1、多参数监护仪的发展与应用摘 要本文以探究多参数监护仪的发展与应用为目的，对多参数监护仪的发展现状与应用研究进行了调查，多参数监护仪是临床常用的医疗设备，尤其是 ICU 不可或缺的设备之一。它主要通过提供心电、呼吸、血压、体温、动脉血氧饱和度、呼吸末 CO2、血流动力学监护等多项生理参数，为临床医护人员对危重患者的病情提供连续、动态的定 性和定量了解，以采取及时、有针对性的治疗。目前，多参数监护仪正朝着智能化方向发展，监护设备的无线化、网络化是未来的发展趋势，具有无线移动联网功能的监护设备将会在临床中发挥越来越重要的作用。关键词：多参数，监护仪，ICU，性能多参数监护仪的发展与应用1Develo
2、pment and Application of Multiparameter MonitorABSTRACTThe purpose of this text is to explore the development and application of multiparameter monitor, For the investigation on the status of the development and application of multiparameter monitor conducted a survey, Multiparameter monitor is clin
3、ical medical instrument, in particular for ICU. It provides consecutive and dynamic quantitative and qualitative information for the clinical staff through electrocardiogram, breath, blood pressure, body temperature, arterial oxygen saturation, end-tidal CO2 pressure, and blood dynamics, so that the
4、y can properly take measures. Currently, multiparameter monitor becomes more intelligent, and wireless and networking are developing tendency of the monitor, which will play an important role in clinical monitoring.Keywords: multiparameter monitor, ICU, performance上海医疗器械高等专科学校毕业论文2目 录摘 要 .1ABSTRACT
5、.2目 录 .3第一章 绪论 .4第二章 多参数监护仪的发展 .52.1 监护仪的起源 .52.2 监护仪的发展 .52.2.1 监护技术的发展 .62.2.2 动态心电监护仪的发展 .72.2.3 中央监护系统的发展 .82.3 我国监护仪的发展 .8第三章 多参数监护仪的应用 .93.1 多参数监护仪的结构原理 .93.1.1 多参数监护仪的结构 .93.1.2 多参数监护仪的原理 .103.2 多参数监护仪的应用 .143.2.1 多参数监护仪的临床应用 .143.2.2 多参数监护仪在使用中的注意事项 .15第四章 结论 .17谢 辞 .18参考文献 .19多参数监护仪的发展与应用3第
6、一章 绪论随着现代医学技术的发展，尤其是电子技术、计算机技术、数字信号处理技术的不断发展，使监护仪无论在结构上、测量技术上、还是在功能上都发生了很大的变化，实现了信号采集、分析、处理和控制的智能化。监护仪越来愈多的走向临床应用，他不再局限于手术室，ICU，CCU 等科室，大量的床旁边机已应用于个临床科室。多参数监护仪应用的目的是在临床监护过程中，为医护人员提供被监护病人的生命体征信息，使医护人员能全面、及时、准确的掌握患者的变化情况，协助医护人员进行诊断和治疗，是各类医院临床科室必不可少的一种常用医疗设备。监护技术的不断更新和发展，用户需求也逐渐朝多样性方向发展。型号、规格、功能各异的监护仪已
