1、第二章第二章 生理参数测量仪器生理参数测量仪器 人体电生理参数检测仪器人体电生理参数检测仪器人体非电生理参数检测技术及仪器人体非电生理参数检测技术及仪器病人监护仪器病人监护仪器2.1 人体电生理参数检测仪器人体电生理参数检测仪器细胞是所有生物电的发生源,生物电或电位细胞是所有生物电的发生源,生物电或电位细胞是所有生物电的发生源,生物电或电位细胞是所有生物电的发生源,生物电或电位是细胞内部与外部间产生的电位差,也就是细胞是细胞内部与外部间产生的电位差,也就是细胞是细胞内部与外部间产生的电位差,也就是细胞是细胞内部与外部间产生的电位差,也就是细胞膜两面产生的电位差。生物电现象是细胞实现一膜两面产生的电位差。生物电现象是细胞实现一膜两面产生的电位差。生物电现象是细胞实现一膜两面产生的电位差。生物电现象是细胞实现一些最生要功能的关键因素,是生命现象的表现这些最生要功能的关键因素,是生命现象的表现这些最生要功能的关键因素,是生命现象的表现这些最生要功能的关键因素,是生命现象的表现这一。因此,通过研究生物电现象,可以了解生物一。因此,通过研究生物电现象,可以了解生物一。因此,通过研究生物电现象,可
2、以了解生物一。因此,通过研究生物电现象,可以了解生物体的生理活动。体的生理活动。体的生理活动。体的生理活动。进行生物电学研究的第一步,是把生物电进行生物电学研究的第一步,是把生物电进行生物电学研究的第一步,是把生物电进行生物电学研究的第一步,是把生物电信号拾取出来,并用仪器进行记录。有关脑电、信号拾取出来,并用仪器进行记录。有关脑电、信号拾取出来,并用仪器进行记录。有关脑电、信号拾取出来,并用仪器进行记录。有关脑电、心电、肌电的记录,是在皮肤表面做间接记录;心电、肌电的记录,是在皮肤表面做间接记录;心电、肌电的记录,是在皮肤表面做间接记录;心电、肌电的记录,是在皮肤表面做间接记录;记录视网膜电位、耳蜗电位和鼻电位就比较复记录视网膜电位、耳蜗电位和鼻电位就比较复记录视网膜电位、耳蜗电位和鼻电位就比较复记录视网膜电位、耳蜗电位和鼻电位就比较复杂了,要分别把记录电极安放在眼睛角膜表面、杂了,要分别把记录电极安放在眼睛角膜表面、杂了,要分别把记录电极安放在眼睛角膜表面、杂了,要分别把记录电极安放在眼睛角膜表面、耳蜗圆窗表面和鼻粘膜中;而最复杂且要求最耳蜗圆窗表面和鼻粘膜中;而最复杂且要求最耳蜗
3、圆窗表面和鼻粘膜中;而最复杂且要求最耳蜗圆窗表面和鼻粘膜中;而最复杂且要求最高的技术则是感受器电位、神经元的动作电位高的技术则是感受器电位、神经元的动作电位高的技术则是感受器电位、神经元的动作电位高的技术则是感受器电位、神经元的动作电位和神经纤维上传导的冲动电位的记录,这需要和神经纤维上传导的冲动电位的记录,这需要和神经纤维上传导的冲动电位的记录,这需要和神经纤维上传导的冲动电位的记录,这需要将符合尺寸的引导电极插进细胞或纤维中。将符合尺寸的引导电极插进细胞或纤维中。将符合尺寸的引导电极插进细胞或纤维中。将符合尺寸的引导电极插进细胞或纤维中。微电极可以记录到细胞的静息电位和微电极可以记录到细胞的静息电位和动作电位,一般从几微伏至上百毫伏之间。动作电位,一般从几微伏至上百毫伏之间。由细胞电位构成的人体主要电生理信号有由细胞电位构成的人体主要电生理信号有心电、脑电、肌电、眼震电等。这些信号心电、脑电、肌电、眼震电等。这些信号的测量,可在一定程度上反映人体的生理的测量,可在一定程度上反映人体的生理状况。生物电现象已成为了解生命活动、状况。生物电现象已成为了解生命活动、研究生物功能的可靠依据。
4、而生物电测量研究生物功能的可靠依据。而生物电测量仪器也经历了由简单到复杂、由功能单一仪器也经历了由简单到复杂、由功能单一到多功能复合的发展过程。到多功能复合的发展过程。早在早在早在早在2020年代就出现了用检流计测定的心电年代就出现了用检流计测定的心电年代就出现了用检流计测定的心电年代就出现了用检流计测定的心电图机。图机。图机。图机。6060年代以前,心电放大器一直采用电子年代以前,心电放大器一直采用电子年代以前,心电放大器一直采用电子年代以前,心电放大器一直采用电子管,性能上不断改进,描记器由光点改为热笔管,性能上不断改进,描记器由光点改为热笔管,性能上不断改进,描记器由光点改为热笔管,性能上不断改进,描记器由光点改为热笔描记。描记。描记。描记。6060年代,晶体管心电图机的出现使其体年代,晶体管心电图机的出现使其体年代,晶体管心电图机的出现使其体年代,晶体管心电图机的出现使其体积大大缩小。积大大缩小。积大大缩小。积大大缩小。7070年代,出现了浮地式心电放大年代,出现了浮地式心电放大年代,出现了浮地式心电放大年代,出现了浮地式心电放大器,进一步提高了其安全可靠性。目前,心电器,进一
5、步提高了其安全可靠性。目前,心电器,进一步提高了其安全可靠性。目前,心电器,进一步提高了其安全可靠性。目前,心电放大器均由采用集成电路,遥测心电和多道生放大器均由采用集成电路,遥测心电和多道生放大器均由采用集成电路,遥测心电和多道生放大器均由采用集成电路,遥测心电和多道生理记录仪也得到了不断地改进和完善。理记录仪也得到了不断地改进和完善。理记录仪也得到了不断地改进和完善。理记录仪也得到了不断地改进和完善。8080年代,年代,年代,年代,又广泛采用了微机构成的智能化电生理仪器,又广泛采用了微机构成的智能化电生理仪器,又广泛采用了微机构成的智能化电生理仪器,又广泛采用了微机构成的智能化电生理仪器,这也将是今后医用电生理仪器的发展方向。这也将是今后医用电生理仪器的发展方向。这也将是今后医用电生理仪器的发展方向。这也将是今后医用电生理仪器的发展方向。人体电生理参数检测仪器人体电生理参数检测仪器l l心电图机心电图机心电图机心电图机l l脑电图机脑电图机脑电图机脑电图机l l诱发电位仪诱发电位仪诱发电位仪诱发电位仪l l脑地形图仪脑地形图仪脑地形图仪脑地形图仪l l动态脑电记录分析系统动态脑电记
6、录分析系统动态脑电记录分析系统动态脑电记录分析系统l l眼震电图仪眼震电图仪眼震电图仪眼震电图仪l l肌电图仪肌电图仪肌电图仪肌电图仪l l胃电图仪胃电图仪胃电图仪胃电图仪2.1.1 心电图机心电图机 在每一个心动周期中,心脏各部分兴奋过程中出在每一个心动周期中,心脏各部分兴奋过程中出在每一个心动周期中,心脏各部分兴奋过程中出在每一个心动周期中,心脏各部分兴奋过程中出现的电变化的方向、途径、次序和时间都有一定的规现的电变化的方向、途径、次序和时间都有一定的规现的电变化的方向、途径、次序和时间都有一定的规现的电变化的方向、途径、次序和时间都有一定的规律。这种生物电变化通过心脏周围的导电组织和体液律。这种生物电变化通过心脏周围的导电组织和体液律。这种生物电变化通过心脏周围的导电组织和体液律。这种生物电变化通过心脏周围的导电组织和体液反映到身体表面上来,使身体各部分在每一心动周期反映到身体表面上来,使身体各部分在每一心动周期反映到身体表面上来,使身体各部分在每一心动周期反映到身体表面上来,使身体各部分在每一心动周期中也都发生有规律的电变化。把测量电极放置在人体中也都发生有规律的电变化。把测量
7、电极放置在人体中也都发生有规律的电变化。把测量电极放置在人体中也都发生有规律的电变化。把测量电极放置在人体表面的一定部位,记录出来的心脏电变化曲线即为临表面的一定部位,记录出来的心脏电变化曲线即为临表面的一定部位,记录出来的心脏电变化曲线即为临表面的一定部位,记录出来的心脏电变化曲线即为临床常规心电图床常规心电图床常规心电图床常规心电图ECGECG。可用来诊断心脏疾病。可用来诊断心脏疾病。可用来诊断心脏疾病。可用来诊断心脏疾病。人体内由窦房结发出的人体内由窦房结发出的人体内由窦房结发出的人体内由窦房结发出的一次电兴奋,按一定的途径一次电兴奋,按一定的途径一次电兴奋,按一定的途径一次电兴奋,按一定的途径和时程,依次传向心房和心和时程,依次传向心房和心和时程,依次传向心房和心和时程,依次传向心房和心室,引起整个心脏的兴奋,室,引起整个心脏的兴奋,室,引起整个心脏的兴奋,室,引起整个心脏的兴奋,使心脏周期性地收缩,推动使心脏周期性地收缩,推动使心脏周期性地收缩,推动使心脏周期性地收缩,推动血液在全身循环。血液在全身循环。血液在全身循环。血液在全身循环。心电图机主要记录心脏电活动波形图。心电图
8、机主要记录心脏电活动波形图。自自1905年威廉年威廉爱因霍文最早将心电图机爱因霍文最早将心电图机用于临床,它已有近百年的历史。随着高用于临床,它已有近百年的历史。随着高科技的迅猛发展,在设计与制造心电图机科技的迅猛发展,在设计与制造心电图机方面也正在飞速发展,老型号心电机不断方面也正在飞速发展,老型号心电机不断被新型号心电机所淘汰,电子管心电机器被新型号心电机所淘汰,电子管心电机器被晶体管心电机所取代,晶体管分立原件被晶体管心电机所取代,晶体管分立原件心电机又被大规模集成电路心电机所取代。心电机又被大规模集成电路心电机所取代。尤其近些年来,在心电信息处理方式方面尤其近些年来,在心电信息处理方式方面由模拟式心电机向智能化式心电机转变,由模拟式心电机向智能化式心电机转变,目前智能化心电机已在临床得到广泛应用。目前智能化心电机已在临床得到广泛应用。记录心电图常用记录心电图常用标准十二导联法:标准十二导联法:、aVR、aVL、aVF、V1-V6。其中其中、叫叫标准肢体导联标准肢体导联,以右下肢为,以右下肢为参考电极,左上肢参考电极,左上肢右上肢为右上肢为导,左下导,左下肢肢右上肢为右上肢为导,
9、左下肢导,左下肢左上肢为左上肢为导。导。aVR、aVL、aVF为为加压导联加压导联,V1-V6为为胸部胸部6导联导联。心电图依次测量这。心电图依次测量这12个导个导联的心电信号并加以描记。联的心电信号并加以描记。心电图机的种类很多,从功能上可大心电图机的种类很多,从功能上可大至分为以下五种至分为以下五种:单道手动心电图机。单道手动心电图机。单道自动心电图机单道自动心电图机。多道全自动心电图机多道全自动心电图机。具有自动分析诊断功能的智能型心电图机具有自动分析诊断功能的智能型心电图机。具有自动分析诊断功能的智能型多功能心具有自动分析诊断功能的智能型多功能心电机电机。具有自动分析诊断功能的智能型多功具有自动分析诊断功能的智能型多功能心电机:如国产能心电机:如国产BK-400、BK-500心电心电多功能综合分析仪,这类仪器是将人体的多功能综合分析仪,这类仪器是将人体的心电、向量、晚电位信号通过电极输入给心电、向量、晚电位信号通过电极输入给特制的特制的采集卡式电路板采集卡式电路板,采集卡式电路板,采集卡式电路板可直接插在微型计算机扩展槽中,形成一可直接插在微型计算机扩展槽中,形成一个基于心电、
10、向量及晚电位综合数据采集个基于心电、向量及晚电位综合数据采集分析系统。可做出心电图、向量图、心频分析系统。可做出心电图、向量图、心频图、心室晚电位图等,并可自动分析采集图、心室晚电位图等,并可自动分析采集的数据,由打印机输出诊断结果。的数据,由打印机输出诊断结果。除了从功能上分类外,还可按心电图除了从功能上分类外,还可按心电图机描记输出方式分类:有间接描记方式和机描记输出方式分类:有间接描记方式和直接描记方式。间接描记式目前已基本不直接描记方式。间接描记式目前已基本不使用,现多用直接描记方式。直接描记式使用,现多用直接描记方式。直接描记式还分为:喷墨式、墨水笔式、热笔式、热还分为:喷墨式、墨水笔式、热笔式、热阵打印头式。目前的单道心电机多用热笔阵打印头式。目前的单道心电机多用热笔式,多道心电机多用热阵打印头式或打印式,多道心电机多用热阵打印头式或打印机。机。心电图机的基本构成心电图机的基本构成 1.1.输入电路输入电路输入电路输入电路包括包括包括包括过压保护、高频滤波、缓冲放大器、过压保护、高频滤波、缓冲放大器、过压保护、高频滤波、缓冲放大器、过压保护、高频滤波、缓冲放大器、威尔逊网络
11、、导联选择电路威尔逊网络、导联选择电路威尔逊网络、导联选择电路威尔逊网络、导联选择电路。过压保护和高频。过压保护和高频。过压保护和高频。过压保护和高频滤波电路是因有时心电图机与除颤器、高频电滤波电路是因有时心电图机与除颤器、高频电滤波电路是因有时心电图机与除颤器、高频电滤波电路是因有时心电图机与除颤器、高频电刀同时使用,为确保病人安全和心电图机免遭刀同时使用,为确保病人安全和心电图机免遭刀同时使用,为确保病人安全和心电图机免遭刀同时使用,为确保病人安全和心电图机免遭高压冲击,同时为了阻止外界高频干扰信号进高压冲击,同时为了阻止外界高频干扰信号进高压冲击,同时为了阻止外界高频干扰信号进高压冲击,同时为了阻止外界高频干扰信号进入心电图机的前置级而设置的。缓冲放大器实入心电图机的前置级而设置的。缓冲放大器实入心电图机的前置级而设置的。缓冲放大器实入心电图机的前置级而设置的。缓冲放大器实际上就是起阻抗变换的作用,它输入阻抗高输际上就是起阻抗变换的作用,它输入阻抗高输际上就是起阻抗变换的作用,它输入阻抗高输际上就是起阻抗变换的作用,它输入阻抗高输出阻抗低便于与威尔逊网络输入阻抗相匹配。出阻抗低便
12、于与威尔逊网络输入阻抗相匹配。出阻抗低便于与威尔逊网络输入阻抗相匹配。出阻抗低便于与威尔逊网络输入阻抗相匹配。威尔逊网络是由威尔逊网络是由威尔逊网络是由威尔逊网络是由9 9个电个电个电个电阻组成,阻组成,阻组成,阻组成,6 6个个个个2020KK组成一组成一组成一组成一个三角形电路,每一个三个三角形电路,每一个三个三角形电路,每一个三个三角形电路,每一个三角形顶点分别与角形顶点分别与角形顶点分别与角形顶点分别与3 3个个个个3030KK组成一个星形电路三个点组成一个星形电路三个点组成一个星形电路三个点组成一个星形电路三个点相连,星形公共点是威尔相连,星形公共点是威尔相连,星形公共点是威尔相连,星形公共点是威尔逊网络的中心端,这点的逊网络的中心端,这点的逊网络的中心端,这点的逊网络的中心端,这点的电位与人体电偶中心点电电位与人体电偶中心点电电位与人体电偶中心点电电位与人体电偶中心点电位相等,均可视为零点。位相等,均可视为零点。位相等,均可视为零点。位相等,均可视为零点。RALALF20K30K三角形的三个顶点分别引入人体右手、左手、左脚三三角形的三个顶点分别引入人体右手、左手、左脚三三角
