病房监护系统

理论分析
根据Beer-lambert 定律，我们知道
I I010 ECL
I0——入射光强 I——透射光强 C——吸光物质的浓度 E——吸光系数 L——液体厚度
设波长为λ光强为I0的单色光垂直照射透 过人体手指末端组织，按照Beer - Lambert
定律，通过组织透射光的强度为：
I

I F 10 ( E1C1 E2C2 )L 0
SpO2

HbO2 HbO2 HbR
100 %
HbR——reduced or deoxygenated hemoglobin
Beer-lambert定律
吸光度与溶液的浓度和液层的厚度的乘积成正比
I0——入射光强 I——透射光强 C——吸光物质的浓度 E——吸光系数 b——液体厚度 A——吸光度
（4）血氧饱和度
血氧饱和度是衡量人体血液携带氧的能 力的重要参数。血氧饱和度的测量目前 广泛应用透射法（或反射法）双波长 （红光R：660nm和红外光IR：920nm） 光电检测技术，检测红光和红外光通过 动脉血的光
（5）呼吸波与呼吸率
呼吸测量是肺动能检查的重要部分。在监护仪 中，通常测量呼吸波并测定呼吸（频）率（次/ 分钟）。
电
气泵
磁
阀
血氧饱和度的无创检测
——理论分析法建模 定律：Beer-lambert 定律
背景介绍：
发展简史 应用现状
预备概念：
血氧饱和度——用以表示血液中氧气的浓度， 是被氧结合的氧合血红蛋白（oxygenated hemoglobin, HbO2）的容量占全部血红蛋白 （hemoglobi, Hb）的容量的百分比
利用心电监护中的L和RF两个电极。
热敏电阻（传感器）直接测量呼吸气流的温度 变化;
阻抗法来测量呼吸频率和深度，分析潮气量;
（6）体温
采用负温度系数的热敏电阻作为温度传 感器，采用电桥作为检测电路;
在一些特殊场合，为了避免交叉传染， 亦可以采用红外非接触测温技术;
监护仪中，测温精度应在0.1℃，应有 较快的测温响应。
IMAX直流分量
透射光强度 透射光
交流分量
脉搏跳动使动脉血流增 加时引起的光吸收变化
无脉搏时 脉搏搏动时
实验观察
结果分析：因此它对应的是动脉血液中动脉 的部分。我们所要分析的血氧饱和度正是动 脉血管血液中的，这是一个与时间相关的量， 而其余部分与时间无关。 进一步的实验可观察发现氧合血红蛋白与还 源血红蛋白对红光与红外光的吸收不一样。 这些说明用光学的方法可能实现对血氧饱和 度的无创检测。

I' 10 ( E1C1 E2C2 )L 0
(1)
E1，C1分别是动脉血液中HbO2的吸光系 数和浓度; E2，C2分别是HbR的吸光系数和浓度; L是动脉血液的光路长度; F是皮肤、肌肉、指甲和静脉血液等其 它组织的吸光率;
由(1)式得动脉血液的吸光度为：
I
W
lg
I
' 0

( E1C1
概述 心电床边监护仪 多生理参数监护仪 中央集中监护仪 常用病人监护系统
三、多生理参数床边监护仪
多生理参数床边监护仪是一种用来 对危重病人的众多生理（或生化）进行 连续、长时间、自动、实时监测，并经 分析处理后实现多类别的自动报警、自 动记录的监护装置。
便携式多参数监护仪
多生理参数监护仪的CRT显示界面
太空实验室监护仪
屏幕按钮原理
面板弯曲造成自检无法通过
有气泡的有机面板
主线路板
主板CPU
主板元件面
数据线
接血 压模 块
接通讯板
锂电池
主控制芯片
通信接口
心电模块和血压模块
心电 模块
接血压 模块
HP监护仪外形
心电输入
氧饱和度 输入
血压气泵 的输出
顶视结构
SDN板
计算机处理板
血压模块
I＝I0e-ECb A=ln(I0/ I)＝ECb
实验观察
光
恒
电
流
接
源
收
实验手段：用单色光垂直照射透过人体手指末 端时，在另一端用光电管接收（光电管输出的 电流与光强成正比）。
观察Βιβλιοθήκη Baidu果：透射后的光强明显减弱；用滤波器 滤波后的电流可分为两部分：DC+AC；交流 成分的波峰与波谷对应心血管系统的收缩与舒 张；
胸导联比较适用于 监护
R、L为探测电极， RF为参考电极
（2）有创血压BP
利用心导管插入术和采用血压传感器， 可直接高精度测量与监护动脉血压 （AP）、中心静脉压（CVP）、右心房 压（RA）、右心室压（RV）、肺动脉 压（PA）和肺动脉楔压（PAWP）等血 压值。
（3）无创血压
有多种方法可实现血压的无创测量，在 多生理参数监护仪中通常采用柯氏音法 和测振法两类。柯氏音法是检测袖带下 的柯氏音（脉搏声）来测定血压的，
E2C2
)L
(2)
当手指动脉搏动时，动脉血液光路长度发生变化， 而其它组织的吸光率F不变，即I′0=FI0不变，由 此引起动脉血液吸光度变化为:
W
lg
I
I
I

( E1C1

E2C2
)L
(3)
由(3)式可求动脉血液中的血氧饱和度：
（7）心输出量 心输出量是指心脏在单位时间内输出的血量 （L/min）。它是衡量心功能的重要指标。在 监护仪中，心输出量的测量常采用漂浮导管 和热稀释法。
将冷液（生理盐水或葡萄糖液）注 入漂浮导管中，当冷液与血流混合 后将会发生温度变化，温度变化由 导管前端的热敏电阻检出，并通过 计算获得心输出量，这种方法可高 精度反复测量不同时间的心输出量，
多生理参数监护仪中各类生理参数的检测
多生理参数监护仪往往需监护两类以上 的生理和生化参数，常被监测的生理参 数有：
（1）ECG
心电图（ECG）是多参数监护仪最基本 的监护内容，心电监护往往采用Ⅱ导联， 亦有采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ标准导联或全12导 联监护，视需要而定。在CRT屏幕上除 给出心电波形外，应同时给出心率HR， 并具有心律失常自动分析的功能。
其测量间隙最短可达2分钟。
临床应用
除测量和监视病人的生理和生化参数及其变 化外，还包括监视和处理用药和手术前后的 状态。监护的对象包括呼吸机能不全或衰退。
常用在手术中和手术后的监护病房（SICU）； 冠心病监护病房（CCU）；危重病人监护病 房；儿科和新生儿监护病房；肾透析病房； 高压氧舱监护病房；放射治疗机的病人监护 室；外伤护理病房和精神病学病房等，在不 同科室有时也配有各种专用监护装置。