病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)2

概述心電床邊監(jiān)護(hù)儀多生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀中央集中監(jiān)護(hù)儀常用病人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)三、多生理參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)儀

多生理參數(shù)床邊監(jiān)護(hù)儀是一種用來對危重病人的眾多生理（或生化）進(jìn)行連續(xù)、長時(shí)間、自動(dòng)、實(shí)時(shí)監(jiān)測，并經(jīng)分析處理后實(shí)現(xiàn)多類別的自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)記錄的監(jiān)護(hù)裝置。便攜式多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀多生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的CRT顯示界面多生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀中各類生理參數(shù)的檢測多生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀往往需監(jiān)護(hù)兩類以上的生理和生化參數(shù)，常被監(jiān)測的生理參數(shù)有：（1）ECG

心電圖（ECG）是多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀最基本的監(jiān)護(hù)內(nèi)容，心電監(jiān)護(hù)往往采用Ⅱ?qū)?lián)，亦有采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)或全12導(dǎo)聯(lián)監(jiān)護(hù)，視需要而定。在CRT屏幕上除給出心電波形外，應(yīng)同時(shí)給出心率HR，并具有心律失常自動(dòng)分析的功能。胸導(dǎo)聯(lián)比較適用于監(jiān)護(hù)R、L為探測電極，RF為參考電極（2）有創(chuàng)血壓BP

利用心導(dǎo)管插入術(shù)和采用血壓傳感器，可直接高精度測量與監(jiān)護(hù)動(dòng)脈血壓（AP）、中心靜脈壓（CVP）、右心房壓（RA）、右心室壓（RV）、肺動(dòng)脈壓（PA）和肺動(dòng)脈楔壓（PAWP）等血壓值。（3）無創(chuàng)血壓有多種方法可實(shí)現(xiàn)血壓的無創(chuàng)測量，在多生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀中通常采用柯氏音法和測振法兩類?？率弦舴ㄊ菣z測袖帶下的柯氏音（脈搏聲）來測定血壓的，（4）血氧飽和度血氧飽和度是衡量人體血液攜帶氧的能力的重要參數(shù)。血氧飽和度的測量目前廣泛應(yīng)用透射法（或反射法）雙波長（紅光R：660nm和紅外光IR：920nm）光電檢測技術(shù)，檢測紅光和紅外光通過動(dòng)脈血的光（5）呼吸波與呼吸率呼吸測量是肺動(dòng)能檢查的重要部分。在監(jiān)護(hù)儀中，通常測量呼吸波并測定呼吸（頻）率（次/分鐘）。利用心電監(jiān)護(hù)中的L和RF兩個(gè)電極。熱敏電阻（傳感器）直接測量呼吸氣流的溫度變化;阻抗法來測量呼吸頻率和深度，分析潮氣量;（6）體溫采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻作為溫度傳感器，采用電橋作為檢測電路;

在一些特殊場合，為了避免交叉?zhèn)魅?，亦可以采用紅外非接觸測溫技術(shù);

監(jiān)護(hù)儀中，測溫精度應(yīng)在0.1℃，應(yīng)有較快的測溫響應(yīng)。（7）心輸出量心輸出量是指心臟在單位時(shí)間內(nèi)輸出的血量（L/min）。它是衡量心功能的重要指標(biāo)。在監(jiān)護(hù)儀中，心輸出量的測量常采用漂浮導(dǎo)管和熱稀釋法。

