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1、3 3 医学监护仪器医学监护仪器3.1 3.1 病人监护仪器概述病人监护仪器概述3.2 3.2 生理参数检测及监护仪的主要指标生理参数检测及监护仪的主要指标3.3 3.3 常用的病人监护系统常用的病人监护系统3.4 3.4 床边心电监护仪床边心电监护仪一、病人监护仪器概述（一、病人监护仪器概述（Patient Monitor）n病人监护仪是一种用以测量和控制病人生病人监护仪是一种用以测量和控制病人生理参数，并可与已知设定值进行比较，如理参数，并可与已知设定值进行比较，如果出现超差可发出报警的装置或系统。果出现超差可发出报警的装置或系统。n用途：用途：测量和监视生理参数测量和监视生理参数监视和处
2、理用药及手术前后的状况监视和处理用药及手术前后的状况n与临床诊断仪器的区别：与临床诊断仪器的区别：必须长时间连续地监护病人的生理参数。必须长时间连续地监护病人的生理参数。检测出变化趋势，指出病危情况。检测出变化趋势，指出病危情况。n随着电子仪器和计算机技术的迅速发展，随着电子仪器和计算机技术的迅速发展，各种医用监护仪的发展也很快，从单一各种医用监护仪的发展也很快，从单一生理参数的监测发展到对生理参数的监测发展到对生物电、血压、生物电、血压、心率、呼吸、体温、血流心率、呼吸、体温、血流等若干参数的等若干参数的联合监测。从单一病床监测发展到对多联合监测。从单一病床监测发展到对多个病体的连续监测。个
3、病体的连续监测。n现代监护仪均采用了计算机技术，并运现代监护仪均采用了计算机技术，并运用了无损检测技术、遥测技术等，可以用了无损检测技术、遥测技术等，可以对大量检测数据进行实时分析、处理、对大量检测数据进行实时分析、处理、显示和记录，及时报警或自动启动救护显示和记录，及时报警或自动启动救护装置进行处理，甚至可对病变情况作出装置进行处理，甚至可对病变情况作出趋势预报。趋势预报。n监护仪在临床中使用时，配合其他设备监护仪在临床中使用时，配合其他设备共同组成监护系统对病人进行监护。共同组成监护系统对病人进行监护。n监护系统一般由三大部分组成，监护系统一般由三大部分组成，一是闭路电视摄像与放像系统一是
4、闭路电视摄像与放像系统，监护病人的活，监护病人的活动状态；动状态；二是必要的抢救设备二是必要的抢救设备，为整个系统的执行机构，为整个系统的执行机构，如输液装置、呼吸机、除颤器、起搏器等；如输液装置、呼吸机、除颤器、起搏器等；三是多路生理参数监护仪三是多路生理参数监护仪，包括，包括信号检测部信号检测部分（如传感器和电极等）；分（如传感器和电极等）；信息处理部分信息处理部分（如模拟通道滤波、放大、信号变换、数字信（如模拟通道滤波、放大、信号变换、数字信号处理等）；号处理等）；终端显示部分（如数据量显示、终端显示部分（如数据量显示、报警显示、模拟量显示等）。报警显示、模拟量显示等）。监护仪的分类监护
5、仪的分类 n1 1监监护护仪仪器器按按结结构构可可以以分分成成以以下下四四类类：便便携携式式监监护护仪仪、一一般般监监护护仪仪、遥遥测测监监护仪。护仪。n2 2、依据病症分类：有冠心病自动监护、依据病症分类：有冠心病自动监护仪、危重病人自动监护仪、手术室自仪、危重病人自动监护仪、手术室自动监护仪、手术后自动监护仪、分娩动监护仪、手术后自动监护仪、分娩自动监护仪、新生儿早产儿自动监护自动监护仪、新生儿早产儿自动监护仪、放射线治疗室自动监护仪、高压仪、放射线治疗室自动监护仪、高压氧仓自动监护仪等等。氧仓自动监护仪等等。 n3 3、根据使用范围分类：有床边监、根据使用范围分类：有床边监护仪、中央监护
6、仪和离院监护仪三护仪、中央监护仪和离院监护仪三种，它们又各有智能化和非智能化种，它们又各有智能化和非智能化之分。之分。n4 4、根据功能分类：单参数监护仪、根据功能分类：单参数监护仪和多参数监护仪。和多参数监护仪。 二、生理参数检测二、生理参数检测n常见监护生理参数常见监护生理参数n心电心电n心率心率n呼吸呼吸n血压血压n心输出量心输出量n体温体温n脉搏脉搏n血氧饱和度血氧饱和度n2.1 心电心电导联导联:3:3个或个或6 6个个, ,最多最多1212个个电极电极: :肢体导联肢体导联3 3个或个或4 4个个; ; 胸导联胸导联3 3个个(R(R、L L、RFRF） 监护肢体导联和胸导联则至少
7、监护肢体导联和胸导联则至少5 5个个通常用通常用导联导联对心电图进行连续监测，对冠心病对心电图进行连续监测，对冠心病患者，往往还需要同时监测患者，往往还需要同时监测V5导联导联和和导联导联I的心电的心电图，以便不仅能了解心搏情况，而且可以对心肌图，以便不仅能了解心搏情况，而且可以对心肌缺血、心肌梗塞、各种心律失常缺血、心肌梗塞、各种心律失常(如室颤、房颤、如室颤、房颤、早搏、停博等早搏、停博等)作出正确的分析和判断。作出正确的分析和判断。心电图机和心电监护的区别心电图机和心电监护的区别仪器仪器类别类别通频带通频带时间时间常数常数测量目的测量目的放大器性放大器性能要求能要求心电心电图机图机0.0
8、50.05 8080HzHz3.2S3.2S心电的细微心电的细微结构结构( (短时间短时间) )高高心电心电监护监护1 1 25Hz25Hz0.3S0.3S心率心率( (长时间长时间) )低低2.2 心率心率n心率测量是根据心电波形测定瞬时心率和心率测量是根据心电波形测定瞬时心率和平均心率平均心率瞬时心率：心电图中两个相邻瞬时心率：心电图中两个相邻R-R间期的倒数间期的倒数平均心率：在一定时间内，求平均心率：在一定时间内，求R波个数的比值波个数的比值n监护仪的心率报警范围：监护仪的心率报警范围：低限：低限：20100次次/min高限：高限：80240次次/min检测R波是测量心率的核心2.3、
9、呼吸、呼吸 呼呼吸吸监监护护包包括括三三个个方方面面：呼呼吸吸波波形形实实时时显显示示、呼呼吸吸率率（次次/分分钟钟）自自动动计计算算及及潮潮气气量量（每每次次或或每每分分钟钟吸吸入入气气体体体体积积）的自动计算及显示。的自动计算及显示。 常见的呼吸测量方式两种：常见的呼吸测量方式两种： 1、热敏式呼吸测量、热敏式呼吸测量 2、阻抗式呼吸测量、阻抗式呼吸测量2.3.1、热敏式呼吸测量、热敏式呼吸测量n 用热敏电阻放在鼻孔处，当鼻用热敏电阻放在鼻孔处，当鼻孔中气流通过热敏电阻时，热敏电孔中气流通过热敏电阻时，热敏电阻受到流动气流的热交换，电阻值阻受到流动气流的热交换，电阻值发生改变。发生改变。
10、对于换热表面积为对于换热表面积为A，温度为，温度为T的热敏电阻，当感受到鼻孔的热敏电阻，当感受到鼻孔内温度为内温度为Tf的呼吸气流的流动，热敏电阻上的对流换热量为的呼吸气流的流动，热敏电阻上的对流换热量为 是对流换热系数，是对流换热系数，Tf与人体温度接近，且恒温。若呼吸流与人体温度接近，且恒温。若呼吸流速大，热交换速大，热交换Q就大就大,因此，热敏电阻温度因此，热敏电阻温度T变化也较大。变化也较大。 当鼻孔气流周期性地流过热敏电阻时，热敏电阻值也周期性当鼻孔气流周期性地流过热敏电阻时，热敏电阻值也周期性地改变根据这个原理，将热敏电阻接在惠斯通电桥的一个桥臂地改变根据这个原理，将热敏电阻接在惠
