监护仪原理

多参数监护仪的基本原理

作者：夏黎明夏立扬张宜川刘寒春钱湧

江苏省医疗器械检验所（南京，210037）

摘要：多参数监护仪在现代医学中的应用越来越广泛。本文简述了多参数监护仪的分类，并着重阐述了心电、血压、血氧、呼吸、体温、呼吸末二氧化碳监护的原理。

关键词：多参数监护仪，原理

The basic principle of Multi-parameter monitor

Author:Xia liming,Xia liyang,Zhang yichuan,Liu hanchun,Qianyong

Jiangsu Province Institute for Medical Equipment Testing(Nanjing,210037) Abstract: Nowadays,Multi-parameter monitor has been more and more widely used in modern medicine.In this composition we simply characterize the classification of Multi-parameter monitor,and emphasized on the principle of ECG,NIBP,Sp02,Resp,Temp,PetC02.

Key W ords: Multi-parameter monitor, principle

监护仪是医院的不可缺少的重要设备，通过24小时

对各种生理参数的监测及分析，在病人的生理机能参数

超出某一数值时发出警报，提醒医护人员或病人家属进

行抢救的一种监护系统，是医护人员诊断和治疗及创救

的重要参考指标。监护仪技术正在不断发展和更新换代，

可用于医院的多种病房，如手术病房，精神病房，冠心

病房，儿科与婴儿护理病房，外伤护理病房，放射治疗机护理病房等。

基本原理

监护仪功能各异，其具体工作原理也不同，但一般都是通过传感器感应各种生理

变化，然后放大器会把信息强化，再转换成电信息，这时数据分析软件就会对数据进行

计算，分析和编辑，最后在显示屏中的各个功能模块显示出来，或根据需要记录，打印

下来，当监测的数据超出设定的指标时，就会激发警报系统，发出信号引起医护人员的

注意。

硬件构成

测量服务器（包括生理感受器（即传感器），信号放大器，数据模拟处理，数据分析处理，数据输出接口等。）

数据分析及记录和警报系统

1 监护仪的基本结构

1.1 监护仪的物理结构

监护仪是由各种传感器的物理模块和内置计算机系统构成的。各种生理信号由传感器转换成电信号，经前置放大处理后送人计算机进行结果的显示，存储和管理。按其物理结构大致可划分为三种。

1.1.1 单参数监护仪：如血压监护仪、血氧饱和度监护仪、心电监护仪等。

1.1.2 多功能、多参数综合监护仪：可同时监护心电、呼吸、体温、血压、血氧等参数。

1.1.3 插件式组合监护仪：它是由各个方面分立可拆卸的生理参数模块和一台监护仪主机构成，用户可按照自己的要求选购不同的插件模块组成一个适合自己特殊要求的监护仪。

1.2 监护仪中的显示技术

包括：数码管，主要用于单参数监护；CRT显示器；LCD显示器；EL显示器；真彩色TFT显示器；目前多功能监护仪所采用的主要是TFT等离子显示器，显示模式一般为VGA模式，分辨率为640×480像素。

2 多参数监护仪

2.1 心电（ECG）的监护

心肌中的可兴奋细胞的电化学活动会使心肌发生电激动，进而使心脏发生机械性收缩。心脏的这种激动过程所产生的闭合动作电流，在人体容积导体内流动，并传播到全身各个部位，从而使人体不同表面部位产生了电位差变化。心电图（ECG）就是把体表变动着的电位差实时记录下来。

导联的概念是指人体两个或两个以上体表部位之间的电位差随心动周期变化的波形图。

目前，临床上所使用的标准心电图机在测量ECG时，其肢体电极是安放在手腕和脚腕处，而作为心电监护中的电极则等效地安放在病人的胸腹区域。虽然安放位置不同，但它们是等效的，其定义也是相同的。因此，监护仪中的心电导联与心电图机中的导联

是对应的，它们具有相同极性和波形。

监护仪一般都能监护3或6个导联，可同时显示其中一个或两个导联的波形，并可直接显示心率，功能强大的监护仪可监护12导联ECG；可对波形做进一步分析，提取出ST段波形和心率失常事件。

监护仪ECG并不能完全替代标准心电图机，因为目前的多参数监护的ECG波形一般不能提供ECG波形更细微的波形图，细微结构诊断能力还不很强，这主要是由于两者的目的不同，监护的目的主要是长时间、实时地监测病人的心率情况，而心电图机的结果是在特定条件下，短时间的结果。前者的测量条件是十分恶劣的，而后者在测量时有较好的条件。所以两种仪器的测量电路中放大器的通带度不一样，心电图机至少要求0.05Hz~80Hz，而监护仪一般在1Hz~25Hz。

心电信号是一种很微弱的电信号，很容易受到外界的干扰。监护仪的生产厂家在产品设计时，充分考虑并采取了一些抗干扰措施，但有些干扰仍旧不可克服。

2.1.1 肌电干扰。粘贴在心电极片下的肌肉收缩时，产生肌电信号对心电信号产生干扰，因为这类干扰和ECG信号的频谱带宽相同。

2.1.2 运动干扰。病人的活动会引起ECG信号的变化，影响程度要视活动的幅度和频率，如在心电放大器带宽内，仪器很难克服。

2.1.3 电极接触干扰。从人体到ECG放大器的通路上任何干扰都会造成强烈的噪声，可能会使ECG波形变的模糊不清，主要原因是电极与病人的皮肤接触不良。仪器应有良好接地，这样可抗干扰又能保护病人和操作者的安全。

2.1.4 高频电刀的干扰。当手术中使用高频电刀或电凝时，加在病人身体上的电能量所产生的电信号幅值远远大于心电信号，频率成分十分丰富，使心电放大器到达饱和无法观察正常的ECG波形。在监护仪标准中的抗高频电刀干扰部分中要求，高频电刀撤消后5s内，监护仪恢复正常状态。

2.2 无创血压（NIBP）监护

监护仪在测量血压时一般分手动和自动测量，可以根据需要设定。血压就是指血液对血管壁的压力，心脏每一次收缩与舒张过程中，血流对血管的压力也随之变化，而且动脉血管与静脉血管内的压力也不相同，不同部位的血管压力也不同。临床上以人体上臂与心脏同高度处的动脉血管内对应心脏收缩期和舒张期的压力值表征人体血压，分别称为收缩压（高压）和舒张压（低压）。人体的动脉血压是一个易变化的生理参数，与