第6章-医用监护仪

山东医学高等专科学校医用电子仪器分析与维护第六章医用监护仪医用监护仪器概述常用生理参数测量原理多参数床边监护仪中央监护系统动态心电监护仪动态血压监护仪山东医专医学影像系6.1医用监护仪器概述第一节医用监护仪器概述1、什么是监护仪？能够对人体的生理参数进行长时间连续监测，并且能够对检测结果进行存储、显示、分析和控制，出现异常情况时能够发出警报提醒医护人员及时进行处理。2、监护仪的意义和作用24小时连续测量和监护病人的生理参数；指标超标报警；提供治疗依据。山东医专医学影像系6.1医用监护仪器概述3、监护仪测量参数心电、呼吸(呼吸率)、血压（有无创和有创两种）、血氧饱和度、脉率、体温、呼吸末二氧化碳、呼吸力学、麻醉气体、心输出量、脑电双频指数等（频率和功率，测定脑电镇静情况）山东医专医学影像系6.1医用监护仪器概述

4、监护仪临床应用范围手术中和手术后的监护；分娩监护和胎儿监护；危重病人的监护；恢复期病人的监护；治疗病人（肾透析、高压氧舱、放射线治疗、精神病等）的监护；为确诊所进行的长期监护。山东医专医学影像系6.1医用监护仪器概述按检测参数分类：⑴单参数监护仪；⑵多参数监护仪。按使用范围分类：⑴床边监护仪；⑵中央监护仪；⑶离院监护仪。（遥测监护仪）按功能分类：⑴通用监护仪；（床边监护仪）⑵专用监护仪。如麻醉监护山东医专医学影像系5、医用监护仪分类6.1医用监护仪器概述按仪器接收方式分类：⑴有线监护仪；⑵无线遥测监护仪。按监护仪作用分类：监护用普通监护仪抢救、治疗用监护仪。按仪器构造功能分类：一体式监护仪；插件式监护仪。山东医专医学影像系5、医用监护仪分类6.1医用监护仪器概述监护仪的结构（正面）山东医专医学影像系信息区波形区电源开关POWER充电灯CHARGE操作菜单栏参数区6.1医用监护仪器概述监护仪的结构(背面)山东医专医学影像系排风口网络接口等电位接口模拟输出接口电源接口保险丝

扬声器

6.1医用监护仪器概述山东医专医学影像系6、自动监护系统原理框图通讯接口工业电视摄像与放像智能监护仪6.1医用监护仪器概述6、医用监护系统组成（5部分）传感器与电极；多路模拟处理系统计算机系统信号的记录报警、显示以及治疗部分（有的带遥测部分及摄像机）山东医专医学影像系6.1医用监护仪器概述6、医用监护系统组成（5部分）山东医专医学影像系A）传感器与电极用以获取各种生理参数。监护系统中的传感器要求能长期稳定地检出被测参数，不能给病人带来痛苦和不适等。B）多路模拟处理系统放大信号；减少噪声和干扰，提高信噪比；实现采样、调制、解调、阻抗匹配等。6.1医用监护仪器概述6、医用监护系统组成（5部分）山东医专医学影像系C）计算机系统医用监护仪器的控制核心，信号的存储、运算、分析及诊断。⑴阈值比较；⑵计算；⑶分析；⑷建模D）信号的显示、记录和报警指针式指示器、数字显示器、示波器等显示方式；报警装置主要分音响和视觉两类报警器。永久记录的各种记录复制装置。E）治疗部分有待完善6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系1、心电心电监护是监护仪最基本的监护参数。A)测量原理心电监护原理与常规心电图机的检测原理基本相同。监护仪一般能监护3～6个导联，标准Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ导联及加压导联aVR、aVL、aVF，能同时显示其中的一个或两个导联的波形。功能强大的监护仪可监护12个心电导联。最简单的监护仪一般有3个监护电极。第二节常用生理参数测量原理6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系