11、斯通电桥的一个桥臂上，就可以得到周期性变化的电压信号，电压周期就是呼吸周期，上，就可以得到周期性变化的电压信号，电压周期就是呼吸周期，因此，经过放大处理后可以得到呼吸率。因此，经过放大处理后可以得到呼吸率。2.3.2、阻抗式呼吸测量、阻抗式呼吸测量n 人人体体呼呼吸吸运运动动时时，胸胸壁壁肌肌肉肉交交变变弛弛张张，胸胸廓廓也也交交替替变变形形，肌肌体体组组织织的的电电阻阻抗抗也也交交替替变变化化，变变化化量量为为0 0. .1 1 3 3 , ,称为呼呼吸吸阻阻抗抗（肺肺阻阻抗抗）且且这这 种种 阻阻 抗抗 变变 化化 与与 呼呼 吸吸 活活 动动 呈呈 线线 性性 关关 系系 。n特点：特点
12、：呼吸阻抗电极与心电电极合用；呼吸阻抗电极与心电电极合用；电桥激励电源采用电桥激励电源采用20100kHz 的高频电源；的高频电源；【胸阻抗包括感抗、容抗和电阻，但当胸部通以胸阻抗包括感抗、容抗和电阻，但当胸部通以50KHz100KHz（例如（例如62.5KHz）的高频电流时，）的高频电流时，胸阻抗可等效为一纯电阻，因此，可以通过胸电胸阻抗可等效为一纯电阻，因此，可以通过胸电阻的变化来检测呼吸。阻的变化来检测呼吸。】激励源为恒流源。激励源为恒流源。2.4、血压、血压 血压是血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力。血压包括血压是血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力。血压包括动脉血压，毛细血管血压，
13、中心静脉血压。动脉血压，毛细血管血压，中心静脉血压。 我们所测量血压主要指动脉血压，它包括收缩压和舒张压。我们所测量血压主要指动脉血压，它包括收缩压和舒张压。收缩压（高压）：心脏收收缩压（高压）：心脏收缩时，动脉血压所达到的缩时，动脉血压所达到的最高数值最高数值舒张压（低压）：心脏舒舒张压（低压）：心脏舒张时，动脉血压下降的最张时，动脉血压下降的最低数值低数值2.4、血压、血压n测量血压可进行测量血压可进行有创检测有创检测和和无创检测无创检测。有创检测采用的方法为动脉插管接压力有创检测采用的方法为动脉插管接压力计或压力传感器，这种方法测量准确，计或压力传感器，这种方法测量准确，但给病人造成痛苦
14、，因此只在心血管手但给病人造成痛苦，因此只在心血管手术时运用。术时运用。无创检测传统的方法是听诊法，又称无创检测传统的方法是听诊法，又称柯柯氏音法氏音法，这种方法是俄国医生，这种方法是俄国医生Korotkoff于于1905年发明的。年发明的。有有创创血血压压测测量量方方法法 柯氏音法是用一个柯氏音法是用一个1323cm的气袖缠于上臂中的气袖缠于上臂中部，输出管连于水银压力计，气袖下方肱动脉搏动部，输出管连于水银压力计，气袖下方肱动脉搏动处放置听诊器。用橡皮球向气袖打气，当袖内压大处放置听诊器。用橡皮球向气袖打气，当袖内压大于收缩压（于收缩压（PS，即所谓，即所谓“高压高压”）时，动脉被压闭。）
15、时，动脉被压闭。然后以然后以23mmHg/秒的速率放气，并监听柯氏音。秒的速率放气，并监听柯氏音。柯氏音是血流通过被压闭又逐渐开启的动脉血管时柯氏音是血流通过被压闭又逐渐开启的动脉血管时产生的断续声音。产生的断续声音。2.4.1 柯氏音法柯氏音法n柯氏音分为五相，柯氏音分为五相，第一相第一相对应着袖内压刚刚低于收对应着袖内压刚刚低于收缩压，血管内开始出现断续的血流时产生的，因此缩压，血管内开始出现断续的血流时产生的，因此此时水银压力计的指示的就是收缩压；此时水银压力计的指示的就是收缩压；第五相第五相对应对应着袖内压刚刚低地舒张压（着袖内压刚刚低地舒张压（PD，即所谓，即所谓“低压低压”），），
16、血流在血管内开始连续通过，柯氏音由减弱变为消血流在血管内开始连续通过，柯氏音由减弱变为消失，此时水银压力计的指示就是舒张压。失，此时水银压力计的指示就是舒张压。 20世纪世纪70年代以来，出现了多种年代以来，出现了多种柯氏音法电子血压计，由微处理器控柯氏音法电子血压计，由微处理器控制，手动或用气泵自动打气，手动或制，手动或用气泵自动打气，手动或用电磁阀自动放气，通过用电磁阀自动放气，通过微音器自动微音器自动监测柯氏音监测柯氏音，并由微处理器自动判断，并由微处理器自动判断及自动测量，由液晶数字显示收缩压、及自动测量，由液晶数字显示收缩压、舒张压、平均压及心率等。舒张压、平均压及心率等。 柯氏音法
17、的关键在于辨别血流的柯氏音法的关键在于辨别血流的声音信号声音信号，以声音变化为依据。其优，以声音变化为依据。其优点为同一般临床应用相一致，容易被点为同一般临床应用相一致，容易被医生们认同。其缺点是测量精度低，医生们认同。其缺点是测量精度低，往往需要多次测量。基于往往需要多次测量。基于柯氏音法柯氏音法电电子血压计也存在该问题。电子器件的子血压计也存在该问题。电子器件的拾音器易受外界噪声干扰，结果偏差拾音器易受外界噪声干扰，结果偏差较大，不能直接测量动脉平均压。因较大，不能直接测量动脉平均压。因此在血压测量的技术中，渐渐被振荡此在血压测量的技术中，渐渐被振荡法所代替。法所代替。 测振法是测振法是7
18、0年代发展起来的测量血压的年代发展起来的测量血压的新方法。这种方法也象传统的柯氏音法那样新方法。这种方法也象传统的柯氏音法那样需要用袖带阻断动脉血流。但在放气过程中，需要用袖带阻断动脉血流。但在放气过程中，不是检测柯氏音，而是不是检测柯氏音，而是通过压力传感器检测通过压力传感器检测袖内气体的振荡波袖内气体的振荡波。这些振荡波起源于动脉这些振荡波起源于动脉血管壁的振动。理论计算和实验证明，这种血管壁的振动。理论计算和实验证明，这种振荡波与动脉壁收缩压、舒张压、平均压均振荡波与动脉壁收缩压、舒张压、平均压均有一定的函数关系。有一定的函数关系。2.4.2、测振法（示波法）、测振法（示波法）收缩压收缩
19、压平均压平均压舒张压舒张压n通过将振荡波放大、滤波后，将包络线通过将振荡波放大、滤波后，将包络线检出，再用一定的判据判断包络线与收检出，再用一定的判据判断包络线与收缩压、舒张压的时相对应关系。该关系缩压、舒张压的时相对应关系。该关系一般采用经验值获得。该方法不受操作一般采用经验值获得。该方法不受操作者主观影响，避免了柯氏音法易受环境者主观影响，避免了柯氏音法易受环境干扰的缺点，能精确地测出平均压。其干扰的缺点，能精确地测出平均压。其缺点是测量时要避免上肢肌肉收缩、心缺点是测量时要避免上肢肌肉收缩、心房纤颤时测量数据不准确。房纤颤时测量数据不准确。示波法血压测量系统设计图示波法血压测量系统设计图
