一種可以自動識別呼氣末的二氧化碳分析儀

樊曉克

摘要：本文介紹了HDR-2型二氧化碳分析儀的性能參數、工作原理和臨床應用。

關鍵詞：紅外吸收、呼氣末二氧化碳濃度、自動識別、片上系統、臨床診斷

HDR-2型二氧化碳分析儀（以下簡稱該儀器）是吸收國外先進技術、最新研制成功的無創測量智能化儀器，可以配合呼吸機或麻醉機使用，也可以單獨使用。該儀器是由兩部分組成：一部分是利用紅外吸收原理制成的傳感器;一部分是以片上系統為核心的二次儀表?？梢詫崿F無創連續測量人體CO2濃度?？朔顺Ｒ幍拇┐倘⊙獦印㈤g斷分析所帶來的缺點。

醫學研究證明，對于心肺功能正常的病人，呼氣末CO2濃度等于肺泡中CO2濃度，肺泡中CO2濃度基本等于血液中CO2的濃度?？梢赃@么說，該儀器的測量值可同時反映三種人體參數，即呼氣末CO2濃度（FETCO2），肺泡中CO2濃度和血液中CO2濃度（PaCO2）。該儀器有兩種濃度選擇，一種是百分比濃度（%），一種分壓值（KPa）。有兩個顯示器，一個顯示呼氣末CO2百分比濃度（或分壓）的平均值;一個以光柱形式動態顯示瞬時的CO2百分比濃度（或分壓）值，反映每次呼吸過程中CO2濃度的變化情況，每個LED代表1%（或1KPa）。

主要性能參數如下：

傳感器原理。不同的氣體對紅外線的吸收程度不同。它們都有自己的吸收譜線。該儀器使用4.2μm波長，通過中紅外線光電導檢測器，將光能轉換成電壓。

如上圖，光源產生中紅外線。電阻R起限流和加熱作用。光線通過氣室，經過斬波器斬波、調制，濾光片取出特定波長的紅外線，pbSe器件將紅外線的功率轉換成電壓信號，經過前置放大器放大為所需的電壓值。

該儀器的二次儀表（見系統框圖中的二次儀表部分）利用片上系統技術，全部采用集成電路，從而簡化了設計，提高了性能。二次儀表分為調制、調解、歸一化、線性化、峰值檢測和顯示六部分，如圖所示：

該儀器有著廣泛的應用，可應用于麻醉科、 呼吸內科、 急癥危重病人（ICU）的監測。它有著多種用途：用來判斷呼吸性酸堿平衡情況;判斷麻醉深度;判斷是否有CO2蓄積;判斷呼吸障礙;判斷通氣不當;判斷氣管導管誤入食管;判斷氣管導管脫出喉頭;判斷麻醉機或呼吸機的機械故障等。具有特殊的臨床診斷意義及確切可靠的監測價值。

該儀器曾在山東醫科大學附屬醫院做過臨床試驗。麻醉科應詩達教授給該儀器很高的評價。并做了實驗報告。共做了30個病例。在做試驗期間，曾和西德惠普機（HPM1025A）做配對比較，證實了該儀器所測得的PETCO2或FETCO2值正確、可信。對其中五例病人做了特別監測，很能說明該儀器的功能?，F摘錄一例。

[例一]周某，麻醉后施行血液稀釋自體輸血法，麻醉手術時間6h15min，全程IPPV控制呼吸，并監測FETCO2。麻醉前FETCO2為5.12%。麻醉誘導后在35min內間斷引出自體血1250ml，同時間內輸畢平衡鹽液3000ml。手術中FETCO2維持在3.39%～3.49%之間。術畢前輸回全部自體血1250ml后，FETCO2恢復到4.99%～5.33%。

分析：①隨著血液稀釋，在35min內輸入冷液體3000ml，體溫下降，基礎代謝率降低，同時伴稀釋貧血，使體內CO2生成減少，因此呼吸CO2減少，FETCO2值偏低。②隨著回輸自體血和排除體內水分，貧血糾正，體溫回升，CO2生成相應增加，FETCO2值也相應恢復至正常范圍。

總之，HDR—2型二氧化碳分析儀作為一種無創實施的監測用醫療電子儀器，可以為醫師們提供確切可靠地判斷依據。

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