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医用监护系统

医用监护系统. 内容回顾. 生物电学和生物磁学 生物材料和人工器官 医用电子仪器 —— 心、脑电图检测 医用电子仪器 —— 非电生理参数测量 医用治疗仪器 医用监护系统. 监护的定义. 测量患者生理及病理状态的生物信号，提取其特征，并及时转变成可视信息，对潜在的危及生命的事件自动报警。 优点 ：用仪器实时地监护患者，便于医生及时掌握病情和进行治疗，评估治疗方案和药物。. 医疗器械分类目录： —— 6821 医用电子仪器设备. 5.1 生命参数监护仪.

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  1. 医用监护系统

  2. 内容回顾 • 生物电学和生物磁学 • 生物材料和人工器官 • 医用电子仪器——心、脑电图检测 • 医用电子仪器——非电生理参数测量 • 医用治疗仪器 • 医用监护系统

  3. 监护的定义 • 测量患者生理及病理状态的生物信号，提取其特征，并及时转变成可视信息，对潜在的危及生命的事件自动报警。 • 优点：用仪器实时地监护患者，便于医生及时掌握病情和进行治疗，评估治疗方案和药物。

  4. 医疗器械分类目录：——6821 医用电子仪器设备

  5. 5.1 生命参数监护仪 • 病人监护仪：一种以测量和控制病人的生理参数（生命体征参数），并可与设定值比较，对异常情况在线发出警报和记录的系统和装置。 • 常用的监护参数：心电，血压，呼吸，脉率，心率，体温，血氧饱和度，以及心律失常检测、心律失常分析、S-T段分析等。

  6. 5.1 生命参数监护仪 • 用途： • ①手术中自动监护 • ②手术后自动监护 • ③外伤护理自动监护 • ④冠心病自动监护 • ⑤新生儿自动监护 • ⑥危重病人自动监护 • ⑦高压氧舱自动监护

  7. 5.1.2 监护仪分类 便携式监护仪 通用监护仪 按结构分 遥测监护仪 Holter检测记录分析系统 床边监护仪 按功能分 中央监护仪 离院监护仪

  8. 5.1.3 现代监护仪的特点 • 1.无线遥测技术 • 可对室内外病人和运动员进行实时检测 • 2.智能化 • 利用计算机进行数据处理，并对异常数据进行病理分析判断 • 3.小型化 • 仪器内部采用标准插件，实现积木化结构。 • 4.实用化 • 扩展设备功能，加强直观性，减少旋钮，增加软件功能 • 5.安全化 • 采用浮地、DC-DC电源等先进隔离技术

  9. 5.1.4 自动监护系统的结构

  10. 5.1.4 自动监护系统的结构 • 1. 信号检测部分 • 包括传感器和电极，还包括遥测技术以获得各种生理参数。 • 监护系统中的传感器与电极要求能长期稳定检出被测参数，且不能给病人带来痛苦和不适，比一般医用传感器要求更高。 • 2. 信号模拟处理部分 • 放大信号，同时减少噪声和干扰信号以提高信噪比。

  11. 5.1.4 自动监护系统的结构 • 3.信号数字处理部分 • a）运算：例如如何求出心输出量 • b）叠加：通过相加与平均运算，以排除干扰，取得有用的信号。 • c）更多更复杂运算和判断：例如对心电信号的自动分析和诊断，识别P波、QRS波、T波等。 • d）建立被监护生理过程的数学模型：以标准的分析程序和病理特征，使仪器对病人的病症进行自动分析和诊断。

  12. 5.1.4 自动监护系统的结构 • 4. 信号的显示、记录和报警部分 • a）数字显示：指示心率、血压、体温等特定参数。 • b）屏幕显示：多以彩色动态显示，包括心电曲线、脑电曲线、呼吸曲线、血氧饱和度和脉搏曲线等。 • c）用记录仪作永久的记录：可用硬拷贝记录 • d）光报警和声报警：实现上、下限报警

  13. 5.1.4 自动监护系统的结构 • 5.中央监护系统网络通讯部分 • 多个监护仪之间、仪器与中心系统可以通过网络进行数据的通信与交换。 • 这些仪器与中心系统组成病人监护中心管理系统，实现多种生理参数信号的联合检测和对多个病人进行同时监护