將冷液（生理鹽水或葡萄糖液）注入漂浮導(dǎo)管中，當(dāng)冷液與血流混合后將會(huì)發(fā)生溫度變化，溫度變化由導(dǎo)管前端的熱敏電阻檢出，并通過計(jì)算獲得心輸出量，這種方法可高精度反復(fù)測量不同時(shí)間的心輸出量，其測量間隙最短可達(dá)2分鐘。臨床應(yīng)用除測量和監(jiān)視病人的生理和生化參數(shù)及其變化外，還包括監(jiān)視和處理用藥和手術(shù)前后的狀態(tài)。監(jiān)護(hù)的對象包括呼吸機(jī)能不全或衰退。常用在手術(shù)中和手術(shù)后的監(jiān)護(hù)病房（SICU）；冠心病監(jiān)護(hù)病房（CCU）；危重病人監(jiān)護(hù)病房；兒科和新生兒監(jiān)護(hù)病房；腎透析病房；高壓氧艙監(jiān)護(hù)病房；放射治療機(jī)的病人監(jiān)護(hù)室；外傷護(hù)理病房和精神病學(xué)病房等，在不同科室有時(shí)也配有各種專用監(jiān)護(hù)裝置。太空實(shí)驗(yàn)室監(jiān)護(hù)儀屏幕按鈕原理面板彎曲造成自檢無法通過有氣泡的有機(jī)面板主線路板主板CPU主板元件面接血壓模塊數(shù)據(jù)線鋰電池接通訊板主控制芯片通信接口心電模塊和血壓模塊接血壓模塊心電模塊HP監(jiān)護(hù)儀外形心電輸入氧飽和度輸入血壓氣泵的輸出頂視結(jié)構(gòu)SDN板計(jì)算機(jī)處理板血壓模塊氣泵電磁閥血氧飽和度的無創(chuàng)檢測

——理論分析法建模

定律：Beer-lambert定律

背景介紹：

發(fā)展簡史應(yīng)用現(xiàn)狀預(yù)備概念：血氧飽和度——用以表示血液中氧氣的濃度，是被氧結(jié)合的氧合血紅蛋白（oxygenatedhemoglobin,HbO2）的容量占全部血紅蛋白（hemoglobi,Hb）的容量的百分比HbR——reducedordeoxygenatedhemoglobinBeer-lambert定律吸光度與溶液的濃度和液層的厚度的乘積成正比I0——入射光強(qiáng)I——透射光強(qiáng)C——吸光物質(zhì)的濃度E——吸光系數(shù)b——液體厚度A——吸光度I＝I0e-ECbA=ln(I0/I)＝ECb光電接收恒流源實(shí)驗(yàn)觀察

實(shí)驗(yàn)手段：用單色光垂直照射透過人體手指末端時(shí)，在另一端用光電管接收（光電管輸出的電流與光強(qiáng)成正比）。觀察結(jié)果：透射后的光強(qiáng)明顯減弱；用濾波器濾波后的電流可分為兩部分：DC+AC；交流成分的波峰與波谷對應(yīng)心血管系統(tǒng)的收縮與舒張；透射光強(qiáng)度透射光IMAX直流分量交流分量無脈搏時(shí)脈搏搏動(dòng)時(shí)脈搏跳動(dòng)使動(dòng)脈血流增加時(shí)引起的光吸收變化實(shí)驗(yàn)觀察

結(jié)果分析：因此它對應(yīng)的是動(dòng)脈血液中動(dòng)脈的部分。我們所要分析的血氧飽和度正是動(dòng)脈血管血液中的，這是一個(gè)與時(shí)間相關(guān)的量，而其余部分與時(shí)間無關(guān)。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)可觀察發(fā)現(xiàn)氧合血紅蛋白與還源血紅蛋白對紅光與紅外光的吸收不一樣。這些說明用光學(xué)的方法可能實(shí)現(xiàn)對血氧飽和度的無創(chuàng)檢測。理論分析根據(jù)Beer-lambert定律，我們知道I0——入射光強(qiáng)I——透射光強(qiáng)C——吸光物質(zhì)的濃度E——吸光系數(shù)L——液體厚度設(shè)波長為λ光強(qiáng)為I0的單色光垂直照射透過人體手指末端組織，按照Beer-Lambert定律，通過組織透射光的強(qiáng)度為：E1，C1分別是動(dòng)脈血液中HbO2的吸光系數(shù)和濃度;E2，C2分別是HbR的吸光系數(shù)和濃度;L是動(dòng)脈血液的光路長度;F是皮膚、肌肉、指甲和靜脈血液等其它組織的吸光率;