20、血压测量模块结构图血压测量模块结构图压压力力放放大大部部分分气气动动部部分分示波法血压测量软件流程示波法血压测量软件流程2.4.3 超声波法超声波法超声波法测量血压结构图超声波法测量血压结构图 无创动态血压监测最早由无创动态血压监测最早由llinman等等1962年研制并应年研制并应用于临床。开始为半自动式，随着电子技术的飞速发展，用于临床。开始为半自动式，随着电子技术的飞速发展，美国首先研制和应用全自动型动态血压监护仪。该仪器可美国首先研制和应用全自动型动态血压监护仪。该仪器可在在160分钟内随意调整充气间隔时间。我国于分钟内随意调整充气间隔时间。我国于1992年亦年亦研制成功，应用比较广泛
21、的厂家有北京同仁光电技术公司、研制成功，应用比较广泛的厂家有北京同仁光电技术公司、长春曙光、中健电子等厂家的产品。其中北京同仁光电技长春曙光、中健电子等厂家的产品。其中北京同仁光电技术公司还推出与心电图同步记录的仪器，可以观察心肌缺术公司还推出与心电图同步记录的仪器，可以观察心肌缺血，心律失常与血压改变之间的因果或顺序关系，有很大血，心律失常与血压改变之间的因果或顺序关系，有很大的临床价值。的临床价值。 另外基于脉搏传递时间，动脉容积钳制法、动脉压力另外基于脉搏传递时间，动脉容积钳制法、动脉压力测量法等无创连续血压测量。但这些方法还在研究当中，测量法等无创连续血压测量。但这些方法还在研究当中，
22、具有广阔的前景。具有广阔的前景。2.5心输出量心输出量n心心输输出出量量是是指指心心脏脏在在单单位位时时间间内内输输出出的的血血量（量（L/min）。它是衡量心功能的重要指标。）。它是衡量心功能的重要指标。n每搏输出量每搏输出量(Stroke Volume)：每次心搏的血液输出量。n心输出量=每搏输出量心率心输出量测量方法心输出量测量方法:n在监护仪中，心输出量的测量常采用在监护仪中，心输出量的测量常采用热稀释法热稀释法，该方法采用冷液（生理盐水或葡萄糖液）做为该方法采用冷液（生理盐水或葡萄糖液）做为指示剂，热敏电阻为传感器。指示剂，热敏电阻为传感器。漂浮导管由心房漂浮导管由心房插入肺动脉插入
23、肺动脉，将冷液注入右心房，当，将冷液注入右心房，当冷液与血冷液与血流混合流混合后将会发生后将会发生温度变化温度变化，混合后的液体进，混合后的液体进入肺动脉时，温度变化由导管前端的入肺动脉时，温度变化由导管前端的热敏电阻热敏电阻检出检出，根据注入时刻和混合后的温度可以，根据注入时刻和混合后的温度可以计算计算出心输出量出心输出量，这种方法可高精度反复测量不同，这种方法可高精度反复测量不同时间的心输出量，其测量间隙最短可达时间的心输出量，其测量间隙最短可达2分钟。分钟。热稀释法热稀释法 热热稀稀释释采采用用冷冷生生理理盐盐水水作作为为指指示示剂剂，具具有有热热敏敏电电阻阻的的SwanSwanGanz
24、Ganz漂漂浮浮导导管管作作为为心心导导管管。热热敏敏电电阻阻置置于于肺肺动动脉脉，向向右右心心房房注注人人冷冷生生理理盐盐水水。心心输出量可由输出量可由StewartStewartHamiltonHamilton方程确定：方程确定： n1.081.08是由注人冷生理盐水和血液比热及密度有关的常数，是由注人冷生理盐水和血液比热及密度有关的常数，b b0 0是单位换算系数，是单位换算系数，C CT T是相关系数，是相关系数，V Vi i和和T Ti i是冷生理盐水的注是冷生理盐水的注入量和温度，入量和温度，T Tb b和和 T Tb b是血液温度和变化量。冷生理盐水可是血液温度和变化量。冷生理盐
25、水可以用以用0 04 4 C C的冰水液，也可用的冰水液，也可用19192525 C C的室温液。的室温液。 除了上述有创的热稀释法外还有以下几种方法：1、微创测量方法，其典型代表是超声多普勒法; 2、无创测量方法，包括心血管磁共振成像法、部分CO2重呼吸法、心阻抗图法和脉搏波描记法; 3、针对动态测量的需求，主要由心阻抗图法和脉搏波描记法等发展而来的穿戴式和移动式心输出量测量技术。2.6体温体温n体温是了解生命状态的重要指标。监护仪中，体温是了解生命状态的重要指标。监护仪中，体温的测量体温的测量常采用热敏电阻常采用热敏电阻作为作为温度传感器温度传感器，采用电桥作为检测电路。现在已有集成化测采
26、用电桥作为检测电路。现在已有集成化测温电路可供选用。例如：温电路可供选用。例如：PT100，在，在0时时电阻为电阻为100，温度每升高，温度每升高1 ，电阻变化，电阻变化0.39 。n在一些特殊场合，为了避免交叉传染，亦可在一些特殊场合，为了避免交叉传染，亦可以采用以采用红外非接触测温技术红外非接触测温技术。监护仪中，测。监护仪中，测温精度应在温精度应在0.1，应有较快的测温响应。，应有较快的测温响应。红外测温除了在医学领域外，在航天，供电，热能等众多领域得到广泛的运用。红外测温除了在医学领域外，在航天，供电，热能等众多领域得到广泛的运用。2.7 脉搏脉搏n脉搏包括血管血压、容积、位移和管壁张
27、脉搏包括血管血压、容积、位移和管壁张力等多种物理量力等多种物理量n常用的传感器：光电容积式、压电式、心常用的传感器：光电容积式、压电式、心电信号中提取电信号中提取n 压电式则采用压电传感器，压电放在压电式则采用压电传感器，压电放在脉搏跳动明显处，将压力信号转换为电信脉搏跳动明显处，将压力信号转换为电信号输出。经过放大、滤波、采集、显示输号输出。经过放大、滤波、采集、显示输出。出。 近年来光电检测技术在临床医学应用近年来光电检测技术在临床医学应用中发展很快，这主要是由于光能避开强烈中发展很快，这主要是由于光能避开强烈的电磁干扰的电磁干扰,具有很高的绝缘性，且可非侵具有很高的绝缘性，且可非侵入地检
28、测病人各种症状信息。用光电法提入地检测病人各种症状信息。用光电法提取指尖脉搏光信息受到了从事生物医学仪取指尖脉搏光信息受到了从事生物医学仪器工作的专家和学者的重视。器工作的专家和学者的重视。n 光电容积法主要采用光电式传感器测量脉搏，光电容积法主要采用光电式传感器测量脉搏，该传感器主要由发光二级管和光敏二极管组成，该传感器主要由发光二级管和光敏二极管组成，其测量原理是：发光二极管发出的光透射过手指，其测量原理是：发光二极管发出的光透射过手指，经过手指组织的血液吸收和衰减，由光敏二极管经过手指组织的血液吸收和衰减，由光敏二极管接收。由于手指动脉血在血液循环过程中呈周期接收。由于手指动脉血在血液循
29、环过程中呈周期性的脉动变化，所以它对光的吸收和衰减也是周性的脉动变化，所以它对光的吸收和衰减也是周期性脉动的，于是光敏二极管输出信号的变化也期性脉动的，于是光敏二极管输出信号的变化也就反映了动脉血的脉动变化。就反映了动脉血的脉动变化。放大处理采集显示光电转换放大整形计数显示发光接收2.8 呼吸末二氧化碳（呼吸末二氧化碳（PetCO2）监护）监护 n呼吸末二氧化碳（呼吸末二氧化碳（PetCOPetCO2 2）是麻醉患者）是麻醉患者和呼吸代谢系统疾病患者的重要检测和呼吸代谢系统疾病患者的重要检测指标。监测呼气末二氧化碳浓度，不指标。监测呼气末二氧化碳浓度，不仅可监测通气而且能反映肺血流，具仅可监测