  14. 5.1.5 模块化监护系统的构成 • 监护仪的结构设计方法： 一体化的结构设计方法 模块化设计方法：拆装组合和升级的便捷 • 模块化多生理参数床边监护仪的组成： • 计算机主控模块、心电呼吸测量模块、无创血压测量模块、体温测量模块、血氧/脉率测量模块、电源供电模块、各种换能器探头、CRT显示器或液晶屏等组成。

  15. 1.心电/呼吸(ECG/RESP)模块 • 心电测量：心电图导联系统 • 呼吸测量：胸阻抗法。 • 呼吸过程中的胸廓运动会造成0.1~3Ω的体电阻变化，称为呼吸阻抗。通过ECG导联的两上电极，用20~250kHz的载频正弦波恒流向人体注入0.5~5mA的安全电流，从而在相同的电极上拾取呼吸阻抗变化的电信号。

  16. 1.心电/呼吸(ECG/RESP)模块 • 心电监护中的一个重要内容：对心律失常的分析和报警。 • 心电分析的基本参数： • QRS波的宽度、幅度、 波峰方向 • R-R间期 • S-T段电平 • 心率变异性

  17. 1.心电/呼吸(ECG/RESP)模块 • QRS波的宽度是判别心律失常的基本参数。 • 正常心电：节律正常，QRS波宽度<120ms • 室性早搏(PVC)：提前出现QRS波群及T波，其前无P波；提前出现的QRS波群呈宽大畸形，>120ms；T波倒置；有一完全性的代偿间期。

  18. 1.心电/呼吸(ECG/RESP)模块 • 心律失常的判别规则 • 心脏停搏：>4s的时间内没有检测到QRS波 • 心跳暂停：≥1~3.5s内没有检测到QRS波 • 室颤：低幅振荡波形持续>3s，振荡次数>250~300次/min • 室性心动过速：有连续N个PVC，且心率大于设定的值。 • ……

  19. 1.心电/呼吸(ECG/RESP)模块 • S-T段电平：心电波形S-T段与心电等电位之间的电位差，有些监护仪以QRS波起止点前28ms作为等电位测量点，以QRS波结束点后80ms处作为S-T段电平的测量点。 • 引起S-T段偏移的原因为：心肌缺血、心室肥厚及劳损、药物及生理因素所致。

  20. 1.心电/呼吸(ECG/RESP)模块 • 心率变异性：在正常窦性心律时的每搏心律变化情况，即是在剔除非正常心电波形后的正常窦性R-R间期的变异情况。 时域参数 频域参数

  21. 2.无创血压(NBP)模块 • NBP模块组成 • 充气泵 • 压力传感器 • 过压安全系统 • 带通滤波器 • 放气系统

  22. 2.无创血压(NBP)模块 • NBP模块工作原理 • 1）袖带充气。由微处理器控制充气。 • 2）袖带测量慢放气。以8mmHg的阶梯自动放气，同时进行动脉压力振荡的检测和处理。 • 3）检测。通过带通滤波器提取动脉压力信号送到微处理器进行测量 • 4）测量。通常采用测振法原理定时自动测量血压。

  23. 3.体温(TEMP)模块 • 电路组成： • 1）参考开关放大器 • 2）差分放大器 • 3）双积分A/D变换器

  24. 3.体温(TEMP)模块 • 工作原理 • 热敏电阻连接到参考开关放大器中，对参考电阻与测量输入信号持续进行比较，对测量进行持续的校准，并对信号进行放大、滤波和数字化。持续的校准、线性化、控制和A/D转换由软件控制。 • 体温探头有体表探头和腔内探头。 • 被测部位与探头存在一个热平衡，必须经过一段时间达到热平衡后才能反映实际温度。

  25. 4.动脉血压饱和度/脉率模块 • 电路组成 • 输入保护电路 • 电流-电压转换器 • 环境光线抑制电路 • 越陷检测器 • 暗光消除器 • A/D变换器

