淺談多參數監護儀的應用及維護

趙宏濤

(河南省濮陽市中醫醫院 設備信息科，河南濮陽457001)

淺談多參數監護儀的應用及維護

趙宏濤

(河南省濮陽市中醫醫院 設備信息科，河南濮陽457001)

多參數監護儀在臨床的應用不僅減輕了醫護人員的負擔，而且保證了檢測結果的可靠性、時效性、可回顧性。本文結合我院常用的邁瑞系列監護儀介紹多參數監護儀的結構、原理及常見故障處理。

多參數監護儀；心電圖；無創血壓；血氧飽和度

1 心電圖

心電圖是多參數監護儀最基本的監護參數。心電監護原理與常規心電圖機的檢測原理基本相同。心電監護儀一般能監護3～6個導聯，標準Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ導聯及加壓導聯aVR、aVL、aVF，能同時顯示其中的一個或兩個導聯的波形。功能強大的監護儀可監護12個心電導聯。最簡單的監護儀一般有3個監護電極，放置位置如圖2所示。監護導聯電極的顏色標識(如圖1所示)有AHA(美國心臟協會)和IEC(國際電工委員會)兩個標準。

圖1 監護導聯線電極的顏色標識

圖2 監護電極放置于胸部位置

測量原理(如圖3所示)：

(1)導聯脫落檢測電路:—對應“ECG LA導聯脫落”等導聯脫落報警。

(2)導聯選擇電路:—對應“Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ”等監護導聯選擇。也對應“校準”菜單,此時,頻率為1Hz(對應心率60bpm)的1mv方波信號(幅度與顯示界面上右側參考標尺相等)代替人體信號施加到ECG電路。

圖3 測量原理模擬電路框圖

(3)心電過載檢測電路:—對應“導聯脫落”報警,因電極片質量校差或者人體皮膚干燥等原因導致極化電壓過大時發生。

(4)中間級濾波電路: 對應濾波模式選擇(手術模式1～20Hz,監護模式0.5～40Hz,診斷模式0.05～150Hz)。

(5)程控放大電路:—對應電路硬件放大倍數和ECG增益選擇(X1,X2,X0.5,X0.25)。

(6)導聯驅動電路：去除人體共模信號，硬件信號抗干擾措施之一。

(7)起博檢測電路：對應PACE標識,也是人體安裝起搏器時心率準確計算的軟件抗干擾措施之一。

心電圖常見報警及措施如表1所示。

2 心率

心率是指心臟每分鐘搏動的次數。健康的成年人在安靜狀態下平均心率是75次/min，正常范圍為60～100次/min。在不同生理條件下，心率最低可到40～50次/min，最高可到200次/min。監護儀心率報警范圍：低限20～100次/min，高限為80～240次/min。心率測量是根據心電波形測定瞬時心率和平均心率。瞬時心率是指心電圖兩個相鄰R-R間期的倒數。即：

表1 ECG常見報警及措施

式中：T為R-R間期

平均心率是在已知時間內計算脈搏數，即用R波個數來決定 。即：

式中：T是計數時間；N是R波個數。

QRS波的識別是心率測量的關鍵。對心電信號h(t)進行微分得：

若微分值e(t)大于閾值E，則可確定該時刻的心電圖波為R波。

監護儀心率來源有以下設置：a.心電波；b.血氧容積描記波；c.自動。

如果選擇b.血氧容積描記波，則當血氧探脫落或有故障時，即使有心電波形也無心率數值顯示，上述故障現象就屬于此種情況，解決方法是把心率來源設為a或c。

3 無創血壓

多參數監護儀的無創血壓測量大都基于振動法，測振法通過壓力脈搏波與袖帶壓力同時記錄來測量血壓(如圖4所示)。

平均壓(Pm)：振蕩波幅度最大點對應的袖帶壓力值；收縮壓(Ps)：Vs/Vm ≈ a；舒張壓(Pd)：Vd/Vm ≈ b；

(1)主壓力測量電路：包含袖帶、氣路延長管、主壓力傳感器、壓力模擬放大、脈搏波模擬放大、AD采樣等部分。

(2)泵控制電路：用于充氣控制，泵本身可能出現漏氣故障。

(3)快放閥電路：用于將袖帶內氣體快速泄放，氣壓下降較快且受控，快放閥本身可能出現漏氣故障。

圖4 多參數監護儀的無創血壓算法原理框圖

圖5 NIBP前端模擬部分電路圖

(4)慢放閥電路：用于將袖帶內氣體慢速泄放，氣壓下降較慢且受控，慢放閥本身可能出現漏氣故障。

(5)過壓保護電路：是一套完全獨立的壓力比較電路，單一故障模式下有效，確保即使主測量電路發生異常，袖帶內壓力也不會超過設定值，從而保證了病人手臂不會被太大的壓力擠壓而造成人體傷害。