13、形的三个顶点分别引入人体右手、左手、左脚三三角形的三个顶点分别引入人体右手、左手、左脚三个肢导的信号,三角形三个边的中点是三个加压肢体个肢导的信号,三角形三个边的中点是三个加压肢体个肢导的信号,三角形三个边的中点是三个加压肢体个肢导的信号,三角形三个边的中点是三个加压肢体导联的相应参考点。导联选择电路是控制人体信号的导联的相应参考点。导联选择电路是控制人体信号的导联的相应参考点。导联选择电路是控制人体信号的导联的相应参考点。导联选择电路是控制人体信号的输入,不同的导联选自人体的不同部位。输入,不同的导联选自人体的不同部位。输入,不同的导联选自人体的不同部位。输入,不同的导联选自人体的不同部位。 2.2.放大电路放大电路放大电路放大电路 放大电路基本上是由前置放大电路、中间级放放大电路基本上是由前置放大电路、中间级放放大电路基本上是由前置放大电路、中间级放放大电路基本上是由前置放大电路、中间级放大电路和功率放大电路组成。大电路和功率放大电路组成。大电路和功率放大电路组成。大电路和功率放大电路组成。前置放大前置放大前置放大前置放大的主要任务的主要任务的主要任务的主要任务是提高共模抑制也就是
14、抑制干扰信号,放大心电信是提高共模抑制也就是抑制干扰信号,放大心电信是提高共模抑制也就是抑制干扰信号,放大心电信是提高共模抑制也就是抑制干扰信号,放大心电信号。号。号。号。1 1mvmv发生器就加在这级的输入端。发生器就加在这级的输入端。发生器就加在这级的输入端。发生器就加在这级的输入端。中间级放大中间级放大中间级放大中间级放大是将心电信号进一步放大,一些在心电机面板上可是将心电信号进一步放大,一些在心电机面板上可是将心电信号进一步放大,一些在心电机面板上可是将心电信号进一步放大,一些在心电机面板上可调整的和可用的功能基本在这级实现。如增益调节调整的和可用的功能基本在这级实现。如增益调节调整的和可用的功能基本在这级实现。如增益调节调整的和可用的功能基本在这级实现。如增益调节(记录笔输出幅度不够时调节)、阻尼调节(方波(记录笔输出幅度不够时调节)、阻尼调节(方波(记录笔输出幅度不够时调节)、阻尼调节(方波(记录笔输出幅度不够时调节)、阻尼调节(方波不够理想时调节)、增益选择(输出幅度有不够理想时调节)、增益选择(输出幅度有不够理想时调节)、增益选择(输出幅度有不够理想时调节)、增益选择(
15、输出幅度有3 3档可选:档可选:档可选:档可选:1/21/2、1 1、2 2)、)、)、)、5050HzHz电源滤波(去除电源引起的干扰)电源滤波(去除电源引起的干扰)电源滤波(去除电源引起的干扰)电源滤波(去除电源引起的干扰)、3535HzHz肌电滤波(去除肌电引起的干扰)、位移肌电滤波(去除肌电引起的干扰)、位移肌电滤波(去除肌电引起的干扰)、位移肌电滤波(去除肌电引起的干扰)、位移(调整热笔在合适的位置)等。(调整热笔在合适的位置)等。(调整热笔在合适的位置)等。(调整热笔在合适的位置)等。功率放大电路功率放大电路功率放大电路功率放大电路是把是把是把是把经过前置放大和中间级放大后的心电信号再放大到经过前置放大和中间级放大后的心电信号再放大到经过前置放大和中间级放大后的心电信号再放大到经过前置放大和中间级放大后的心电信号再放大到使记录笔能够产生恰当偏转的电平,驱动记录器进使记录笔能够产生恰当偏转的电平,驱动记录器进使记录笔能够产生恰当偏转的电平,驱动记录器进使记录笔能够产生恰当偏转的电平,驱动记录器进行心电描记。行心电描记。行心电描记。行心电描记。3. 3.记录电路记录电路记录电路
16、记录电路 现在的心电机记录电路都是由走纸马达现在的心电机记录电路都是由走纸马达现在的心电机记录电路都是由走纸马达现在的心电机记录电路都是由走纸马达(交流电机)调速、稳速电路、记录笔调温电(交流电机)调速、稳速电路、记录笔调温电(交流电机)调速、稳速电路、记录笔调温电(交流电机)调速、稳速电路、记录笔调温电路、记录器组成。而调速、稳速电路都采用锁路、记录器组成。而调速、稳速电路都采用锁路、记录器组成。而调速、稳速电路都采用锁路、记录器组成。而调速、稳速电路都采用锁相环技术,通过锁相环输入不同参考频率信号相环技术,通过锁相环输入不同参考频率信号相环技术,通过锁相环输入不同参考频率信号相环技术,通过锁相环输入不同参考频率信号来改变速度,通过速度反馈信号与输入参考信来改变速度,通过速度反馈信号与输入参考信来改变速度,通过速度反馈信号与输入参考信来改变速度,通过速度反馈信号与输入参考信号相位比较,锁相环输出不同电位来稳定速度。号相位比较,锁相环输出不同电位来稳定速度。号相位比较,锁相环输出不同电位来稳定速度。号相位比较,锁相环输出不同电位来稳定速度。记录笔调温电路采用调宽脉冲方式,改变脉冲记录笔
17、调温电路采用调宽脉冲方式,改变脉冲记录笔调温电路采用调宽脉冲方式,改变脉冲记录笔调温电路采用调宽脉冲方式,改变脉冲宽度(占空比)来改变笔的温度。记录器采用宽度(占空比)来改变笔的温度。记录器采用宽度(占空比)来改变笔的温度。记录器采用宽度(占空比)来改变笔的温度。记录器采用位置馈式记录器,它是由笔马达和同轴电位器位置馈式记录器,它是由笔马达和同轴电位器位置馈式记录器,它是由笔马达和同轴电位器位置馈式记录器,它是由笔马达和同轴电位器式位置检测器组成。利用电位器转动臂与记录式位置检测器组成。利用电位器转动臂与记录式位置检测器组成。利用电位器转动臂与记录式位置检测器组成。利用电位器转动臂与记录器线圈同轴的特点,使位置反馈式记录器的线器线圈同轴的特点,使位置反馈式记录器的线器线圈同轴的特点,使位置反馈式记录器的线器线圈同轴的特点,使位置反馈式记录器的线性好,描记的心电图清晰。性好,描记的心电图清晰。性好,描记的心电图清晰。性好,描记的心电图清晰。4.电源电源一般心电机电源都有交直流两种方式一般心电机电源都有交直流两种方式供整个机器电路工作。供整个机器电路工作。心电图机的关键是心电图机的关键是前
18、置放大器前置放大器,对心,对心电放大器的要求是电放大器的要求是放大倍数高放大倍数高(约(约5000倍)倍),输入阻抗高输入阻抗高(10M),),共模抑制比共模抑制比CMRR大大(80100dB),),频率响应足够频率响应足够宽宽(0.05Hz100Hz),),以及良好的电气安以及良好的电气安全技术,现都采用浮地电源和光电隔离放全技术,现都采用浮地电源和光电隔离放大器。大器。具有导联自动转换及光电隔离具有导联自动转换及光电隔离放大器的心电图机框图放大器的心电图机框图 导 联选择器前 置放大器光电隔离主放大器描记器光电隔离浮地电源主电源微机按键液晶显示1mV定标器如何设计一个如何设计一个如何设计一个如何设计一个性能优良且价格不贵性能优良且价格不贵性能优良且价格不贵性能优良且价格不贵的心电的心电的心电的心电图机至今仍然是一个不断有人研究的课题。例图机至今仍然是一个不断有人研究的课题。例图机至今仍然是一个不断有人研究的课题。例图机至今仍然是一个不断有人研究的课题。例如如何保证心电图机的基线稳定不漂移,干扰如如何保证心电图机的基线稳定不漂移,干扰如如何保证心电图机的基线稳定不漂移,干扰如如何保证
19、心电图机的基线稳定不漂移,干扰噪声尽可能小,如何保证电源浮地、光电隔离噪声尽可能小,如何保证电源浮地、光电隔离噪声尽可能小,如何保证电源浮地、光电隔离噪声尽可能小,如何保证电源浮地、光电隔离等。高质量的放大器也是其他电生理仪器如脑等。高质量的放大器也是其他电生理仪器如脑等。高质量的放大器也是其他电生理仪器如脑等。高质量的放大器也是其他电生理仪器如脑电图机、肌电图机、胎儿心电图机、眼震电图电图机、肌电图机、胎儿心电图机、眼震电图电图机、肌电图机、胎儿心电图机、眼震电图电图机、肌电图机、胎儿心电图机、眼震电图机、诱发电位仪以及多道生理信号记录仪等的机、诱发电位仪以及多道生理信号记录仪等的机、诱发电位仪以及多道生理信号记录仪等的机、诱发电位仪以及多道生理信号记录仪等的核心部件及共同的研究课题。描记器现仍多使核心部件及共同的研究课题。描记器现仍多使核心部件及共同的研究课题。描记器现仍多使核心部件及共同的研究课题。描记器现仍多使用热笔,热笔的稳定性、线性问题也在不断改用热笔,热笔的稳定性、线性问题也在不断改用热笔,热笔的稳定性、线性问题也在不断改用热笔,热笔的稳定性、线性问题也在不断改进。热笔只
20、能描记波形,不能打印字符,目前进。热笔只能描记波形,不能打印字符,目前进。热笔只能描记波形,不能打印字符,目前进。热笔只能描记波形,不能打印字符,目前先进的阵列式热敏打印机不仅可描记波形,还先进的阵列式热敏打印机不仅可描记波形,还先进的阵列式热敏打印机不仅可描记波形,还先进的阵列式热敏打印机不仅可描记波形,还可以打印字符。可以打印字符。可以打印字符。可以打印字符。 现代心电图机装有微处理器,不仅控现代心电图机装有微处理器,不仅控制导联自动转换,还具有分析功能,叫自制导联自动转换,还具有分析功能,叫自动分析心电图机。这种心电图机可以自动动分析心电图机。这种心电图机可以自动测量心率、各种幅度、间期。例如测量心率、各种幅度、间期。例如R波幅波幅度、度、ST段电平、段电平、QRS波群宽度、瞬时心率、波群宽度、瞬时心率、平均心率等几十个参数,这些参数一同与平均心率等几十个参数,这些参数一同与心电图由阵列式热敏打印机打印出来。自心电图由阵列式热敏打印机打印出来。自动分析心电图一般采用动分析心电图一般采用16位微机,位微机,16bit的的A/D转换器,用转换器,用4000或或8000次次/秒的采样频
21、秒的采样频率,分析精度高。率,分析精度高。心心律律失失常常分分析析仪仪也也装装有有功功能能很很强强的的微微机机,不不仅仅具具有有测测算算功功能能,而而且且还还具具有有自自动动判判别别(模模式式识识别别)功功能能,能能自自动动诊诊断断几几十十种心律失常的病症。种心律失常的病症。90年代出现的心电工作站使用个人电年代出现的心电工作站使用个人电脑,采集脑,采集12导联心电数据,可进行心律失导联心电数据,可进行心律失常分析、心电向量分析以及心室晚电位分常分析、心电向量分析以及心室晚电位分析。析。2.1.2 脑电图机脑电图机 大大大大脑脑脑脑皮皮皮皮层层层层的的的的神神神神经经经经元元元元具具具具有有有有自自自自发发发发生生生生物物物物电电电电活活活活动动动动,因因因因此此此此大大大大脑脑脑脑皮皮皮皮层层层层经经经经常常常常具具具具有有有有持持持持续续续续的的的的节节节节律律律律性性性性电电电电位位位位改改改改变变变变,称称称称为为为为自自自自发发发发脑脑脑脑电电电电活活活活动动动动。临临临临床床床床上上上上将将将将用用用用双双双双极极极极或或或或单单单单极极极极记记记记录录录录方方方方法法法法
22、,在在在在头头头头皮皮皮皮上上上上观观观观察察察察大大大大脑脑脑脑皮皮皮皮层层层层的的的的电电电电位位位位变变变变化化化化而而而而记录到的脑电波称为脑电图记录到的脑电波称为脑电图记录到的脑电波称为脑电图记录到的脑电波称为脑电图EEGEEG。脑电图机通常有脑电图机通常有脑电图机通常有脑电图机通常有8 8通道或通道或通道或通道或1616通道,同时测量通道,同时测量通道,同时测量通道,同时测量和描记和描记和描记和描记8 8道或道或道或道或1616道脑电波形,用道脑电波形,用道脑电波形,用道脑电波形,用8 8笔或笔或笔或笔或1616笔的墨笔的墨笔的墨笔的墨水笔记录仪描记。现代脑电图机还有水笔记录仪描记。现代脑电图机还有水笔记录仪描记。现代脑电图机还有水笔记录仪描记。现代脑电图机还有6464道及道及道及道及128128道。道。道。道。上图是脑电图机的框图。其前置放大器上图是脑电图机的框图。其前置放大器上图是脑电图机的框图。其前置放大器上图是脑电图机的框图。其前置放大器一般也采用浮地电源及光电隔离技术,由微一般也采用浮地电源及光电隔离技术,由微一般也采用浮地电源及光电隔离技术,由微一般也采用浮地电
23、源及光电隔离技术,由微机控制,键盘操作。机控制,键盘操作。机控制,键盘操作。机控制,键盘操作。 从从从从头头头头皮皮皮皮描描描描记记记记的的的的脑脑脑脑电电电电波波波波强强强强度度度度很很很很小小小小,一一一一般般般般为为为为10501050vv,频频频频率率率率范范范范围围围围为为为为0.51000.5100HzHz。国国国国际际际际上上上上将将将将脑脑脑脑电电电电波波波波按按按按波波波波的的的的重重重重复复复复节节节节律律律律不不不不同同同同分分分分类类类类,统统统统一一一一为为为为以以以以下下下下四四四四个频段:个频段:个频段:个频段: 波:波:波:波:813813HzHz 波:波:波:波:13401340HzHz 波:波:波:波:4848HzHz 波:波:波:波:0.540.54HzHz其波形如右图所示。其波形如右图所示。其波形如右图所示。其波形如右图所示。 脑电波形的脑电波形的频率特性频率特性比比幅度特性幅度特性在临床上更显得重要。脑电在时域在临床上更显得重要。脑电在时域(Timedomain)中不易得到特征参数,中不易得到特征参数,而若将它们变换到频域(而若将它们变换到频域
