原理是：发光二极管发出光透射过手指，经过手指组织血液吸收和衰减，由光敏二极管接收。因为手指动脉血在血液循环过程中呈周期性脉动改变，所以它对光吸收和衰减也是周期性脉动，于是光敏二极管输出信号改变也就反应了动脉血脉动改变。放大处理采集显示光电转换放大整形计数显示发光接收医学监护仪器专家讲座第44页2.8呼吸末二氧化碳（PetCO2）监护呼吸末二氧化碳（PetCO2）是麻醉患者和呼吸代谢系统疾病患者主要检测指标。监测呼气末二氧化碳浓度，不但可监测通气而且能反应肺血流，含有没有创及连续监测优点，从而降低血气分析次数。医学监护仪器专家讲座第45页CO2测量主要采取红外吸收法，即不一样浓度CO2对特定红外光吸收程度不一样。因CO2能吸收4.3μm红外线，用红外线透照测试气样后，光电换能元件能探测到红外线衰减程度，所获取信号与参比气信号比较，就能得到CO2浓度。

医学监护仪器专家讲座第46页CO2监护由主流式和旁流式两种。主流式直接将气体传感器放置在病人呼吸气路导管中，直接对呼吸气体中CO2进行浓度转换，然后将电信号送入监护仪进行分析处理，得到PetCO2参数；旁流式光学传感器置于监护仪内，由气体采样管实时抽取病人呼吸气体样品，经气水分离器，去除呼吸气体中水分，送入监护仪中进行CO2分析。医学监护仪器专家讲座第47页2.9血氧饱和度

经过肺循环，红细胞中血红蛋白与氧结合成合氧血红蛋白，然后经过动脉血流输送到人体各个部分。

血氧饱和度是指100ml血液中血红蛋白实际结合氧与能够结合氧最大量比值。该指标是衡量呼吸系统、循环系统是否正常主要临床指标。传统测量血氧饱和度方法是使用分光光度计进行抽血化验。医学监护仪器专家讲座第48页血氧饱和度测量当前广泛应用透射法（或反射法）双波长（红光R：660nm和红外光IR：920nm）光电检测技术，检测红光和红外光经过动脉血光吸收引发交变成份之比IIR/IR和非脉动组织（表皮、肌肉、静脉血等）引发光吸收稳定分量（直流）值，经过计算可得到血氧饱和度值SaO2。医学监护仪器专家讲座第49页因为光电信号脉动规律与心脏搏动规律一致，所以依据检出信号周期可同时确定脉率，因而亦称该方法为脉搏血氧饱和度测量。下列图为血氧饱和度测量时手指安放方法。医学监护仪器专家讲座第50页测量原理

透射法:依据郎伯-比尔定律，当一束光照射到某种物质溶液上时，物质对光有一定吸收衰减，透射光强I与入射光强I0之间有以下关系：

I=I0e-cd式中，为物质吸光系数，c为溶液浓度，d为光穿过路径。医学监护仪器专家讲座第51页I0/I比值对数称为吸光度D，所以上式可表示为：

D=ln（I0/I）=cd若保持光路径不变，吸光度便与物质吸光系数和溶液浓度成正比。医学监护仪器专家讲座第52页血液中氧合血红蛋白（HbO2）和还原血红蛋白（Hb）对不一样波长光吸收系数不一样，在波长为600nm～700nm红光区，Hb吸收系数比HbO2大；而在波长为800nm～1000nm近红外区，HbO2吸收系数比Hb大；在805nm附近是等吸收点。医学监护仪器专家讲座第53页医学监护仪器专家讲座第54页测量方法

