林 芳
(福建省計(jì)量科學(xué)研究院 醫(yī)學(xué)室,福建 福州 350003)
多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀是一種能長時(shí)間、連續(xù)測(cè)量和控制病人生理參數(shù),并且具有存儲(chǔ)、顯示、分析和控制功能,并對(duì)超出設(shè)定范圍的參數(shù)發(fā)出報(bào)警的裝置或系統(tǒng)。多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的應(yīng)用目的是在臨床中,為醫(yī)護(hù)提供被監(jiān)護(hù)病人的生命體征信息,協(xié)助醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行診斷和治療。
多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀主要由四個(gè)部分組成:信號(hào)采集;信號(hào)的模擬處理;信號(hào)的數(shù)字處理;信號(hào)的顯示、記錄和報(bào)警部分;通過電極和傳感器拾取人體心電、血壓、呼吸、血氧飽和度等生理參數(shù)信號(hào)。通過模擬電路對(duì)采集的信號(hào)加以放大,同時(shí)減少噪聲和干擾信號(hào)以提高信噪比,對(duì)其中有用的信號(hào)進(jìn)行采樣、調(diào)制、解調(diào)、阻抗匹配等處理。由模數(shù)轉(zhuǎn)換器把人體生理參數(shù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),送入數(shù)字處理部分,這部分是監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中很關(guān)鍵的部分,由模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理機(jī)、存儲(chǔ)器等組成,對(duì)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算、分析、及診斷。信號(hào)的顯示、記錄和報(bào)警部分是監(jiān)視器與人交流信息部分,屏幕顯示各種被監(jiān)視參數(shù)隨時(shí)間變化的曲線,供醫(yī)生分析,而記錄儀則將監(jiān)視參數(shù)記錄下來作為檔案保存,當(dāng)被測(cè)參數(shù)超過某一標(biāo)準(zhǔn)值就通過報(bào)警發(fā)出警報(bào),提示醫(yī)務(wù)人員及時(shí)進(jìn)行搶救。
多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀所監(jiān)護(hù)的信號(hào)通常為心電(ECG)、無創(chuàng)血壓(NIBP)和有創(chuàng)血壓(IBP)、血氧飽和度(SPO2)、吸呼(RESP)及呼氣末二氧化碳分壓(PETCO2)、體溫(Temp)、心輸出量(CO)等。 根據(jù)臨床需要,不同的監(jiān)護(hù)儀有不同的側(cè)重,并作不同的配置。
心電是最常用的監(jiān)護(hù)項(xiàng)目,心肌中的"可興奮細(xì)胞"的電化學(xué)活動(dòng)會(huì)使心肌發(fā)生電激動(dòng)。使心臟發(fā)生機(jī)械性收縮。心臟這種激動(dòng)過程所產(chǎn)生的閉合、動(dòng)作電流,在人體容積導(dǎo)體內(nèi)流動(dòng),并傳播到全身各個(gè)部位,從而使人體不同表面部位產(chǎn)生了電流差變化。心電圖(ECG)就是把體表變動(dòng)著的電位差實(shí)時(shí)記錄下來,多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀一般都能監(jiān)護(hù)3個(gè)或6個(gè)導(dǎo)聯(lián),能同時(shí)顯示其中的一個(gè)或兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)的波形并通過波形分析提取出心率參數(shù),功能強(qiáng)大的監(jiān)護(hù)儀可以監(jiān)護(hù)12導(dǎo)聯(lián),通過監(jiān)測(cè),可發(fā)現(xiàn)心臟節(jié)律異常、各種心律紊亂,如房性室性早搏、心肌供血情況、電解質(zhì)紊亂等。