24、(Frequencydomain)中就很容易分出中就很容易分出波、波、波、波、波和波和波。波。(变换常采用傅里叶变换、变换常采用傅里叶变换、小波变换等)。这四种波是否出现,小波变换等)。这四种波是否出现,出现频繁程度等均与生理病理状态有出现频繁程度等均与生理病理状态有关。临床常用来诊断癫痫等神经病和关。临床常用来诊断癫痫等神经病和脑部肿瘤。脑部肿瘤。2.1.3 诱发电位仪诱发电位仪 除了自发脑电波外,采用刺激的方法还能除了自发脑电波外,采用刺激的方法还能除了自发脑电波外,采用刺激的方法还能除了自发脑电波外,采用刺激的方法还能够引起大脑皮层局部区域的电活动,称之为脑够引起大脑皮层局部区域的电活动,称之为脑够引起大脑皮层局部区域的电活动,称之为脑够引起大脑皮层局部区域的电活动,称之为脑诱发电位诱发电位诱发电位诱发电位EPEP(EvokedPotentialEvokedPotential)。)。)。)。刺激的方式刺激的方式刺激的方式刺激的方式通常有三种:视觉刺激、听觉刺激和体感刺激,通常有三种:视觉刺激、听觉刺激和体感刺激,通常有三种:视觉刺激、听觉刺激和体感刺激,通常有三种:视觉刺激、听觉
25、刺激和体感刺激,刺激时,可在与刺激感觉通道相对应的头皮部刺激时,可在与刺激感觉通道相对应的头皮部刺激时,可在与刺激感觉通道相对应的头皮部刺激时,可在与刺激感觉通道相对应的头皮部位测到诱发电位,分别称为视觉诱发电位位测到诱发电位,分别称为视觉诱发电位位测到诱发电位,分别称为视觉诱发电位位测到诱发电位,分别称为视觉诱发电位 VEPVEP(VisialVisialEvokedPotentialEvokedPotential)、)、)、)、听觉诱发电听觉诱发电听觉诱发电听觉诱发电位位位位AEPAEP(AuditoryEvokedPotentialAuditoryEvokedPotential)和体感诱和体感诱和体感诱和体感诱发电位发电位发电位发电位SEPSEP(SomaticEvokedPotentialSomaticEvokedPotential)。)。)。)。 诱发电位的测量部位及临床价诱发电位的测量部位及临床价值值 类型类型类型类型 刺激方法刺激方法刺激方法刺激方法测量部位测量部位测量部位测量部位临床诊断价值临床诊断价值临床诊断价值临床诊断价值VEPVEP闪光或视觉图形闪光或视觉图形闪光
26、或视觉图形闪光或视觉图形刺激刺激刺激刺激头皮枕叶部头皮枕叶部头皮枕叶部头皮枕叶部多发性脑硬化外周多发性脑硬化外周多发性脑硬化外周多发性脑硬化外周神经伤害神经病神经伤害神经病神经伤害神经病神经伤害神经病 SEPSEP电流刺激电流刺激电流刺激电流刺激感知皮层上感知皮层上感知皮层上感知皮层上外周神经纤维和皮外周神经纤维和皮外周神经纤维和皮外周神经纤维和皮层之间脊柱通路的层之间脊柱通路的层之间脊柱通路的层之间脊柱通路的疾病疾病疾病疾病 AEPAEP声音(咔嗒声、声音(咔嗒声、声音(咔嗒声、声音(咔嗒声、爆发声、白噪声)爆发声、白噪声)爆发声、白噪声)爆发声、白噪声)脑干上脑干上脑干上脑干上听觉通路缺陷疾病听觉通路缺陷疾病听觉通路缺陷疾病听觉通路缺陷疾病上图是视觉诱发电位曲线,幅度范围为上图是视觉诱发电位曲线,幅度范围为上图是视觉诱发电位曲线,幅度范围为上图是视觉诱发电位曲线,幅度范围为120120VV,带宽带宽带宽带宽13001300HzHz,持续时间为持续时间为持续时间为持续时间为200200msms。P P表示正相波,表示正相波,表示正相波,表示正相波,N N表示负相波,以平均潜伏期表示负
27、相波,以平均潜伏期表示负相波,以平均潜伏期表示负相波,以平均潜伏期(LatencyLatency)作为下角注,如作为下角注,如作为下角注,如作为下角注,如P P100100表示潜伏期为表示潜伏期为表示潜伏期为表示潜伏期为100100msms的波峰。由于诱发电位幅度极小,埋没的波峰。由于诱发电位幅度极小,埋没的波峰。由于诱发电位幅度极小,埋没的波峰。由于诱发电位幅度极小,埋没在自发脑电及噪声中,所以常用在自发脑电及噪声中,所以常用在自发脑电及噪声中,所以常用在自发脑电及噪声中,所以常用迭加平均方法迭加平均方法迭加平均方法迭加平均方法将多次刺激(多达将多次刺激(多达将多次刺激(多达将多次刺激(多达10001000次以上)的诱发电位迭次以上)的诱发电位迭次以上)的诱发电位迭次以上)的诱发电位迭加,再去除噪声后,才能获得诱发电位。加,再去除噪声后,才能获得诱发电位。加,再去除噪声后,才能获得诱发电位。加,再去除噪声后,才能获得诱发电位。上图是二通道诱发电位仪的方框图。它具有高性上图是二通道诱发电位仪的方框图。它具有高性上图是二通道诱发电位仪的方框图。它具有高性上图是二通道诱发电位仪的方框图。它
28、具有高性能的全浮地前置放大器,高速能的全浮地前置放大器,高速能的全浮地前置放大器,高速能的全浮地前置放大器,高速A/DA/D转换器进行数据采转换器进行数据采转换器进行数据采转换器进行数据采集,由高性能的微机控制,并配有高速数字处理器进集,由高性能的微机控制,并配有高速数字处理器进集,由高性能的微机控制,并配有高速数字处理器进集,由高性能的微机控制,并配有高速数字处理器进行迭加平均运算。由电视监视器实时显示波形,具备行迭加平均运算。由电视监视器实时显示波形,具备行迭加平均运算。由电视监视器实时显示波形,具备行迭加平均运算。由电视监视器实时显示波形,具备测量功能,由测量功能,由测量功能,由测量功能,由X-YX-Y绘图仪绘制波形图。多通道的诱发绘图仪绘制波形图。多通道的诱发绘图仪绘制波形图。多通道的诱发绘图仪绘制波形图。多通道的诱发电位仪还有电位仪还有电位仪还有电位仪还有4 4、8 8、1616、3232和和和和6464通道的。通道的。通道的。通道的。2.1.4 脑地形图仪脑地形图仪 现代脑电地形图仪将现代脑电地形图仪将现代脑电地形图仪将现代脑电地形图仪将脑电图仪、诱发电位仪及脑电图仪、诱发
29、电位仪及脑电图仪、诱发电位仪及脑电图仪、诱发电位仪及自发脑电自发脑电自发脑电自发脑电/ /诱发脑电地形诱发脑电地形诱发脑电地形诱发脑电地形图集于一体,在彩色电视图集于一体,在彩色电视图集于一体,在彩色电视图集于一体,在彩色电视监视器上可显示监视器上可显示监视器上可显示监视器上可显示1616通道脑通道脑通道脑通道脑电图,或电图,或电图,或电图,或1616通道诱发电位,通道诱发电位,通道诱发电位,通道诱发电位,或脑电地形图。或脑电地形图。或脑电地形图。或脑电地形图。由自发脑电经统计分析绘成的地形图称为自发脑电由自发脑电经统计分析绘成的地形图称为自发脑电由自发脑电经统计分析绘成的地形图称为自发脑电由自发脑电经统计分析绘成的地形图称为自发脑电地形图;由诱发脑电各潜伏期作出的地形图称为诱发脑地形图;由诱发脑电各潜伏期作出的地形图称为诱发脑地形图;由诱发脑电各潜伏期作出的地形图称为诱发脑地形图;由诱发脑电各潜伏期作出的地形图称为诱发脑电地形图。脑电地形图对诊断脑部疾病比波形更直观。电地形图。脑电地形图对诊断脑部疾病比波形更直观。电地形图。脑电地形图对诊断脑部疾病比波形更直观。电地形图。脑电地形图对
30、诊断脑部疾病比波形更直观。正常脑电地形图左右两侧对称。视觉诱发脑电地形图呈正常脑电地形图左右两侧对称。视觉诱发脑电地形图呈正常脑电地形图左右两侧对称。视觉诱发脑电地形图呈正常脑电地形图左右两侧对称。视觉诱发脑电地形图呈现不对称性,说明被测者脑部有疾患。现不对称性,说明被测者脑部有疾患。现不对称性,说明被测者脑部有疾患。现不对称性,说明被测者脑部有疾患。2.1.5 动态脑电记录分析系统动态脑电记录分析系统 动态脑电记录分析系统(脑电动态脑电记录分析系统(脑电Holter系统)是受动态心电记录分析系统(心电系统)是受动态心电记录分析系统(心电Holter系统)的启发,由临床需要提出来系统)的启发,由临床需要提出来的。脑电的。脑电Holter系统可以把病人在正常生系统可以把病人在正常生活环境中从事日常活动的脑电活动长时间活环境中从事日常活动的脑电活动长时间地(至少地(至少24小时)实时记录,然后回放并小时)实时记录,然后回放并进行详细观察、分析和处理,从而有利于进行详细观察、分析和处理,从而有利于异常脑电波的发现与诊断,目前主要用于异常脑电波的发现与诊断,目前主要用于对癫痫的鉴别和诊断。对癫
31、痫的鉴别和诊断。脑电脑电Holter系统由系统由记录器和计算机回记录器和计算机回放分析系统放分析系统两部分组成。记录器一般为佩两部分组成。记录器一般为佩带式,能进行带式,能进行24小时大容量多通道无失真小时大容量多通道无失真的脑电信号存储,且功耗低。除记录脑电的脑电信号存储,且功耗低。除记录脑电信号外,还可同步记录心电(信号外,还可同步记录心电(ECG)、)、眼眼电(电(EOG)及呼吸波等多种生理信号。佩及呼吸波等多种生理信号。佩带式记录器目前主要有两种:带式记录器目前主要有两种:磁带式,磁带式,采用普通磁带进行采用普通磁带进行EEG记录;记录;固态式,固态式,采用低功耗大容量静态存储器(采用低功耗大容量静态存储器(SRAM)进行进行EEG的数据记录。的数据记录。固态式记录器是今后的发展方向固态式记录器是今后的发展方向。由。由于目前大容量静态存储器的存储容量尚不于目前大容量静态存储器的存储容量尚不能满足能满足24小时记录的所需容量,所以在存小时记录的所需容量,所以在存储时常采用储时常采用小压缩比的数据压缩算法小压缩比的数据压缩算法。除。除了上述两种记录器外,还可利用大容量硬了上述两种记
32、录器外,还可利用大容量硬盘进行记录,其优点是数字式全信息盘进行记录,其优点是数字式全信息24小小时记录,而缺点是不适合于佩带。时记录,而缺点是不适合于佩带。计算机回放系统有回放、分析、存储计算机回放系统有回放、分析、存储及打印功能。回放功能包括快速、常速、及打印功能。回放功能包括快速、常速、全览、选时回放等多种方式。分析功能有:全览、选时回放等多种方式。分析功能有:各种形式的脑电地形图;各种形式的脑电地形图;功率谱分析、功率谱分析、谱参数提取;谱参数提取;各节律能量直方图;各节律能量直方图;压压缩功率谱阵图;缩功率谱阵图;相关分析、时域分析;相关分析、时域分析;伪差滤除;伪差滤除;癫痫波自动识别及定位;癫痫波自动识别及定位;睡眠波分析等。睡眠波分析等。2.1.6 眼震电图仪眼震电图仪 眼球运动时记录到的眼动波形也是生物电眼球运动时记录到的眼动波形也是生物电眼球运动时记录到的眼动波形也是生物电眼球运动时记录到的眼动波形也是生物电信号,分为水平眼动波形和垂直眼动波形。当信号,分为水平眼动波形和垂直眼动波形。当信号,分为水平眼动波形和垂直眼动波形。当信号,分为水平眼动波形和垂直眼动波形。当前
33、庭器官受到某种刺激(如角加速度刺激,冷前庭器官受到某种刺激(如角加速度刺激,冷前庭器官受到某种刺激(如角加速度刺激,冷前庭器官受到某种刺激(如角加速度刺激,冷热水温度刺激)时,就会产生诱发眼震。眼震热水温度刺激)时,就会产生诱发眼震。眼震热水温度刺激)时,就会产生诱发眼震。眼震热水温度刺激)时,就会产生诱发眼震。眼震是一种半节律性变化的眼球摆动,由慢相和快是一种半节律性变化的眼球摆动,由慢相和快是一种半节律性变化的眼球摆动,由慢相和快是一种半节律性变化的眼球摆动,由慢相和快相两个时相组成。由于眼球的角膜和视网膜之相两个时相组成。由于眼球的角膜和视网膜之相两个时相组成。由于眼球的角膜和视网膜之相两个时相组成。由于眼球的角膜和视网膜之间存在着不同的生物电位,眼球的摆动会引起间存在着不同的生物电位,眼球的摆动会引起间存在着不同的生物电位,眼球的摆动会引起间存在着不同的生物电位,眼球的摆动会引起这个电位的变化,并且该变化与眼球摆动的角这个电位的变化,并且该变化与眼球摆动的角这个电位的变化,并且该变化与眼球摆动的角这个电位的变化,并且该变化与眼球摆动的角度近似呈线性关系,记录该电位的变化就是眼度
34、近似呈线性关系,记录该电位的变化就是眼度近似呈线性关系,记录该电位的变化就是眼度近似呈线性关系,记录该电位的变化就是眼震电图震电图震电图震电图ENGENG,可测量其慢相速度、快相速度、,可测量其慢相速度、快相速度、,可测量其慢相速度、快相速度、,可测量其慢相速度、快相速度、眼震频率等各种参数,在临床上常用于诊断眩眼震频率等各种参数,在临床上常用于诊断眩眼震频率等各种参数,在临床上常用于诊断眩眼震频率等各种参数,在临床上常用于诊断眩晕病。这也是航海航空人员的体检方法之一。晕病。这也是航海航空人员的体检方法之一。晕病。这也是航海航空人员的体检方法之一。晕病。这也是航海航空人员的体检方法之一。现代眼震电图现代眼震电图现代眼震电图现代眼震电图仪装有计算机,可采仪装有计算机,可采仪装有计算机,可采仪装有计算机,可采集、存储数据并进行集、存储数据并进行集、存储数据并进行集、存储数据并进行分析和计算。右图是分析和计算。右图是分析和计算。右图是分析和计算。右图是清华大学研制的眼震清华大学研制的眼震清华大学研制的眼震清华大学研制的眼震电图机分析系统的框电图机分析系统的框电图机分析系统的框电图机分析系统的
35、框图。图。图。图。该系统不但可以进行描记,还可以由计算机控制该系统不但可以进行描记,还可以由计算机控制该系统不但可以进行描记,还可以由计算机控制该系统不但可以进行描记,还可以由计算机控制采集采集采集采集160160秒长度的数据,波形在秒长度的数据,波形在秒长度的数据,波形在秒长度的数据,波形在CRTCRT监视器屏幕上既监视器屏幕上既监视器屏幕上既监视器屏幕上既可以实时滚动刷新显示又可以回顾显示,波形与字符可以实时滚动刷新显示又可以回顾显示,波形与字符可以实时滚动刷新显示又可以回顾显示,波形与字符可以实时滚动刷新显示又可以回顾显示,波形与字符可以同屏幕显示,有测量标记,可手动或自动测量计可以同屏幕显示,有测量标记,可手动或自动测量计可以同屏幕显示,有测量标记,可手动或自动测量计可以同屏幕显示,有测量标记,可手动或自动测量计算各参数,并由小型四色算各参数,并由小型四色算各参数,并由小型四色算各参数,并由小型四色X-YX-Y记录仪绘制波形、统计记录仪绘制波形、统计记录仪绘制波形、统计记录仪绘制波形、统计图形和打印数据。图形和打印数据。图形和打印数据。图形和打印数据。 2.1.7 肌电图仪肌电
