第5章病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

1、第五章第五章 病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)病房監(jiān)護(hù)系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)工程研究所生物醫(yī)學(xué)工程研究所 鄧振生鄧振生重癥監(jiān)護(hù)單元重癥監(jiān)護(hù)單元 Intensive Care Unit 監(jiān)護(hù)病房（ ICU） 就是重癥監(jiān)護(hù)醫(yī)學(xué)的實(shí)踐基地，它是由受到專門訓(xùn)練的醫(yī)護(hù)人員，利用先進(jìn)的監(jiān)護(hù)設(shè)備和急救措施對(duì)各種重癥患者及并發(fā)癥進(jìn)行連續(xù)不間斷和全面的監(jiān)護(hù)和治療的單位。 ICU的核心是連續(xù)監(jiān)護(hù)下的治療,因此治療的重點(diǎn)是“院內(nèi)搶救” ，治療時(shí)間較長(zhǎng)；急診則以 “院前搶救”為主，以快為主，短時(shí)間的醫(yī)療行為。1. 生命參數(shù)監(jiān)護(hù)儀生命參數(shù)監(jiān)護(hù)儀生命參數(shù)或生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀是生命參數(shù)或生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀是一種用來(lái)對(duì)危重病人的眾多生一種用來(lái)對(duì)危重病人的眾多生理

2、（或生化）參數(shù)進(jìn)行連續(xù)、理（或生化）參數(shù)進(jìn)行連續(xù)、長(zhǎng)時(shí)間、自動(dòng)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并長(zhǎng)時(shí)間、自動(dòng)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并經(jīng)分析處理后實(shí)現(xiàn)多類別的自經(jīng)分析處理后實(shí)現(xiàn)多類別的自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)記錄的監(jiān)護(hù)裝置。動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)記錄的監(jiān)護(hù)裝置。多生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀往往需監(jiān)護(hù)兩類以上的生理和生化參數(shù)，常被監(jiān)測(cè)的生理參數(shù)有：一、多生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀中監(jiān)測(cè)的參數(shù)多生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀中監(jiān)測(cè)的參數(shù) （1）ECG 心臟在搏動(dòng)之前，心肌首先發(fā)生興奮 ，在興奮過(guò)程中產(chǎn)生微弱的電流，該電流經(jīng)人體組織向各部分傳導(dǎo) ，由于身體各部分的組織不同，各部份與心臟間的距離不同，因此在人體體表各部位，表現(xiàn)出不同的電位變化，這些電位變化可通過(guò)導(dǎo)線送至一種特制的記錄裝置記錄

3、下來(lái)，形成動(dòng)態(tài)曲線，這就是所謂心電圖(Electrocardiogram，ECG)，也稱為體表心電圖。 心電圖（心電圖（ECG ）是多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀最）是多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀最基本的監(jiān)護(hù)內(nèi)容，基本的監(jiān)護(hù)內(nèi)容，心電監(jiān)護(hù)往往采用導(dǎo)聯(lián)，亦有采用、標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)或全標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)或全12導(dǎo)聯(lián)監(jiān)護(hù)，視需要而定。 在CRT屏幕上除給出心電波形外，應(yīng)同時(shí)給出心率 HR，并具有心律失常自動(dòng)分析的功析的功能。 （ 2 ）無(wú)創(chuàng)血壓）無(wú)創(chuàng)血壓 心臟收縮時(shí)所達(dá)到的最高壓力稱為收縮壓 ，它把血液推進(jìn)到主動(dòng)脈，并維持全身循環(huán)。 心臟擴(kuò)張時(shí)所達(dá)到的最低壓力稱為舒張壓，它使血液能回流到右心房。 血壓波形在一周內(nèi)的積分除以心周期 T稱為平均壓。 有多

4、種方法可實(shí)現(xiàn)血壓的無(wú)創(chuàng)測(cè)量，在多生理參數(shù)監(jiān)護(hù)儀中通常采用柯氏音法和測(cè)振法兩類。 柯氏音法是檢測(cè)袖帶下的柯氏音（脈搏柯氏音法是檢測(cè)袖帶下的柯氏音（脈搏聲來(lái)測(cè)定血壓的，柯氏音無(wú)創(chuàng)血壓監(jiān)護(hù)聲來(lái)測(cè)定血壓的，柯氏音無(wú)創(chuàng)血壓監(jiān)護(hù)系統(tǒng)包括袖帶充氣系統(tǒng)、袖帶、柯氏音系統(tǒng)包括袖帶充氣系統(tǒng)、袖帶、柯氏音傳感器、音頻放大及自動(dòng)增益調(diào)整電路、傳感器、音頻放大及自動(dòng)增益調(diào)整電路、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器及顯示部分等。轉(zhuǎn)換器、微處理器及顯示部分等。 測(cè)振法是檢測(cè)氣袖內(nèi)氣體的振蕩波，振測(cè)振法是檢測(cè)氣袖內(nèi)氣體的振蕩波，振蕩波源于血管壁的搏動(dòng)，測(cè)量振蕩波的蕩波源于血管壁的搏動(dòng)，測(cè)量振蕩波的相關(guān)點(diǎn)就可測(cè)定血壓值（相關(guān)點(diǎn)就可測(cè)定血壓