血壓是指血液對(duì)血管壁的壓力。在心臟的每一次收縮與舒張的過程中,血流對(duì)血管壁的壓力也隨之變化,臨床上通常以人體上臂與心臟同高度處的動(dòng)脈血管內(nèi)對(duì)應(yīng)心臟收縮期和舒張期的壓力值來表征人體的血壓,分別稱為收縮壓(或高壓)和舒張壓(或低壓)。血壓測(cè)量方法有直接測(cè)量法和間接測(cè)量法,間接測(cè)量法是一種非創(chuàng)傷性血壓測(cè)量,常稱為無創(chuàng)壓。測(cè)量方法有聽診法、振蕩法(也稱示波法)、超聲多普勒法,它可以測(cè)得收縮壓、舒張壓和平均壓。多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀采用振動(dòng)法測(cè)量無創(chuàng)血壓,監(jiān)護(hù)儀自動(dòng)對(duì)袖帶充氣到一定壓力(一般為180 mmHg~230 mmHg)時(shí),完全壓迫動(dòng)脈血管并阻斷動(dòng)脈血流,開始放氣后,隨著袖帶壓力逐漸減少,動(dòng)脈血流流動(dòng)對(duì)動(dòng)脈血管壁的搏動(dòng)將在袖帶內(nèi)的氣體中產(chǎn)生振蕩波,通過測(cè)量、記錄和分析放氣過程中袖帶的壓力振動(dòng)波可獲得被測(cè)部位的收縮壓、舒張壓和平均壓。
氧是生命活動(dòng)中不可缺少的物質(zhì)。血液中的有效氧分子是通過與血紅蛋白(Hb)結(jié)合后形成氧合血紅蛋白(HbO2)而被輸送到全身各組織中。用來表征血液中氧合血紅蛋白比例的參數(shù)稱為氧飽和度。脈搏血氧是根據(jù)郎伯比爾定律(Lambert-Beer Law),采用光電技術(shù)進(jìn)行血氧飽和度的測(cè)量。根據(jù)血液中血紅蛋白(Hb)和氧合血紅蛋白(HbO2)對(duì)光的吸收特性不同,通過采用兩種不同波長的紅光(660nm)和紅外光(940nm)分別透過組織后,再由光電接收器轉(zhuǎn)換成電信號(hào),同時(shí)還利用了組織中的其它成分,如皮膚、骨胳、肌肉、靜脈血等的吸收信號(hào)是恒定的,而只有動(dòng)脈中的HbO2和Hb的吸收信號(hào)是隨著脈搏作周期性變化這一特點(diǎn),對(duì)接收信號(hào)加以處理而得到的。
呼吸監(jiān)護(hù)是監(jiān)護(hù)病人的呼吸頻率,呼吸率即單位時(shí)間內(nèi)呼吸次數(shù)。一般有三種測(cè)量方法:阻抗法、直接測(cè)量呼吸氣流法(熱敏式呼吸測(cè)量)和氣道壓力法。多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀中的呼吸測(cè)量大多是采用胸阻抗法,人體在呼吸過程中,胸廓肌肉交變弛張,胸廓也交替變形,肌體組織的電阻抗也交替變換,人體在呼吸過程中胸廓的運(yùn)動(dòng)會(huì)造成人體體電阻的變化,變化量為0.1Ω~3Ω,稱為呼吸阻抗。監(jiān)護(hù)儀一般是通過ECG導(dǎo)聯(lián)的兩個(gè)電極,用10~100kHz的載頻正弦恒流向人體注入0.5~5mA的安全電流,從而在相同的電極上拾取呼吸阻抗變化的信號(hào)。這種呼吸阻抗的變化圖就描述了呼吸的動(dòng)態(tài)波形,并可提取出呼吸率參數(shù)。
監(jiān)護(hù)儀中的體溫測(cè)量一般都采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻作為溫度傳感器。一般監(jiān)護(hù)儀提供一道體溫,功能高檔的儀器可提供雙道體溫。體溫探頭的類型也分為體表探頭和體腔探頭,分別用來監(jiān)護(hù)體表和腔內(nèi)體溫。測(cè)量時(shí),操作人員可以根據(jù)需要將體溫探頭安放于病人身體的任何部位,由于人體不同部位具有不同的溫度,此時(shí)監(jiān)護(hù)儀所測(cè)的溫度值,就是病人身體上所放探頭部位的溫度值,該溫度可能與口腔或腋下的溫度值不同。