  26. 4.动脉血压饱和度/脉率模块 • 信号处理流程 • 1）光线发射。传感器中的两个发光二极管产生红光和红外光穿过手指或脚趾毛细血管。一个光电二极管正对着发光二极管以接收穿过组织的光线，产生一个电流，直流信号代表环境光线，交流信号来自脉动的血流波动。 • 2）超范围检测。检测由于环境光线的太大电流引起的超负荷输入电压，及光源超负荷引起的脉动信号。 • 3）环境光抑制。通过滤波器消除。 • 4）信号处理。微处理器经过运算获得血氧饱和度。

  27. 5. 呼吸末二氧化碳分压模块 • 呼吸末CO2分压除了用于通气监测外，还能反映循环功能和肺血流情况，是麻醉监测中不可缺少的监测仪器。可选配模块。 • 测量方法：红外吸收法 • 根据不同浓度的CO2对特定红外线光的吸收程度不同。在呼出气体通路上，一侧用红外线照射，另一侧用以传感器测出红外线的衰减程度，即可测出CO2浓度。

  28. 5. 呼吸末二氧化碳分压模块 • 气体的采样方法 • 1）旁气流法：通过细采样管将气管导管或气道中的气体抽入分析仪测试室，测定其红外线的光量。反应时间约85ms，需除湿。 • 2）主气流法：将红外线传感器直接连接于气管导管接口上，使呼吸气体直接与传感器接触。不需抽气，但需预热，反应较快。有时固定不便。测得结果略低于旁气流法。

  29. 5.2 ICU • ICU（Intensive Care Unit）重症监护单元。由受到专门训练的医护人员，利用先进的监护设备和急救措施对各种重症患者及并发症进行连续不间断和全面的监护和治疗的单位。 • 最重要和核心的设备就是多参数监护仪。 • 床边监护仪 • 中心监护系统

  30. 床边监护仪与中心监护系统 • 床边监护仪：放置在病房中完成最基本的生理功能监测功能的设备。直接与患者相连，获得各种临床相关的生理信息，通过电缆或无线装置将信号传输至中心监护系统。 • 中心监护系统：放在护士工作站内，通常连接和控制6~12台床边监护仪，以多通道方式同时显示各个床边监护仪送来的信号，也能对各个床边监护仪的监护项目进行设置。发生报警时能自动储存相关信号。

  31. 床边监护仪 • 一般都能监护四道或以上生理参数。每道对应一块电路板模块插卡，根据临床需要选择不同的功能模块组合。 • 随着技术的发展，床边监护仪的功能越来越丰富。除前述的5个功能模块外，还有有创血压、颅内压检测、心排出量、混合静脉血氧饱和度、脑电等，还具备基本生理功能计算、药物剂量计算、打印、存贮、通信等功能。

  32. 中心监护系统 • 常使用较大的显示屏幕或双显示器，通过网络将各个床位患者的床边监护仪所得到的监护波形和生理参数同时集中显示。 • 中心监护系统设立实时波形观察工作站和医院信息管理网（HIS）工作站。医生可在HIS任何一个节点观看ICU患者监护信息。

  33. 床边监护仪 床边监护仪 床边监护仪 床边监护仪 中心监护台 监护系统 必要的设备 监护病房

  34. ICU必配的设备 • 1）完善的功能设备带或功能架，提供电、氧气、压缩空气和负压吸引等功能支持 • 2）床边监护系统，包括便携式监护仪。 • 3）呼吸机，包括便携式呼吸机。 • 4）输液泵和微量注射泵 • 5）其他设备：血气分析仪、除颤器、血液净化仪、心肺复苏抢救装备车、体外起搏器等。 • 6）医院或ICU必须有足够的设备，随时为ICU提供床旁B超、X线、生化和细菌学等检查。

  35. ICU的分类 • 专科ICU： • CCU(心内)，RCU(呼吸)，TCU(胸外)，NICU(新生儿)，PCU(儿科) • 部分综合ICU： • SICU(外科)、EICU(急诊)、PACU(麻醉)及内科系统ICU等 • 综合性ICU：中心

  36. ICU的设置 • 综合ICU一般设在医院内较中心的位置，并与麻醉科及各手术科室相近。 • 专科ICU设在各专科病区内。 • 一般趋向于大病房，室内常用大平板透明玻璃分隔为半封闭单元。病房宽畅，内分有清洁区和非清洁区，放有各种药物，医疗仪器及其他医疗用品。 • 每个ICU管理单元以8~12张床位为宜。