30、通气而且能反映肺血流，具有无创及连续监测的优点，从而减少有无创及连续监测的优点，从而减少血气分析的次数。血气分析的次数。nCOCO2 2测量主要采用测量主要采用红外吸收法红外吸收法，即不同，即不同浓度的浓度的COCO2 2对特定红外光的吸收程度不对特定红外光的吸收程度不同。因同。因COCO2 2能吸收能吸收4.3m4.3m红外线，用红红外线，用红外线透照测试气样后，光电换能元件外线透照测试气样后，光电换能元件能探测到红外线的衰减程度，所获取能探测到红外线的衰减程度，所获取信号与参比气信号比较，就能得到信号与参比气信号比较，就能得到COCO2 2浓度。浓度。 nCOCO2 2监护由监护由主流式主
31、流式和和旁流式旁流式两种。两种。主流式直接将气体传感器放置在病人呼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吸气路导管中，直接对呼吸气体中的COCO2 2进行浓度转换，然后将电信号送入监护进行浓度转换，然后将电信号送入监护仪进行分析处理，得到仪进行分析处理，得到PetCOPetCO2 2参数；参数；旁流式的光学传感器置于监护仪内，由旁流式的光学传感器置于监护仪内，由气体采样管实时抽取病人呼吸气体样品，气体采样管实时抽取病人呼吸气体样品，经气水分离器，去除呼吸气体中的水分，经气水分离器，去除呼吸气体中的水分，送入监护仪中进行送入监护仪中进行COCO2 2分析。分析。2.9
32、 2.9 血氧饱和度血氧饱和度 通过肺循环，红细胞中的血红蛋白通过肺循环，红细胞中的血红蛋白与氧结合成合氧血红蛋白，然后通过与氧结合成合氧血红蛋白，然后通过动脉血流输送到人体的各个部分。动脉血流输送到人体的各个部分。 血氧饱和度血氧饱和度是指是指100ml100ml血液中血红血液中血红蛋白实际结合的氧与能够结合的氧的蛋白实际结合的氧与能够结合的氧的最大量的比值最大量的比值。该指标是衡量呼吸系。该指标是衡量呼吸系统、循环系统是否正常的重要临床指统、循环系统是否正常的重要临床指标。传统的测量血氧饱和度的方法是标。传统的测量血氧饱和度的方法是使用分光光度计进行抽血化验。使用分光光度计进行抽血化验。n
33、血血氧氧饱饱和和度度的的测测量量目目前前广广泛泛应应用用透透射射法法（或或反反射射法法）双双波波长长（红红光光R R：660nm660nm和和红红外外光光IRIR：920nm920nm）光光电电检检测测技技术术，检检测测红红光光和和红红外外光光通通过过动动脉脉血血的的光光吸吸收收引引起起的的交交变变成成分分之之比比I IIRIR/I/IR R和和非非脉脉动动组组织织（表表皮皮、肌肌肉肉、静静脉脉血血等等）引引起起光光吸吸收收的的稳稳定定分分量量（直直流流）值值，通过通过计算计算可得到可得到血氧饱和度值血氧饱和度值SaOSaO2 2。n由由于于光光电电信信号号的的脉脉动动规规律律与与心心脏脏搏搏
34、动动的的规规律律一一致致，所所以以根根据据检检出出信信号号的的周周期期可可同同时时确确定定脉脉率率，因因而而亦亦称称该该方方法法为为脉搏血氧饱和度测量。脉搏血氧饱和度测量。n下图为血氧饱和度测量时手指安放的下图为血氧饱和度测量时手指安放的方法。方法。测量原理测量原理 透射法透射法: :n根据郎伯根据郎伯- -比尔定律，当一束光照射到某种物质的比尔定律，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，透射光溶液上时，物质对光有一定的吸收衰减，透射光强强I I与入射光强与入射光强I I0 0之间有以下关系：之间有以下关系： I =II =I0 0e e- - cdcdn式中，式中， 为
35、物质的吸光系数，为物质的吸光系数，c c为溶液的浓度，为溶液的浓度，d d为为光穿过的路径。光穿过的路径。nI I0 0/ / I I比值的对数称为吸光度比值的对数称为吸光度D D，因此上，因此上式可表示为：式可表示为： D=D=lnln（I I0 0/ I/ I）= = cdcdn若保持光的路径不变，吸光度便与物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。质的吸光系数和溶液的浓度成正比。n血液中氧合血红蛋白（血液中氧合血红蛋白（HbO2HbO2）和还原）和还原血红蛋白（血红蛋白（HbHb）对不同波长的光的吸）对不同波长的光的吸收系数不同，在波长为收系数不同，在波长为600
36、nm 600nm 700nm700nm的红光区，的红光区，HbHb的吸收系数比的吸收系数比HbO2HbO2的大；的大；而在波长为而在波长为800nm 800nm 1000nm1000nm的近红外的近红外区，区，HbO2HbO2的吸收系数比的吸收系数比HbHb的大；在的大；在805nm805nm附近是等吸收点。附近是等吸收点。测量方法测量方法 氧合血红蛋白和非氧合血红蛋白氧合血红蛋白和非氧合血红蛋白对不同波长红光和红外光的吸收存在对不同波长红光和红外光的吸收存在差异，且每次脉搏搏动时，动脉血容差异，且每次脉搏搏动时，动脉血容量变化导致对不同波长光的吸收具有量变化导致对不同波长光的吸收具有波动成分
37、。所以采用两个波长的红光波动成分。所以采用两个波长的红光和红外发光器件依时序发红光和红外发光器件依时序发红光不不发光发光红外光红外光不发光，交替工不发光，交替工作。作。n不发光时光敏二极管检测到背景光和干不发光时光敏二极管检测到背景光和干扰信号产生的电流，发红光和红外光时扰信号产生的电流，发红光和红外光时光敏二极管检测到的是透射过人体组织光敏二极管检测到的是透射过人体组织的透射光的光电流以及背景光和干扰信的透射光的光电流以及背景光和干扰信号产生的光电流之和，通过差动放大器号产生的光电流之和，通过差动放大器可以滤掉背景光和干扰信号产生的影响，可以滤掉背景光和干扰信号产生的影响，得到发红光和红外光
38、时透射光的光电流。得到发红光和红外光时透射光的光电流。n进一步通过信号分离可以得到红光和红进一步通过信号分离可以得到红光和红外光透射信号的直流和脉动分量外光透射信号的直流和脉动分量(I(IDCDC) )R R, ,(I(IDCDC) )IRIR,(I,(IACAC) )R,R,(I(IACAC) )IRIR 求出系数求出系数R=(IR=(IACAC/I/IDCDC) )R R/(I/(IACAC/I/IDCDC) )IRIR 经验公式：血氧饱和度经验公式：血氧饱和度 SaOSaO2 2=AR=AR2 2+BR+C+BR+C 式中式中A A、B B、C C为经验常数为经验常数2.10 心音检测心
39、音检测 心音是由于心脏瓣膜的开关、肌腱和肌心音是由于心脏瓣膜的开关、肌腱和肌肉的舒缩、血流的冲击及心血管壁的振动而肉的舒缩、血流的冲击及心血管壁的振动而产生的一种复合音。心音的电子检测方法是产生的一种复合音。心音的电子检测方法是通过心音传感器（一种磁电式空气传导传感通过心音传感器（一种磁电式空气传导传感器）检测心音信号，并通过放大器放大及低器）检测心音信号，并通过放大器放大及低通滤波后，送慢扫描示波显示心音波形，或通滤波后，送慢扫描示波显示心音波形，或用描记器描记出心音波形，叫用描记器描记出心音波形，叫心音图心音图。心音。心音的主要频谱在的主要频谱在40Hz40Hz100Hz100Hz之间，异