7、普遍进入医学监护领域。作为各级医院基本设备的监护仪正被广泛用于医院的 ICU、CCU、麻醉手术室及各种临床科室，特别是它可向医护人员提供病人生命体征的重要信息。利用这些信息，临床医生能更好地分析患者的病情，从而监护仪的作用越来越受到重视。本文将对监护仪的临床应用和发展做一介绍。上海医疗器械高等专科学校毕业论文4第二章 多参数监护仪的发展2.1 监护仪的起源“监护概念”的提出首先出现于军事的需要，特别是一些军事医学部门。因为在载人航天计划的发展实施过程中需要随时监控某些危险环境或者模拟环境下人体重要的生命参数的变化情况，因而出现了对生理信号的监视和记录，人体电和非电参数测量技术，无创伤测量技术，
8、多通道无线电生理遥测技术学。60 年代初，在医学界萌发了危重病人集中观察治疗的思想，明确提出了建立危重病人监护病房 ICU 病房的要求。这一思想让 50 年代形成的生理参数监护技术获得了新的更广泛的用途。尽管最初的病人监护系统结构是简单的，不过是某些生理信号放大器和电子示波器的组合，但这一情况很快随着 60 年代后期大批医学工程科学家转向民用产品领域而得到快速改变，当然这一历史局面的突变原因应该于美国登月计划的逐步完成，整体来讲，已经开始引入计算机技术对心电图波形进行研究，从临床上讲也大大减小了危重病人的死亡率，特别是心机梗死病人的死亡率由原来的超过 30%下降到 15%以下，美国无疑是该领域
9、最活跃和领先的国家。1971 年，微型计算机芯片的发明，标志着病人监护进入了一个新的、革命的发展时期硬件和软件结合使得信号处理技术在病人的监护过程中的应用成为可能。微型计算机技术在病人的监护仪器中早期应该是以微处理机为主的形式，应用微处理机或是单片机实现数据采集、分析、显示、描述、传输等功能，但自从 IBM 介入微型机系列之后，特别是从 80 年代中期开始，各种微型机和兼容机的批量入市以及竞争造成的更新的电子技术不断被开发出来并应用到产品中，这些都极大地促使了现代监护仪的发展。多参数监护仪是临床常用的医疗设 备，它主要通过提供心电、呼吸、血压、体温、动脉血氧饱和 度、呼吸末 CO2、血流动力学
10、监护等多项生理参数，有助于深入了解危重症患者的病理生理学变化，从而使临床医生能及时 采取有针对性的治疗。目前的监护仪已经能够对循环、呼吸、 消化、内分泌和神经等系统的生理参数进行有创或无创性的连 续监测，极大地提高了诊断、治疗、护理水平。多参数监护仪是 ICU 信息化建设的 重要组成部分，现在先进的多功能、多参数监护仪已能利用各 类电极、生物医学传感器监测心电、脑电、血压（有创和无创）、 呼吸、脉搏、血流量、体温、心排出量、血氧饱和度、pH 值、 PO2、PCO2、葡萄糖、胆固醇、激素和蛋白质等诸多指标。ICU 未来的监护系统将会更加智能化，在以减少人为的医疗差错、 提高医疗质量、优化资源利用
11、，便于信息的报告与交流方面有 更大发展，为传统医学带来革命性变化。2.2 监护仪的发展随着现代医学的不断发展，作为各级医院基本设备配置的监护仪正被广泛应用于医院的ICU、CCU、麻醉手术室及各临床科室，特别是它可向医护人员提供病人生命体征的重要信息。利用这些信息，临床医生能更好地分析患者的病情，从而采取适当的治疗措施，获得最佳的治疗效果，因此监护仪的作用越来越受到重视。监护系统的发展，可追溯至 1962 年，北美建立第一批冠心病监护病房（CCU），以后，监护系统得到了迅速发展，随着计算机和信号处理技术的不断发展，以及临床对危重患者和潜在危险患者的监护要求的不断提高，对 CCU/ICU 监护系统