36、图仪 肌肌肌肌电电电电图图图图EMGEMG(ElectromyogramElectromyogram)是是是是肌肌肌肌肉肉肉肉产产产产生生生生的的的的生生生生理理理理电电电电信信信信号号号号的的的的记记记记录录录录。它它它它可可可可以以以以通通通通过过过过放放放放置置置置在在在在皮皮皮皮肤肤肤肤上上上上的的的的表表表表面面面面电电电电极极极极来来来来测测测测量量量量,也也也也可可可可以以以以用用用用针针针针电电电电极极极极经经经经皮皮皮皮肤肤肤肤插插插插入入入入肌肌肌肌肉肉肉肉来来来来测测测测量量量量。肌肌肌肌电电电电图图图图的的的的幅幅幅幅度度度度与与与与电电电电极极极极放放放放置置置置部部部部位位位位 有有有有 关关关关 , 范范范范 围围围围 大大大大 约约约约 为为为为 5050V5mVV5mV, 带带带带 宽宽宽宽 为为为为25002500HzHz。 肌电图仪由电极、前置放大器和主放大器、肌电图仪由电极、前置放大器和主放大器、肌电图仪由电极、前置放大器和主放大器、肌电图仪由电极、前置放大器和主放大器、示波器波形显示及描记器组成。现代肌电图仪示波器波形显示及描记器组成。现代肌电
37、图仪示波器波形显示及描记器组成。现代肌电图仪示波器波形显示及描记器组成。现代肌电图仪常与诱发电位仪合为一体,由微机控制,为常与诱发电位仪合为一体,由微机控制,为常与诱发电位仪合为一体,由微机控制,为常与诱发电位仪合为一体,由微机控制,为“ “无笔描记型无笔描记型无笔描记型无笔描记型” ”,用电视监视器显示波形,由热,用电视监视器显示波形,由热,用电视监视器显示波形,由热,用电视监视器显示波形,由热阵打印机或激光打印机打印波形。阵打印机或激光打印机打印波形。阵打印机或激光打印机打印波形。阵打印机或激光打印机打印波形。肌电图检测在神经源性和肌源性疾病的鉴肌电图检测在神经源性和肌源性疾病的鉴肌电图检测在神经源性和肌源性疾病的鉴肌电图检测在神经源性和肌源性疾病的鉴别诊断方面,以及对神经病变的定位,损害程别诊断方面,以及对神经病变的定位,损害程别诊断方面,以及对神经病变的定位,损害程别诊断方面,以及对神经病变的定位,损害程度和预后判断方面有重要价值。度和预后判断方面有重要价值。度和预后判断方面有重要价值。度和预后判断方面有重要价值。神经源性疾神经源性疾神经源性疾神经源性疾病:周围神经病损(包括糖
38、尿病、酒精中毒、病:周围神经病损(包括糖尿病、酒精中毒、病:周围神经病损(包括糖尿病、酒精中毒、病:周围神经病损(包括糖尿病、酒精中毒、尿毒症等)颈椎病、单瘫运动元性病、面神经尿毒症等)颈椎病、单瘫运动元性病、面神经尿毒症等)颈椎病、单瘫运动元性病、面神经尿毒症等)颈椎病、单瘫运动元性病、面神经麻痹、多发性神经炎、脊髓前角病损、脱髓鞘麻痹、多发性神经炎、脊髓前角病损、脱髓鞘麻痹、多发性神经炎、脊髓前角病损、脱髓鞘麻痹、多发性神经炎、脊髓前角病损、脱髓鞘病、交叉瘫以及神经源性性功能障碍的诊断等。病、交叉瘫以及神经源性性功能障碍的诊断等。病、交叉瘫以及神经源性性功能障碍的诊断等。病、交叉瘫以及神经源性性功能障碍的诊断等。肌源性疾病:肌营养不良症、肌萎缩、周期肌源性疾病:肌营养不良症、肌萎缩、周期肌源性疾病:肌营养不良症、肌萎缩、周期肌源性疾病:肌营养不良症、肌萎缩、周期性麻痹、重症肌无力、肌强直综合征、神经与性麻痹、重症肌无力、肌强直综合征、神经与性麻痹、重症肌无力、肌强直综合征、神经与性麻痹、重症肌无力、肌强直综合征、神经与肌肉接头病等。肌肉接头病等。肌肉接头病等。肌肉接头病等。 结缔组
39、织病:多发性肌炎、结缔组织病:多发性肌炎、结缔组织病:多发性肌炎、结缔组织病:多发性肌炎、皮肌炎、多发性硬化病、红斑狼疮病、废用性皮肌炎、多发性硬化病、红斑狼疮病、废用性皮肌炎、多发性硬化病、红斑狼疮病、废用性皮肌炎、多发性硬化病、红斑狼疮病、废用性肌萎缩、风湿性关节炎等病。肌萎缩、风湿性关节炎等病。肌萎缩、风湿性关节炎等病。肌萎缩、风湿性关节炎等病。用微电极插入单个肌纤维测量动作电用微电极插入单个肌纤维测量动作电位可获得分辨率更高的位可获得分辨率更高的单纤维肌电图单纤维肌电图。由。由神经细胞、神经纤维、神经肌肉节及肌纤神经细胞、神经纤维、神经肌肉节及肌纤维组成的综合体称为运动单元,用同心针维组成的综合体称为运动单元,用同心针电极可以测得它的动作电位称为运动单元电极可以测得它的动作电位称为运动单元动作电位(动作电位(MVAP)。)。MVAP的持续时间的持续时间约为约为2ms10ms,幅度幅度100V2mV,频带频带宽度宽度5Hz10KHz。2.1.8 胃电图仪胃电图仪 胃胃胃胃电电电电图图图图EGGEGG(ElectrogastrogramElectrogastrogram)是是是是将
40、将将将电电电电极极极极放放放放置置置置在在在在腹腹腹腹部部部部记记记记录录录录到到到到的的的的胃胃胃胃肌肌肌肌电电电电活活活活动动动动信信信信号号号号。胃胃胃胃电电电电图图图图(常常常常包包包包括括括括肠肠肠肠电电电电图图图图,合合合合称称称称胃胃胃胃肠肠肠肠电电电电图图图图)用用用用于于于于肠肠肠肠胃胃胃胃运运运运动动动动功功功功能能能能的的的的检检检检测测测测,如如如如非非非非溃溃溃溃疡疡疡疡性性性性消消消消化化化化不不不不良良良良、肠肠肠肠易易易易激激激激综合症等疾病。综合症等疾病。综合症等疾病。综合症等疾病。 胃肠肌电活动是在神经、激素和其他因素胃肠肌电活动是在神经、激素和其他因素胃肠肌电活动是在神经、激素和其他因素胃肠肌电活动是在神经、激素和其他因素的调节下进行的。基本的胃电活动是:的调节下进行的。基本的胃电活动是:的调节下进行的。基本的胃电活动是:的调节下进行的。基本的胃电活动是:慢波:慢波:慢波:慢波:是胃平滑肌的基本电节律,正常值为是胃平滑肌的基本电节律,正常值为是胃平滑肌的基本电节律,正常值为是胃平滑肌的基本电节律,正常值为3 3次次次次/ /分分分分(CPMCPM)
41、。)。)。)。快波:峰电位或动作电位,是环快波:峰电位或动作电位,是环快波:峰电位或动作电位,是环快波:峰电位或动作电位,是环形肌收缩时的电活动。通常体表胃电测量的仅形肌收缩时的电活动。通常体表胃电测量的仅形肌收缩时的电活动。通常体表胃电测量的仅形肌收缩时的电活动。通常体表胃电测量的仅是慢波成分。是慢波成分。是慢波成分。是慢波成分。 胃肠电信号是胃肠电信号是V量级,频率范围为:量级,频率范围为:胃电的正常范围是胃电的正常范围是2.53.6次次/分,在分,在3.79.9次次/分范围内的是异常胃动过速;分范围内的是异常胃动过速;在在12.4次次/分范围内的是异常胃动过缓;分范围内的是异常胃动过缓;结肠电的正常范围是结肠电的正常范围是17次次/分,小肠电分,小肠电的正常范围是的正常范围是812次次/分。分。由于胃肠电信由于胃肠电信号幅度微弱,频率范围接近直流,具有号幅度微弱,频率范围接近直流,具有随机特性,因此需要高性能的放大器,随机特性,因此需要高性能的放大器,即要求其放大器具有高增益、低噪声、即要求其放大器具有高增益、低噪声、低漂移、高稳定和高灵敏的特点。低漂移、高稳定和高灵敏的特点。胃
42、肠电是随机信号,单个波形是没有意义的,胃肠电是随机信号,单个波形是没有意义的,胃肠电是随机信号,单个波形是没有意义的,胃肠电是随机信号,单个波形是没有意义的,无法用肉眼直接分析,一定要经过计算机对胃无法用肉眼直接分析,一定要经过计算机对胃无法用肉眼直接分析,一定要经过计算机对胃无法用肉眼直接分析,一定要经过计算机对胃肠电信号进行统计分析处理。傅里叶频谱分析肠电信号进行统计分析处理。傅里叶频谱分析肠电信号进行统计分析处理。傅里叶频谱分析肠电信号进行统计分析处理。傅里叶频谱分析是现今对胃肠电分析的最有效的方法。常用频是现今对胃肠电分析的最有效的方法。常用频是现今对胃肠电分析的最有效的方法。常用频是现今对胃肠电分析的最有效的方法。常用频谱图(横坐标表示频率,纵坐标表示功率强度)谱图(横坐标表示频率,纵坐标表示功率强度)谱图(横坐标表示频率,纵坐标表示功率强度)谱图(横坐标表示频率,纵坐标表示功率强度)和运行图谱(和运行图谱(和运行图谱(和运行图谱(X X轴表示频率,轴表示频率,轴表示频率,轴表示频率,Y Y轴表示时间,轴表示时间,轴表示时间,轴表示时间,Z Z轴表示功率强度)来进行分析。测量
43、频谱图上轴表示功率强度)来进行分析。测量频谱图上轴表示功率强度)来进行分析。测量频谱图上轴表示功率强度)来进行分析。测量频谱图上的峰值功率的峰值功率的峰值功率的峰值功率P Pd d及其相对应的主频及其相对应的主频及其相对应的主频及其相对应的主频F Fpopo(又称基频)又称基频)又称基频)又称基频);在胃肠电波形图上测量平均峰值幅值;在胃肠电波形图上测量平均峰值幅值;在胃肠电波形图上测量平均峰值幅值;在胃肠电波形图上测量平均峰值幅值A Ap p和信和信和信和信号平均过零次数号平均过零次数号平均过零次数号平均过零次数F Fz z,这些参数对诊断有重要意这些参数对诊断有重要意这些参数对诊断有重要意这些参数对诊断有重要意义。义。义。义。 2.2 人体非电生理参数检测人体非电生理参数检测技术及仪器技术及仪器 人体非电生理参数主要有动脉血压、心音、人体非电生理参数主要有动脉血压、心音、人体非电生理参数主要有动脉血压、心音、人体非电生理参数主要有动脉血压、心音、体温、脉搏、呼吸、血氧饱和度等。随着传感器体温、脉搏、呼吸、血氧饱和度等。随着传感器体温、脉搏、呼吸、血氧饱和度等。随着传感器体温、脉搏、
44、呼吸、血氧饱和度等。随着传感器技术、电子技术、计算机技术、光电技术及数字技术、电子技术、计算机技术、光电技术及数字技术、电子技术、计算机技术、光电技术及数字技术、电子技术、计算机技术、光电技术及数字信号处理技术的发展,非生理参数的电子测量仪信号处理技术的发展,非生理参数的电子测量仪信号处理技术的发展,非生理参数的电子测量仪信号处理技术的发展,非生理参数的电子测量仪器相继出现,如电子血压计、电子体温计、光电器相继出现,如电子血压计、电子体温计、光电器相继出现,如电子血压计、电子体温计、光电器相继出现,如电子血压计、电子体温计、光电心率计等,逐步进入家庭。心率计等,逐步进入家庭。心率计等,逐步进入家庭。心率计等,逐步进入家庭。光电无损检测技术是光电无损检测技术是光电无损检测技术是光电无损检测技术是非电生理参数测量的发展方向非电生理参数测量的发展方向非电生理参数测量的发展方向非电生理参数测量的发展方向,特别是血压及血,特别是血压及血,特别是血压及血,特别是血压及血氧饱和度的光电无损检测,是当前研究的热门课氧饱和度的光电无损检测,是当前研究的热门课氧饱和度的光电无损检测,是当前研究的热门课氧饱
45、和度的光电无损检测,是当前研究的热门课题,已有仪器问世。此外,一些生化指标如血糖、题,已有仪器问世。此外,一些生化指标如血糖、题,已有仪器问世。此外,一些生化指标如血糖、题,已有仪器问世。此外,一些生化指标如血糖、黄疸等也采用光电法进行无损测量。黄疸等也采用光电法进行无损测量。黄疸等也采用光电法进行无损测量。黄疸等也采用光电法进行无损测量。 非电生理参数也是病人监护仪中监护非电生理参数也是病人监护仪中监护的主要内容。如在多参数监护仪中,除监的主要内容。如在多参数监护仪中,除监护心电外,还监护血压、体温、呼吸、血护心电外,还监护血压、体温、呼吸、血氧饱和度等。将测量心电、血压、心音、氧饱和度等。将测量心电、血压、心音、脉搏等电生理和非电生理参数的电路做成脉搏等电生理和非电生理参数的电路做成模块,就可以组成多道生理信号记录仪。模块,就可以组成多道生理信号记录仪。非电生理参数检测非电生理参数检测l l血压检测血压检测l l心音检测心音检测l l体温检测体温检测l l呼吸检测呼吸检测l l血氧饱和度检测血氧饱和度检测l l人体磁场测量人体磁场测量l l多道生理信号记录仪多道生理信号记录仪2.2
46、.1 血压检测血压检测 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无创检测测。有创检测采用的方法为动脉插管接。有创检测采用的方法为动脉插管接压力计或压力传感器,这种方法测量准压力计或压力传感器,这种方法测量准确,但给病人造成痛苦,因此只在心血确,但给病人造成痛苦,因此只在心血管手术时运用。无创检测传统的方法是管手术时运用。无创检测传统的方法是听诊法,又称听诊法,又称柯氏音法柯氏音法,这种方法是俄,这种方法是俄国医生国医生Korotkoff于于1905年发明的。年发明的。柯氏音法是用一个柯氏音法是用一个柯氏音法是用一个柯氏音法是用一个13231323cmcm的气袖缠于上的气袖缠于上的气袖缠于上的气袖缠于上臂中部,输出管连于水银压力计,气袖下方肱臂中部,输出管连于水银压力计,气袖下方肱臂中部,输出管连于水银压力计,气袖下方肱臂中部,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,动脉搏动处放置听诊器。用橡皮球向气袖打气,动脉搏动处放置听诊器。用橡皮球向气袖打气,动脉搏动处放置听诊器。用橡皮球向气袖打气,当袖内压大于收缩压(当袖内压大于收缩压(当袖内压大
47、于收缩压(当袖内压大于收缩压(PSPS,即所谓即所谓即所谓即所谓“ “高压高压高压高压” ”)时,动脉被压闭。然后以时,动脉被压闭。然后以时,动脉被压闭。然后以时,动脉被压闭。然后以2323mmHg/mmHg/秒的速率秒的速率秒的速率秒的速率放气,并监听柯氏音。柯氏音是血流通过被压放气,并监听柯氏音。柯氏音是血流通过被压放气,并监听柯氏音。柯氏音是血流通过被压放气,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产生的断续声音。闭又逐渐开启的动脉血管时产生的断续声音。闭又逐渐开启的动脉血管时产生的断续声音。闭又逐渐开启的动脉血管时产生的断续声音。柯氏音分为五相,第一相对应着袖内压刚刚低柯氏音分为五相,第一相对应着袖内压刚刚低柯氏音分为五相,第一相对应着袖内压刚刚低柯氏音分为五相,第一相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于收缩压,血管内开始出现断续的血流时产生于收缩压,血管内开始出现断续的血流时产生于收缩压,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;的,因此此时水银压力计的指示的就是收缩压;的,因此此时水银压力计的指示的就是