5、值（PS，PD和和PM）。）。測(cè)振法獲得脈搏振動(dòng)波的方法可借助微測(cè)振法獲得脈搏振動(dòng)波的方法可借助微音器和壓力傳感器。音器和壓力傳感器。血氧儀系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖血氧儀系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖（4 ）呼吸波與呼吸率）呼吸波與呼吸率 呼吸測(cè)量是肺功能檢查的重要部分。在監(jiān)護(hù)儀中，通常測(cè)量呼吸波并測(cè)定呼吸（頻）率（次 /分鐘）。 呼吸頻率的測(cè)量可通過(guò)熱敏電阻（傳感器） 直接測(cè)量 吸氣流的溫度變化，經(jīng)過(guò)電橋電路將這一變化變換成電壓信號(hào)，也可采用 阻抗法來(lái)測(cè)量呼吸頻率，因?yàn)楹粑\(yùn)動(dòng)時(shí)，胸壁肌肉交變張馳，胸廓交替變形，肌體組織的電阻抗也隨之交替變化。 測(cè)量呼吸阻抗值的變化可采用電橋法、調(diào)制法、恒壓源法和恒流源法等多種方

6、式。 在監(jiān)護(hù)儀中， 呼吸阻抗電極可與心電電極合用，在檢測(cè)心電信號(hào)時(shí)可同時(shí)檢測(cè)呼吸阻抗變化和呼吸頻率。（ 5）體溫）體溫 體溫是了解生命狀態(tài)的重要指標(biāo)。監(jiān)護(hù)儀中，體溫的測(cè)量常采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻作為溫度傳感器，采用電橋作為檢測(cè)電路?，F(xiàn)在已有集成化測(cè)溫電路可供選用。 高檔的監(jiān)護(hù)儀可提供測(cè)溫電路，以測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同部位的溫差 T=T2T1。體溫探頭（傳感器）可采用體表探頭和體腔探頭，分別用來(lái)監(jiān)護(hù)體表和腔內(nèi)溫度。 在一些特殊場(chǎng)合，為了避免交叉?zhèn)魅?，亦可以采用紅外非接觸測(cè)溫技術(shù)。監(jiān)護(hù)儀中，測(cè)溫精度應(yīng)在 0.1，應(yīng)有較快的測(cè)溫響應(yīng)。（6）心輸出量1.1.主控模塊主控模塊 主控模塊采用可嵌入式工控卡設(shè)計(jì)，它

7、具有工控機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)，能經(jīng)受惡劣環(huán)境的考驗(yàn)，而且采用開放式總線結(jié)構(gòu)，體積緊湊，擴(kuò)展方便。它們可采用CMOS器件設(shè)計(jì)，功耗低，又支持電子盤， 在固化 BIOS和 DOS的支持下，使用PC機(jī)的軟件資源，便于編制和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的算法。再加上使用無(wú)源底板、抗干擾的Watchdog電路等，使它們很適用于醫(yī)療儀器等嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 目前有一款工控卡的具體性能如下：目前有一款工控卡的具體性能如下： CPU處理器：采用嵌入式處理器：采用嵌入式CPU，奔騰，奔騰處理器，處理器，32位位數(shù)據(jù)總線、數(shù)據(jù)總線、100MHz總線速度。總線速度。 DMA通道：通道：16 中斷：中斷：15級(jí)級(jí) 內(nèi)存：內(nèi)存：512MB在板在板

8、 I/O:一個(gè)硬盤口、一個(gè)軟驅(qū)口、一個(gè)硬盤口、一個(gè)軟驅(qū)口、4個(gè)個(gè)RS-232串口、串口、2個(gè)個(gè)RS-232/485串口、串口、1個(gè)雙向并口、個(gè)雙向并口、16bit GPIO 電子盤：支持電子盤：支持Flash/DiskOnChip以及以及USB電子盤電子盤 顯示：顯示：1MB顯存，支持最高顯存，支持最高32bit液晶屏，支持液晶屏，支持CRT 以太網(wǎng)：以太網(wǎng)：NE2000兼容，內(nèi)建兼容，內(nèi)建16KRAM緩沖區(qū)，緩沖區(qū)，100MB傳輸速率傳輸速率 電源：?jiǎn)坞娫矗簡(jiǎn)?V，960mA 主控模塊是現(xiàn)代監(jiān)護(hù)儀的核心部分。主控模塊是現(xiàn)代監(jiān)護(hù)儀的核心部分。它接收來(lái)自各功能模塊的數(shù)據(jù)及波形它接收來(lái)自各功能模塊