40、常心音的之间，异常心音的频谱可达数百频谱可达数百HzHz。心音的小波分解信号心音的小波分解信号滤波后心音信号滤波后心音信号心音原始信号心音原始信号3.3 床边监护仪（床边监护仪（Bedside Monitor）n床边监护仪是设置在床边与病人相连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、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呼吸、体温、心功能和血气等各种生理参数。理参数。3.3.1 单参数床边单参数床边心电监护心电监护 n心电监护仪能够对心脏病患者施行实时、心电监护仪能够对心脏病患者施行实时、连续地监视连续地监视心电波形心电波形，并予以显示。在心，
41、并予以显示。在心电、心率出现异常时会自动发出警报，自电、心率出现异常时会自动发出警报，自动记录出报警时的心电波形，这是心电监动记录出报警时的心电波形，这是心电监护仪的基本功能。护仪的基本功能。n这种仪器的特点是应用微型计算机做数据这种仪器的特点是应用微型计算机做数据处理，根据建立起的数理模型做出自动诊处理，根据建立起的数理模型做出自动诊断。断。 床旁心电监护仪框图 单导心电监护仪单导心电监护仪心率检测电路组成心率检测电路组成n除颤抑制电路除颤抑制电路n心电滤波电路心电滤波电路n半波整流电路半波整流电路n阈值电路阈值电路n比较电路比较电路n单稳电路单稳电路n心率计数电路心率计数电路3.3.2 3
42、.3.2 多参数床边监护仪多参数床边监护仪n多参数床边监护仪大多采用插件式结构，多参数床边监护仪大多采用插件式结构，配置十分灵活，且相对独立，通过改变设配置十分灵活，且相对独立，通过改变设置，可以作为床边监护仪，也可以作为中置，可以作为床边监护仪，也可以作为中心监护仪。心监护仪。 以90303B床边监护仪为例介绍床边监护仪为例介绍多参数床边监护仪结构。多参数床边监护仪结构。n病人数据由功能插件病人数据由功能插件采集采集并转换成数字并转换成数字信号模式，通过信号模式，通过SDLC总线经接口板总线经接口板传送传送至监护仪主机。送入主机的数据是由监至监护仪主机。送入主机的数据是由监护仪的护仪的CPU
43、根据程序存储器中的程序处根据程序存储器中的程序处理，主理，主CPU板包括动态板包括动态RAM（DRAM）暂时存储数据。暂时存储数据。ROM包存储的是处理程包存储的是处理程序、操作系统以及用户和主机诊断程序。序、操作系统以及用户和主机诊断程序。机机-机之间的数据通讯机之间的数据通讯是通过以太网来实是通过以太网来实现的。现的。 SDLC同步数据联接控制（数据链网络通讯同步数据联接控制（数据链网络通讯规程）规程）nSDLC是是IBM公司公司70年代发展的一项通讯协年代发展的一项通讯协议，它是一个速率达议，它是一个速率达2兆位兆位/秒的双向串行总秒的双向串行总线。在底板上的线。在底板上的SDLC接口，
44、由接口，由CPU板上的板上的第一级远程通用外设接口（第一级远程通用外设接口（Remote Universal Peripheral Interface，RUPI）控制，每个功能插件的控制，每个功能插件的CPU上还有第二级上还有第二级RUPI，由第一级控制通讯。，由第一级控制通讯。 总线总线n医学仪器中的微机系统，从组成结构上可以医学仪器中的微机系统，从组成结构上可以分成面向中央处理器（即以分成面向中央处理器（即以CPU为中心）和为中心）和面向总线（即以总线为中心）两大类。面向总线（即以总线为中心）两大类。n以总线为中心的结构中，各部件之间的通讯，以总线为中心的结构中，各部件之间的通讯，只经总线
45、（虽也受只经总线（虽也受CPU控制，但基本上不影控制，但基本上不影响响CPU工作），常用于高性能的医学微机系工作），常用于高性能的医学微机系统中。统中。总线的种类总线的种类n一是把各种不同器件连接在一起构成不一是把各种不同器件连接在一起构成不同功能插件的芯片总线；同功能插件的芯片总线；n二是把微机系统中的各插件板互相连接二是把微机系统中的各插件板互相连接起来的板间总线，或称系统总线，用于起来的板间总线，或称系统总线，用于微机内部，又称内部总线；微机内部，又称内部总线；n三是用于将设备系统相互连接起来，构三是用于将设备系统相互连接起来，构成智能化很强的医学信号处理和临床研成智能化很强的医学信号处
46、理和临床研究的大系统的通讯总线，又称外总线。究的大系统的通讯总线，又称外总线。面向微处理器的结构面向微处理器的结构n在在8位机的单功能医学仪器中使用较多，它位机的单功能医学仪器中使用较多，它以中央处理器以中央处理器CPU为中心，各部件之间的为中心，各部件之间的通讯都要经过通讯都要经过CPU或设置专用的信息通路。或设置专用的信息通路。(主主CPU和模块和模块CPU之间多采用中断方式之间多采用中断方式 进进行通讯行通讯)多种模块如何组合最为合适？n 传统的监护仪设备一般是基于总线结构，其原因是在于早期的CPU性能较弱，无法满足监护仪多参数信息处理的要求。而现在CPU的性能日趋强大，发展迅速，尤其以
47、ARM内核的嵌入式系统CPU功能十分强大，现代监护仪将逐渐以CPU为核心设计，从而在保证性能的情况下，结构日趋简单，价格更加便宜。迈瑞PM9000监护仪结构Coldfire5260FPGA显示显示显示显示AM79C961网络通信FLASHDRAMEPROM血压，按键，记录仪心电，呼吸，体温血氧串口串口串口主控板主控板监护仪的基本性能参数n以科瑞康公司的PC9000为例n心电参数n呼吸n体温n无创血压n血氧n呼吸其他要求3.4 3.4 中央监护系统中央监护系统n常在常在CCUCCU和和ICUICU中采用中采用n对多床位危重病人实行对多床位危重病人实行2424小时实时、连续监测小时实时、连续监测n
48、将多个床边监护仪送来的病人生理、生化信息将多个床边监护仪送来的病人生理、生化信息及其变化集中分析、处理和管理以提高仪器的及其变化集中分析、处理和管理以提高仪器的利用效率利用效率. .3.4.1 多参数中央监护系统多参数中央监护系统n中央监护系统由一台中央监护仪和若中央监护系统由一台中央监护仪和若干台床边监护仪组成，床边监护仪和干台床边监护仪组成，床边监护仪和中央监护仪间由接口电路和数据通信中央监护仪间由接口电路和数据通信线路连接，中央监护仪也可发送控制线路连接，中央监护仪也可发送控制指令至床边监护仪，直接控制其工作，指令至床边监护仪，直接控制其工作，床边的超限报警信号也可同时出现在床边的超限报
49、警信号也可同时出现在中央监护仪上，并指出相应的床号和中央监护仪上，并指出相应的床号和生命指征参数。生命指征参数。 信息如何传递通信？n中央监护系统的通信方式中央监护系统的通信方式 1 1、以太网、以太网基带局域网基带局域网 10Mb/s10Mb/s载波监听多路访问载波监听多路访问/ /冲突检测冲突检测同轴电缆、集线器、网桥和交换机同轴电缆、集线器、网桥和交换机IEEE 802.3IEEE 802.3标准标准总线式结构总线式结构 监护仪之间的采用网络连接，传统有监护仪之间的采用网络连接，传统有线网络，目前无线网络的传输开始起步，网络有线网络，目前无线网络的传输开始起步，网络有技术成熟，使用方便，