48、收缩压;的,因此此时水银压力计的指示的就是收缩压;第五相对应着袖内压刚刚低地舒张压(第五相对应着袖内压刚刚低地舒张压(第五相对应着袖内压刚刚低地舒张压(第五相对应着袖内压刚刚低地舒张压(PDPD,即即即即所谓所谓所谓所谓“ “低压低压低压低压” ”),血流在血管内开始连续通过,),血流在血管内开始连续通过,),血流在血管内开始连续通过,),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柯氏音由减弱变为消失,此时水银压力计的指柯氏音由减弱变为消失,此时水银压力计的指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。示就是舒张压。示就是舒张压。示就是舒张压。20世纪世纪70年代以来,出现了多种柯年代以来,出现了多种柯氏音法电子血压计,由微处理器控制,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,手动或用电磁手动或用气泵自动打气,手动或用电磁阀自动放气,通过阀自动放气,通过微音器自动监测柯氏微音器自动监测柯氏音音,并由微处理器自动判断及自动测量,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、舒张压、平均由液晶数字显示收缩压、舒张压、平均压及心率等。压
49、及心率等。柯氏音法的关键在于辨别血流的声柯氏音法的关键在于辨别血流的声音信号,以声音变化为依据。其优点为音信号,以声音变化为依据。其优点为同一般临床应用相一致,容易被医生们同一般临床应用相一致,容易被医生们认同。其缺点为电子器件的拾音器易受认同。其缺点为电子器件的拾音器易受外界噪声干扰,结果偏差较大,不能直外界噪声干扰,结果偏差较大,不能直接测量动脉平均压。因此在血压测量的接测量动脉平均压。因此在血压测量的技术中,渐渐被振荡法所代替。技术中,渐渐被振荡法所代替。振荡法是振荡法是振荡法是振荡法是7070年代发展起来的测量血压的新年代发展起来的测量血压的新年代发展起来的测量血压的新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需要方法。这种方法也象传统的柯氏音法那样需要方法。这种方法也象传统的柯氏音法那样需要方法。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,不是用袖带阻断动脉血流。但在放气过程中,不是用袖带阻断动脉血流。但在放气过程中,不是用袖带阻断动脉血流。但在放气过程中,不是检测柯氏音,而是检测柯氏音,而是检测柯氏音,而是检测柯氏音,而是通过压
50、力传感器检测袖内气通过压力传感器检测袖内气通过压力传感器检测袖内气通过压力传感器检测袖内气体的振荡波。体的振荡波。体的振荡波。体的振荡波。这些振荡波起源于动脉血管壁的这些振荡波起源于动脉血管壁的这些振荡波起源于动脉血管壁的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,这种振荡波与动振动。理论计算和实验证明,这种振荡波与动振动。理论计算和实验证明,这种振荡波与动振动。理论计算和实验证明,这种振荡波与动脉壁收缩压、舒张压、平均压均有一定的函数脉壁收缩压、舒张压、平均压均有一定的函数脉壁收缩压、舒张压、平均压均有一定的函数脉壁收缩压、舒张压、平均压均有一定的函数关系。通过将振荡波放大、滤波后,将包络线关系。通过将振荡波放大、滤波后,将包络线关系。通过将振荡波放大、滤波后,将包络线关系。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缩压、检出,再用一定的判据判断包络线与收缩压、检出,再用一定的判据判断包络线与收缩压、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。该方法不受操作者主舒张压的时相对应关系。该方法不受操作者主舒张压的时相对应关系。该方法不
51、受操作者主舒张压的时相对应关系。该方法不受操作者主观影响,避免了柯氏音法易受环境干扰的缺点,观影响,避免了柯氏音法易受环境干扰的缺点,观影响,避免了柯氏音法易受环境干扰的缺点,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。其缺点是测量时要避免能精确地测出平均压。其缺点是测量时要避免能精确地测出平均压。其缺点是测量时要避免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、心房纤颤时测量数据不准确。上肢肌肉收缩、心房纤颤时测量数据不准确。上肢肌肉收缩、心房纤颤时测量数据不准确。上肢肌肉收缩、心房纤颤时测量数据不准确。血压的检测为诊断高血压病带来了极大的血压的检测为诊断高血压病带来了极大的血压的检测为诊断高血压病带来了极大的血压的检测为诊断高血压病带来了极大的便利,但仅靠数次随测血压值常过多地诊断和便利,但仅靠数次随测血压值常过多地诊断和便利,但仅靠数次随测血压值常过多地诊断和便利,但仅靠数次随测血压值常过多地诊断和过高地估计高血压病。在血压治疗上,也存在过高地估计高血压病。在血压治疗上,也存在过高地估计高血压病。在血压治疗上,也存在过高地估计高血压病。在血压治疗上,也存
52、在一定的问题,如对冠心病危险的作用一定的问题,如对冠心病危险的作用一定的问题,如对冠心病危险的作用一定的问题,如对冠心病危险的作用KaplanKaplan对对对对提高血压治疗仅使冠心病死亡率下降提高血压治疗仅使冠心病死亡率下降提高血压治疗仅使冠心病死亡率下降提高血压治疗仅使冠心病死亡率下降14%14%,远,远,远,远远低于预期的程度,其重要原因之一可能是提远低于预期的程度,其重要原因之一可能是提远低于预期的程度,其重要原因之一可能是提远低于预期的程度,其重要原因之一可能是提高血压治疗中存在血压下降不充分,或降压过高血压治疗中存在血压下降不充分,或降压过高血压治疗中存在血压下降不充分,或降压过高血压治疗中存在血压下降不充分,或降压过度,使冠心病危险增加等。这一事例问题迫切度,使冠心病危险增加等。这一事例问题迫切度,使冠心病危险增加等。这一事例问题迫切度,使冠心病危险增加等。这一事例问题迫切需要一种能监测需要一种能监测需要一种能监测需要一种能监测2424小时血压水平的技术。小时血压水平的技术。小时血压水平的技术。小时血压水平的技术。无创无创无创无创动态血压监护动态血压监护动态血压监护动态血
53、压监护技术也即应运而生。技术也即应运而生。技术也即应运而生。技术也即应运而生。无创动态血压监测使用一种动态血无创动态血压监测使用一种动态血压监测仪。受试者佩带这种仪器后可以压监测仪。受试者佩带这种仪器后可以离开医院自由活动,回到日常生活环境离开医院自由活动,回到日常生活环境中。仪器按医生事先设定的规则自动测中。仪器按医生事先设定的规则自动测量出血压,并将结果保存在该仪器中。量出血压,并将结果保存在该仪器中。24小时或更长时间后,再把结果显示出小时或更长时间后,再把结果显示出来或打印出来。这样可以提供正常生活来或打印出来。这样可以提供正常生活中受检者中受检者24小时血压数据,一般由几十小时血压数据,一般由几十个或上百个数据组成,用以观察受检者个或上百个数据组成,用以观察受检者一日之内的血压变化。一日之内的血压变化。该仪器最早由该仪器最早由该仪器最早由该仪器最早由llinmanllinman等等等等19621962年研制并应用年研制并应用年研制并应用年研制并应用于临床。开始为半自动式,随着电子技术的飞于临床。开始为半自动式,随着电子技术的飞于临床。开始为半自动式,随着电子技术的飞于临床。开
54、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速发展,美国首先研制和应用全自动型动态血速发展,美国首先研制和应用全自动型动态血速发展,美国首先研制和应用全自动型动态血压监护仪。该仪器可在压监护仪。该仪器可在压监护仪。该仪器可在压监护仪。该仪器可在1 16060分钟内随意调整分钟内随意调整分钟内随意调整分钟内随意调整充气间隔时间,因此在充气间隔时间,因此在充气间隔时间,因此在充气间隔时间,因此在2424小时内可自动获得小时内可自动获得小时内可自动获得小时内可自动获得4848192192个数据。我国于个数据。我国于个数据。我国于个数据。我国于19921992年亦研制成功,应年亦研制成功,应年亦研制成功,应年亦研制成功,应用比较广泛的厂家有北京同仁光电技术公司、用比较广泛的厂家有北京同仁光电技术公司、用比较广泛的厂家有北京同仁光电技术公司、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。其中北京长春曙光、中健电子等厂家的产品。其中北京长春曙光、中健电子等厂家的产品。其中北京长春曙光、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
55、步记录的同仁光电技术公司还推出与心电图同步记录的同仁光电技术公司还推出与心电图同步记录的同仁光电技术公司还推出与心电图同步记录的仪器,可以观察心肌缺血,心律失常与血压改仪器,可以观察心肌缺血,心律失常与血压改仪器,可以观察心肌缺血,心律失常与血压改仪器,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,有很大的临床价值。变之间的因果或顺序关系,有很大的临床价值。变之间的因果或顺序关系,有很大的临床价值。变之间的因果或顺序关系,有很大的临床价值。2.2.2 心音检测心音检测 心音是由于心脏瓣膜的开关、肌腱和肌肉的舒缩、心音是由于心脏瓣膜的开关、肌腱和肌肉的舒缩、心音是由于心脏瓣膜的开关、肌腱和肌肉的舒缩、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产生的一种复合音。血流的冲击及心血管壁的振动而产生的一种复合音。血流的冲击及心血管壁的振动而产生的一种复合音。血流的冲击及心血管壁的振动而产生的一种复合音。通常,心音可由医生通过听诊器进行分析,提供诊断通常,心音可由医生通过听诊器进行分析,提供诊断通常,心音可由医生通过听诊器进行分析,提供诊断通常,心音可由医
56、生通过听诊器进行分析,提供诊断心血管病的重要信息。心音的电子检测方法是通过心心血管病的重要信息。心音的电子检测方法是通过心心血管病的重要信息。心音的电子检测方法是通过心心血管病的重要信息。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器)检测心音信音传感器(一种磁电式空气传导传感器)检测心音信音传感器(一种磁电式空气传导传感器)检测心音信音传感器(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通滤波后,送慢扫描示波号,并通过放大器放大及低通滤波后,送慢扫描示波号,并通过放大器放大及低通滤波后,送慢扫描示波号,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,或用描记器描记出心音波形,叫显示心音波形,或用描记器描记出心音波形,叫显示心音波形,或用描记器描记出心音波形,叫显示心音波形,或用描记器描记出心音波形,叫心音心音心音心音图图图图。心音的主要频谱在。心音的主要频谱在。心音的主要频谱在。心音的主要频谱在4040Hz100HzHz100Hz之间,异常心音之间,异常心音之间,异常心音之间,异常心音的频谱可达数百的频谱可达数百的频谱可达数百的频谱可达数百HzH
57、z。由于受描记器频响的限制,有时由于受描记器频响的限制,有时由于受描记器频响的限制,有时由于受描记器频响的限制,有时心音图不能反映全部信息。因此,将放大后的心音信心音图不能反映全部信息。因此,将放大后的心音信心音图不能反映全部信息。因此,将放大后的心音信心音图不能反映全部信息。因此,将放大后的心音信号经号经号经号经A/DA/D转换器,用转换器,用转换器,用转换器,用8 8KHzKHz的采样率采样,经计算机进的采样率采样,经计算机进的采样率采样,经计算机进的采样率采样,经计算机进行数字定量分析,这种仪器称为电脑心音分析仪。行数字定量分析,这种仪器称为电脑心音分析仪。行数字定量分析,这种仪器称为电脑心音分析仪。行数字定量分析,这种仪器称为电脑心音分析仪。2.2.3 体温检测体温检测 传传传传统统统统的的的的体体体体温温温温测测测测量量量量方方方方法法法法是是是是用用用用水水水水银银银银体体体体温温温温计计计计,根根根根据据据据热热热热膨膨膨膨胀胀胀胀原原原原理理理理进进进进行行行行测测测测量量量量。而而而而电电电电子子子子测测测测体体体体温温温温使使使使用用用用温温温温度度度度传传传传感感