在一些重癥手術(shù)時(shí),對(duì)血壓實(shí)時(shí)變化的監(jiān)測(cè)具有很重要的臨床價(jià)值,這時(shí)就需要采用有創(chuàng)血壓監(jiān)測(cè)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。其原理是:先將導(dǎo)管通過穿刺,植入被測(cè)部位的血管內(nèi),導(dǎo)管的體外端口直接與壓力傳感器連接,在導(dǎo)管內(nèi)注入生理鹽水。由于流體具有壓力傳遞作用,血管內(nèi)壓力將通過導(dǎo)管內(nèi)的液體被傳遞到外部的壓力傳感器上。從而可獲得血管內(nèi)壓力變化的動(dòng)態(tài)波形,通過特定的計(jì)算方法,可獲得收縮壓、舒張壓和平均壓。
多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的常用監(jiān)護(hù)參數(shù)主要有:心電、呼吸、體溫、無創(chuàng)血壓、脈搏血氧飽和度、有創(chuàng)壓;擴(kuò)展的監(jiān)護(hù)參數(shù)有:心排量、二氧化碳、麻醉氣體、氧氣。依據(jù)JJG(閩)1038-2011《多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀》檢定規(guī)程,就一般醫(yī)院應(yīng)用較多的心電、呼吸、無創(chuàng)血壓、脈搏血氧飽和度的計(jì)量性能介紹如下:
1)電壓測(cè)量最大允許誤差±10%。2)極化電壓引起的電壓測(cè)量偏差不超過±5%。3)噪聲電平應(yīng)不大于30μV(峰峰值)。4)掃描速度最大允許誤差±10%。5)輸入回路電流應(yīng)不大于0.1μA。6)幅頻特性以10Hz正弦波為參考值,在(1~25)Hz內(nèi),幅度的最大允許偏差+5%至-30%。對(duì)具有診斷功能的監(jiān)護(hù)儀,在(1~60)Hz內(nèi),幅度的最大允許偏差+5%至-10%。7)共模抑制比應(yīng)不大于 89DB。8)心率在(30~200)次/分范圍內(nèi),最大允許誤差±(顯示值的5%+1個(gè)字),心率報(bào)警發(fā)生時(shí)間應(yīng)不大于12s。心率報(bào)警預(yù)置下限為30次/分,上限為180次/分,最大允許誤差±(顯示值的10%+1個(gè)字)。
1)靜態(tài)壓力測(cè)量范圍(0~260)mmHg,首次檢定示值最大允許±3 mmHg,后續(xù)檢定和使用中檢驗(yàn)示值最大允許±4 mmHg,示值重復(fù)性不大于5mmHg.
血氧飽和度在(70~100)范圍內(nèi),示值最大允許±3%,重復(fù)性不大于 2%。 脈搏在(30~300)次/分范圍內(nèi),示值最大允許±2次/分。
呼吸頻率在(0~80)次/分范圍內(nèi),示值最大允許±3次/分。
國家計(jì)量檢定規(guī)程對(duì)多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀心電和無創(chuàng)血壓參數(shù)分別制訂了檢定規(guī)程。部份省級(jí)計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)也對(duì)常用監(jiān)護(hù)參數(shù)心電、呼吸、無創(chuàng)血壓、脈搏血氧飽和度制訂了地方檢定規(guī)程。目前有創(chuàng)壓、心排量、二氧化碳、麻醉氣體等參數(shù)還沒有檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),建議有關(guān)部門盡快建立標(biāo)準(zhǔn),完善測(cè)量設(shè)備,制訂檢定規(guī)程,準(zhǔn)確地對(duì)多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的各監(jiān)護(hù)參數(shù)的性能進(jìn)行檢定。確保臨床使用的有效性和安全性。對(duì)減少臨床風(fēng)險(xiǎn)具有重要的意義。
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