氧合血红蛋白和非氧合血红蛋白对不一样波长红光和红外光吸收存在差异，且每次脉搏搏动时，动脉血容量改变造成对不一样波长光吸收含有波动成份。所以采取两个波长红光和红外发光器件依时序发红光——不发光——红外光——不发光，交替工作。医学监护仪器专家讲座第55页医学监护仪器专家讲座第56页医学监护仪器专家讲座第57页不发光时光敏二极管检测到背景光和干扰信号产生电流，发红光和红外光时光敏二极管检测到是透射过人体组织透射光光电流以及背景光和干扰信号产生光电流之和，经过差动放大器能够滤掉背景光和干扰信号产生影响，得到发红光和红外光时透射光光电流。深入经过信号分离能够得到红光和红外光透射信号直流和脉动分量(IDC)R,(IDC)IR,(IAC)R,(IAC)IR医学监护仪器专家讲座第58页

求出系数R=(IAC/IDC)R/(IAC/IDC)IR

经验公式：血氧饱和度

SaO2=AR2+BR+C

式中A、B、C为经验常数医学监护仪器专家讲座第59页2.10心音检测

心音是因为心脏瓣膜开关、肌腱和肌肉舒缩、血流冲击及心血管壁振动而产生一个复合音。心音电子检测方法是经过心音传感器（一个磁电式空气传导传感器）检测心音信号，并经过放大器放大及低通滤波后，送慢扫描示波显示心音波形，或用描记器描记出心音波形，叫心音图。心音主要频谱在40Hz～100Hz之间，异常心音频谱可达数百Hz。医学监护仪器专家讲座第60页心音小波分解信号滤波后心音信号心音原始信号医学监护仪器专家讲座第61页3.3床边监护仪（BedsideMonitor）床边监护仪是设置在床边与病人相连监护仪，它能够监测心电、血压、呼吸、体温、心功效和血气等各种生理参数。医学监护仪器专家讲座第62页3.3.1单参数床边心电监护

心电监护仪能够对心脏病患者施行实时、连续地监视心电波形，并给予显示。在心电、心率出现异常时会自动发出警报，自动统计出报警时心电波形，这是心电监护仪基本功效。这种仪器特点是应用微型计算机做数据处理，依据建立起数理模型做出自动诊疗。医学监护仪器专家讲座第63页床旁心电监护仪框图