58、感感器器器器,常常常常用用用用的的的的有有有有热热热热敏敏敏敏电电电电阻阻阻阻和和和和半半半半导导导导体体体体温温温温敏敏敏敏器器器器件件件件等等等等。热热热热敏敏敏敏电电电电阻阻阻阻的的的的阻阻阻阻值值值值随随随随温温温温度度度度而而而而变变变变化化化化,呈呈呈呈非非非非线线线线性性性性关关关关系系系系。在在在在测测测测量量量量电电电电路路路路中中中中,可可可可将将将将热热热热敏敏敏敏电电电电阻阻阻阻作作作作为为为为电电电电桥桥桥桥的的的的一一一一个个个个臂臂臂臂,经经经经电电电电阻阻阻阻网网网网络络络络校校校校正正正正后后后后的的的的输输输输出出出出电电电电压压压压由由由由差差差差动动动动放放放放大大大大器器器器放放放放大大大大后后后后由由由由电电电电压压压压表表表表(用用用用温温温温度度度度刻刻刻刻度度度度)读读读读出出出出,或或或或经经经经A/DA/D变变变变换换换换后后后后送送送送计计计计算算算算机机机机处处处处理理理理,进进进进行行行行数数数数字字字字显显显显示示示示,叫电子体温计,其测量精度可达叫电子体温计,其测量精度可达叫电子体温计,其测量精度可达叫电子体温计,其测量精
59、度可达0.10.010.10.01。半导体温敏器件有温敏二极管、温敏三极管等,半导体温敏器件有温敏二极管、温敏三极管等,半导体温敏器件有温敏二极管、温敏三极管等,半导体温敏器件有温敏二极管、温敏三极管等,这类测温器件是利用这类测温器件是利用这类测温器件是利用这类测温器件是利用PNPN结的结电压随温度成线性变化结的结电压随温度成线性变化结的结电压随温度成线性变化结的结电压随温度成线性变化这一原理进行测温,其测量电路也常采用电桥式及差这一原理进行测温,其测量电路也常采用电桥式及差这一原理进行测温,其测量电路也常采用电桥式及差这一原理进行测温,其测量电路也常采用电桥式及差动放大电路。动放大电路。动放大电路。动放大电路。 2.2.4 呼吸检测呼吸检测 呼呼呼呼吸吸吸吸检检检检测测测测主主主主要要要要用用用用于于于于呼呼呼呼吸吸吸吸监监监监护护护护。呼呼呼呼吸吸吸吸监监监监护护护护包包包包括括括括三三三三个个个个方方方方面面面面:呼呼呼呼吸吸吸吸波波波波形形形形实实实实时时时时显显显显示示示示、呼呼呼呼吸吸吸吸率率率率(次次次次/ /分分分分钟钟钟钟)自自自自动动动动计计计计算算算算及及及及潮潮
60、潮潮气气气气量量量量(每每每每次次次次或或或或每每每每分分分分钟钟钟钟吸吸吸吸入入入入气气气气体体体体体体体体积积积积)的的的的自自自自动动动动计计计计算算算算及及及及显显显显示示示示。呼呼呼呼吸吸吸吸检检检检测测测测的的的的常常常常用用用用方方方方法法法法是是是是阻阻阻阻抗抗抗抗法法法法,即即即即:把把把把人人人人体体体体胸胸胸胸部部部部当当当当作作作作一一一一段段段段导导导导体体体体,当当当当呼呼呼呼吸吸吸吸时时时时由由由由于于于于胸胸胸胸部部部部的的的的扩扩扩扩张张张张使使使使胸胸胸胸部部部部阻阻阻阻抗抗抗抗发发发发生生生生变变变变化化化化,且且且且这这这这种种种种阻阻阻阻抗抗抗抗变变变变化化化化与与与与呼呼呼呼吸吸吸吸活活活活动动动动呈呈呈呈线线线线性性性性关关关关系系系系。因因因因此此此此,只只只只要要要要通通通通过过过过胸胸胸胸阻阻阻阻抗抗抗抗变变变变化化化化的的的的测测测测量量量量就就就就可可可可以以以以间间间间接接接接测测测测量量量量呼呼呼呼吸吸吸吸活活活活动动动动。胸胸胸胸阻阻阻阻抗抗抗抗包包包包括括括括感感感感抗抗抗抗、容容容容抗抗抗抗和和和和电电电电阻阻阻阻,但但
61、但但当当当当胸胸胸胸部部部部通通通通以以以以5050KHz100KHzKHz100KHz(例例例例如如如如62.562.5KHzKHz)的的的的高高高高频频频频电电电电流流流流时时时时,胸胸胸胸阻阻阻阻抗抗抗抗可可可可等等等等效效效效为为为为一一一一纯纯纯纯电电电电阻阻阻阻,因因因因此此此此,可可可可以以以以通通通通过过过过胸胸胸胸电阻的变化来检测呼吸。电阻的变化来检测呼吸。电阻的变化来检测呼吸。电阻的变化来检测呼吸。 具体方法是:在胸前锁骨下放置两对具体方法是:在胸前锁骨下放置两对电极,一对通以电极,一对通以62.5KHz的高频电流,另的高频电流,另一对测量电压信号。将此电压信号经前置一对测量电压信号。将此电压信号经前置放大、解调、滤波及放大后就得到呼吸波。放大、解调、滤波及放大后就得到呼吸波。将呼吸波经将呼吸波经A/D变换并经计算机数字处理,变换并经计算机数字处理,就可以计算出呼吸率。如果用呼吸流量计就可以计算出呼吸率。如果用呼吸流量计定标后,还可以用呼吸波定量计算出潮气定标后,还可以用呼吸波定量计算出潮气量。在监护仪中,呼吸检测与心电检测共量。在监护仪中,呼吸检测与心电检测共同用
62、一对电极。呼吸检测方法还有鼻腔安同用一对电极。呼吸检测方法还有鼻腔安放热敏电阻法、微波多普勒法等。放热敏电阻法、微波多普勒法等。2.2.5 血氧饱和度检测血氧饱和度检测 通过肺循环,红细胞中的血红蛋白与通过肺循环,红细胞中的血红蛋白与氧结合成合氧血红蛋白,然后通过动脉血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。流输送到人体的各个部分。血氧饱和度血氧饱和度是是指指100ml血液中血红蛋白实际结合的氧与血液中血红蛋白实际结合的氧与能够结合的氧的最大量的比值,该指标是能够结合的氧的最大量的比值,该指标是衡量呼吸系统、循环系统是否正常的重要衡量呼吸系统、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临床指标。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。是使用分光光度计进行抽血化验。20世世纪纪80年年代代末末发发展展起起来来了了基基于于双双波波长长的的朗朗伯伯比比尔尔定定律律的的光光电电法法无无损损检检测测血血氧氧饱饱和和度度的的方方法法。其其原原理理为为:设设溶溶液液中中含含有有两两种种物物质质(如如合合氧氧血血红红蛋蛋白白和和不不含含氧氧血血红红蛋
63、蛋白白),浓浓度度分分别别为为C1和和C2,分分别别用用两两种种波波长长(如如1=650nm,2=805nm)的的光光穿穿过过溶溶液液,测测得得光光密密度度分分别别为为D1和和D2。根根据据双双波长朗伯比尔定律,有:波长朗伯比尔定律,有:D1=11C1+12C2D2=21C1+22C2其中其中11、12和和21、22是常数,分别是常数,分别为物质为物质1和物质和物质2对波长对波长1、2的吸收系数。的吸收系数。解这两式组成的联立方程,可求出解这两式组成的联立方程,可求出C1和和C2。通过下式就可计算出血氧饱和度:通过下式就可计算出血氧饱和度:光电法无损检测血氧饱和度光电法无损检测血氧饱和度的具体方的具体方法是:在搏动的动脉血管床法是:在搏动的动脉血管床(例如指端例如指端)两两侧分别安放白光源和两个具有特定波长侧分别安放白光源和两个具有特定波长(650nm和和805nm)响应的光探测器,光探测响应的光探测器,光探测器将透过光变成电信号,经放大及器将透过光变成电信号,经放大及A/D转转换器后,由计算机处理,计算出血氧饱和换器后,由计算机处理,计算出血氧饱和度。度。2.2.6人体磁场测量人体磁
64、场测量 人体磁场包括心磁、脑磁、肺磁、眼磁等。人体磁场包括心磁、脑磁、肺磁、眼磁等。人体磁场包括心磁、脑磁、肺磁、眼磁等。人体磁场包括心磁、脑磁、肺磁、眼磁等。人体磁场非常微弱,通常在人体磁场非常微弱,通常在人体磁场非常微弱,通常在人体磁场非常微弱,通常在1010fTfT( (lfTlfT=10=10-l5-l5T T,lTlT=10=104 4高斯高斯高斯高斯) )至至至至5050pTpT( (lpTlpT=l0=l0-12-12T)T)之间,需要用特之间,需要用特之间,需要用特之间,需要用特殊的方法进行测量。基于约瑟夫逊效应的超导殊的方法进行测量。基于约瑟夫逊效应的超导殊的方法进行测量。基于约瑟夫逊效应的超导殊的方法进行测量。基于约瑟夫逊效应的超导量子干涉仪可以测量量子干涉仪可以测量量子干涉仪可以测量量子干涉仪可以测量1010-14-14T T的磁场强度,这种仪的磁场强度,这种仪的磁场强度,这种仪的磁场强度,这种仪器采用低温超导及特殊的磁屏蔽等技术,十分器采用低温超导及特殊的磁屏蔽等技术,十分器采用低温超导及特殊的磁屏蔽等技术,十分器采用低温超导及特殊的磁屏蔽等技术,十分昂费,目前
65、只处于实验室研究阶段,还未进入昂费,目前只处于实验室研究阶段,还未进入昂费,目前只处于实验室研究阶段,还未进入昂费,目前只处于实验室研究阶段,还未进入临床使用。许多研究报导,心磁和脑磁比心电临床使用。许多研究报导,心磁和脑磁比心电临床使用。许多研究报导,心磁和脑磁比心电临床使用。许多研究报导,心磁和脑磁比心电图和脑电图能够更确切地反映心电信号和脑电图和脑电图能够更确切地反映心电信号和脑电图和脑电图能够更确切地反映心电信号和脑电图和脑电图能够更确切地反映心电信号和脑电信号,有更大的诊断价值。因此人体磁场测量信号,有更大的诊断价值。因此人体磁场测量信号,有更大的诊断价值。因此人体磁场测量信号,有更大的诊断价值。因此人体磁场测量是目前研究的热门前沿课题。是目前研究的热门前沿课题。是目前研究的热门前沿课题。是目前研究的热门前沿课题。2.2.7 多道生理信号记录仪多道生理信号记录仪 多道生理信号记录仪常用的有四道、六道、多道生理信号记录仪常用的有四道、六道、多道生理信号记录仪常用的有四道、六道、多道生理信号记录仪常用的有四道、六道、八道或十二道。前置放大器一般采用插件式,八道或十二道。前置放大器
66、一般采用插件式,八道或十二道。前置放大器一般采用插件式,八道或十二道。前置放大器一般采用插件式,可根据不同的测量目的可任意组合,主要有心可根据不同的测量目的可任意组合,主要有心可根据不同的测量目的可任意组合,主要有心可根据不同的测量目的可任意组合,主要有心电电电电( (多道多道多道多道) )、心音、血压、脉搏、阻抗血流图等、心音、血压、脉搏、阻抗血流图等、心音、血压、脉搏、阻抗血流图等、心音、血压、脉搏、阻抗血流图等各种生理信号放大器插件。波形采用长余辉示各种生理信号放大器插件。波形采用长余辉示各种生理信号放大器插件。波形采用长余辉示各种生理信号放大器插件。波形采用长余辉示波管或显像管显示,采用多道水笔描记器、光波管或显像管显示,采用多道水笔描记器、光波管或显像管显示,采用多道水笔描记器、光波管或显像管显示,采用多道水笔描记器、光电描记器或热阵描记器描记波形。电描记器或热阵描记器描记波形。电描记器或热阵描记器描记波形。电描记器或热阵描记器描记波形。目前随着计目前随着计目前随着计目前随着计算机技术的发展,大多采用算机技术的发展,大多采用算机技术的发展,大多采用算机技术的发展,大多采用PC
67、PC微机进行数据采微机进行数据采微机进行数据采微机进行数据采集、波形显示、数据存储及数据处理,由激光集、波形显示、数据存储及数据处理,由激光集、波形显示、数据存储及数据处理,由激光集、波形显示、数据存储及数据处理,由激光打印机输出需要的波形段和分析得到的结果,打印机输出需要的波形段和分析得到的结果,打印机输出需要的波形段和分析得到的结果,打印机输出需要的波形段和分析得到的结果,这种系统称为无笔描记多道生理信号处理系统。这种系统称为无笔描记多道生理信号处理系统。这种系统称为无笔描记多道生理信号处理系统。这种系统称为无笔描记多道生理信号处理系统。 2.3病人监护仪器病人监护仪器(Patient Monitor) 监护的意义有两个:一是危重病人必监护的意义有两个:一是危重病人必须对其进行监测,发现险情,立即报警,须对其进行监测,发现险情,立即报警,通知医生及时进行抢救;二是某些病症现通知医生及时进行抢救;二是某些病症现象出现的时间短暂,需作较长时间的测量象出现的时间短暂,需作较长时间的测量(例如(例如24小时)才能记录到异常现象。小时)才能记录到异常现象。随着电子仪器和计算机技术的迅速发展,
68、各种随着电子仪器和计算机技术的迅速发展,各种随着电子仪器和计算机技术的迅速发展,各种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,从单一生理参数的监测医用监护仪的发展也很快,从单一生理参数的监测医用监护仪的发展也很快,从单一生理参数的监测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物电、血压、心率、呼吸、体温、血流发展到对生物电、血压、心率、呼吸、体温、血流发展到对生物电、血压、心率、呼吸、体温、血流发展到对生物电、血压、心率、呼吸、体温、血流等若干参数的联合监测。从单一病床监测发展到对等若干参数的联合监测。从单一病床监测发展到对等若干参数的联合监测。从单一病床监测发展到对等若干参数的联合监测。从单一病床监测发展到对多个病体的连续监测。现代监护系统均采用了计算多个病体的连续监测。现代监护系统均采用了计算多个病体的连续监测。现代监护系统均采用了计算多个病体的连续监测。现代监护系统均采用了计算机技术,并运用了无损检测技术、遥测技术等,可机技术,并运用了无损检测技术、遥测技术等,可机技术,并运用了无损检测技术、遥测技术等,可机技术,并运用了无损检测技术、遥测技术等
69、,可以对大量检测数据进行实时分析、处理、显示和记以对大量检测数据进行实时分析、处理、显示和记以对大量检测数据进行实时分析、处理、显示和记以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装置进行处理,甚至录,及时报警或自动启动救护装置进行处理,甚至录,及时报警或自动启动救护装置进行处理,甚至录,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趋势预报。目前在临床上广泛应可对病变情况作出趋势预报。目前在临床上广泛应可对病变情况作出趋势预报。目前在临床上广泛应可对病变情况作出趋势预报。目前在临床上广泛应用的有:床旁心电监护仪、多参数病人监护仪、四用的有:床旁心电监护仪、多参数病人监护仪、四用的有:床旁心电监护仪、多参数病人监护仪、四用的有:床旁心电监护仪、多参数病人监护仪、四床位或八床位中央监护系统,此外还有用于手术室床位或八床位中央监护系统,此外还有用于手术室床位或八床位中央监护系统,此外还有用于手术室床位或八床位中央监护系统,此外还有用于手术室中抗高频电刀干扰的手术监护仪及用于妇产科的新中抗高频电刀干扰的手术监护仪及用于妇产科的新中抗高频电刀干扰的手术监护仪