50、数据量大等优势。但是也技术成熟，使用方便，数据量大等优势。但是也存在传输距离近，信号易受阻挡等缺点。存在传输距离近，信号易受阻挡等缺点。2、蓝牙、蓝牙 蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10m内）内）的的无线电无线电技术。能在包括移动电话、技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳、无线耳机、机、笔记本电脑笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用线信息交换。利用“蓝牙蓝牙”技术，能够有效地简化技术，能够有效地简化移动通信移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网设备与因
51、特网Internet之间的通信，从而之间的通信，从而数据传输数据传输变得更加迅速高效，为变得更加迅速高效，为无线通信无线通信拓宽道路。蓝牙采拓宽道路。蓝牙采用用分散式网络分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）（即工业、科学、医学）频段频段。其数据速率为。其数据速率为1Mbps。采用。采用时分双工时分双工传输方案实现传输方案实现全双工传输全双工传输。n蓝牙构成：蓝牙构成： 无线单元无线单元链路链路控制单元控制单元链路管理链路管理软件功能软件功能n优
52、势：优势： 抗干扰能力强，采用调频技术。抗干扰能力强，采用调频技术。 通用性强，使用范围广。通用性强，使用范围广。n不足：不足： 传播距离短，一般只有传播距离短，一般只有10m，最大，最大100m。 3 3、无线电通信、无线电通信利用电磁波远距离传送生理利用电磁波远距离传送生理数据数据频分制遥测系统频分制遥测系统时分制遥测系统时分制遥测系统脉冲编码制遥测系统脉冲编码制遥测系统n优点：技术成熟，传播距离远。优点：技术成熟，传播距离远。n缺点：结构复杂，传输信息量不足。缺点：结构复杂，传输信息量不足。3.5 动态监护动态监护（Ambulatory Monitor ）n一、动态心电仪（又叫一、动态心
53、电仪（又叫HolterHolter）n 为为了了及及时时发发现现和和治治疗疗早早期期心心脏脏病病和和各各类类隐隐性性、偶偶发发性性心心律律失失常常、心心肌肌局局部部缺缺血血，就就必必须须有有一一种种心心电电图图仪仪能能携携带带在在病病人人身身上上，在在病病人人正正常常工工作作、生生活活的的情情况况下下，小小时时以以上上长长时时间间对对病病人人进进行行检检测测，随随时时捕捕捉捉病病人人在在工工作作紧紧张张劳劳累累或或精精神神受受到到刺刺激激、情情绪激动或特殊状态下心脏发生的病变反应。绪激动或特殊状态下心脏发生的病变反应。n五五十十年年代代末末，美美国国科科学学家家HolterHolter首首先先
54、发发 明明 了了 这这 种种 心心 电电 仪仪 ， 人人 们们 叫叫 它它 为为HolterHolter心心电电仪仪或或叫叫动动态态心心电电仪仪，这这种种技技术术在在临临床床上上可可实实现现“长长时时间间”，“动动态态”记记录录的的心心电电图图，就就称称为为动动态态心心电电图图（dynamic dynamic electrocardiogramelectrocardiogram，DCGDCG）。）。n动态心电图监护仪主要分为三类。第一动态心电图监护仪主要分为三类。第一类是类是长时间记录后再将所记录的心电图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；传入专用计算机进行回顾分析；第二
55、类第二类是当是当分析出患者出现异常心电图时记录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下该时刻的片段心电图，故又称片段式，故又称片段式心电监护仪，这种仪器一般能发生报警心电监护仪，这种仪器一般能发生报警信息，但不能记录完整的心电图；第三信息，但不能记录完整的心电图；第三类是既能记录类是既能记录完整的小时心电图又完整的小时心电图又具有实时分析的能力具有实时分析的能力，当患者发生恶性，当患者发生恶性心律失常时仪器可以发出报警心律失常时仪器可以发出报警. . nHolterHolter系统利用记录器将心电图调制系统利用记录器将心电图调制后记录在存储介质上，病人把记录器后记录在存储介质上，病
56、人把记录器带在身上后，可以回家正常地生活工带在身上后，可以回家正常地生活工作，期间可记录下作，期间可记录下2424小时的心电图，小时的心电图，然后再送回医院，由专用计算机控制然后再送回医院，由专用计算机控制的回放仪进行回放分析和诊断。的回放仪进行回放分析和诊断。nHolterHolter系统由两部分组成：系统由两部分组成：心电记录器。心电记录器。心电回放仪心电回放仪 。n记录器记录时采用低速记录，而在回放时以记录器记录时采用低速记录，而在回放时以高速回放高速回放( (6060或或120)120)，以便在很短的时，以便在很短的时间内分析完间内分析完2424小时的心电图。计算机可自动小时的心电图。
57、计算机可自动高速处理心电数据，检测心律不齐，当捕捉高速处理心电数据，检测心律不齐，当捕捉到异常心律时又能以慢速到异常心律时又能以慢速 ( (2)2)回放，以便回放，以便医生进行仔细地观察。医生进行仔细地观察。n心电回放仪实际上是一种高性能的心律失常心电回放仪实际上是一种高性能的心律失常分析仪。分析仪。HolterHolter系统能检测出短时间发作的系统能检测出短时间发作的异常心电，是目前特别适用于诊断冠心病的异常心电，是目前特别适用于诊断冠心病的仪器。仪器。n功能功能 根据心电波的根据心电波的R RR R间期、间期、QRSQRS波宽、幅度大小等特征量进行实时波宽、幅度大小等特征量进行实时分析，
58、判断并有选择地存储记录。可分析，判断并有选择地存储记录。可以诊断室颤、心动过缓、漏博、停博、以诊断室颤、心动过缓、漏博、停博、早博、早博、RonTRonT等等1010多种心律失常病症。多种心律失常病症。固态存贮式Holter系统 智能智能Holter系统系统 由于佩带式心电记录器的特点由于佩带式心电记录器的特点之一是必须使用电池供电，所以在之一是必须使用电池供电，所以在硬件电路上要考虑尽可能地省电，硬件电路上要考虑尽可能地省电，以延长电池寿命。随着微计算机技以延长电池寿命。随着微计算机技术的迅速发展，低功耗的术的迅速发展，低功耗的CMOSCMOS微机微机集成电路的研制成功，为研制智能集成电路的
59、研制成功，为研制智能HolterHolter系统提供了条件。系统提供了条件。 n普通普通HolterHolter系统只能记录系统只能记录2424小时的心小时的心电图，而其中绝大部分又是没用的，电图，而其中绝大部分又是没用的，因为许多病人的危险的心脏病心电信因为许多病人的危险的心脏病心电信号可能若干天或若干星期才发生一次。号可能若干天或若干星期才发生一次。所以需要研制一种所以需要研制一种能自动识别不正常能自动识别不正常心电信号心电信号的佩带器，以便较长时间地的佩带器，以便较长时间地记录不正常的心电图。记录不正常的心电图。 智能智能HolterHolter系统由于将低功耗的系统由于将低功耗的微处理
