现代临床手术仪器手术监护仪培训课件.ppt

1、现代临床手术仪器手现代临床手术仪器手术监护仪术监护仪Words 4 Today1.Systolic Pressure2.Diastolic Pressure3.Mean Pressure4.Disposable5.Saline6.Heparin一、呼吸频率监测一、呼吸频率监测正常呼吸范围：成人 16-20次/分 新生儿 40次/分左右肺、膈肌与呼吸1）阻抗法(Impedance Pneumography）呼吸过程中胸廓运动，造成胸廓部分电阻发生变化，阻抗值的变化图就描述了呼吸的动态波形，可显示呼吸率参数。呼吸监测工作原理呼吸监测工作原理肌体阻抗测量原理监护仪用呼吸检测电路监护仪用呼吸检测电路

2、监护仪用呼吸检测电路是利用呼吸阻抗法原理。它借用测量心电的胸部监护电极，采用高频激励脉冲使呼吸波信号调制在其之上，然后对被调制信号进行解调、放大、滤波，获得清晰、稳定的呼吸曲线。监护仪用呼吸检测电路原理图借用ECG电极实现胸腔阻抗变化检测 由于呼吸使胸廓扩张使得Rb按呼吸频率变化，其变化范围0.10.3，相对方波Q来说为慢变信号，则在每个Rb的变化周期内，随着Rb的变化引起的等效电路时间常数的微弱变化使得B1，B2点电位随Rb的变化而变化，并且每一瞬间B1与B2点的电位差的绝对值Ub(t)与Rb成正比。这样呼吸信号Ub(t)就相当于调制在62.5kHz的载波上，调制方式为调幅。从而与电频的心电

3、信号相区别。只要能够获取Ub(t)的波形，就可以得到呼吸波信号。图中Rb为人体阻抗，由生物阻抗的频散理论可知，在62.5kHz附近频带，人体阻抗呈近似纯电阻特性，几乎无膜电容影响，1010k量级。取R3=R4=30k，C3=C4=1000pf。这样，流经人体的最大电流约为0.08mA，属于安全电流范围，并且该电路的时间常数约为32s，而方波周期约为16s。2）热敏法：将热敏传感器置于鼻孔前，通过测量鼻腔或气管导管外口，在吸气和呼气时气流温度会产生变化，转化为电信号，描记出呼吸波形和呼吸次数。优点：测量更加准确，几乎不受干扰。NTC热敏电阻计算公式Rt=R*EXP(B*(1/T1-1/T2)1.

4、Rt 是热敏电阻在T1温度下的阻值；2.R是热敏电阻在T2常温下的标称阻值；3.B值是热敏电阻的重要参数；4.EXP是e的n次方；5.这里T1和T2指的是K度即开尔文温度，K度=273.15(绝对温度)+摄氏度；PN结的结电压是随温度而变化灵敏度高，2 mV/线性好热时间常数为0.22秒测温范围为-50+150。呼吸监测呼吸监测SP 收缩压，DP舒张压，MP 平均压 二、血压监护二、血压监护MP=舒张压+1/3脉压差 （即：收缩压舒张压）高血压分类高血压分类直接血压测量直接血压测量导管液体耦合传感器插入动脉导管-液体耦合系统Sensing portRoller clampFlush solut

5、ion under pressureSample and transducerzero stopcockElectrical connectorDisposable pressure transducer with an integral flush deviceA catheter couples a flush solution(heparinized saline)through a disposable pressure sensor with an integral flush device to the sensing port.The three-way stopcock is

6、used to take blood samples and zero the pressure sensor.血压传感器血压传感器应变片构成惠斯登桥路压力传感器外观血压信号对测量系统频带要求0.010.11.0100.91f/fnBubble fn=91 Hz=0.033 fn=22 Hz=0.137No bubbleuo(jw)ui(jw)0.010.020.04 0.060.10.220.4 0.61246 810Frequency-response curves for catheter-sensor system with and without bubbles.Natural fr