70、及用于妇产科的新中抗高频电刀干扰的手术监护仪及用于妇产科的新生儿监护仪和胎儿分娩监护仪;遥测心电监护仪和生儿监护仪和胎儿分娩监护仪;遥测心电监护仪和生儿监护仪和胎儿分娩监护仪;遥测心电监护仪和生儿监护仪和胎儿分娩监护仪;遥测心电监护仪和HolterHolter系统等。系统等。系统等。系统等。监护仪一般由三大部分组成,一是闭监护仪一般由三大部分组成,一是闭路电视摄像与放像系统,监护病人的活动路电视摄像与放像系统,监护病人的活动状态;二是必要的抢救设备,为整个系统状态;二是必要的抢救设备,为整个系统的执行机构,如输液装置、呼吸机、除颤的执行机构,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,器、起搏器等;三是多路生理参数监护仪,包括包括信号检测部分(如传感器和电极等)信号检测部分(如传感器和电极等);信息处理部分(如模拟通道滤波、放信息处理部分(如模拟通道滤波、放大、信号变换、数字信号处理等);大、信号变换、数字信号处理等);终终端显示部分(如数据量显示、报警显示、端显示部分(如数据量显示、报警显示、模拟量显示等)。模拟量显示等)。常用病人监护仪器常用病人监护仪器l l床旁
71、心电监护仪床旁心电监护仪l l多参数监护仪多参数监护仪l l中心监护系统中心监护系统l l胎儿心电心率监护仪胎儿心电心率监护仪l l遥测心电监护仪遥测心电监护仪l l动态心电监护系统动态心电监护系统(Holter系统系统)l l智能智能Holter系统系统2.3.1床旁心电监护仪床旁心电监护仪 床旁心电监护仪只监测病人的心电信号,床旁心电监护仪只监测病人的心电信号,床旁心电监护仪只监测病人的心电信号,床旁心电监护仪只监测病人的心电信号,实时地在实时地在实时地在实时地在CRTCRT监视器或液晶显示器上显示病人监视器或液晶显示器上显示病人监视器或液晶显示器上显示病人监视器或液晶显示器上显示病人的心电波形、的心电波形、的心电波形、的心电波形、QRSQRS同步信号、平均心率,并设同步信号、平均心率,并设同步信号、平均心率,并设同步信号、平均心率,并设有心率越限报警有心率越限报警有心率越限报警有心率越限报警( (例如高于例如高于例如高于例如高于150150次次次次/ /分、低于分、低于分、低于分、低于4040次次次次/ /分分分分) )、停搏报警及电极脱落自动报警,功能更、停搏报警及电极脱落自动
72、报警,功能更、停搏报警及电极脱落自动报警,功能更、停搏报警及电极脱落自动报警,功能更强的心电监护仪还具有监测其他心律失常及报强的心电监护仪还具有监测其他心律失常及报强的心电监护仪还具有监测其他心律失常及报强的心电监护仪还具有监测其他心律失常及报警功能。心电监护仪还能够自动记忆心电异常警功能。心电监护仪还能够自动记忆心电异常警功能。心电监护仪还能够自动记忆心电异常警功能。心电监护仪还能够自动记忆心电异常报警点前后一定时间报警点前后一定时间报警点前后一定时间报警点前后一定时间( (例如例如例如例如1010秒秒秒秒) )的心电波形,的心电波形,的心电波形,的心电波形,自动统计一定时间自动统计一定时间自动统计一定时间自动统计一定时间( (例如例如例如例如3 3小时、小时、小时、小时、6 6小时、小时、小时、小时、1212小时、小时、小时、小时、2424小时小时小时小时) )内的心率趋势图内的心率趋势图内的心率趋势图内的心率趋势图( (HeartRateTrending)HeartRateTrending),能够在报警时自动描记心电图和打印数据。能够在报警时自动描记心电图和打印数据。能够在报警时
73、自动描记心电图和打印数据。能够在报警时自动描记心电图和打印数据。 床旁心电监护仪框图床旁心电监护仪框图 2.3.2多参数监护仪多参数监护仪 早期的监护仪主要局限于心电监护,现代的多早期的监护仪主要局限于心电监护,现代的多早期的监护仪主要局限于心电监护,现代的多早期的监护仪主要局限于心电监护,现代的多参数病人监护仪除了监测心电外,还同时监测呼吸、参数病人监护仪除了监测心电外,还同时监测呼吸、参数病人监护仪除了监测心电外,还同时监测呼吸、参数病人监护仪除了监测心电外,还同时监测呼吸、体温、血压体温、血压体温、血压体温、血压( (有创血压或无创血压有创血压或无创血压有创血压或无创血压有创血压或无创血压) )以及氧分压以及氧分压以及氧分压以及氧分压POPO2 2、二氧化碳分压二氧化碳分压二氧化碳分压二氧化碳分压PCOPCO2 2等参数。如西门子公司生产的六等参数。如西门子公司生产的六等参数。如西门子公司生产的六等参数。如西门子公司生产的六道床旁监护仪,可监护多导心电、有创血压、无创道床旁监护仪,可监护多导心电、有创血压、无创道床旁监护仪,可监护多导心电、有创血压、无创道床旁监护仪,可监护多导心
74、电、有创血压、无创血压、脉搏、呼吸、呼吸末血压、脉搏、呼吸、呼吸末血压、脉搏、呼吸、呼吸末血压、脉搏、呼吸、呼吸末COCO2 2分压、体温、血氧分压、体温、血氧分压、体温、血氧分压、体温、血氧饱和度、心输出量等参数,使用黑白或彩色饱和度、心输出量等参数,使用黑白或彩色饱和度、心输出量等参数,使用黑白或彩色饱和度、心输出量等参数,使用黑白或彩色 CRTCRT监监监监视器显示视器显示视器显示视器显示6 6道波形和各种参数值,并具备道波形和各种参数值,并具备道波形和各种参数值,并具备道波形和各种参数值,并具备3 3级报警。级报警。级报警。级报警。还配备了功能很强的计算机系统,可进行多达还配备了功能很强的计算机系统,可进行多达还配备了功能很强的计算机系统,可进行多达还配备了功能很强的计算机系统,可进行多达2020种种种种不同类型的心律失常分析,存储不同类型的心律失常分析,存储不同类型的心律失常分析,存储不同类型的心律失常分析,存储6464个个个个5 5秒长度的心律秒长度的心律秒长度的心律秒长度的心律失常波形,具有失常波形,具有失常波形,具有失常波形,具有S-TS-T段分析、血液动力学计算、心输
75、段分析、血液动力学计算、心输段分析、血液动力学计算、心输段分析、血液动力学计算、心输出量计算、出量计算、出量计算、出量计算、2020个参数个参数个参数个参数2424小时趋势图等多种分析功能,小时趋势图等多种分析功能,小时趋势图等多种分析功能,小时趋势图等多种分析功能,使该机远远超过了单纯的病人监护的范畴,成为电使该机远远超过了单纯的病人监护的范畴,成为电使该机远远超过了单纯的病人监护的范畴,成为电使该机远远超过了单纯的病人监护的范畴,成为电脑式智能化分析监护仪。脑式智能化分析监护仪。脑式智能化分析监护仪。脑式智能化分析监护仪。2.3.3中心监护系统中心监护系统 中心监护系统由一个中心监护仪和中心监护系统由一个中心监护仪和中心监护系统由一个中心监护仪和中心监护系统由一个中心监护仪和1818个床个床个床个床旁监护仪组成,监护参数可以是单心电参数的也旁监护仪组成,监护参数可以是单心电参数的也旁监护仪组成,监护参数可以是单心电参数的也旁监护仪组成,监护参数可以是单心电参数的也可以是多参数的可以是多参数的可以是多参数的可以是多参数的( (通常有四个参数,心电、血压,通常有四个参数,心电、血压,通
76、常有四个参数,心电、血压,通常有四个参数,心电、血压,体温及呼吸率体温及呼吸率体温及呼吸率体温及呼吸率) )。床旁监护仪与中心监护仪的通。床旁监护仪与中心监护仪的通。床旁监护仪与中心监护仪的通。床旁监护仪与中心监护仪的通讯可以是有线的也可以是无线遥测的,目前国内讯可以是有线的也可以是无线遥测的,目前国内讯可以是有线的也可以是无线遥测的,目前国内讯可以是有线的也可以是无线遥测的,目前国内大多采用有线方式。床旁监护仪承担病人的生理大多采用有线方式。床旁监护仪承担病人的生理大多采用有线方式。床旁监护仪承担病人的生理大多采用有线方式。床旁监护仪承担病人的生理信号的数据的采集、预处理、报警阈值的设置、信号的数据的采集、预处理、报警阈值的设置、信号的数据的采集、预处理、报警阈值的设置、信号的数据的采集、预处理、报警阈值的设置、参数及波形的显示及报警等功能。中心监护仪控参数及波形的显示及报警等功能。中心监护仪控参数及波形的显示及报警等功能。中心监护仪控参数及波形的显示及报警等功能。中心监护仪控制各床旁监护仪的工作,对床旁机送来的数据作制各床旁监护仪的工作,对床旁机送来的数据作制各床旁监护仪的工作,对
77、床旁机送来的数据作制各床旁监护仪的工作,对床旁机送来的数据作进一步的处理,并完成医护人员与监护系统的人进一步的处理,并完成医护人员与监护系统的人进一步的处理,并完成医护人员与监护系统的人进一步的处理,并完成医护人员与监护系统的人机对话,由键盘、鼠标或触摸屏完成,目前比较机对话,由键盘、鼠标或触摸屏完成,目前比较机对话,由键盘、鼠标或触摸屏完成,目前比较机对话,由键盘、鼠标或触摸屏完成,目前比较好的监护系统大多数采用触摸屏方式。好的监护系统大多数采用触摸屏方式。好的监护系统大多数采用触摸屏方式。好的监护系统大多数采用触摸屏方式。 中心监护仪常备有性能更强的微型计算机,中心监护仪常备有性能更强的微型计算机,中心监护仪常备有性能更强的微型计算机,中心监护仪常备有性能更强的微型计算机,它可以对各床旁监护仪的参数经过选择,将其部它可以对各床旁监护仪的参数经过选择,将其部它可以对各床旁监护仪的参数经过选择,将其部它可以对各床旁监护仪的参数经过选择,将其部分或全部的异常参数及波形,一方面显示的同时分或全部的异常参数及波形,一方面显示的同时分或全部的异常参数及波形,一方面显示的同时分或全部的异常参数及
78、波形,一方面显示的同时进一步地分析处理及判断,另一方面控制描记和进一步地分析处理及判断,另一方面控制描记和进一步地分析处理及判断,另一方面控制描记和进一步地分析处理及判断,另一方面控制描记和打印床位号、时间、波形、参数及趋势图等。打印床位号、时间、波形、参数及趋势图等。打印床位号、时间、波形、参数及趋势图等。打印床位号、时间、波形、参数及趋势图等。总总总总之,床旁监护仪只监测一个病人的各个参数,而之,床旁监护仪只监测一个病人的各个参数,而之,床旁监护仪只监测一个病人的各个参数,而之,床旁监护仪只监测一个病人的各个参数,而中心监护仪则可以同时监测各个病人的心电波形中心监护仪则可以同时监测各个病人的心电波形中心监护仪则可以同时监测各个病人的心电波形中心监护仪则可以同时监测各个病人的心电波形或一个病人的各个参数,有各种组合方式。或一个病人的各个参数,有各种组合方式。或一个病人的各个参数,有各种组合方式。或一个病人的各个参数,有各种组合方式。如美如美如美如美国生理控制公司的国生理控制公司的国生理控制公司的国生理控制公司的CMS8O00CMS8O00担中心监护系统,担中心监护系统,担中心监护系统
79、,担中心监护系统,可检测心电、血压、呼吸及体温等参数,它的中可检测心电、血压、呼吸及体温等参数,它的中可检测心电、血压、呼吸及体温等参数,它的中可检测心电、血压、呼吸及体温等参数,它的中心监护仪可对四床位的各心监护仪可对四床位的各心监护仪可对四床位的各心监护仪可对四床位的各7 7秒的心电波形显示报秒的心电波形显示报秒的心电波形显示报秒的心电波形显示报警,或对八床位各警,或对八床位各警,或对八床位各警,或对八床位各3 3秒的心电波形显示报警,或秒的心电波形显示报警,或秒的心电波形显示报警,或秒的心电波形显示报警,或对单床位各参数波形显示报警,或对单床位参数对单床位各参数波形显示报警,或对单床位参数对单床位各参数波形显示报警,或对单床位参数对单床位各参数波形显示报警,或对单床位参数波形显示及波形显示及波形显示及波形显示及2 2小时或小时或小时或小时或8 8小时参数趋势图显示。小时参数趋势图显示。小时参数趋势图显示。小时参数趋势图显示。从从目目前前的的发发展展趋趋势势看看,监监护护系系统统趋趋于于小小型型化化与与模模块块化化方方式式,各各种种生生理理参参数数采采集集处处理理由由若若干干模模块
80、块完完成成,根根据据需需要要取取舍舍,以以适适应应通通用用性性要要求求,床床旁旁机机既既可可以以独独立立使使用用,也可以与中心监护系统联接使用。也可以与中心监护系统联接使用。上述监护仪或监护系统被广泛应用于上述监护仪或监护系统被广泛应用于现代化医院中现代化医院中CCU(CoronaryCaringUnit冠心病人监护病房冠心病人监护病房)、ICU(IntensiveCaringUnit危重病人监护病房危重病人监护病房)及及OR(OperationRoom手术室手术室)中。中。2.3.4胎儿心电心率监护仪胎儿心电心率监护仪 从原理上分,有超声多普勒原理的胎儿心率监从原理上分,有超声多普勒原理的胎儿心率监从原理上分,有超声多普勒原理的胎儿心率监从原理上分,有超声多普勒原理的胎儿心率监护仪,有直接在胎儿头皮上放置电极的胎儿心电分护仪,有直接在胎儿头皮上放置电极的胎儿心电分护仪,有直接在胎儿头皮上放置电极的胎儿心电分护仪,有直接在胎儿头皮上放置电极的胎儿心电分娩监护仪,也有在母体腹部放置电极的围产期胎儿娩监护仪,也有在母体腹部放置电极的围产期胎儿娩监护仪,也有在母体腹部放置电极的围产期胎儿娩监