9、的數(shù)據(jù)及波形參數(shù)，并對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析和存儲(chǔ)，參數(shù)，并對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析和存儲(chǔ)，控制輸出同時(shí)協(xié)調(diào)、檢測(cè)整機(jī)各部分控制輸出同時(shí)協(xié)調(diào)、檢測(cè)整機(jī)各部分的工作?？刂菩畔⑤敵鲇酗@示波形、的工作。控制信息輸出有顯示波形、文字、圖形，啟動(dòng)報(bào)警和打印記錄等。文字、圖形，啟動(dòng)報(bào)警和打印記錄等。系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中，接上硬盤、鍵盤和系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中，接上硬盤、鍵盤和顯示器等外圍設(shè)備，就相當(dāng)于一臺(tái)顯示器等外圍設(shè)備，就相當(dāng)于一臺(tái) PC機(jī)。軟件開發(fā)完成后，將程序?qū)懭腚姍C(jī)。軟件開發(fā)完成后，將程序?qū)懭腚娮颖P，移去硬盤和鍵盤便自成系統(tǒng)。子盤，移去硬盤和鍵盤便自成系統(tǒng)。2. OEM模塊模塊 OEM(Original Equipment

10、 Manufacturer)模塊的結(jié)構(gòu)基本由下列四個(gè)部分組成：(1) 信號(hào)采集部分：通過(guò)電極和傳感器拾取人體心電、血壓、呼吸、血氧飽和度等生理參數(shù)信號(hào)，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。(2)模擬處理部分：通過(guò)模擬電路對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行阻抗匹配、過(guò)濾、放大等處理。 (3) 數(shù)字處理部分：由模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理機(jī)、存儲(chǔ)器等組成。由模數(shù)轉(zhuǎn)換器把人體生理參數(shù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，由存儲(chǔ)器存儲(chǔ)操作程序、設(shè)置信息和臨時(shí)數(shù)據(jù) (如波形、文字、趨勢(shì)等 等)，微處理機(jī)（單片機(jī)）接收來(lái)自工控卡的控制信息、執(zhí)行程序，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算、分析和存儲(chǔ)。 (4) 信息輸出：以約定的協(xié)議通過(guò)串口傳輸給上位機(jī)（工控卡）各生理參數(shù)的

11、測(cè)量結(jié)果和波形數(shù)據(jù)。 2. 血壓模塊血壓模塊 下圖是血壓模塊硬件框圖，通過(guò)充氣下圖是血壓模塊硬件框圖，通過(guò)充氣袖套袖套 充氣袖套在檢測(cè)部位以充氣袖套在檢測(cè)部位以 20mmHg的增量逐級(jí)施加外力，當(dāng)外力超過(guò)預(yù)的增量逐級(jí)施加外力，當(dāng)外力超過(guò)預(yù)設(shè)值后，開始以設(shè)值后，開始以 以以 45mmHg的減量的減量逐級(jí)減壓。在減壓過(guò)程中檢測(cè)袖套靜逐級(jí)減壓。在減壓過(guò)程中檢測(cè)袖套靜壓和氣袖內(nèi)氣體的振蕩波，而振蕩波壓和氣袖內(nèi)氣體的振蕩波，而振蕩波起源于血管壁的搏動(dòng)。測(cè)量過(guò)程與柯起源于血管壁的搏動(dòng)。測(cè)量過(guò)程與柯氏音法基本相同，但測(cè)量原理完全不氏音法基本相同，但測(cè)量原理完全不同。同。2. 床邊監(jiān)護(hù)儀與集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng)床邊監(jiān)護(hù)

12、儀與集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng) 現(xiàn)代現(xiàn)代ICU（Intensive Care Unit）監(jiān)護(hù)系統(tǒng)有）監(jiān)護(hù)系統(tǒng)有兩大類：一類是分散兩大類：一類是分散 監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，另一類監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，另一類是集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。前者是單個(gè)病人進(jìn)行監(jiān)是集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。前者是單個(gè)病人進(jìn)行監(jiān)護(hù)，其監(jiān)護(hù)儀獨(dú)立成機(jī)護(hù)，其監(jiān)護(hù)儀獨(dú)立成機(jī)(系統(tǒng)系統(tǒng))，使用靈活，使用靈活方便。后者是較為典型的方便。后者是較為典型的CCU（Coronary heart disease CU）監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，可以同時(shí)）監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，可以同時(shí)監(jiān)護(hù)多個(gè)病人，便于集中管理，儀器使用監(jiān)護(hù)多個(gè)病人，便于集中管理，儀器使用效率高。目前在醫(yī)院效率高。目前在醫(yī)院CCU病房中大多采用病房中大多采用集中監(jiān)