监护导联标准：三导与五导心电三导心电电缆采用三根导联线，分别粘贴在左上肢、右上肢、左下肢，只能监测出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ导心电。1、心电五导心电电缆采用五根导联线，分别粘贴在左上肢、右上肢、左下肢、右下肢（参考电极）、胸部，可以监测Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、aVR、aVL、aVF及胸导。山东医专医学影像系标准电极右臂R、右上胸部左臂L、左上胸部左腿F、左下胸部右腿N、右下胸部胸部或V1～V6AHA白色黑色红色绿色棕色IEC红色黄色绿色黑色白色1、心电监护导联标准：AHA(美国心脏协会)、IEC(国际电工委员会)B)影响ECG精确测量的因素⑴电极放置正确；⑵电极与皮肤接触良好；⑶导联选择正确；⑷排除外部干扰。6.2常用生理参数测量原理6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系三电极和五电极美标接法欧标接法6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系1、心电心电监护与心电图机检测区别检测原理基本相同，监护仪的心电波形一般不能提供更细微的结构，监护仪监护目的是长时间、实时地监测患者的心率情况。两种仪器在测量电路中，放大器的通带宽度及时间常数都不一样。监护仪通频带：1－25Hz时间常数：>=0.3s6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系2、心率什么是心率？

指心脏每分钟搏动的次数。健康的成年人在安静状态下正常范围为60～100次／min。在不同生理条件下，心率最低可到40～50次／min，最高可到200次／min。监护仪心率报警范围：低限20～100次／min，高限为80～240次／min。心率测量:

根据心电波形测定瞬时心率和平均心率。6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系瞬时心率是指心电图两个相邻R-R间期的倒数。即平均心率是在已知时间内计算脉搏数，即用R波个数来决定。即：心率测量关键识别QRS波。对心电信号h(t)进行微分得：若微分值e(t)大于阈值E，则可确定该时刻的心电图波为R波。6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系3、有创血压-危重病人血液动力学监测的主要手段测量体内部位：肺静脉、毛细血管。传感器直接与血液连接，最准确测量血压；有创血压测量临床意义:重症病人及功能障碍病人（无法采用无创法测量）经常需要抽取血液样品的病人测量原理及方法：采用液体传导压力的方法。在回路一端使用传感器传导使用穿刺针穿刺，将导管放置于血管内导管内充满液体，一端与血液相连，一端与传感器相连传感器将压力势能转化为电能6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系

有创血压测量示意图6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系4、无创血压---估计心血管功能的最常用办法人工监测：听诊法、触诊法电子方法：指容积脉搏波法、动脉张力测量法、振动测量法振动测量法的原理：1、前提是有规则的动脉压力脉动2、袖带充气到一定压力阻断动脉血流3、随着袖带内压力的减少血管:完全阻断--逐渐开放--完全开放4、动脉血管壁搏动使袖带内气体产生振荡5、振幅最强-----平均动脉压6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系测量注意事项：袖带尺寸、位置、松紧程度放气速度听诊间隙的影响肥胖病人将偏高肌肉颤动及手臂有动作将影响测量不适于进行测量的病人：严重低血压病人血压不稳定的病人休克病人镰状细胞疾病或任何皮肤伤害或预期会发生伤害的病人6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系5、呼吸--辅助监测病人的通气情况

临床意义测量呼吸频率及呼吸波形了解病人的通气情况监测窒息测量原理呼吸过程中胸廓发生容积变化，同时胸廓阻抗发生变化使用心电电极提取胸廓阻抗测量方法阻抗法直接测量呼吸气流法（热敏式呼吸测量）气道压力法6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系A）阻抗式呼吸测量阻抗式呼吸测量就是根据肺阻抗的变化而设计的。主要有：电桥法、调制法、恒压源法、恒流源法B）热敏式呼吸测量热敏电阻置于鼻腔内，呼吸气流通过热敏电阻使阻值发生周期性的变化。调零电阻6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系C）气道压力法---将压力传感器置于或连通气道。传感器气道压电信号影响呼吸测量的因素

放置电极不当皮肤接触不良导致信号不良外部干扰。如：病人的移动、骨骼、器官、起搏器的活动、电外科手术器械的干扰。6、血氧饱和度---评估动脉氧合功能,是麻醉病人监测的内容血氧饱和度：血液中氧合血红蛋白容量占全部血红蛋白容量的百分比。血氧的测量原理：