(1)由(1)式得動(dòng)脈血液的吸光度為：當(dāng)手指動(dòng)脈搏動(dòng)時(shí)，動(dòng)脈血液光路長度發(fā)生變化，而其它組織的吸光率F不變，即I′0=FI0不變，由此引起動(dòng)脈血液吸光度變化為:(2)(3)由(3)式可求動(dòng)脈血液中的血氧飽和度：(4)式中的SO2與(C1+C2)和ΔL有關(guān)，為了消除這兩個(gè)參數(shù)，采用另一路波長為λ′的單色光對手指組織同時(shí)進(jìn)行透射和測量，可得類似的(5)式：(5)(4)其中E′1，E′2分別是動(dòng)脈血液中HbO2和HbR對λ′的吸光系數(shù)。聯(lián)立(4)，(5)式，得：當(dāng)波長λ=805nm時(shí)，E2=E1=E，(6)式簡化為：(6)(7)當(dāng)動(dòng)脈血管撥動(dòng)時(shí)，透射光強(qiáng)由最大值Imax減少到Imax-ΔImax，由此而引起動(dòng)脈血對λ和λ′兩束光吸光度的變化量分別為：(8)(9)將上兩式代入(7)式，并考慮ΔImax／Imax和ΔI′max／I′max遠(yuǎn)小于1，得：(10)只要測定兩路透射光最大光強(qiáng)Imax和I′max以及由于脈搏搏動(dòng)而引起透射光強(qiáng)最大變化量ΔImax和ΔI′max，代入上式就可計(jì)算出動(dòng)脈血液的血氧飽和度。為了增大檢測靈敏度，要求B盡可能小，可選λ′=650nm，此時(shí)E′1，E′2的差值最大。

儀器設(shè)計(jì)

根據(jù)上述所得到數(shù)學(xué)模型，可知儀器設(shè)計(jì)只要能測定近紅外光和紅光兩路透射光的最大強(qiáng)度Imax和I′max及由脈搏搏動(dòng)而引起透射光強(qiáng)最大變化量ΔImax和ΔI′max，運(yùn)用最后一個(gè)等式就可以計(jì)算出動(dòng)脈血液中的血氧濃度。