  37. ICU收治对象 • 各种危重的急性的可逆性疾病。如重大手术后需要监测者、麻醉意外、重症复合型创伤、急性循环衰竭、急性呼吸衰竭、心跳呼吸骤停复苏后、电击、溺水者复苏后、各种中毒患者、各类休克患者、败血症、羊水栓塞、重度妊娠毒血症等。 • 各专科重症监护病房则收治各专科内危重患者，如心肌梗死收入冠心病重症监护病房；烧伤重症监护病房收治大面积烧伤患者；神经科重症监护病房收治各种脑血管意外等等。

  38. ICU非收治对象 • 已明确断及死亡但仍有心跳者、 • 已衰竭的晚期癌症 • 临终前症状或老龄自然死亡过程 • 各种重症传染不收入综合性重症监护病房。

  39. ICU的分级监测

  40. CCU——冠心病监护病房 • 1962年Melter和Day创立CCU，目的是为了急性心肌梗死（AMI）患者早期进行连续的心电监测，及时发现和处理致命性室性心律失常，降低心梗患者的急性期和住院死亡率。 • CCU的诊疗工作主要针对急性冠脉综合征（ACS）、心律失常、心力衰竭及其他心血管急诊患者，目的是了解和治疗心律失常，减少AMI患者的坏死心肌数量，治疗并预防心功能不全，降低心原性死亡的发生率。

  41. NICU——新生儿重症监护室 • 1.各种高危新生儿的生命支持 • 2.与新生儿窒息相关疾病的抢救及治疗 • 3.新生儿溶血症的治疗 • 4.呼吸管理 • 5.新生儿术后病人的监护管理 • 6.小儿遗传代谢病的筛查 • 7.早产儿管理

  42. 5.3.1 动态心电图监护 • 动态心电图(DCG)于1949年由美国Holter首创，故称Holter心电图，国外20世纪80年代已在临床广泛应用。 • DCG可24小时连续记录患者在日常活动条件下的心电图，能够发现常规ECG不易发现的心律失常和心肌缺血，是临床分析病情、确立诊断、判断疗效的重要客观依据。 • Holter全新诠释：动态心电/动态血压/动态睡眠呼吸等多种参数。

  43. 临床意义与适应症 • 1）心律失常 • 检出隐匿性心律失常 • 监测快速性心律失常 • 观察缓慢性心律失常 • 协助判断不同类型异位节律或传导阻滞的临床意义 • 评价抗心律失常药物的疗效

  44. 临床意义与适应症 • 2）发现猝死的潜在危险因素 • 心源性猝死最常见的原因是室速或室颤，发生前常有心电活动不稳的室性心律失常，它仅能依靠DCG才易发现其规律。 • 3）判断其他症状：是否有心源性因素 • 4）对缺血性心脏病的判断 • 5）检测人工心脏起搏器的功能

  45. DCG的优缺点 • 优点： • 可长时间检测患者在日常工作、生活状态下心脏生理病变情况，尤其对各类偶发性、一过性和隐形心律失常，及无痛性心肌局部缺血的检测十分有效。 • 缺点： • 1）各种干扰。①工频干扰，②基线漂移，③电极接触噪声，④电极极化，⑤运动伪迹，⑥肌电干扰，⑦电路内部噪声。 • 2）导联较少，发病部位记录不能十分准确

  46. Holter系统 • Holter系统已成为冠心病早期诊断的有力工具，各国已经研制了近百种产品。 • Holter系统组成： • 随身携带的记录装置 • 设置在医院内的中心站

  47. 5.3.2 动态血压监护 • 人体血压值是受环境和心理因素调控而随时间变化的生命特征值，一天中不同时刻测得的血压值差异较大。 • 动态血压监护仪：BP-Holter。 • 系统组成： • 病人携带的便携式血压监护记录仪 • 安放在医院中的回放中心站 • 检测原理：柯式音法或振荡法等。

  48. 5.4 监护系统的发展方向 • 1.小型化 • 2.综合化 • 3.模块化 • 4.专业化 • 5.智能化 • 6.家庭化 • 7.网络化

  49. 网络化监护综合实用发展方向 • 1）多功能多参数监护 • 通过有线或无线方式远距离遥测病人信息。

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