簡單介紹不同功能下多參數監護儀原理

前言

多參數監護儀（多參數監護儀是什么）是醫院的常規設備之一，被廣泛地用在ICU、CCU、病房、手術室。為了滿足臨床工作的需要，多參數監護儀需要長時間地監測病人生命體征即各種生理參數：心電、呼吸、血壓、體溫、血氧飽和度、有創血壓、呼出末CO2,, 輸出量等多種參數。那么，什么是多參數監護儀原理呢？小編通過搜集整理資料，對多參數監護儀原理及相關知識作了詳細的介紹。

1 多參數監護儀原理（什么是監護儀）

醫用多參數監護儀的基本原理，主要由 4 個部分組成：信號參數、模擬處理、數字處理、信息輸出。通過電極和傳感器拾取人體心電、血壓、呼吸，氧飽和度等生理參數信號，并將這些信號轉化為電信號。 通過模擬電路對采集的信號進行阻抗匹配，過濾、放大等處理，由模擬轉換器把人體生理參數的模擬信號轉化為數字信號，送入數字處理部分，它由模/數轉換器、微處理機、存儲器等組成，是多參數監護儀的核心部分。 微處理機接收來自控制面板的控制信息，通過執行程序，對數字信號進行運算、分析和存儲。在輸出結果的同時協調、檢測整機各部分的工作，如顯示波形、文字、圖形、分析報告，啟動各類報警和打印紀錄。

根據多參數監護儀功能的不同， 其具體工作原理也不同，但一般都是通過傳感器感應各種生理變化，然后放大器會把信息強化，再轉換成電信息，這時數據分析軟件就會對數據進行計算，分析和編輯，最后在顯示屏中的各個功能模塊顯示出來，或根據需要記錄，打印下來，當監測的數據超出設定的指標時，就會激發警報系統，發出信號引起醫護人員的注意。

下面具體分析不同功能的多參數監護儀原理。

心電（ECG）的監護原理

心肌中的可興奮細胞的電化學活動會使心肌發生電激動，進而使心臟發生機械性收縮。心臟的這種激動過程所產生的閉合動作電流，在人體容積導體內流動，并傳播到全身各個部位，從而使人體不同表面部位產生了電位差變化。心電圖（ECG）就是把體表變動著的電位差實時記錄下來。

目前，臨床上所使用的標準心電圖機在測量ECG時，其肢體電極是安放在手腕和腳腕處，而作為心電監護中的電極則等效地安放在病人的胸腹區域。雖然安放位置不同，但它們是等效的，其定義也是相同的。因此，監護儀中的心電導聯與心電圖機中的導聯是對應的，它們具有相同極性和波形。

監護儀一般都能監護3或6個導聯，可同時顯示其中一個或兩個導聯的波形，并可直接顯示心率，功能強大的監護儀可監護12導聯ECG;可對波形做進一步分析，提取出ST段波形和心率失常事件。

體溫（Temp）監護原理

多參數監護儀體溫的測量一般多采用負溫度系數的熱敏電阻作為溫度傳感器，根據熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化的特性而獲得的。監護儀一般提供單道體溫，高檔監護儀可提供雙道體溫。體溫探頭有體表探頭和腔內探頭兩種。

在給病人測量體溫時，被測部位與探頭存在一個熱平衡。開始安放時，由于傳感器還沒有完全與人體溫度達到熱平衡，此時顯示的溫度不準確，必須經過一段時間（3min～5min）達到熱平衡之后，才能真正反映實際溫度。

在進行體表溫度測量時，注意保持傳感器與病人體表接觸良好，如不粘貼牢或病人活動使傳感器與皮膚之間有間隙，則可能造成測量值偏低。

呼吸末二氧化碳（PetC02）監護原理

呼吸末二氧化碳是麻醉患者和呼吸代謝系統疾病患者的重要監護指標。C02的主要測量方法是紅外吸收法，主要是根據不同濃度的C02對特定紅外線光的吸收程序不同。C02監護主要有主流式（main-stream）和旁流式（side-stream）兩種。主流式是直接將氣體探頭放置在病人呼吸氣路導管中，直接對呼吸氣體中的C02進行濃度轉換，后將電信號送人監護儀中進行分析處理，得到PetC02參數。旁流式的光學傳感器是置于監護儀器內，由氣體采樣管實時抽取病人呼吸氣體進入監護儀中進行濃度分析。