選用近紅外線波長等于805nm（或略大于），紅光波長為650nm的發(fā)光二級(jí)管，配以對應(yīng)的能包含這兩種波長的光敏二極管，制成指套式傳感器。SPO2探頭氧飽和度傳感器光電接收恒流源整機(jī)由單片機(jī)、光源驅(qū)動(dòng)電路、光電傳感器、差動(dòng)放大器、A／D轉(zhuǎn)換和顯示器組成。儀器設(shè)計(jì)(cont.)①周期性地輸出兩路脈沖，作為紅光和紅外的測量信號(hào)源。②通過串行D／A（或PWM）控制基線自動(dòng)調(diào)整電路，使其輸出的紅光和紅外脈沖的基線電平恒定③通過濾波將交直流信號(hào)分離。④通過增益調(diào)節(jié)，使紅光、紅外光放大幅度得以協(xié)調(diào)，以便都能處于ADC得有效范圍。⑤對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算血氧值并送顯示器顯示測量結(jié)果。采用單片機(jī)作為控制和數(shù)據(jù)處理中心。其功能為:脈搏血氧計(jì)系統(tǒng)框圖頻率發(fā)生器同步時(shí)序控制電路同步時(shí)序控制電路時(shí)序信號(hào)圖發(fā)光二極管恒流驅(qū)動(dòng)電路±放大器模擬多路開關(guān)4053真值表和內(nèi)部結(jié)構(gòu)同步解調(diào)時(shí)序圖儀器設(shè)計(jì)(cont.)式中系數(shù)A和B理論上可通過動(dòng)脈血中的HbO2和HbR對紅外和紅光的吸光系數(shù)來計(jì)算，但考慮到光電傳感器特性的離散性，一般要通過實(shí)驗(yàn)定標(biāo)來確定;儀器可采用SPO2定標(biāo)儀進(jìn)行定標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)血氧信號(hào)從指套式傳感器輸入，通過單片機(jī)測得比值ΔImax／Imax和ΔI′max／I′max，代入(10)式得A、B的一次方程再求解，定標(biāo)范圍可以在血氧飽和度35-100％。概述心電床邊監(jiān)護(hù)儀多生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀中央集中監(jiān)護(hù)儀常用病人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)四、中央集中監(jiān)護(hù)儀多參數(shù)集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng)是用來同時(shí)監(jiān)護(hù)多床位患者的多個(gè)生理（生化）參數(shù)的系統(tǒng)一個(gè)中央集中監(jiān)護(hù)儀通?？晒芾?~16個(gè)床邊臺(tái)，床邊監(jiān)護(hù)儀和中央集中監(jiān)護(hù)儀間由接口電路和數(shù)據(jù)通信線路連接中央集中監(jiān)護(hù)儀可發(fā)送控制指令至床邊監(jiān)護(hù)儀，直接控制其工作中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)組成原理多參數(shù)中央集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng)由多參數(shù)監(jiān)護(hù)中央臺(tái)、八個(gè)床邊監(jiān)護(hù)儀或遙測系統(tǒng)組成。中央臺(tái)采用高性能計(jì)算機(jī)，具有專用的中心監(jiān)護(hù)系統(tǒng)軟件；能根據(jù)需要顯示八床位ECG或顯示各床位五種生理參數(shù)波形，并在波形附近顯示相應(yīng)的生理參數(shù)值；能采用字符顯示軟件菜單、操作說明，報(bào)警顯示等；能實(shí)現(xiàn)顯示八床位、十四種趨勢曲線；中央臺(tái)還能實(shí)現(xiàn)報(bào)警回顧及報(bào)警參數(shù)顯示，以及顯示年、月、日、分等。中央臺(tái)應(yīng)有專用的心率失常分析軟件，能根據(jù)需要對某床位進(jìn)行跟蹤分析，或根據(jù)報(bào)警要求自動(dòng)轉(zhuǎn)入更為迫切的危重病人的生理參數(shù)分析，并將分析結(jié)果送往屏幕顯示。中央臺(tái)的功能調(diào)度皆由硬件及各種軟件菜單來實(shí)現(xiàn)。床邊臺(tái)和中央臺(tái)之間采用RS-485總線通信方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連。中央臺(tái)和床邊臺(tái)的最大通信距離可達(dá)1200m。有些多參數(shù)集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的中央臺(tái)和床邊臺(tái)之間采用了局域網(wǎng)的方式相連，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可方便地?cái)U(kuò)充床邊臺(tái)的數(shù)量。