医学监护仪器专家讲座第64页单导心电监护仪医学监护仪器专家讲座第65页医学监护仪器专家讲座第66页心率检测电路组成除颤抑制电路心电滤波电路半波整流电路阈值电路比较电路单稳电路心率计数电路医学监护仪器专家讲座第67页3.3.2多参数床边监护仪多参数床边监护仪大多采取插件式结构，配置十分灵活，且相对独立，经过改变设置，能够作为床边监护仪，也能够作为中心监护仪。以90303B床边监护仪为例介绍多参数床边监护仪结构。医学监护仪器专家讲座第68页医学监护仪器专家讲座第69页病人数据由功效插件采集并转换成数字信号模式，经过SDLC总线经接口板传送至监护仪主机。送入主机数据是由监护仪CPU依据程序存放器中程序处理，主CPU板包含动态RAM（DRAM）暂时存放数据。ROM包存放是处理程序、操作系统以及用户和主机诊疗程序。机-机之间数据通讯是经过以太网来实现。医学监护仪器专家讲座第70页SDLC同时数据联接控制（数据链网络通讯规程）SDLC是IBM企业70年代发展一项通讯协议，它是一个速率达2兆位/秒双向串行总线。在底板上SDLC接口，由CPU板上第一级远程通用外设接口（RemoteUniversalPeripheralInterface，RUPI）控制，每个功效插件CPU上还有第二级RUPI，由第一级控制通讯。医学监护仪器专家讲座第71页医学监护仪器专家讲座第72页总线医学仪器中微机系统，从组成结构上能够分成面向中央处理器（即以CPU为中心）和面向总线（即以总线为中心）两大类。以总线为中心结构中，各部件之间通讯，只经总线（虽也受CPU控制，但基本上不影响CPU工作），惯用于高性能医学微机系统中。医学监护仪器专家讲座第73页总线种类一是把各种不一样器件连接在一起组成不一样功效插件芯片总线；二是把微机系统中各插件板相互连接起来板间总线，或称系统总线，用于微机内部，又称内部总线；三是用于将设备系统相互连接起来，组成智能化很强医学信号处理和临床研究大系统通讯总线，又称外总线。医学监护仪器专家讲座第74页面向微处理器结构在8位机单功效医学仪器中使用较多，它以中央处理器CPU为中心，各部件之间通讯都要经过CPU或设置专用信息通路。(主CPU和模块CPU之间多采取中止方式进行通讯)医学监护仪器专家讲座第75页医学监护仪器专家讲座第76页各种模块怎样组合最为适当？医学监护仪器专家讲座第77页传统监护仪设备普通是基于总线结构，其原因是在于早期CPU性能较弱，无法满足监护仪多参数信息处理要求。而现在CPU性能日趋强大，发展快速，尤其以ARM内核嵌入式系统CPU功效十分强大，当代监护仪将逐步以CPU为关键设计，从而在确保性能情况下，结构日趋简单，价格愈加廉价。医学监护仪器专家讲座第78页迈瑞PM9000监护仪结构医学监护仪器专家讲座第79页Coldfire5260FPGA显示AM79C961网络通信FLASHDRAMEPROM血压，按键，统计仪心电，呼吸，体温血氧串口串口串口主控板医学监护仪器专家讲座第80页监护仪基本性能参数以科瑞康企业PC9000为例心电参数医学监护仪器专家讲座第81页呼吸体温医学监护仪器专家讲座第82页无创血压医学监护仪器专家讲座第83页血氧呼吸医学监护仪器专家讲座第84页其它要求医学监护仪器专家讲座第85页医学监护仪器专家讲座第86页医学监护仪器专家讲座第87页医学监护仪器专家讲座第88页医学监护仪器专家讲座第89页医学监护仪器专家讲座第90页3.4中央监护系统常在CCU和ICU中采取对多床位危重病人实施24小时实时、连续监测将多个床边监护仪送来病人生理、生化信息及其改变集中分析、处理和管理以提升仪器利用效率.医学监护仪器专家讲座第91页3.4.1多参数中央监护系统中央监护系统由一台中央监护仪和若干台床边监护仪组成，床边监护仪和中央监护仪间由接口电路和数据通信线路连接，中央监护仪也可发送控制指令至床边监护仪，直接控制其工作，床边超限报警信号也可同时出现在中央监护仪上，并指出对应床号和生命指征参数。医学监护仪器专家讲座第92页医学监护仪器专家讲座第93页信息怎样传递通信？医学监护仪器专家讲座第94页中央监护系统通信方式

1、以太网——基带局域网10Mb/s载波监听多路访问/冲突检测同轴电缆、集线器、网桥和交换机IEEE802.3标准总线式结构监护仪之间采取网络连接，传统有线网络，当前无线网络传输开始起步，网络有技术成熟，使用方便，数据量大等优势。不过也存在传输距离近，信号易受阻挡等缺点。医学监护仪器专家讲座第95页2、蓝牙

蓝牙是一个支持设备短距离通信（普通10m内）无线电技术。能在包含移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间通信，从而数据传输变得愈加快速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采取分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用2.4GHzISM（即工业、科学、医学）频段。其数据速率为1Mbps。采取时分双工传输方案实现全双工传输。医学监护仪器专家讲座第96页蓝牙组成：

无线单元链路控制单元链路管理软件功效优势：

抗干扰能力强，采取调频技术。

通用性强，使用范围广。不足：

传输距离短，普通只有10m，最大100m。

医学监护仪器专家讲座第97页3、无线电通信——利用电磁波远距离传送生理数据频分制遥测系统时分制遥测系统脉冲编码制遥测系统优点：技术成熟，传输距离远。缺点：结构复杂，传输信息量不足。医学监护仪器专家讲座第98页3.5