4 血氧飽和度

血液中的有效氧分子,通過與血紅蛋白(Hb)結合后形成氧合血紅蛋白(HbO2)，氧合血紅蛋白占全部血紅蛋白的百分比稱為血氧飽和度。血氧飽和度是衡量人體血液攜帶氧的能力的重要參數。

表3 SpO2常見報警及處理措施

監護儀中對脈搏血氧飽和度的測量，采用的是光電技術，通常用透射法。

根據郎伯-比爾定律，當一束光照射到某種物質的溶液上時，物質對光有一定的吸收、衰減，透射光強I與入射光強I0之間有以下關系：

I=I0e-εcd

(3)

式中，ε為物質的吸光系數；c為溶液的濃度；d為光穿過的路徑。

I0/I比值的對數稱為吸光度D，因此上式可表示為:

D=1n(I0/I)=εcd

(4)

若保持光的路徑不變，吸光度便與物質的吸光系數和溶液的濃度成正比。

血液中氧合血紅蛋白(HbO2)和還原血紅蛋白(Hb)對不同波長的光的吸收系數不同，在波長為600～700nm的紅光區，Hb的吸收系數比HbO2的大；而在波長為800 ～1000nm的近紅外光區， HbO2的吸收系數比Hb的大；在805nm附近是吸收點。

基于氧合血紅蛋白HbO2和還原血紅蛋白(Hb)的這種光譜特性，血氧飽和度探頭中的發光元件發出兩種波長的光信號，通常用660nm的紅光和925nm的近紅外光照射被測組織，將含動脈血管的部位(如手指、腳趾、耳垂等)放在發光管和一個光電管之間，如圖6所示。

圖6

光電管所接收的光吸收或者光透射信號包含兩種成分：一種是脈動成分(即交流信號AC)，它是由脈動的動脈血的光吸收引起的交變成分；另一種是穩定成分(即直流信號DC)，它反映各非脈動組織(如表皮、肌肉、骨骼和靜脈等)引起光吸收的大小。SpO2前端模擬電路如圖7，電路說明如下：

圖7 SpO2前端模擬部分電路圖

(1)主信號測量電路：包含血氧探頭、血氧主電纜、差分放大電路、程序增益控制電路、采樣保持電路、偏執電路、AD采樣等部分。

(2)發光管驅動電路：用于對血氧探頭內部的紅光LED和紅外光LED交替進行電流驅動，可以根據人體實際情況進行驅動電流大小調節，也可以保證驅動電流不會因為過大而傷害人體。

(3)探頭故障檢測電路：從9008板卡開始具備該項檢測功能，確保與血氧探頭內部相連接的任何一根信號線發生異常(短路或者短路)時，模塊都能有效識別，并在需要時給出“探頭故障”報警。

由于多參數監護儀具有方便、快捷、多參數監護的特征，越來越廣泛的被臨床使用、認可。做好日常保養和養成良好的使用習慣，對醫院工作有重要意義。做為醫學工程技術人員，多實踐、多總結，積極掌握監護儀維修維護方面的規律，配合好臨床一線，保證醫院工作的正常開展。

[1]李麗麗，呂尋偉.PM9000多參數監護儀常見故障維修[J].醫療設備信息，2007(8)，34-36.

[2]余學飛.現代醫學電子儀器原理與設計[M].華南理工出版社2007，186-230.

[3]姜遠海，彭明辰.臨床醫學工程技術[M].北京：科學出版社，2002：6-7.

[4]孫曉杰，李娜.PM9000常見故障維修與日常保養[J].中國醫療設備, 2013(3):146-147.

[5]麥奕輝.邁瑞監護儀常見故障分析與排除[J].醫療保健器具, 2008(1):33-35.

2014-04-01

TH772

A

1002-2376(2014)09-0107-04