五、其它常用的病人監(jiān)護(hù)系統(tǒng)1手術(shù)中和手術(shù)后護(hù)理病房為取保手術(shù)安全進(jìn)行，一般5分鐘測一次血壓、心率、呼吸數(shù)；對于大手術(shù)，還要有EEG監(jiān)護(hù)了解麻醉深度，人工心肺機(jī)，低血壓時(shí)對心音、循環(huán)血容量的監(jiān)護(hù)，PH值、PO2、PCO2的監(jiān)護(hù)，對環(huán)境監(jiān)護(hù)（溫度，濕度，氧濃度）及儀器工作情況的監(jiān)護(hù)。手術(shù)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的組成因手術(shù)種類不同，一般包括麻醉機(jī)、通氣機(jī)、多生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀、血?dú)夥治鰞x及輸液裝置等儀器。對手術(shù)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的要求是：①操作簡單，偽差小，干擾小。例如在手術(shù)監(jiān)護(hù)中，尤其需要考慮通過對電刀的抗干擾技術(shù)的運(yùn)用，圖中給出了一個(gè)采用自適應(yīng)處理的抗高頻電刀的方案，圖（a）是處理前的受電刀干擾的情況，經(jīng)自適應(yīng)處理后，電刀干擾消失，如圖（b）；②有報(bào)警及信號(hào)。例如血壓與心率監(jiān)測應(yīng)能定報(bào)警的上下限。要求對應(yīng)心電圖的每個(gè)R波都能發(fā)出一聲“嘟”的信號(hào)，使麻醉醫(yī)生可由聲音信號(hào)發(fā)現(xiàn)心率失常，而無需直接注視儀器；③無創(chuàng)傷。例如用間接法測量血壓、血氧飽和度和無創(chuàng)監(jiān)測血液中氧和二氧化碳分壓；④連續(xù)性；⑤耐用，精確。2高壓氧艙監(jiān)護(hù)病房高壓氧治療簡單說是指在高壓環(huán)境中（氧艙內(nèi)）吸入純氧達(dá)到治療疾病的一種方法，因此可用于改善一氧化碳中毒或各種有害氣體中毒、急性減壓病(潛水病)、急性氣體栓塞等病癥。改善低氧癥，治療可逆性的過氧、缺氧空氣中氧約占21％，在37℃、一個(gè)大氣壓時(shí)，空氣氧分壓為150mmHg，肺內(nèi)氧分壓100mmHg。動(dòng)脈氧分壓95mmHg，溶解氧占0.3％；在壓力為3個(gè)大氣壓的高壓艙內(nèi)，吸入氧分壓在37℃為2233mmHg，此時(shí)血紅蛋白已經(jīng)飽和，血液中溶解氧量為6ml/min·L，占體積的6％。醫(yī)用高壓氧艙的分類可按醫(yī)用高壓氧艙規(guī)格、治療人數(shù)和加壓介質(zhì)劃分。（1）按醫(yī)用高壓氧艙規(guī)格分大型艙：艙體內(nèi)徑≥3300mm；中型艙：2000mm＜艙體內(nèi)徑≤3000mm（含非標(biāo)）；小型艙：艙體內(nèi)徑≤2000mm；（2）按治療人數(shù)分多人艙：6人以上。主要指上述大、中、小型艙；大型艙治療人數(shù)14人以上；中型艙治療人數(shù)7－14人；小型艙治療人數(shù)6人以下；（3）按加壓介質(zhì)分空氣加壓艙：一般多人艙均采用空氣加壓。氧氣加壓艙：單、雙人般多采用氧氣加壓，加壓前一般要用氧氣進(jìn)行“洗艙”。高壓氧艙監(jiān)護(hù)目的分為兩類。一類是生理參數(shù)監(jiān)護(hù)，一類是高氣壓環(huán)境監(jiān)護(hù)。生理監(jiān)護(hù)內(nèi)容，除和危重及手術(shù)中病人進(jìn)行同樣的循環(huán)及呼吸功能監(jiān)護(hù)外，同時(shí)進(jìn)行特殊的氧中毒及高壓障礙的監(jiān)護(hù)。高壓障礙的監(jiān)護(hù)有精神和身體表面障礙兩個(gè)方面精神方面的監(jiān)護(hù)：身體表面障礙的監(jiān)護(hù)：3新生兒監(jiān)護(hù)早產(chǎn)兒及新生兒易感染，易受環(huán)境影響，應(yīng)對各種障礙及早發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行及時(shí)適當(dāng)?shù)奶幚怼Ｐ律鷥罕O(jiān)護(hù)的內(nèi)容：心率、血壓、呼吸數(shù)、體溫等控制病人周圍的環(huán)境血液中的物理化學(xué)變化a.心血管功能監(jiān)護(hù)分為心電監(jiān)護(hù)和血壓監(jiān)護(hù)兩個(gè)方面。（1）心電監(jiān)護(hù)：方法基本與成人相同，特點(diǎn)是：①新生兒的心率正常值比成人高；②新生兒皮膚嬌嫩，最好24小時(shí)移動(dòng)一次電極位置，以防引起皮膚潰瘍；③監(jiān)護(hù)儀應(yīng)具有電極脫落報(bào)警裝置。（2）血壓監(jiān)護(hù)：有直接法和間接法兩種，以間接法最為常用。直接法是一種有創(chuàng)測量方法，主要用于監(jiān)測心腔內(nèi)動(dòng)脈壓、中心靜脈壓和肺動(dòng)脈壓，適用于復(fù)雜心