60、器装入磁带记录器中，可以自微处理器装入磁带记录器中，可以自动分析心电信号，只有当发生不正常动分析心电信号，只有当发生不正常心电时才启动记录器记录，同时发出心电时才启动记录器记录，同时发出声光报警信号。一旦心电恢复正常便声光报警信号。一旦心电恢复正常便自动停止记录。由于这种智能自动停止记录。由于这种智能HolterHolter系统记录的心电信号时间短，所以也系统记录的心电信号时间短，所以也可以用较少容量的存贮器可以用较少容量的存贮器RAMRAM存储心电存储心电数据而不需要进行数据压缩。数据而不需要进行数据压缩。智能Holter系统的记录器 智能智能HolterHolter的算法的算法QRSQRS
61、波检测波检测n1.数字滤波数字滤波 在心电信号的拾取，放大及变换过程中，在心电信号的拾取，放大及变换过程中，会引起各种干扰。用数字滤波对经过会引起各种干扰。用数字滤波对经过A/D转转换后的心电信号进行滤波和平整。换后的心电信号进行滤波和平整。抑制抑制50Hz工频干扰采用工频干扰采用5点对称数字滤波点对称数字滤波器，即器，即:2.QRS波检测方法 QRS波群的准确检测一直是心电信号自动分析的焦波群的准确检测一直是心电信号自动分析的焦点和难点。目前点和难点。目前 QRS波检测方法主要有波检测方法主要有 :差分法差分法 、带、带通滤波法通滤波法 、小波变换、小波变换 、形态学、长度和能量变换、形态学
62、、长度和能量变换 等等 ; 另外还有一些新兴的研究方法如人工神经网络另外还有一些新兴的研究方法如人工神经网络 、遗传算、遗传算法法 、句式分析、句式分析 、隐、隐 Markov 模模 型型 、匹配滤波、匹配滤波 、H ilbert变换变换 、心电模板、心电模板 、过零检测、过零检测 等等 ,多种技术交叉融多种技术交叉融合合 的趋势也日趋明显。其中差分法是最简单，最快速的的趋势也日趋明显。其中差分法是最简单，最快速的测量方法。测量方法。2.QRS波检测波检测 （1）技术处理）技术处理求出绝对微分数据的形式求出绝对微分数据的形式: 为了便于设计识别区分点的程序，把上为了便于设计识别区分点的程序，把
63、上式修改成求绝对微分数据的形式：式修改成求绝对微分数据的形式：（2）QRS波检测波检测n 先求出多个心电周期内的微分数据先求出多个心电周期内的微分数据的最大值。的最大值。n 由最大值定出阈值由最大值定出阈值1，应保证能识别，应保证能识别每一个每一个QRS波群超过阈值波群超过阈值1的时刻作为的时刻作为R波的代表点，表明已进入波的代表点，表明已进入QRS波群。波群。n 然后逆方向（然后逆方向（P波方向）求微分值小波方向）求微分值小于某一值（阈值于某一值（阈值2）的点，）的点，3个采样点期个采样点期间内连续小于阈值间内连续小于阈值2的那些点的最后一点的那些点的最后一点作为作为QRS波的起点。波的起点
64、。n QRS波终点的识别与起点相似。起点波终点的识别与起点相似。起点与终点的间期定义为与终点的间期定义为 QRS波的宽度。波的宽度。QRS波的处理波的处理（3）R波检测波检测 在原始心电图中，从识别出的在原始心电图中，从识别出的QRS波起点开始，求波起点开始，求200ms内数据为最大内数据为最大值的点作为值的点作为 R 波顶点，两个相邻波顶点，两个相邻 R 波波顶点之间的间隔即为顶点之间的间隔即为 R-R 间隔。间隔。3. R 波高度的补偿波高度的补偿 因为因为A/D 采样不一定正好采到采样不一定正好采到 R 波的峰值上，波的峰值上，故需对故需对 R 波进行高度补偿。设波进行高度补偿。设R波上
65、升和下降斜波上升和下降斜率基本相同，而计算机对率基本相同，而计算机对R波采样高度为波采样高度为 a 。(1) 采样点正落在采样点正落在R波的峰值上波的峰值上, a-a-1 =a-a+1,则则 VR=a.(2) 采样点在采样点在R波上升沿波上升沿, a-a-1 a-a+1，则，则VR=a+|a+1-a-1|/2(3) 采样点在采样点在R波下降沿波下降沿, a-a-1 a-a+1，则，则VR=a+|a+1-a-1|/2(4) 采样点在采样点在R波下降沿波下降沿, a-a-1=0,则则VR=a+(a-1-a-2)/2(5) 采样点在采样点在R波上升沿波上升沿, a-a+1=0，则，则VR=a+(a+
66、1-a+2)/2R波的高度补偿示意图波的高度补偿示意图4. 心电数据压缩算法心电数据压缩算法 目的目的: 减少数据量，而又不至于使主要信减少数据量，而又不至于使主要信息失真。息失真。 方法：小波变换，复合编码，方法：小波变换，复合编码，DCT压缩等压缩等等。等。二、动态血压监测二、动态血压监测(Ambulatory Blood pressure Monitoring,ABPM)n可提供可提供2424小时或更长时间的多个血压测量值，小时或更长时间的多个血压测量值，具有更好的重复性，较少受心理行为和安慰具有更好的重复性，较少受心理行为和安慰剂影响，可评估治疗过程中休息及活动状态剂影响，可评估治疗过
67、程中休息及活动状态下血压的总体水平和昼夜节律以及药物作用下血压的总体水平和昼夜节律以及药物作用的持续时间。的持续时间。n同时进行动态心电图和同时进行动态心电图和ABPMABPM可观察冠心病、可观察冠心病、心绞痛、心率失常与血压升高与降低之间的心绞痛、心率失常与血压升高与降低之间的因果和时间顺序关系因果和时间顺序关系测量方法：测量方法：n1 1、直接测量直接测量：经皮穿刺动脉内留置：经皮穿刺动脉内留置5cm5cm长长导管，直接与传感器相连，测压后记录在导管，直接与传感器相连，测压后记录在记录仪上，记录仪上，24h24h可以提供可以提供80008000个个-12000-12000个监个监测值，准确
68、度高、受外界干扰少；但为有测值，准确度高、受外界干扰少；但为有创，需要肝素抗凝。创，需要肝素抗凝。n2 2、间接测量间接测量：全自动无创连续测量，袖带：全自动无创连续测量，袖带固定在患者的右上肢，以固定在患者的右上肢，以5min5min、15min15min或或30min30min自动测试，自动测试，2424小时可提供小时可提供125125次次-200-200次的监测值。袖带固定侧的上肢在自动测次的监测值。袖带固定侧的上肢在自动测量时应保持相对静止放松状态。量时应保持相对静止放松状态。三、远程监护三、远程监护n远程监护是指检测病人的各项生理参远程监护是指检测病人的各项生理参数，然后利用通信网络