12、功能要求也不断提高。我国的监护仪发展得也很早，始于 50 年代末，但直到 70 年代中期才研制出用于临床的监护仪多参数监护仪的发展与应用5器。80 年代各种医用监护仪纷纷问世，我国的监护仪大都可监测多项人体生物参数，有些产品在功能上与国外产品差距不大，可以满足临床实用要求，如利用美国监护单元模块 OEM 产品开发出的几种普及型监护仪，在市场中有相当份额；有些产品在某些性能上还超过国外产品。所不足的是总体水平较为逊色，工艺质量不如进口产品，形成产品的能力也不够，某些专用的监护仪还有缺项，如麻醉手术中的深度监测、呼吸监测系统等 1。目前，监护系统除具有以前的多参数生命体证监护的智能报警外，还要求在
13、监护质量以及医院监护网络方面有进一步的提高，以更好地满足临床监护，药物评价和现代化医院管理的需要。2.2.1 监护技术的发展1.重症监护早在 1863 年，南丁格尔结合自己的体会，提出来手术后病人应放在一个特定的场所进行康复治疗。第一次世界大战结束后，西方欧美国家建立了手术后重症监护病房（ICU）。1954 年第一篇关于 ICU 的文章发表，1958 年美国正式成立了综合性 ICU，当时属于麻醉科管理。1962 年成立了心脏病 ICU。1963 年开始，在美国全国范围内首次大规模举办了 ICU 学习班。1970 年美国成立了独立的危重病房学会。纵观历史，从 18631970 年监护医学经历了
14、100 多年的发展过程，到目前已经发展得比较完善。我国的监护医学起步较晚。1982 年在北京协会和医院成立了手术后ICU，1984 年才正式成立综合性 ICU，目前我国的 ICU 接近欧美国家 70 年代初期水平 ，落后斤 30年。众所周知，严密观察病人的病情变化，并及时处理一些相关问题，对危重病人的救治有重要意义。现代高科技的进步也推动着监护医学的发生于发展。随着各种监护设备及生命支持设备的完善，如多功能监护仪、多功能呼吸机、微量输液泵、简易血气生化仪等设备的应用，使医生对病人生命生理机能的了解也逐渐完善，生命支持的手段也增多，使急、危重症病人的抢救成功率明显增高。在监护医学飞速发展的同时也
15、带动了尖端医学的进步，如心脏外科、神经外科、心血管内科及急诊科的许多重症病人在严密监护下渡过了生命中最困难的时期而走向康复。2.无创血压监测传统的无创血压测量方法属于间断测量，具有代表性的是柯氏音听诊发和示波发。1.两法的相同点：都是利用袖套充气加压阻断动脉，随后缓缓放气，在放气过程中检测脉搏或血流的变化；都属于间断测量，不能连续监测人体动脉血压。2.两者比较：柯氏音法动脉不完全受阻时检测由血管振动传到体表的声音，即柯氏音；示波法检测由动脉血压所产生的压力脉动，即振动波。示波法测量血压时袖套内没有拾音器件因此排除声音干扰，可以应用于强噪音干扰环境，并且重复性较好，测量误差能够降低到 510mm
16、Hg 一下，比柯氏音法更具有优越性。示波法适用于小孩、新生儿及某些严重低血压患者的血压测量，柯氏音法显得不足。对两种方法的归纳对比见表 2.1。表 2.1 柯氏音法和示波法测量技术的差异性研究柯氏音法 示波法上海医疗器械高等专科学校毕业论文6原理 包括充气袖带和听诊器两部分，原理是通过气袖压迫血管，然后在放气中袖带压下降，监测得到血压值是特征点时刻气袖内压力值。通过充气袖带阻断动脉血流，监测放气中产生的振动波，利用波形的包络与血压的特定关系得到血压值。其中收缩压即是检测到的第一个脉动信号对应袖带压；舒张压放气中连续测到两幅度相近脉动信号对应袖带压。优点 操作简单，方便实用。临床上血压测量的“金
17、标准”。不易受被测者脉搏信号强弱的影响，重复性好，准确性较高，强抗干扰性、便于实时监测、不受传感器定位，唯一能测出动脉平均压的途径。缺点 易产生“白大衣效应”，主观影响效果明显，误差较大，重复性差。易受外界振动干扰，低压测量时对于器官刚性度和放气速度较敏感。对于跟踪血压的瞬变值检测能力不佳。运动干扰十分明显，通常要在检测前判断干扰是否存在，较麻烦。3.心电远程监护（ECG Remote Monitor）1903 年，“心电图之父”荷兰教授 Einthoven 通过 1500 米的电缆线，记录了世界上第一份完整人体心电图，这在后来被广泛认为是心电远程监护的雏形。其后数十年间，伴随冠心病等心血管疾