無創血壓（NIBP）監護原理

監護儀在測量血壓時一般分手動和自動測量，可以根據需要設定。血壓就是指血液對血管壁的壓力，心臟每一次收縮與舒張過程中，血流對血管的壓力也隨之變化，而且動脈血管與靜脈血管內的壓力也不相同，不同部位的血管壓力也不同。臨床上以人體上臂與心臟同高度處的動脈血管內對應心臟收縮期和舒張期的壓力值表征人體血壓，分別稱為收縮壓（高壓）和舒張壓（低壓）。人體的動脈血壓是一個易變化的生理參數，與人的心理狀態、情緒狀態、運動的姿態和體位有很大關系。

振動法是測量血壓的方法。它的原理是利用袖帶充氣到一定壓力時完全壓迫動脈血管并阻斷動脈血流，然后隨著袖帶壓力減小，動脈血管將出現：完全阻閉-漸開-全放開的變化過程。在全過程中，動脈血管壁的搏動將在袖帶內的氣體中產生氣體振蕩，這種振蕩與動脈收縮壓、舒張壓和平均壓存在確定的對應關系。因此通過測量、記錄和分析放氣過程中袖帶內的壓力振動波即可獲得被測部位的收縮壓、平均壓和舒張壓。

動脈血氧飽和度（Sp02）監護原理

氧是人生存的第一生存條件，血液中的有效氧分子是通過與血紅蛋白（Hb）結合形成氧合血紅蛋白（Hb02）而被輸送到全身各組織中。

用來表征血液中氧合血紅蛋白比例的數值稱為氧飽和度。定義式為：HbO2/（HbO2+Hb）。

血氧飽和度測量是根據血液中血紅蛋白和氧合血紅蛋白對光的吸收特性不同，通過采用兩種不同波長的紅光（660nm）和紅外光（940nm）分別透過組織后再由光電接收器轉換成電信號。上壁固定了兩個并列放置的發光二極管（LED），發出波長為660nm的紅光和940nm的紅外光。下壁有一個光電檢測器，將透射過手指動脈血管的紅光和紅外光轉換成電信號，它所檢測到的光電信號越弱，表示光信號穿透探頭部位時，被那里的組織，骨頭和血液等吸收掉的越多。而皮膚、肌肉、脂肪、靜脈血，色素和骨頭等對這兩種光的吸收系數是恒定的，因此它們只對光電信號中的直流分量大小發生影響。但是血液中的HbO2和Hb濃度隨著血液的脈動作周期性改變，因此它們對光的吸收也在脈動地變化，由此引出光電檢測器輸出的信號強度隨血液中的HbO2和Hb濃度比脈動地改變，即可得出SPO2值。

光電信號的脈動規律是和心臟的搏動一致，因此檢測出信號的重復周期，還能確定出脈率。

該方法能測量動脈血中的血氧飽和度，測量的必要條件是要有脈動的動脈血流，臨床上采用有動脈血流而且組織厚度較薄的位置安放傳感器，如手指、腳趾、耳垂等部位。

呼吸（Resp）監護原理

多參數監護儀中呼吸測量大多是采用胸阻抗法。人在呼吸過程中的胸廓運動會造成人體體電阻的變化，變化量約為0.1Ω～3Ω，稱為呼吸阻抗。監護儀一般是通過ECG導聯的兩上電極，用10kHz～100kHz的載頻正弦波恒流向人體注入0.5mA～5mA的安全電流，從而在相同的電極上拾取呼吸阻抗變化的電信號，這種呼吸阻抗的變化圖就描述了呼吸的動態波形，并可提取呼吸頻率參數。胸廓的運動、身體的非呼吸運動都會造成人體電阻的變化。當這種變化頻率與呼吸通道的放大器的頻帶同寬時，監護儀就很難判斷哪是正常的呼吸信號，哪是干擾信號。當病人出現嚴重持續身體活動時，呼吸率的測量就會不準。

總結

從多參數監護儀的發展來看，除了新的傳感檢測技術不斷被推出并應用之外，人們對所采集信息的分析、存儲和顯示也提出了更高的目標。另外，多參數監護儀作為一個特殊的醫療儀器專用設備，其發展方向是進一步的智能化、專業化、小型化，同時做到低功耗、零污染。本文根據不同的功能要求詳細介紹了多參數監護儀原理。

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