[转帖]监护仪原理与应用

监护仪原理与应用
陈旭
(昆明市第一人民医院，云南昆明650011)
[中图分类号]11H仃72 ．2 [文献标识码]A [文章编号]1(102—2376(2O07)o7一OOO9一o4
[摘要]目的：监护仪的正确使用方法和值得注意的问题。方法：阐述工作原理及使用方法。结果：达到正确使用。结论：正确使用有利于提高利用率。
[关键词]监护仪的基本结构；监护参数及应用；应用须知心电监护仪可以实时、连续、长时间地监测病人的重要生命特征参数，具有很重要的临床使用价值。随着传感技术和电子技术的发展，监护仪也得到了飞速发展。
(1)监护参数不断增多，由过去单参数逐步发展为多参数，包括心电、呼吸、血压、体温、血氧饱和度、有创血压、呼吸末二氧化碳、心输出量等。
(2)功能不断加强。由过去的简单监护，发展到对异常波形的自动记录与分析及记录回放等。由单一床旁监护，发展到了由几台，甚至几十台监护仪的连网监护。
(3)监护仪体积和重量不断减小，外观设计精巧，方便了临床上转运和移动场合的应用。操作简便(一键操作)，更加人性化，智能化。
(4)应用范围逐步扩大，由过去的主要应用于手术室、麻醉科及ICU病房中扩大至所有临床科室的应用。
目前，监护仪已广泛使用，然而在使用中却无法做到专机专人专用。因此，限于操作人员对心电仪器知识方面的局限性，导致了监护仪的使用存在较多问题。例如：不能完全发挥仪器的功能，降低了仪器的利用率；对监护结果和使用中所遇到的各种隋况不能正确处理和认识，导致假性故障率增高。因此本文将对监护仪的测量原理及工作方法作一个简单介绍，并给出监护仪正确的临床使用方法和值得注意的问题。
1 监护仪的基本结构
监护仪一般是由包含各种传感器的物理模块和内置计算机系统构成，各种生理信号由传感器转换成电信号，经前置放大处理后送人计算机进行结果的显示、存储和管理。按其物理结构大致可划分为三种：
(1)单参数监护仪：如血压监护仪，血氧饱和度监护仪，心电监护仪等。
(2)多功能多参数综合监护仪，如可同时监护心电、呼吸、体温、血压、血氧饱和度等参数。这类监护仪一般是为普通临床科室的监护需要而设计的。
(3)插件式组合监护仪，这类监护仪属高档监护仪，它是由各个分立的、可拆卸的生理参数模块和一台主机构成。用户可按照自己的要求，选购不同的插件模块来组成一个适合自己特殊要求的监护仪。
2 监护参数及应用
2．1 心电(ECG)
心肌中的“可兴奋细胞”的电化学活动会使心肌发生电激动，进而使心脏发生机械性收缩。这种过程所产生的闭合动作电流，在人体容积导体内流动，并传播到全身各个部位，从而使人体不同表面部位产生了电位差变化。心电图(ECG)就是把体表变动着的电位差实时记录下来。心脏的这种电活动引入了一些概念，其中包括选择用P、Q、R、S、T、u字母对ECG的各种波形进行标记以及导联的概念。
导联的概念是指人体两个或两个以上体表部位之间的电位差随心动周期变化的波形图。I、Ⅱ、Ⅲ导联在临床上称为双极标准肢体导联，加压单极肢体导联aVR、aVL、aVF和无极胸前导联v1、V2、V3、V4、V5、V6，这几个导联是目前采用的标准ECG导联。心电信号是一种相对微弱的电信号，因此，易受到外界的干扰，尽管在产品设计和开发时，已充分考虑并采取一定的措施来增加抗干扰的能力，但是有些类型的干扰仍旧不可克服，
如：
(1)肌电干扰：当粘贴心电电极下的肌肉收缩时，会产生肌电，肌电信号对心电信号也会产生干扰，而且这类干扰具有与ECG信号相同的频谱带宽。因此，不能简单地用滤波器加以消除。
(2)运动干扰：病人身体的运动将会引起ECG信号的变化。其影响程度，要视这种运动的幅度和频率，如果在心电放大器带宽之内，仪器是很难克服的。
(3)电极接触干扰：从人体到ECG放大器的电信号通路上任何干扰都会造成强烈的噪声，可能会使ECG波形变得模精不清。这种噪声常常是由于电极与皮肤的接触不良所致。这类干扰的防止主要从使用方法及电极上加以克服。另外仪器要可靠接地，这不仅能抗干扰，更重要的是保护病人和操作者的安全。