18、病的大肆流行，心电采集和监测技术得以迅猛发展。20 世纪中晚期，动态心电图（Holter）、床旁心电监护仪先后发明并在临床得到应用。同期，使用远程通信技术、全息影像技术、新电子技术和计算机多媒体技术、网络技术的远程医疗（TeleMedicine）日益兴起和成熟，心电远程监护获得了长久发展和广泛应用。20 世纪 6080 年代，基于电话传输的心电监护技术（TTM）得到应用和普及，并取得了良好的效果。TTM 技术的原理是将实时采集的心电信息转变为声音，通过电话传至医院接收机，再将声音谐调为心电信号，用心电图机描记，医生通过电话给予患者诊断和治疗。20 世纪 8090 年代，我国科学家发明了基于无线
19、寻呼技术的“心脏 BB 机”，患者在感觉不适时，手动触发 BB 机采集装置，然后将 BB 机扣在电话上传输心电信号。20 世纪 90 年代，随着无线通讯技术和网络技术的日益发展，心电远程传输技术取得了重大突破，“心脏手机”等随之问世。早期的“心脏手机”采用分体式技术，由心电采集处理单元和一部专用发射装置（手机或 PDA）组成，二者通过蓝牙连接。当患者感觉不适时，可手动触发记录装置，采集数十秒的心电图，通过蓝牙传送至手机或 PDA，再以短信或数字方式传至医院数据处理中心。本世纪初，“一体式”心脏手机出现，将心电采集处理单元和发射装置融合于一部特制的手机内，通过手持方式，使手机底部电极接触胸壁形成
20、回路来采集心电信号，然后通过移动通讯网络将心电信息发送至数据处理中心。本世纪初，我国心电远程监护技术的研究取得了革命性突破。2005 年，国内山东优加利信息科技有限公司发明了世界上第一个具有自适应分析预警功能的心电远程实时监护产品，并申请了国际发明专利，成为全球心电远程监护领域内唯一掌握此技术并有大规模临床应用经验的公司。2.2.2 动态心电监护仪的发展动态心电图可以连续的、长时间的记录心脏活动情况，并且可以编辑分析人体心脏在安静和活动情况。在 1947 年，Norman J.Holter 首先将此技术应用于研究心脏活动的监测，所以动态心电图又称 Holter，目前在心血管领域中，是非创伤性检
21、查的重要诊断方法之一。与一般的心电图机不同的是，动态心电图可以记录（2448）小时的心电信号，可以提高对非持续性心率失常的发作。多参数监护仪的发展与应用7研究表明，24 小时则可达到检出 85%90%病人的心律失常，而检测 1 分钟心电图只能检出 10%，因此，动态心电图对心脏功能的评估和心脏疾病的早期发现具有十分重要的作用。18 世纪初发展，电现象在肌肉收缩时会产生，因为当时科学水平较低，不能定量研究所产生电压的大小；1887 年，Waller 以无创的方法用毛细管静电记录了体表心电图；1903 年 Einthoven 使用弦线电流计记录了心电图；到 1920 年后，电子放大技术与弦线电流计
22、结合，使体积和重量都减小了许多。 如今，随着软件技术和电子技术的发展，心电监护仪在功耗、体积等方面也有了发展；20 世纪 70 年代中期，记录器记录时间更长（2448）小时，回放系统采用自动分析的程序，能够准确计算异位心搏、心率和 ST 段波的改变。80 年代中后期，随着微处理器和微型计算机的应用，回放系统开始使用计算机，出现了多通道多功能的磁介质记录器，其具有实时分析功能，并且提高了分析运算的准确性和速度。20 世纪 90 年代后，运用大容量固态数码记录、大规模集成电路等全新技术，在数据分析与信号采集质量方面有极大改进，现在已多采用电子硬盘、Flash 等，其特点是体积小、存储容量大、佩戴舒
23、适、心电波形保真度高等。近些年来，心电信息处理方式逐渐向智能化式动态心电监护仪转变，改变了以往的模拟式动态心电监护仪，目前智能化动态心电监护仪已得到广泛应用。2.2.3 中央监护系统的发展由于通信、计算机的发展，监护仪的网络化进程加快，单台监护仪检测病人，已经不能满足大量病人信息的处理和检测，通过中央网络信息系统，将医院多台监护仪联网，可以提高工作效率。中央监护仪是由很多的床边监护仪和主监护仪组成的监护系统，通过对主监护仪的监控可以对多个被监护对象同时监护，也可以控制其工作，它主要是自动记录各种异常的生理参数和病人信息。中央监护仪极大地方便了医院对患者信息的管理，例如：中央监护仪可以使病人的监