7、equency decreases from 91 Hz to 22 Hz and damping ratio increases from 0.033 to 0.137 with the bubble present.管路中气泡的影响管路中气泡的影响导管-液体耦合系统频率响应测试方法SurgicalgloveSphygmomanometerbulbMatchO-ringRubberwasherSalineAirThree-waystopcock爆破法原理示意图Pressure-sensor transient responseNegative-step input pressure is r

8、ecorded on the top channel;the bottom channel is sensor response for a Statham P23Gb sensor connected to a 31-cm needle(0.495 mm ID).(From I.T.Gabe,Pressure Measurement in Experimental Physiology,in D.H.Bergel,ed.,Cardiovascular Fluid Dynamics,vol I,New York:Academic Press,1972导管-液体耦合系统频率响应曲线A sinus

9、oidal pressure-generator test systemPressure sensorIdeal“sensorUnderwaterspeakerCatheterSalineLow-frequencysine generatorA low-frequency sine generator drives an underwater-speaker system that is coupled to the catheter of the pressure sensor under test.An ideal pressure sensor,with a frequency resp

10、onse from 0 to 100 Hz,is connected directly to the test chamber housing and monitors input pressure.正弦压力信号测试系统Distortion during the recording of arterial pressureThe bottom trace is the response when the pressure catheter is bent and whipped by accelerating blood in regions of high pulsatile flow.血压

11、波形畸变正常血压波形管路中有气泡导管甩动导管系统的缺陷传感器插入式的优点光纤压力传感器Schematic diagram of an intravascular fiber-optic pressure sensor.Fiber Sensor Pressure causes deflection in a thin metal membrane that modulates the coupling between the source and detector fibers.(b)Characteristic curve for the fiber-optic pressure sensor

12、.Fiber SensorFiber Sensor光纤压力传感器光纤压力传感器正面窗侧面窗特性曲线有创血压（有创血压（IBPIBP）监测）监测间接血压测量听诊法（科氏音法）科氏音 柯氏音是最早使用的方法，就是通过袖带加气压挤血管，使血流完全堵断，这时用听诊器听血管的波动声是没有的，然后慢慢放气至听到脉搏声，此时认为是高压即收缩压。继续放气通过听诊器能听到强而有力的脉搏声，且慢慢变轻，直至听到很平稳较正常脉搏声。这时认为血管完全未受挤压,也就是作为低压，即舒张压。优点：测量简单 缺点：不同的人可能测出不同的结果，有时差别较大。振荡法自动血压计超声多普勒方法无创血压监测无创血压监测三、血氧饱和度监

13、护Oxygen Saturation 血氧饱和度（SaO2）SaO2(HbO2Hb)100其中Hb=Hb+HbO2+COHb+MetHb 简化为SaO2（HbO2Hb+HbO2）100检测动脉血中的氧含量，是判断人体呼吸系统和循环系统是否缺氧的重要指标。血氧监护在临床麻醉手术新生儿和危重病人监护应用中为医生提供了直接快速有效的临床依据，在脑外科新血管外科及新生儿早产儿监护等领域有着重要的意义。理论依据HbO2和HbR对红外光和近红外光的吸收曲线 血液中氧合血红蛋白HbO2和还原血红蛋白Hb对不同波长光的吸收系数是不同的。在波长600 700 nm的红光R(red)范围内，Hb的吸收系数比HbO

14、2的大；而在波长8001 000nm的红外光IR(infra red)范围内，Hb的吸收系数比HbO2的小；在805 nm处两者相同。在红光660 nm和红外光910 nm处吸收系数差异较大，目前均采用该波长附近的红光和红外光进行双谱定量分析检测。并且在红光660 nm和红外光910 nm附近，Hb和HbO2的吸收系数变化曲线都比较平坦，受二极管发光波长误差的影响也较小。所以，通常采用R 660 nm和IR 940 nm两种光源进行血氧饱和度的检测。手指对红外线的吸收观察SO2计算公式电路原理图系统结构框图 脉搏血氧饱和度测量仪的发展 1932年，Nicolai和Kramer两位科学家研制出接