氧合血红蛋白及血红蛋白对红光和红外光吸收率差别很大。红光：660nm分子吸收系数不宜区分红外光：940nm分子吸收系数可区分6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系血红蛋白对光的吸收曲线6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系血氧测量的方法：光学法、电化学法光学法电化学法透射法：局限在指尖和耳垂部位透射深度有限的部位反射法：全身各处肌肉组织氧含量的测量血气分析法：采集血样影响血氧饱和度精确测量的因素不正确的位置；脉动太低；如休克病人…光线干扰人为的移动与脉动具有相同的频率6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系7、体温监护测量方法：采用负温度系数的热敏电阻作为温度传感器。测量线路是惠斯通电桥；温度探头：（1）体表：腋下（2）体腔：直肠或口腔影响体温测量的因素：⑴刻度准确性；⑵没有适当的参考标准来对体温计进行校准；⑶测量的解剖部位的选择；⑷环境因素；⑸病人的活动和移动。6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系8、呼吸末二氧化碳监护

麻醉患者和呼吸代谢系统疾病患者的重要检测指标测量方法：红外线测量法、质谱法、散射分析法、声光分光法、化学指示剂法红外吸收法测量原理：不同浓度的CO2对特定红外光吸收程度不同。通常采用4.3nm的红外光6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系临床意义呼气末CO2的改变反映了机体代谢、循环、呼吸、气道和通气系统功能的变化全麻期间或使用呼吸机时，可根据呼气末CO2来调节通气量，避免发生通气不足或过度使用呼吸机时，通过呼气末CO2的监测可以及时发现呼吸机的一些机械故障对调节呼吸机的参数和指导呼吸机的撤离起意义通过监测判断胸外心脏按压是否有效6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系主流式：气体传感器直接放置在呼吸回路导管内。呼吸末CO2监护方式：主流式和旁流式优点：波形失真少，反应速度快且准确度高，缺点：有一定重量、容易损坏；不能用于自主呼吸病人；需要加热到40度，防止水汽沉积。主流式测量回路示意图6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系旁流式：气体传感器在监护仪内，采用具有流量调节的泵将样品送至测量腔优点：外部接口少，体积小缺点：灵敏度低，不能测量通气少的病人，如新生儿旁流式测量回路示意图6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系影响CO2测量精度因素

病人呼吸的温度；病人呼吸过程中水蒸气的含量；测量点的大气压；其他气体，如空气中的N2O和O2。呼吸末二氧化碳的正常值为35～45㎜Hg6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系9、心输出量：心脏每分钟射出的血量。反映病人心功能的一个重要参数指标。心输出量测量原理：通过某种方式将一定量的指示剂注入到血液中，经过血液扩散，测定指示剂变化，计算心输出量。测量方法：Fick法、热稀释法。Fick法：指示剂为氧，肺毛细血管与肺泡之间氧交换量与肺血流量成正比。