动态监护（AmbulatoryMonitor）一、动态心电仪（又叫Holter）为了及时发觉和治疗早期心脏病和各类隐性、偶发性心律失常、心肌局部缺血，就必须有一个心电图仪能携带在病人身上，在病人正常工作、生活情况下，２４小时以上长时间对病人进行检测，随时捕捉病人在工作担心劳累或精神受到刺激、情绪激动或特殊状态下心脏发生病变反应。医学监护仪器专家讲座第99页五十年代末，美国科学家Holter首先创造了这种心电仪，人们叫它为Holter心电仪或叫动态心电仪，这种技术在临床上可实现“长时间”，“动态”统计心电图，就称为动态心电图（dynamicelectrocardiogram，DCG）。医学监护仪器专家讲座第100页动态心电图监护仪主要分为三类。第一类是长时间统计后再将所统计心电图传入专用计算机进行回顾分析；第二类是当分析出患者出现异常心电图时统计下该时刻片段心电图，故又称片段式心电监护仪，这种仪器普通能发生报警信息，但不能统计完整心电图；第三类是既能统计完整２４小时心电图又含有实时分析能力，当患者发生恶性心律失常时仪器能够发出报警.

医学监护仪器专家讲座第101页Holter系统利用统计器将心电图调制后统计在存放介质上，病人把统计器带在身上后，能够回家正常地生活工作，期间可统计下24小时心电图，然后再送回医院，由专用计算机控制回放仪进行回放分析和诊疗。Holter系统由两部分组成：⑴心电统计器。⑵心电回放仪。医学监护仪器专家讲座第102页医学监护仪器专家讲座第103页统计器统计时采取低速统计，而在回放时以高速回放(×60或×120)，方便在很短时间内分析完24小时心电图。计算机可自动高速处理心电数据，检测心律不齐，当捕捉到异常心律时又能以慢速(×2)回放，方便医生进行仔细地观察。心电回放仪实际上是一个高性能心律失常分析仪。Holter系统能检测出短时间发作异常心电，是当前尤其适合用于诊疗冠心病仪器。医学监护仪器专家讲座第104页功效依据心电波R—R间期、QRS波宽、幅度大小等特征量进行实时分析，判断并有选择地存放统计。能够诊疗室颤、心动过缓、漏博、停博、早博、RonT等10各种心律失常病症。医学监护仪器专家讲座第105页固态存贮式Holter系统

医学监护仪器专家讲座第106页智能Holter系统

因为佩带式心电统计器特点之一是必须使用电池供电，所以在硬件电路上要考虑尽可能地省电，以延长电池寿命。伴随微计算机技术快速发展，低功耗CMOS微机集成电路研制成功，为研制智能Holter系统提供了条件。医学监护仪器专家讲座第107页普通Holter系统只能统计24小时心电图，而其中绝大部分又是没用，因为许多病人危险心脏病心电信号可能若干天或若干星期才发生一次。所以需要研制一个能自动识别不正常心电信号佩带器，方便较长时间地统计不正常心电图。医学监护仪器专家讲座第108页

智能Holter系统因为将低功耗微处理器装入磁带统计器中，能够自动分析心电信号，只有当发生不正常心电时才开启统计器统计，同时发出声光报警信号。一旦心电恢复正常便自动停顿统计。因为这种智能Holter系统统计心电信号时间短，所以也能够用较少容量存贮器RAM存放心电数据而不需要进行数据压缩。医学监护仪器专家讲座第109页智能Holter系统统计器

医学监护仪器专家讲座第110页智能Holter算法QRS波检测1.数字滤波

在心电信号拾取，放大及变换过程中，会引发各种干扰。用数字滤波对经过A/D转换后心电信号进行滤波和平整。 抑制50Hz工频干扰采取5点对称数字滤波器，即:医学监护仪器专家讲座第111页2.QRS波检测方法