(4)高频电刀的干扰：当手术过程中使用高频电刀、电凝或电切时，加在人体上的电能量所产生的电信号幅值远远大于心电信号，而且频率成份十分丰富，从而使心电放大器达到饱和状态，而无法观察到正常的ECG波形。目前，几乎所有的监护仪都受此影响，因此，有关监护仪的使用标准中抗高频电刀干扰部分只要求在高频电刀撤消后5 s内，监护仪恢复正常状态。
2．2 无创血压(NmP)
血压就是指血液对血管壁的压力。在心脏的每一次收缩与舒张过程中，血流对血管壁的压力也随之变化。而且动脉血管与静脉血管压力不同，不同部位的血管压力也不相同。通常临床上以人体手臂与心脏同高度处的动脉血管内对应心脏收缩期和舒张期的压力值来表征人体的血压，分别称为收缩压(或高压)和舒张压(或低压)。人体的动脉血压是一个易变的生理参数，它与人的心理状态、情绪状态，以及测量时的姿态和体位有很大关系。
振动法是七十年代发展起来的无创伤性动脉血压测量的方法。其原理是利用袖带充气到一定压力时，完全压迫动脉血管并阻断血流，然后，随着袖带压力的减小，动脉血管将呈现由完全阻闭一渐开一全开的变化过程，在此过程中，由于动脉血管壁的搏动将在袖带内的气体中产生气体振荡波，这种振荡波与动脉收缩压、舒张压和平均压存在确定的对应关系。因此通过测量、记录和分析压力振动波即可获得收缩压、平均压和舒张压。振动法的前提是要寻找到规则的动脉压力脉动，如果测量的条件使这种检波方式不能满足时，测量值就不可靠。
目前，监护仪已采用了抗干扰措施。如采用阶梯放气法，由软件来自动判断干扰与正常的动脉脉动波，从而在一定程度上具有抗干扰能力。但是如果干扰太严重或持续时间太长，这种抗干扰措施也无能为力。此外，在无创血压监护过程中，应尽量保证有一个良好的测试条件，同时，还要注意袖带尺寸的选择，安放的位置与捆绑的松紧程度。
2．3 动脉血氧饱和度(SpO2)
氧是生命活动中不可缺少的物质。用来表征血液中氧合血红蛋白比例的参数称为氧饱和度。其定义为：HbO2／(HbO2+HB。无创动脉血氧饱和度的测量是从八十年代初发展起来的一种技术，它是根据血液中血红蛋白和氧合血红蛋白对光的吸收特性不同，通过采用两种不同波长的红光(660nm)和红外光(940nm)分别透过组织后，再由光电接收器转换成电信号，同时它还利用了组织中的其他成分，如：皮肤、骨胳、肌肉、静脉血等的吸收信号是恒定的，而只有动脉血中的HbO2和HB的吸收信号是随着脉搏作周期性变化这一特点，对接收信号加以处理而得到的。由此可见，该方法仅能测量动脉血中的(而非静脉血中)的血氧饱和度，而且得以测量的必要条件是要有脉动血流。临床上多采用具有动脉血流而且组织厚度较薄的组织部位来安放传感器，如：手指、脚趾、耳垂等部位。测量会受到限制：如果被测部位出现剧烈运动时，将会影响到这种规则脉动信号的提取，从而使测量无法进行；当病人的末梢循环严重不畅时，也会导致被测部位的动脉血流减小，将使测量不准或无法进行测量。如：严重失血病人，测量部位体温较低时；当外界具有强光照射到探头上时，可能会使光电接收器件的工作偏离正常范围，导致测量的不准确，此时应尽量避免强光照射。
2．4 呼吸(Resp)
多参数病人监护仪中的呼吸测量大多是采用胸阻抗法。人体在呼吸过程中的胸廓运动会造成人体体电阻的变化，变化量约为0．1～3欧姆，称为呼吸阻抗。监护仪一般是通过ECG导联的两个电极，用10～100kHz的载频正弦波恒流向人体注入0．5～5mA的安全电流，从而在相同的电极上拾取呼吸阻抗变化的信号。这种呼吸阻抗的变化图就描述了呼吸的动态波形，并可提取出呼吸率参数。
胸廓的运动、分体的非呼吸运动都会造成体电阻的变化。当这种变化频率与呼吸通道的放大器的频带相同时，监护仪也就很难判断出哪是正常的呼吸信号，哪是运动干扰信号。因此，当病人出现严重而又持续的身体运动时，呼吸率的测量可能会不准。
2．5 体温(Temp)
监护仪中的体温测量一般都采用负温度系数的热敏电阻作为温度传感器。即根据热敏电阻的阻值随其温度的变化而变化的特性而获得温度测量。监护仪一般提供一道体温。高档的仪器可提供双道体温。体温探头的类型也分为体表探头和体腔探头，分别用来监护体表和腔内体温。
操作人员可以根据需要将体温探头安放在病人身体的任何部位，但要注意，由于人体不同部位具有不同的温度，此时监护仪所测得的温度值，就是病人身体安放探头部位的温度值，该温度可能与口腔或腋下的温度值不同。