81、护仪,也有在母体腹部放置电极的围产期胎儿心电监护仪以及胎儿心音监护仪。母体腹部电极法心电监护仪以及胎儿心音监护仪。母体腹部电极法心电监护仪以及胎儿心音监护仪。母体腹部电极法心电监护仪以及胎儿心音监护仪。母体腹部电极法胎儿心电监护仪在孕妇腹部检测心电信号。但这个胎儿心电监护仪在孕妇腹部检测心电信号。但这个胎儿心电监护仪在孕妇腹部检测心电信号。但这个胎儿心电监护仪在孕妇腹部检测心电信号。但这个心电信号是母亲心电和胎儿心电混合在一起的,可心电信号是母亲心电和胎儿心电混合在一起的,可心电信号是母亲心电和胎儿心电混合在一起的,可心电信号是母亲心电和胎儿心电混合在一起的,可利用利用利用利用1616位微处理机和高速数字信号处理器及信号处位微处理机和高速数字信号处理器及信号处位微处理机和高速数字信号处理器及信号处位微处理机和高速数字信号处理器及信号处理方法,从母亲心电中将胎儿的心电信号提取出来,理方法,从母亲心电中将胎儿的心电信号提取出来,理方法,从母亲心电中将胎儿的心电信号提取出来,理方法,从母亲心电中将胎儿的心电信号提取出来,在监视器上同时显示母亲腹部心电波形和胎儿心电在监视器上同时显示母亲腹部心
82、电波形和胎儿心电在监视器上同时显示母亲腹部心电波形和胎儿心电在监视器上同时显示母亲腹部心电波形和胎儿心电波形及胎儿心率,并设置上、下限报警,也可用记波形及胎儿心率,并设置上、下限报警,也可用记波形及胎儿心率,并设置上、下限报警,也可用记波形及胎儿心率,并设置上、下限报警,也可用记录仪记录波形以供分析。这种胎儿监护仪可对胎儿录仪记录波形以供分析。这种胎儿监护仪可对胎儿录仪记录波形以供分析。这种胎儿监护仪可对胎儿录仪记录波形以供分析。这种胎儿监护仪可对胎儿进行长期地、完全无损地监护。进行长期地、完全无损地监护。进行长期地、完全无损地监护。进行长期地、完全无损地监护。2.3.5遥测心电监护仪遥测心电监护仪 遥遥遥遥测测测测心心心心电电电电监监监监护护护护仪仪仪仪适适适适用用用用于于于于医医医医院院院院内内内内可可可可走走走走动动动动的的的的病病病病人人人人的的的的长长长长时时时时间间间间监监监监测测测测。无无无无线线线线电电电电遥遥遥遥测测测测发发发发射射射射器器器器配配配配带带带带于于于于病病病病人人人人身身身身上上上上,检检检检测测测测心心心心电电电电信信信信号号号号、放放放放大大大大并
83、并并并进进进进行行行行调调调调制制制制发发发发射射射射。发发发发射射射射载载载载波波波波频频频频率率率率一一一一般般般般采采采采用用用用174174MHz216MHzMHz216MHz,接接接接收收收收距距距距离离离离6060米米米米10001000米米米米不不不不等等等等。接接接接收收收收器器器器将将将将接接接接收收收收到到到到的的的的无无无无线线线线电电电电信信信信号号号号进进进进行行行行放放放放大大大大和和和和解解解解调调调调,还还还还原原原原成成成成心心心心电电电电信信信信号号号号送送送送监监监监护护护护仪仪仪仪。为为为为了了了了扩扩扩扩大大大大监监监监护护护护仪仪仪仪的的的的使使使使用用用用范范范范围围围围,常常常常将将将将监监监监护护护护仪仪仪仪设设设设计计计计成成成成两两两两用用用用的的的的,既既既既可可可可作作作作遥遥遥遥测测测测监监监监护护护护,又又又又可可可可作作作作床床床床旁旁旁旁监监监监护护护护。目目目目前前前前,遥遥遥遥测测测测心心心心电电电电不不不不仅仅仅仅应应应应用用用用于于于于医医医医院院院院中中中中,而而而而且且且且还还还还应应应应用用用用于于于于体体
84、体体育育育育运运运运动动动动员员员员、飞飞飞飞行行行行员员员员和和和和宇宇宇宇航航航航员员员员中中中中,检检检检测测测测的的的的参参参参数数数数也也也也是是是是多多多多种种种种的的的的,有有有有心心心心电电电电、脑脑脑脑心心心心、肌肌肌肌电电电电、体温、呼吸、血压、血氧饱和度等多种参数。体温、呼吸、血压、血氧饱和度等多种参数。体温、呼吸、血压、血氧饱和度等多种参数。体温、呼吸、血压、血氧饱和度等多种参数。遥测心电监护仪框图遥测心电监护仪框图 2.3.6动态心电监护系统动态心电监护系统 (Holter系统系统) Holter系统即磁带记录式心电监测系系统即磁带记录式心电监测系统,是美国人统,是美国人Holter于于l961年发明的。年发明的。Holter系统由两部分组成:系统由两部分组成:心电磁带记心电磁带记录器,录器,心电磁带回放仪心电磁带回放仪。Holter系统利系统利用磁带记录器将心电图调制后记录在磁带用磁带记录器将心电图调制后记录在磁带上,病人把磁带记录器带在身上后,可以上,病人把磁带记录器带在身上后,可以回家正常地生活工作,期间可记录下回家正常地生活工作,期间可记录下24小小时
85、的心电图,然后再送回医院,由专用计时的心电图,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。算机控制的回放仪进行回放分析和诊断。磁带记录时采用极低的转速记录,而磁带记录时采用极低的转速记录,而在回放时以高速回放在回放时以高速回放(60或或120),以便,以便在很短的时间内分析完在很短的时间内分析完24小时的心电图。小时的心电图。计算机可自动高速处理心电数据,检测心计算机可自动高速处理心电数据,检测心律不齐,当捕捉到异常心律时又能以慢速律不齐,当捕捉到异常心律时又能以慢速(2)回放,以便医生进行仔细地观察。回放,以便医生进行仔细地观察。心电磁带回放仪实际上是一种高性能的心心电磁带回放仪实际上是一种高性能的心律失常分析仪,可以完成自动诊断,自动律失常分析仪,可以完成自动诊断,自动显示诊断结果并打印报告。显示诊断结果并打印报告。Holter系统能系统能检测出短时间发作的异常心电,是目前特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仪器。别适用于诊断冠心病的仪器。近几年,又出现一种新型的称为固态记录近几年,又出现一种新型的称为固态记录近几年,又出现一种新型的称为固态记
86、录近几年,又出现一种新型的称为固态记录的的的的HolterHolter系统系统系统系统( (如图如图如图如图2.142.14所示所示所示所示) ),且有取代磁带,且有取代磁带,且有取代磁带,且有取代磁带式记录式记录式记录式记录HolterHolter系统的趋势。它不使用磁带记录,系统的趋势。它不使用磁带记录,系统的趋势。它不使用磁带记录,系统的趋势。它不使用磁带记录,因而没有驱动磁带转动的电机,而是采用超大因而没有驱动磁带转动的电机,而是采用超大因而没有驱动磁带转动的电机,而是采用超大因而没有驱动磁带转动的电机,而是采用超大规模集成电路高容量的静态规模集成电路高容量的静态规模集成电路高容量的静态规模集成电路高容量的静态( (或动态或动态或动态或动态) )存储器直存储器直存储器直存储器直接存储心电数据。由于目前这种大容量的存储接存储心电数据。由于目前这种大容量的存储接存储心电数据。由于目前这种大容量的存储接存储心电数据。由于目前这种大容量的存储器仍然不能满足容量的需要,所以只能记录短器仍然不能满足容量的需要,所以只能记录短器仍然不能满足容量的需要,所以只能记录短器仍然不能满足容量的需要,
87、所以只能记录短时间的心电数据时间的心电数据时间的心电数据时间的心电数据( (例如例如例如例如8 8小时小时小时小时) ),或采用数据压,或采用数据压,或采用数据压,或采用数据压缩算法,减小数据存贮量后才可存储到缩算法,减小数据存贮量后才可存储到缩算法,减小数据存贮量后才可存储到缩算法,减小数据存贮量后才可存储到2424小时小时小时小时的心电数据,但经过数据压缩后记录到的信息的心电数据,但经过数据压缩后记录到的信息的心电数据,但经过数据压缩后记录到的信息的心电数据,但经过数据压缩后记录到的信息不是全信息。不是全信息。不是全信息。不是全信息。固态存贮式固态存贮式Holter系统系统 2.3.7智能智能Holter系统系统 由于佩带式心电记录器的特点之一是必须由于佩带式心电记录器的特点之一是必须由于佩带式心电记录器的特点之一是必须由于佩带式心电记录器的特点之一是必须使用电池供电,所以在硬件电路上要考虑尽可使用电池供电,所以在硬件电路上要考虑尽可使用电池供电,所以在硬件电路上要考虑尽可使用电池供电,所以在硬件电路上要考虑尽可能地省电,以延长电池寿命。随着微计算机技能地省电,以延长电池寿命。随着
88、微计算机技能地省电,以延长电池寿命。随着微计算机技能地省电,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,低功耗的术的迅速发展,低功耗的术的迅速发展,低功耗的CMOSCMOS微机集成电路微机集成电路微机集成电路微机集成电路的研制成功,为研制智能的研制成功,为研制智能的研制成功,为研制智能的研制成功,为研制智能HolterHolter系统提供了条件。系统提供了条件。系统提供了条件。系统提供了条件。 普通普通普通普通HolterHolter系统只能记录系统只能记录系统只能记录系统只能记录2424小时的心电图,小时的心电图,小时的心电图,小时的心电图,而其中绝大部分又是没用的,因为许多病人的而其中绝大部分又是没用的,因为许多病人的而其中绝大部分又是没用的,因为许多病人的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号可能若干天或若干星期危险的心脏病心电信号可能若干天或若干星期危险的心脏病心电信号可能若干天或若干星期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。所以需要研制一种能自动识别不才发生一次。所以需要研制一种能自动识别不才发生一次。所以需要研制一种
89、能自动识别不才发生一次。所以需要研制一种能自动识别不正常心电信号的佩带器,以便较长时间地记录正常心电信号的佩带器,以便较长时间地记录正常心电信号的佩带器,以便较长时间地记录正常心电信号的佩带器,以便较长时间地记录不正常的心电图。不正常的心电图。不正常的心电图。不正常的心电图。 智能智能Holter系统由于将低功耗的微处系统由于将低功耗的微处理器装入磁带记录器中,可以自动分析心理器装入磁带记录器中,可以自动分析心电信号,只有当发生不正常心电时才启动电信号,只有当发生不正常心电时才启动记录器记录,同时发出声光报警信号。一记录器记录,同时发出声光报警信号。一旦心电恢复正常便自动停止记录。由于这旦心电恢复正常便自动停止记录。由于这种智能种智能Holter系统记录的心电信号时间短,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所以也可以用较少容量的存贮器RAM存存储心电数据而不需要进行数据压缩。储心电数据而不需要进行数据压缩。智能智能Holter系统的记录器系统的记录器 对监护仪的要求比对一般诊断仪器的要高。对监护仪的要求比对一般诊断仪器的要高。对监护仪的要求比对一般诊断仪器的要高。对监
90、护仪的要求比对一般诊断仪器的要高。首先要求要有性能良好、固定可靠的换能器首先要求要有性能良好、固定可靠的换能器首先要求要有性能良好、固定可靠的换能器首先要求要有性能良好、固定可靠的换能器,如测量心电信号的电极,其所用材料和固定方如测量心电信号的电极,其所用材料和固定方如测量心电信号的电极,其所用材料和固定方如测量心电信号的电极,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法都还在不断地改进,到目前为止还没有满意法都还在不断地改进,到目前为止还没有满意法都还在不断地改进,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,这正是的无损检测血压的换能器及测量方法,这正是的无损检测血压的换能器及测量方法,这正是的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。监护时间长,往目前国内外学者研究的课题。监护时间长,往目前国内外学者研究的课题。监护时间长,往目前国内外学者研究的课题。监护时间长,往往会遇到更大的干扰噪声,如病人的呼吸或其往会遇到更大的干扰噪声,如病人的呼吸或其往会遇到更大的干扰噪声,如病人的呼吸或其往会遇到更大的干扰噪声,如病人的呼吸或其他动作,因此
91、线路需要他动作,因此线路需要他动作,因此线路需要他动作,因此线路需要更强的抑制噪声、抑制更强的抑制噪声、抑制更强的抑制噪声、抑制更强的抑制噪声、抑制基线漂移和抗干扰的能力,这需要采用一些信基线漂移和抗干扰的能力,这需要采用一些信基线漂移和抗干扰的能力,这需要采用一些信基线漂移和抗干扰的能力,这需要采用一些信号处理方法。号处理方法。号处理方法。号处理方法。在特别的场合,还需要特别设计在特别的场合,还需要特别设计在特别的场合,还需要特别设计在特别的场合,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,心电监护仪,如手术室使用的手术室监护仪,心电监护仪,如手术室使用的手术室监护仪,心电监护仪,如手术室使用的手术室监护仪,必须能够抗高频电刀的高频干扰。必须能够抗高频电刀的高频干扰。必须能够抗高频电刀的高频干扰。必须能够抗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差别具有自动诊断差别的能力的能力,即要进行模式识别,加以分类,即要进行模式识别,加以分类,而这种工作还必须和大量的临床工作相结而这种工作还必须和大量的临床工作相结合,与医生合作,才能提取出合适的特征合,与医生合作,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。参量,列写出恰当的判据或判别方程。监监护仪还要求有更高的安全性和可靠性、低护仪还要求有更高的安全性和可靠性、低功耗的微处理器、高容量的静态功耗的微处理器、高容量的静态RAM、高能量的电池、高性能的微型磁带记录仪高能量的电池、高性能的微型磁带记录仪等也是研制高性能的等也是研制高性能的Holter系统给其他有系统给其他有关行业提出的研究课题。关行业提出的研究课题。
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