QRS波群准确检测一直是心电信号自动分析焦点和难点。当前QRS波检测方法主要有:差分法、带通滤波法、小波变换、形态学、长度和能量变换等;另外还有一些新兴研究方法如人工神经网络、遗传算法、句式分析、隐Markov模型、匹配滤波、Hilbert变换、心电模板、过零检测等,各种技术交叉融合趋势也日趋显著。其中差分法是最简单，最快速测量方法。医学监护仪器专家讲座第112页QRS波检测

（1）技术处理 求出绝对微分数据形式:

为了便于设计识别区分点程序，把上式修改成求绝对微分数据形式：医学监护仪器专家讲座第113页（2）QRS波检测先求出多个心电周期内微分数据最大值。由最大值定出阈值1，应确保能识别每一个QRS波群超出阈值1时刻作为R波代表点，表明已进入QRS波群。然后逆方向（P波方向）求微分值小于某一值（阈值2）点，3个采样点期间内连续小于阈值2那些点最终一点作为QRS波起点。QRS波终点识别与起点相同。起点与终点间期定义为QRS波宽度。医学监护仪器专家讲座第114页QRS波处理医学监护仪器专家讲座第115页（3）R波检测

在原始心电图中，从识别出QRS波起点开始，求200ms内数据为最大值点作为R波顶点，两个相邻R波顶点之间间隔即为R-R间隔。医学监护仪器专家讲座第116页3.R波高度赔偿

因为A/D采样不一定恰好采到R波峰值上，故需对R波进行高度赔偿。设R波上升和下降斜率基本相同，而计算机对R波采样高度为a。(1)采样点正落在R波峰值上,a-a-1=a-a+1,则VR=a.(2)采样点在R波上升沿,a-a-1≠a-a+1，则VR=a+|a+1-a-1|/2(3)采样点在R波下降沿,a-a-1≠a-a+1，则VR=a+|a+1-a-1|/2(4)采样点在R波下降沿,a-a-1=0,则VR=a+(a-1-a-2)/2(5)采样点在R波上升沿,a-a+1=0，则VR=a+(a+1-a+2)/2

医学监护仪器专家讲座第117页R波高度赔偿示意图医学监护仪器专家讲座第118页4.心电数据压缩算法目标:降低数据量，而又不至于使主要信息失真。

方法：小波变换，复合编码，DCT压缩等等。医学监护仪器专家讲座第119页二、动态血压监测(AmbulatoryBloodpressureMonitoring,ABPM)可提供24小时或更长时间多个血压测量值，含有更加好重复性，较少受心理行为和抚慰剂影响，可评定治疗过程中休息及活动状态下血压总体水平和昼夜节律以及药品作用连续时间。同时进行动态心电图和ABPM可观察冠心病、心绞痛、心率失常与血压升高与降低之间因果和时间次序关系医学监护仪器专家讲座第120页测量方法：1、直接测量：经皮穿刺动脉内留置5cm长导管，直接与传感器相连，测压后统计在统计仪上，24h能够提供8000个-1个监测值，准确度高、受外界干扰少；但为有创，需要肝素抗凝。2、间接测量：全自动无创连续测量，袖带固定在患者右上肢，以5min、15min或30min自动测试，24小时可提供125次-200次监测值。袖带固定侧上肢在自动测量时应保持相对静止放松状态。医学监护仪器专家讲座第121页三、远程监护远程监护是指检测病人各项生理参数，然后利用通信网络将检测数据释放到异地进行远程诊疗病人监护技术。远程监护技术缩短了医生和病人之间距离，医生能够依据这些远地传来生理信息为患者提供及时医疗服务。医学监护仪器专家讲座第122页1．临床意义（1）有利于医疗资源共享，处理偏远地域病人就医问题，减轻病人负担。（2）对自理能力较差老年人和残疾人日常生活状态实施远程监护，不但能提升医护人员护理水平和患者生活质量，还能够评定监护对象独立生活能力和健康情况。（3）远程监护能够在患者熟悉环境中进行，降低了患者心理压力，提升了诊疗准确性。（4）对健康人