13、護(hù)系統(tǒng)。集中監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。 3. 動(dòng)態(tài)心電與血壓的監(jiān)護(hù)動(dòng)態(tài)心電與血壓的監(jiān)護(hù) (Holter) 動(dòng)態(tài)心電記錄分析系統(tǒng)（心電動(dòng)態(tài)心電記錄分析系統(tǒng)（心電Holter系系統(tǒng)）是最常見(jiàn)到動(dòng)態(tài)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，它可統(tǒng)）是最常見(jiàn)到動(dòng)態(tài)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，它可以把病人在正常生活環(huán)境中從事日常以把病人在正常生活環(huán)境中從事日?；顒?dòng)的心電活動(dòng)長(zhǎng)時(shí)間地（至少活動(dòng)的心電活動(dòng)長(zhǎng)時(shí)間地（至少24小小時(shí)）實(shí)時(shí)記錄，然后回放并進(jìn)行詳細(xì)時(shí)）實(shí)時(shí)記錄，然后回放并進(jìn)行詳細(xì)觀察、分析和處理，從而有利于一過(guò)觀察、分析和處理，從而有利于一過(guò)性異常心電波的發(fā)現(xiàn)與診斷，目前主性異常心電波的發(fā)現(xiàn)與診斷，目前主要用于對(duì)冠心病的鑒別和要用于對(duì)冠心病的鑒別和 診斷。診斷。

14、4. 胎兒監(jiān)護(hù)儀 從原理上分，有超聲多普勒原理的胎兒心率監(jiān)護(hù)儀，有直接在胎兒頭皮上放置電極的胎兒心電分娩監(jiān)護(hù)儀，也有在母體腹部放置電極的圍產(chǎn)期胎兒心電監(jiān)護(hù)以及胎兒心音監(jiān)護(hù)儀。母體腹部電極法胎兒心電監(jiān)護(hù)儀在孕婦腹部檢測(cè)心電信號(hào)。這個(gè)心電信號(hào)是母親心電和胎兒心電混合在一起的，可利用16位微處理機(jī)和高速數(shù)字信號(hào)處理器及信號(hào)處理方法，從母親心電中將胎兒的心電信號(hào)提取出來(lái)，在監(jiān)視器上同時(shí)顯示母親腹部心電波形和胎兒心電波形及胎兒心率，并設(shè)置上、下限報(bào)警，也可用記錄儀記錄波形以供分析。這種胎兒監(jiān)護(hù)儀可對(duì)胎兒進(jìn)行長(zhǎng)期地、完全無(wú)損地監(jiān)護(hù)。5. 監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的幾個(gè)發(fā)展方向監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的幾個(gè)發(fā)展方向 1 . 小型化：由于電

15、子技術(shù)的不斷發(fā)展，小型化：由于電子技術(shù)的不斷發(fā)展，使得監(jiān)護(hù)儀小型化成為可能，世界上使得監(jiān)護(hù)儀小型化成為可能，世界上大多數(shù)的監(jiān)護(hù)儀廠家都推出了小型化大多數(shù)的監(jiān)護(hù)儀廠家都推出了小型化的監(jiān)護(hù)儀，以適應(yīng)野外、戰(zhàn)地和運(yùn)輸?shù)谋O(jiān)護(hù)儀，以適應(yīng)野外、戰(zhàn)地和運(yùn)輸途中的需要。體積小、性能穩(wěn)定、具途中的需要。體積小、性能穩(wěn)定、具有常規(guī)檢測(cè)參數(shù)、操作更簡(jiǎn)便的監(jiān)護(hù)有常規(guī)檢測(cè)參數(shù)、操作更簡(jiǎn)便的監(jiān)護(hù)儀是今后的發(fā)展方向之一。儀是今后的發(fā)展方向之一。 2. 綜合化：現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)在不斷地進(jìn)步，醫(yī)護(hù)人員希望了解更多的病人信息，這就要求監(jiān)護(hù)儀能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體更多的生理參數(shù)。 3 . 模塊化：是當(dāng)今發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，因其具有配置靈活、維護(hù)方便、并且可不斷升級(jí)等優(yōu)點(diǎn)，深受廠家和醫(yī)院歡迎。目前已有各種型號(hào)的產(chǎn)品應(yīng)用于臨床，模塊化監(jiān)護(hù)儀將是發(fā)展主流。 4 . 專業(yè)化：由于醫(yī)院的科室分工越來(lái)越細(xì)，一些專門為某一科室而設(shè)計(jì)的監(jiān)護(hù)儀也相繼問(wèn)世。這些專業(yè)化的監(jiān)護(hù)儀能針對(duì)特殊要求，進(jìn)行特殊的監(jiān)測(cè)項(xiàng)