15、近现代使用的脉搏血氧饱和度测量仪。1935年，Matthes研制了第一个双波长的耳部血氧测量探头，可以实现脉搏血氧饱和度的测量，不过这种设备测量缓慢，需要频繁校准而且不能区分动脉和静脉血流。1942年，MilliKan使用一个加温的耳部探头的脉搏血氧饱和度测量仪，用在飞机上对飞行员测量。1949年，Wood设计的脉搏血氧饱和度测量仪将耳部的血液挤走以获得绝对零点来改进测量精度，这种设备光源稳定性要求高，每次测量需要繁琐调整，因而没有得到广泛应用。1964年，Shaw设计了一种八波长的自身调整的耳部血氧计，优点是避免了繁琐的调整，从650nm到1050nm的八个光波，但该设备体积较大，结构复杂，

16、容易损坏而且价格昂贵。1972年，日本人Aoyagi用红光和红外光穿过测量部位中脉动的动脉血管，可以直接计算出脉搏血氧饱和度,采用发光二极管减少了血氧探头的体积，投入到了商业应用中。1974年，日本的青柳卓雄等人发表了脉搏血氧计测试法原理，第一台脉搏血氧饱和度测量仪OLV5100问世。1982年，Nellcor研制出一种性能更好的脉搏血氧计N-100，并形成了一种标准模式，系利用发光二极管做为光源，硅管作为光传感器，微型计算机进行信息处理，从而使脉搏血氧饱和度测量仪进入了新时代。90年代以后，基于双波长的各种血氧计不断研制出来，脉搏血氧饱和度测量仪已经在临床实践上得到了广泛的应用，成为一种不可

17、缺少的临床诊断设备。四、心排血量（四、心排血量（COCO）监测）监测每分输出量每分输出量：每分钟一侧心室射出的血量，简称心输出量或心排量（cardiac output，CO）CO=每搏输出量（SV）x 心率（HR）正常值范围：4-8L/min临床意义:诊断心力衰竭和低心排综合征 估计病情预后 绘制心功能曲线，分析CI（心脏指数）和PAWP（肺动脉楔压）关系，指导输血、补液和心血管治疗。测量方法：测量方法：有创伤法：染料稀释法温度稀释法 无创伤法：心阻抗血流图 超声多普勒 食管超声心动法稀释法稀释法-From John WebsterMedical Instrumentation Applica

18、tion and Design染料稀释法染料稀释法温度稀释法温度稀释法 可采用生理盐水或5%葡萄糖水，0-30水温均可，生理盐水和肺动脉的最佳温差是10。两次测量间隔时间：室温盐水35秒，冰盐水70秒，以使肺动脉血温回升CO CO 传感器连接传感器连接监护仪监护仪注射液注射液CO电缆电缆Swans-ganz导管导管注射系统注射系统心阻抗血流图（Impedance Cardiogram，ICG)是一种判断心脏功能，反映心脏血液动力学变化的无创性检查方法，亦是阻抗血流图的一种应用。心阻抗血流图（Impedance Cardiogram，ICG)ECGDeltaZdZ/dtTimeICG模块测量/计

19、算/输入的病人参数 u速率速率与压力与压力心率HR收缩压SBP舒张压DBP平均压MAPu流量流量每搏射血量/指数SV/SI心排量/指数CO/CIu阻抗阻抗外周阻力/指数SVR/SVRIu收缩能力收缩能力加速指数（ACI）速度指数（VI）射血前期（PEP）左心射血时间（LVET）收缩时间比率（STR）u液体状态液体状态胸部液体含量（TFC）u心脏作功心脏作功左心室做功/指数（LCW/LCWI）五、监护仪的结构五、监护仪的结构模块化设计小结 手术监护仪是医院中最常见仪器之一；本课仅介绍了监护仪的ECG、血压、呼吸频率、血氧饱和度、心脏排血量的检测原理和技术实现方法，其实，监护仪可以实现的功能还很多。学习了本章，应该对仪器的模块化设计思想有所了解。1.迈瑞，监护参数培训.ppt，2007-11-162.余学飞 叶继伦 主编，现代医学电子仪器原理与设计，第三版，华南理工大学出版社，20133.现代医院医疗器械维护检修实用大典 第3章 心电图机，中国知识出版社参考资料手术仪器