dv/dt:吸入氧气量与呼出氧气量之差Ca:肺动脉氧浓度

Cv:肺静脉氧浓度

6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系⑴生理条件、⑵导管条件、⑶注射因素。一般要连续做3次，取其平均值。影响心输出量测量的因素热稀释法：导管经右心房插入到肺动脉，导管的前端有温度传感器;指示剂为生理盐水或葡萄糖液;该冷溶液与血液混合后就会发生温度变化，被导管前端的温度传感器所感知;根据注入的时刻和液体混合后温度的变化情况，监护仪就可以计算出心输出量和其他血液动力学指标。6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系10、脉搏脉搏：是动脉血管随心脏舒缩而周期性搏动的现象。脉搏包含血管内压、容积、位移和管壁张力等多种物理量的变化。脉搏测量有几种方法：A)从心电信号中提取；B)从测量血压时压力传感器测到的波动来计算脉率；C)光电容积法。6.2常用生理参数测量原理山东医专医学影像系光电容积法测量脉搏传感器由光源和光电变换器两部分组成，它夹在病人指尖或耳廓上;光源用发光二极管，其光谱在6×10-7～7×10-7m;10、脉搏动脉搏动充血容积变化时，改变了这束光的透光率;光电变换器接收经组织透射或反射的光，转变为电信号送放大器放大和输出;光电变换器的电信号变化周期就是脉搏率。6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系床边监护仪床边监护仪是设置在床边与病人相连的监护仪，它可以监测心电、血压、呼吸、体温、心功能和血气等各种生理参数，对心电的监测是它主要的功能。床边监护仪分类单参数床边监护仪（心电监护仪）多参数床边监护仪多参数床边监护仪特点采用插件式结构，配置灵活，相对独立；通过改变设置，可以作为床边监护仪，也可以作为中心监护仪。6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系1、便携式多参数监护PM-9000特点：12.1”彩色高清晰TFT显示8通道声光报警标配：ECG、血氧饱和度(SPO2)无创血压(NIBP)功能键FREEZE冻结键\SILENCE消音键\REC记录/停止键\START(测血压开始键)\MENU迈瑞PM9000监护仪外观6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系PM-9000监护仪界面演示6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系PM9000彩色多参数监护仪监护项目心电ECG：心率HR，二道心电波，呼吸Resp：呼吸率RR，呼吸波形血氧SPO2：血氧SPO2，脉率PR血压NIBP：收缩压NS，舒张压ND，平均压NM体温Temp:第一通道T1,第二通道T2，两通道体温差有创血压IBP：两道；收缩压SYS，舒张压DIA，平均压MAP心输出量CO二氧化碳CO26.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系PM-9000便携式的监护参数以参数模块为基本单元获取信号，通过转接板把结果送给主控板，完成数据与波形的处理和显示。主控板的命令和模块的状态信息也通过转接板进行传递。转接板还实现电源的转接和变换6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系一、PM-9000硬件的结构和工作原理1、电源板：隔离型反激式多路输出功能：充电、电压及电池检测、多组电压输出PM9000电源板电路结构框图17.6V5V7.3V12V6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系2、主控板主控板CPU/存储器：Motorola公司的嵌入式控制器Coldfire5206，工作时钟32MHz显示控制电路：液晶显示屏和外接显示VGA网络控制电路：AMD专用芯片AM79C961I/O接口电路：5个异步串口，连接各测量模块6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系3、心电/呼吸/体温板缓冲放大\导联脱落起搏脉冲检测体温探头、采样切换、放大滤波胸阻抗变化前置调制、载波、后级放大解调、滤波单片机89C52A/D转换MAX191电气隔离信号隔离接口：P1，心电传感器P3，体温探头接口P01，主控板接口测试点序号测试点信号说明TP1心电主放通道一的输出心电波信号TP2心电主放通道二的输出心电波信号TP3起搏脉冲检出电路输出信号TP4呼吸电路输出的呼吸波信号TP5模拟+5V电源，+5V±5%TP6模拟-5V电源，-5V±5%TP7VDD电源，+5V±1%6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系4、血氧板透射光接受隔离串口通讯及电源程控增益差分放大偏置电路A/D采样光驱动电路CPU及外周电路受测部位Zilog的Z80180芯片接口：P1，血氧传感器接口P2，电源和通讯接口测试点T1：控制模拟开关检测点T2：采样信号T3：电源地6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系5、无创血压模块组成:电路板\充气马达\气泵\两个气阀Z80180接口：六芯线信号地（2芯）串口通讯线（TX和RX2芯）＋12V电源线（2芯）＋12V供电机工作。＋12V通过稳压器产生＋5V电源作为系统工作电源6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系6、心输出量CO/有创血压IBP测试点：ADuC812的1-4脚分别接信号T1、TB、IBP1、IBP2单片机内