在进行体温测量时。病人身体被测部位与探头中的传感器存在一个热平衡问题，即在刚开始安放探头时，由于传感器还没有完全与人体温度达到热平衡，所以，此时显示的温度并不是该部位的真实温度，必须经过一段时间(约几分钟)达到热平衡后，才能真正反映实际温度。在进行体表体温测量时，要注意保持传感器与体表的可靠接触，如果传感器粘贴不牢或因病人运动导致传感器与体面皮肤之间有间隙，则可能造成测量值偏低。
2．6 有创血压(IBP)
有创血压(IBP)一般可监测动脉血压ABP)，中心静脉压(CVP)和肺动脉压(PAP)。其测量原理是：首先将导管通过穿刺，植入被测部位的血管内，导管的体外端口直接与压力传感器相连接，在导管内注入生理盐水。由于流体具有压力传递作用，血管内的压力将通过导管内的液体被传递到了外部的压力传感器上，从而可实时获得血管内压力变化的动态波形，通过特定的计算方法，可获得收缩压，舒张压和平均动脉压。
在进行有创血压测量时要注意：监测开始时，首先要对仪器进行校零处理；监测过程中，要随时保持压力传感器部分与心脏在同一水平上；为防止导管被血凝堵塞，要不断注入肝素盐水冲洗导管；由于运动可能会使导管移动位置或退出，因此，要牢固固定导管。并注意检查，必要时要进行调整。
2．7 呼吸末二氧化碳(PetCO2)
呼吸末二氧化碳是麻醉患者和呼吸代谢系统疾病患者的重要监测指标。cO2的测量主要采用红外吸收法，即不同浓度的c02对特定红外光的吸收程度不同。cO2监护有主流式(Main-Stream)和旁流式(Side-Stream)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，直接对呼吸气体中的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；旁流式的光学传感器是置于监护仪内，由气体采样管实时抽取病人呼吸气体样品，送入监护仪中进行c02浓度分析。
在进行CO2监护时，要注意如下问题： 由于c02传感器是一种光学传感器，在使用过程中，要注意避免如病人分泌物等对传感器的严重污染；旁流式c02监护仪一般都带有气水分离器，可将呼吸气体中的水分去除。要经常检查气水分离器是否有效工作，否则气体中的水分会影响测量的准确度。
2．8 心输出量(CO)
目前，临床上广泛使用的心输出量监测方法主要是热稀释法。这种方法是将漂浮导管(swan—Ganz Catheter)经右心房插入肺动脉，然后经该导管向右心房注入冷生理盐水或葡萄糖液，该导管的前端放置有温度传感器，当该冷溶液与血流混合后就会发生温度变化，因此，当混合后的血流进入肺动脉时，将被温度传感器感知，根据注入的时刻和混合后温度的变化情况，监护仪就可以分析出心输出量，并且可以推算出心脏指数、每搏指数、左心室和右心室每搏功指数、肺血管阻力等。监护仪可一次一次地反复测定不同时刻的心输出量，其测量间隙最短可达2min。
3 应用须知
多参数病人监护仪是一种自动化智能化的监测仪器，它的应用对保障危重病人的生命安全无疑具有很重要的临床价值。然而通过上述对几种生命参数的测量原理及其局限性的分析，可知各种参数的测量都有其自身的不可克服的缺陷，因此，尽管它智能化程度很高，也绝对不能完全代替人，它的结果还需要由操作人员进行分析判断和正确处理，对于使用中出现的一些问题或现象，要结合其特点加以正确认识，在使用时要认真操作，对测量结果要正确评判。目前市场上各种档次各种品牌的监护仪很多，建议用户在购买时首先要考虑其是否满足产品标准和安全标准，有无合法的生产许可证，其次要根据实际需求，合理选择参数配置，不要一味追求低价位，也不能贪大求全，这样都会提高使用成本或浪费仪器功能。另外，由于不同品牌的监护仪都有其不同的操作方法和特点，因此在购买多台时，尽量选择购买同一厂家或品牌的仪器，这样不仅便于使用人员熟练掌握操作方法，同时也有利于医院设备管理部门对监护仪的管理与维护。

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