69、将检测的数据数，然后利用通信网络将检测的数据释放到异地进行远程诊断的病人监护释放到异地进行远程诊断的病人监护技术。远程监护技术缩短了医生和病技术。远程监护技术缩短了医生和病人之间的距离，医生可以根据这些远人之间的距离，医生可以根据这些远地传来的生理信息为患者提供及时的地传来的生理信息为患者提供及时的医疗服务。医疗服务。1临床意义临床意义n（1 1）有利于医疗资源共享，解决偏远地区病）有利于医疗资源共享，解决偏远地区病人的就医问题，减轻病人负担。人的就医问题，减轻病人负担。n（2 2）对自理能力较差的老年人和残疾人的日）对自理能力较差的老年人和残疾人的日常生活状态实施远程监护，不仅能提高医护人常
70、生活状态实施远程监护，不仅能提高医护人员的护理水平和患者的生活质量，还可以评估员的护理水平和患者的生活质量，还可以评估监护对象的独立生活能力和健康状况。监护对象的独立生活能力和健康状况。n（3 3）远程监护可以在患者熟悉的环境中进行，）远程监护可以在患者熟悉的环境中进行，减少了患者的心理压力，提高了诊断的准确性。减少了患者的心理压力，提高了诊断的准确性。n（4 4）对健康人群的远程监护，可以发现疾病）对健康人群的远程监护，可以发现疾病的早期症状，从而达到保健和预防疾病的目的。的早期症状，从而达到保健和预防疾病的目的。 2体系结构体系结构n远程监护系统一般由三部分组成：病人监远程监护系统一般由三
71、部分组成：病人监护设备、通信网络和医院监护中心护设备、通信网络和医院监护中心.3.5 3.5 远程监护远程监护( (遥测心电监护遥测心电监护) ) 遥遥测测心心电电监监护护仪仪适适用用于于医医院院内内可可走走动动的的病病人人的的长长时时间间监监测测。无无线线电电遥遥测测发发射射器器配配带带于于病病人人身身上上，检检测测心心电电信信号号、放放大大并并进进行行调调制制发发射射。发发射射载载波波频频率率一一般般采采用用174MHz216MHz，接接收收距距离离60米米1000米米不不等等。接接收收器器将将接接收收到到的的无无线线电电信信号号进进行放大和解调，还原成心电信号送监护仪。行放大和解调，还原
72、成心电信号送监护仪。n为了扩大监护仪的使用范围，常将监护仪为了扩大监护仪的使用范围，常将监护仪设计成两用的，既可作遥测监护，又可作设计成两用的，既可作遥测监护，又可作床旁监护。目前，遥测心电不仅应用于医床旁监护。目前，遥测心电不仅应用于医院中，而且还应用于体育运动员、飞行员院中，而且还应用于体育运动员、飞行员和宇航员中，检测的参数也是多种的，有和宇航员中，检测的参数也是多种的，有心电、脑心、肌电、体温、呼吸、血压、心电、脑心、肌电、体温、呼吸、血压、血氧饱和度等多种参数。血氧饱和度等多种参数。遥测心电监护仪框图 n对监护仪的要求比对一般诊断仪器的对监护仪的要求比对一般诊断仪器的要高。要高。首先
73、要求要有性能良好、固定首先要求要有性能良好、固定可靠的换能器可靠的换能器，如测量心电信号的电如测量心电信号的电极，其所用材料和固定方法都还在不极，其所用材料和固定方法都还在不断地改进，到目前为止还没有满意的断地改进，到目前为止还没有满意的无损检测血压的换能器及测量方法，无损检测血压的换能器及测量方法，这正是目前国内外学者研究的课题。这正是目前国内外学者研究的课题。n监护时间长，往往会遇到更大的干扰监护时间长，往往会遇到更大的干扰噪声，如病人的呼吸或其他动作，因噪声，如病人的呼吸或其他动作，因此线路需要此线路需要更强的抑制噪声、抑制基更强的抑制噪声、抑制基线漂移和抗干扰的能力，这需要采用线漂移和
74、抗干扰的能力，这需要采用一些信号处理方法。一些信号处理方法。在特别的场合，在特别的场合，还需要特别设计心电监护仪，如手术还需要特别设计心电监护仪，如手术室使用的手术室监护仪，必须能够抗室使用的手术室监护仪，必须能够抗高频电刀的高频干扰。高频电刀的高频干扰。 监护仪往往还要求监护仪往往还要求具有自动诊断具有自动诊断差别的能力差别的能力，即要进行模式识别，即要进行模式识别，加以分类，而这种工作还必须和大加以分类，而这种工作还必须和大量的临床工作相结合，与医生合作，量的临床工作相结合，与医生合作，才能提取出合适的特征参量，列写才能提取出合适的特征参量，列写出恰当的判据或判别方程。出恰当的判据或判别方
75、程。n监护仪还要求有更高的安全性和可靠监护仪还要求有更高的安全性和可靠性、低功耗的微处理器、高容量的静性、低功耗的微处理器、高容量的静态态RAM、高能量的电池、高性能的微、高能量的电池、高性能的微型记录仪等型记录仪等也是研制高性能的也是研制高性能的Holter系统给其他有关行业提出的研究课题。系统给其他有关行业提出的研究课题。 3.5 监护仪的发展n1、小型化：由于电子技术的不断发展，使得、小型化：由于电子技术的不断发展，使得监护仪小型化成为可能，世界上大多数的监监护仪小型化成为可能，世界上大多数的监护仪厂家都推出了小型化的监护仪，以适应护仪厂家都推出了小型化的监护仪，以适应野外、战地和运输途
76、中的需要。体积小、性野外、战地和运输途中的需要。体积小、性能稳定、具有常规检测参数、操作更简便的能稳定、具有常规检测参数、操作更简便的监护仪是今后的发展方向之一。监护仪是今后的发展方向之一。n2、综合化：现代医疗技术在不断的进步，医、综合化：现代医疗技术在不断的进步，医护人员希望了解更多的病人信息，这就要求护人员希望了解更多的病人信息，这就要求监护仪能实时监测人体更多的生理参数。监护仪能实时监测人体更多的生理参数。n3、模块化：模块化是当今发展的一个趋势，、模块化：模块化是当今发展的一个趋势，因其具有配置灵活、维护方便、并且可不因其具有配置灵活、维护方便、并且可不断升级等优点，深受厂家和医院欢
77、迎。目断升级等优点，深受厂家和医院欢迎。目前已有各种型号的产品应用于临床，模块前已有各种型号的产品应用于临床，模块化监护仪将是发展主流。化监护仪将是发展主流。n4、专业化：由于医院的科室分工越来越细，、专业化：由于医院的科室分工越来越细，一些专门为某一科室而设计的监护仪也相一些专门为某一科室而设计的监护仪也相继问世。这些专业化的监护仪能针对特殊继问世。这些专业化的监护仪能针对特殊要求，进行特殊的监测项目，解决一些专要求，进行特殊的监测项目，解决一些专门的问题。门的问题。n4、智能化：今后具有各种分析功能、辅助诊、智能化：今后具有各种分析功能、辅助诊断及专家系统的监护仪将得到更快的发展。断及专家
78、系统的监护仪将得到更快的发展。n5、家庭化：由于人们生活水平的提高，对日、家庭化：由于人们生活水平的提高，对日常生活提出了更高的保健要求，同时家庭病房常生活提出了更高的保健要求，同时家庭病房的出现，也对监护仪提出了新的要求。今后，的出现，也对监护仪提出了新的要求。今后，一种可靠、经济、实用的家庭监护仪将得到很一种可靠、经济、实用的家庭监护仪将得到很快发展。快发展。n6、网络化：由于通信、计算机的发展，监护、网络化：由于通信、计算机的发展，监护仪的网络化进程加快，不仅病区、医院可以组仪的网络化进程加快，不仅病区、医院可以组成局域的网络中央监护，而且医院与医院之间、成局域的网络中央监护，而且医院与医院之间、地区与地区之间、国家与国家之间也可以连网，地区与地区之间、国家与国家之间也可以连网，实现远程会诊、远程监护和远程维护。实现远程会诊、远程监护和远程维护。THANK YOU！本章到此结束，谢谢您的光临！返回本章首页结束放映
