浅谈多参数监护仪的应用及维护

赵宏涛

(河南省濮阳市中医医院 设备信息科，河南濮阳457001)

浅谈多参数监护仪的应用及维护

赵宏涛

(河南省濮阳市中医医院 设备信息科，河南濮阳457001)

多参数监护仪在临床的应用不仅减轻了医护人员的负担，而且保证了检测结果的可靠性、时效性、可回顾性。本文结合我院常用的迈瑞系列监护仪介绍多参数监护仪的结构、原理及常见故障处理。

多参数监护仪；心电图；无创血压；血氧饱和度

1 心电图

心电图是多参数监护仪最基本的监护参数。心电监护原理与常规心电图机的检测原理基本相同。心电监护仪一般能监护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，放置位置如图2所示。监护导联电极的颜色标识(如图1所示)有AHA(美国心脏协会)和IEC(国际电工委员会)两个标准。

图1 监护导联线电极的颜色标识

图2 监护电极放置于胸部位置

测量原理(如图3所示)：

(1)导联脱落检测电路:—对应“ECG LA导联脱落”等导联脱落报警。

(2)导联选择电路:—对应“Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ”等监护导联选择。也对应“校准”菜单,此时,频率为1Hz(对应心率60bpm)的1mv方波信号(幅度与显示界面上右侧参考标尺相等)代替人体信号施加到ECG电路。

图3 测量原理模拟电路框图

(3)心电过载检测电路:—对应“导联脱落”报警,因电极片质量校差或者人体皮肤干燥等原因导致极化电压过大时发生。

(4)中间级滤波电路: 对应滤波模式选择(手术模式1～20Hz,监护模式0.5～40Hz,诊断模式0.05～150Hz)。

(5)程控放大电路:—对应电路硬件放大倍数和ECG增益选择(X1,X2,X0.5,X0.25)。

(6)导联驱动电路：去除人体共模信号，硬件信号抗干扰措施之一。

(7)起博检测电路：对应PACE标识,也是人体安装起搏器时心率准确计算的软件抗干扰措施之一。

心电图常见报警及措施如表1所示。

2 心率

心率是指心脏每分钟搏动的次数。健康的成年人在安静状态下平均心率是75次/min，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。心率测量是根据心电波形测定瞬时心率和平均心率。瞬时心率是指心电图两个相邻R-R间期的倒数。即：

表1 ECG常见报警及措施

式中：T为R-R间期

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：

式中：T是计数时间；N是R波个数。

QRS波的识别是心率测量的关键。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。

监护仪心率来源有以下设置：a.心电波；b.血氧容积描记波；c.自动。

如果选择b.血氧容积描记波，则当血氧探脱落或有故障时，即使有心电波形也无心率数值显示，上述故障现象就属于此种情况，解决方法是把心率来源设为a或c。

3 无创血压

多参数监护仪的无创血压测量大都基于振动法，测振法通过压力脉搏波与袖带压力同时记录来测量血压(如图4所示)。

平均压(Pm)：振荡波幅度最大点对应的袖带压力值；收缩压(Ps)：Vs/Vm ≈ a；舒张压(Pd)：Vd/Vm ≈ b；

(1)主压力测量电路：包含袖带、气路延长管、主压力传感器、压力模拟放大、脉搏波模拟放大、AD采样等部分。

(2)泵控制电路：用于充气控制，泵本身可能出现漏气故障。

(3)快放阀电路：用于将袖带内气体快速泄放，气压下降较快且受控，快放阀本身可能出现漏气故障。

图4 多参数监护仪的无创血压算法原理框图

图5 NIBP前端模拟部分电路图

(4)慢放阀电路：用于将袖带内气体慢速泄放，气压下降较慢且受控，慢放阀本身可能出现漏气故障。

(5)过压保护电路：是一套完全独立的压力比较电路，单一故障模式下有效，确保即使主测量电路发生异常，袖带内压力也不会超过设定值，从而保证了病人手臂不会被太大的压力挤压而造成人体伤害。

4 血氧饱和度

血液中的有效氧分子,通过与血红蛋白(Hb)结合后形成氧合血红蛋白(HbO2)，氧合血红蛋白占全部血红蛋白的百分比称为血氧饱和度。血氧饱和度是衡量人体血液携带氧的能力的重要参数。

表3 SpO2常见报警及处理措施

监护仪中对脉搏血氧饱和度的测量，采用的是光电技术，通常用透射法。

根据郎伯-比尔定律，当一束光照射到某种物质的溶液上时，物质对光有一定的吸收、衰减，透射光强I与入射光强I0之间有以下关系：

I=I0e-εcd

(3)

式中，ε为物质的吸光系数；c为溶液的浓度；d为光穿过的路径。

I0/I比值的对数称为吸光度D，因此上式可表示为:

D=1n(I0/I)=εcd

(4)

若保持光的路径不变，吸光度便与物质的吸光系数和溶液的浓度成正比。

血液中氧合血红蛋白(HbO2)和还原血红蛋白(Hb)对不同波长的光的吸收系数不同，在波长为600～700nm的红光区，Hb的吸收系数比HbO2的大；而在波长为800 ～1000nm的近红外光区， HbO2的吸收系数比Hb的大；在805nm附近是吸收点。

基于氧合血红蛋白HbO2和还原血红蛋白(Hb)的这种光谱特性，血氧饱和度探头中的发光元件发出两种波长的光信号，通常用660nm的红光和925nm的近红外光照射被测组织，将含动脉血管的部位(如手指、脚趾、耳垂等)放在发光管和一个光电管之间，如图6所示。

图6

光电管所接收的光吸收或者光透射信号包含两种成分：一种是脉动成分(即交流信号AC)，它是由脉动的动脉血的光吸收引起的交变成分；另一种是稳定成分(即直流信号DC)，它反映各非脉动组织(如表皮、肌肉、骨骼和静脉等)引起光吸收的大小。SpO2前端模拟电路如图7，电路说明如下：

图7 SpO2前端模拟部分电路图

(1)主信号测量电路：包含血氧探头、血氧主电缆、差分放大电路、程序增益控制电路、采样保持电路、偏执电路、AD采样等部分。

(2)发光管驱动电路：用于对血氧探头内部的红光LED和红外光LED交替进行电流驱动，可以根据人体实际情况进行驱动电流大小调节，也可以保证驱动电流不会因为过大而伤害人体。

(3)探头故障检测电路：从9008板卡开始具备该项检测功能，确保与血氧探头内部相连接的任何一根信号线发生异常(短路或者短路)时，模块都能有效识别，并在需要时给出“探头故障”报警。

由于多参数监护仪具有方便、快捷、多参数监护的特征，越来越广泛的被临床使用、认可。做好日常保养和养成良好的使用习惯，对医院工作有重要意义。做为医学工程技术人员，多实践、多总结，积极掌握监护仪维修维护方面的规律，配合好临床一线，保证医院工作的正常开展。

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2014-04-01

TH772

A

1002-2376(2014)09-0107-04