8路12位A/D转换器2路12位D/A转换器2路IBP通道6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系7、按键板主要功能：按键输入、声音输出、报警输出、电源指示按键板测试点：（1）U1-PIN2：2051晶体振荡器输出，该点用示波器测试应有大于2Vp—p的正弦波，频率为11.0592MHz。（2）U1-PIN9：音频振荡器输出，该点用示波器测试应有大于4Vp—p的方波，频率为721Hz。（3）U4-PIN5：音频放大输出，该点用示波器测试应为正弦波，幅度和频率因不同的声音和级别而不同。按键板固定在前面壳上，通过一根六芯线与主控板连接。喇叭固定在PCB上6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系8、记录模块：通过5芯线接转接板，独立电源。单片机记录仪板通过一根五芯信号线与转接板相连，再通过转接板连到主控板。另外还通过一根两芯的电源线连到电源板。记录仪板6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系9、CO2测量模块原理：红外光谱吸收测量方法主流式：电路板和外置红外传感器旁流式：电路板，内置红外传感器，抽气泵及控制线路。通过串口与主板通信6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系二、PM9000彩色多参数监护仪软件部分采用嵌入式实时操作系统特点:实时性多任务异步响应中断管理任务调度6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系三、监护仪的检测与维修维护检测良好的工作环境电源可靠接地可靠维修前检测人为故障患者类型选择错误心率来源选择错误监护模式错误6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系支架组件前视图（无TFT屏组件）支架组件后视图PM9000彩色多参数监护仪支架组件视图6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系PM9000监护仪框图6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系2．显示故障3．电源板故障6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系4.6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系6.3多参数床边监护仪山东医专医学影像系监护仪日常维护检查机器使用电缆、传感器和电源线；不定期对机器进行消毒；每年一次安全测试检查；每年对NIBP参数校准一次；每年对体温参数校准一次；每年整机功能测试一次；维修后需要安全测试检查；维护中发现问题，需及时解决。山东医专医学影像系6.3多参数床边监护仪开机各电压正常否？显示屏正常否？检查电源电路检查电源电路检查血氧模块检查血压模块检查心电/呼吸模块血压显示正常否？心电呼吸正常否？血氧显示正常否？与中央台通信正常否？通信数据线输出接口结束YYYYNNNNNN监护仪故障排除流程6.4中央监护系统山东医专医学影像系常在冠心病监护室（CCU）和重症监护室（ICU）中采用对多床位危重病人实行24小时实时、连续监测将多个床边监护仪送来的生理、生化信息及其变化集中分析、处理和管理以提高仪器的利用效率6.4中央监护系统山东医专医学影像系中央监护特点具有存储、分析、诊断功能；联网技术和网络通讯；高度集成化和数字化。中央监护系统结构实现病人生理信号数据在各终端（床边监护仪）之间、床边监护仪与中央监护仪之间传递。6.4中央监护系统山东医专医学影像系中央监护系统的功能可以同时连接多台床边机；可以同时显示多个床边机的监护参数；能自动弹出报警事件；能打印床边机的监护参数；查询、浏览病人既往监护数据；远程医疗通讯、网络会诊。中央监护系统与床边监护仪的通信方式总线制通信模式：协议RS232或USB传输协议；网络之间TCP/IP协议6.4中央监护系统山东医专医学影像系软件设计流程数据存储波形显示开始中断控制菜单控制读取数据每秒刷新心电控制血压控制病人信息参数设置报告打印参数模块数据处理呼吸率心率体温时间心电呼吸血氧饱和导联脱落增益切换波形冻结自动测量手动测量6.5动态心电监护仪山东医专医学影像系动态心电图(DCG)24小时连续不断地记录病人在日常活动状态下的心电信息，通过计算机回放，分析和编辑打印。在临床上可实现“长时间”、“动态”记录的心电图，就称为动态心电图(DCG)。20世纪50年代末，美国科学家Holter首先发明了这种心电仪，也称Holter心电图仪。动态心电图机的组成心电数据记录器心电数据回放系统组成导联线电极6.5动态心电监护仪山东医专医学影像系1.心电数据记录器心电数据回放系统由一台微机、高分辨率显示器、打印机和分析软件组成。软件是决定回放水平和质量的重要因素。6.5动态心电监护仪山东医专医学影像系动态心电图的临床应用冠心病的监护；鉴别和评价心律失常；对病窦综合症的诊断；在安装起搏器中的应用；对药物疗效的评价；在其他心脏病中的应用。6.5动态心电监护仪山东医专医学影像系常见Holter监护仪主要分为三类第一类是长时间记录后再将所记录的心电图传入专用计算机进行回顾分析；第二类是片段式心电监护仪:当分析出患者出现异常心电图时记录下该时刻的片段心电图，这种仪器一般能发生报警信息，但不能记录完整的心电图；第三类是既能记录完整的２４小时心电图又具有实时分析的能力，当患者发生恶性心律失常时仪器可以发出报警

动态心电图机（Holter)发展动态由单通道、双通道、三通道发展到12导联，12导联Holter记录的心电信息全面，记录信息量大，分析速度快。软件为系统能提供更为详尽的分析。6.6动态血压监护仪山东医专医学影像系动态血压（ABPM）不同于临床检测的一般偶测血压（偶尔测一次）。（一）动态血压的概念每间隔一定时间内的血压值。动态血压检测技术又称为佩戴式血压监测;受检者佩带一个动态血压记录器，仪器会自动按设置的时间间隔进行血压测量，提供24小时期间多达数十次到上百次的血压测量数据;方便了解患者全天的血压波动水平和趋势。6.6动态血压监护仪山东医专医学影像系（二）ABPM检测方法柯氏音法振荡法（测振法）动脉传递时间法（