24、护信息通过方便快捷的网络功能传到中央主机进行存储分析。另外，中央监护仪可以联网到医院的网络系统，将医院各科室的病人资料进行存储汇总，在中央信息系统中可以存储病人在医院的所有资料，方便更好地治疗和诊断病人。医护人员的工作强度由于监护仪的网络化降低了不少，特别是夜间工作人员较少，医护人员也可以同时检测多个病人，若出现问题会智能分析报警，使每个病人的情况都能得到及时的监控。监护仪的网络功能也推动了远程医疗的发展，允许临床医生远程访问网络上的信息，使医学专家可以在异地快速简便地诊断病情。这样可以最大限度地利用现有的网络技术，不但可以使跨地区的医学资源进行充分利用与共享，而且可以提高产品的维护质量、降低
25、维护费用、缩短维护时间。近年来，随着科学技术的发展，国内制造监护仪厂商在不断的进步，国内监护仪展现了网络化、多功能、便携式、模块化及无线产品等新的技术特征，而且软硬件水平都在提高。从其发展前景来看，监护仪作为数字化医疗设备的种类，随着我国数字化医疗设备产业的快速发展，其发展前景甚为看好。2.3 我国监护仪的发展我国监护技术发展得较早，始于 20 世纪 50 年代末，但直到 70 年代中期才研制出用于临床的监护仪，80 年代市面上出现了各种医用多参数监护仪。我国的监护仪很多在功能上与国外产品差距不大，可以满足临床实用要求，一般 都可检测人体多项参数，有些产品在某些性能上还超过国外产品，如 199
26、6 年推出的 NM100 型组合式结构病人监护网络，在多通道全隔离插件、双层彩色显示以及抗高频电刀干扰等方面，都是国际领先水平。国产监护产品一般具有的监护参数有：上海医疗器械高等专科学校毕业论文8ECG、RE-SP、NIBP、ETCO2 、TEMP；仅较少知名国产监护仪厂家能供麻醉气体、心输出量等比较“高级”的参数；较少提供连续无创 CO、SvO2 、连续无创心排量检测 ICG、呼吸力学 RM、麻醉深度 BIS 等参数的监护。国内生产的监护设备大部分是由中央站和床旁监护仪组成的监护系统；中央站的主要功能是多穿的集中显示、大容量的数据存储、非实时和实时的信息分析；床旁监护仪的主要功能是显示和测量
27、病人的波形趋势和生理参数，同时产生记录与报警。多参数监护仪的发展与应用9第三章 多参数监护仪的应用3.1 多参数监护仪的结构原理随着现代医疗技术和相关学科的不断发展，医用多参数监护仪已经成为医用电子仪器中不可缺少的一大类仪器，在医院中起着越来越重要的作用。它通过 24 小时对病人心电、心率、血压、体温、呼吸及血氧饱和度等生理参数的监测、分析和记录，同时与标准值进行比较，在病人的生理机能指标超出某一数值时发出警报，提醒医护人员及时进行抢救。目前，根据临床护理对象的需要在科室和病房内分别装备各种专用监护系统，如手术中(后)自动监护系统、外伤护理病房自动监护系统、CCU 系统、分娩室自动监护系统、I
28、CU 系统、新生儿和早产儿自动监护系统等，监护仪器的使用大大降低危重病人的死亡率。由于监护仪使用范围广，工作时间长，所以在医院也是属于频繁检修的设备。3.1.1 多参数监护仪的结构监护仪功能各异，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。一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如图 3.1 所示。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。 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。 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。图 3.1 监护仪的基础结构
