现代医学电子仪器原理和设计专家讲座

复习总结第五章血压测量概述常见血压参数；血压测量参考点。血压直接测量法：导管术传感器置于体外测量传感器置于体内测量血压测量误差血压传感器标定方法血压间接测量柯氏音法超声法测振法现代医学电子仪器原理和设计第1页第六章医用监护仪器第一节医用监护仪器概述医用监护仪器能够对人体生理参数进行长时间连续监测，而且能够对检测结果进行存放、显示、分析和控制，出现异常情况时能够发出警报提醒医护人员及时进行处理。医用监护仪临床应用依据临床护理对象和监护目标不一样，临床监护仪用于以下护理监护：手术中和手术后监护；分娩监护和胎儿监护；危重病人监护；恢复期病人监护；治疗病人（肾透析、高压氧舱、放射线治疗、精神病等）监护；为确诊所进行长久监护。现代医学电子仪器原理和设计第2页在临床上依据需要在科室和病房中使用各种专用监护仪，也称为监护系统，主要有：危重病人监护仪、冠心病监护仪、分娩监护仪、新生儿和早产儿监护仪、颅内压监护仪、麻醉监护仪、睡眠监护仪等。监护仪监测生理和生化参数：如心电图监测、呼吸监测、无创血压监测、有创血压监测、气道二氧化碳监测、气道氧气监测、血液体积辅助监测、血氧饱和度/血液体积监测、温度监测、pH值监测、血气监测等医用监护仪除有监护功效外，还有疾病诊疗和治疗功效，同时还有抢救功效，如动态心电图（HOLTER）和血压监测信、心脏除颤监护仪等。现代医学电子仪器原理和设计第3页医用监护仪分类按检测参数分类：⑴单参数监护仪；⑵多参数监护仪。按使用范围分类：⑴床边监护仪；⑵中央监护仪；⑶离院监护仪。按功效分类：⑴通用监护仪；⑵专用监护仪。按仪器接收方式分类：⑴有线监护仪；⑵无线遥测监护仪。按监护仪作用分类：纯监护仪和抢救、治疗用监护仪。按仪器结构功效分类：一体式监护仪；插件式监护仪。现代医学电子仪器原理和设计第4页医用监护仪结构图6—1医用监护仪器结构框图现代医学电子仪器原理和设计第5页如图6-1所表示。当代医用监护仪器主要由五个部分组成：传感器与电极、多路模拟处理系统、计算机系统、信号统计、报警和显示部分以及治疗部分，有监护仪还有遥测部分及摄像机。各部分功效简明描述以下：传感器与电极：各种传感器和电极用以获取各种生理参数。监护系统中传感器要求能长久稳定地检出被测参数，且不能给病人带来痛苦和不适等。多路模拟处理系统：它主要是将传感器取得信号加以放大，同时降低噪声和干扰提升信噪比，实现采样、调制、解调、阻抗匹配等。现代医学电子仪器原理和设计第6页计算机系统：计算机系统是医用监护仪器控制关键，主要负责信号存放、运算、分析及诊疗。监护仪具备功效主要由计算机系统实现，详细包含：⑴阈值比较；⑵计算；⑶分析；⑷建模信号显示、统计和报警治疗部分医用监护仪特点安全性能与国际标准接轨功效愈加强大、性能愈加卓越专用监护仪发展快速远程监护和家庭监护日益普及。现代医学电子仪器原理和设计第7页第二节临床惯用监护参数及测量原理心电图心电图是多参数监护仪最基本监护参数。测量原理心电监护原理与常规心电图机检测原理基本相同。心电监护仪普通能监护3～6个导联，标准Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ导联及加压导联aVR、aVL、aVF，能同时显示其中一个或两个导联波形。功效强大监护仪可监护12个心电导联。最简单监护仪普通有3个监护电极。监护导联电极颜色标识有AHA（美国心脏协会）和IEC（国际电工委员会）两个标准见表6-1。现代医学电子仪器原理和设计第8页表6-1监护导联线电极颜色标识标准电极右臂R、右上胸部左臂L、左上胸部左腿F、左下胸部右腿N、右下胸部胸部或V1～V6AHA白色黑色红色绿色棕色IEC红色黄色绿色黑色白色当监护仪有3个监护电极时，监护电极放置于胸部位置如图6-2所表示。现代医学电子仪器原理和设计第9页影响ECG准确测量原因⑴电极放置正确；⑵电极与皮肤接触良好；⑶导联选择正确；⑷排除外部干扰。即使心电监护原理与常规心电图机检测原理基本相同，但心电监护功效并不能完全替换常规心电图机。当前监护仪心电波形普通不能提供更细微结构，也就是说其细微结构诊疗能力还不强，这是因为二者目标不一样。心电监护目标是长时间、实时地监测患者心率情况。两种仪器在测量电路中，放大器通带宽度及时间常数都不一样。现代医学电子仪器原理和设计第10页心率心率：是指心脏每分钟搏动次数。健康成年人在平静状态下平均心率是75次／min，正常范围为60～100次／min。在不一样生理条件下，心率最低可到40～50次／min，最高可到200次／min。监护仪心率报警范围：低限20～100次／min，高限为80～240次／min。心率测量是依据心电波形测定瞬时心率和平均心率。瞬时心率是指心电图两个相邻R-R间期倒数。即：

现代医学电子仪器原理和设计第11页平均心率是在已知时间内计算脉搏数，即用R波个数来决定。即：QRS波识别是心率测量关键。对心电信号h(t)进行微分得：若微分值e(t)大于阈值E，则可确定该时刻心电图波为R波。现代医学电子仪器原理和设计第12页有创血压利用导管术来测量和监护动脉血压、中心静脉压、左心房压、左心室压、肺动脉和肺毛细血管楔入压等。无创血压电子柯氏音检测法测振法血氧饱和度血液中有效氧分子,经过与血红蛋白（Hb)结合后形成氧合血红蛋白（HbO2），氧合血红蛋白占全部血红蛋白百分比称为血氧饱和度。血氧饱和度是衡量人体血液携带氧能力主要参数。现代医学电子仪器原理和设计第13页血氧饱和度测量通常分电化学法和光学法两类。以往大部分采取电化学法，如临床和试验室惯用血气分析仪，它要取血样来检测，尽管能够得到准确结果，但该方法属于有创测量，操作复杂，分析周期长，不能连续监测。脉搏血氧测定法是一个克服这些缺点新型光学测量方法。在符合临床要求前提下，实现无创伤、长时间连续监测血氧饱和度，为临床提供了快速、简便、安全可靠测定方法。因为它显著优点，已在临床中得到广泛应用尤其是在临床监护、抢救护理和手术麻醉中，它被认为是监护仪所必备性能现代医学电子仪器原理和设计第14页监护仪中对脉搏血氧饱和度测量，采取是光电技术，通常有两种方法：透射法和反射法。透射法依据郎伯-比尔定律，当一束光照射到某种物质溶液上时，物质对光有一定吸收、衰减，透射光强I与入射光强I0之间有以下关系：I0/I比值对数称为吸光度D，所以上式可表示为：若保持光路径不变，吸光度便与物质吸光系数和溶液浓度成正比。现代医学电子仪器原理和设计第15页

血液中氧合血红蛋白（HbO2）和还原血红蛋白（Hb）对不一样波长光吸收系数不一样，如图6-4所表示，在波长为600～700nm红光区，Hb吸收系数比HbO2大；而在波长为800～1000nm近红外光区，HbO2吸收系数比Hb大；在805nm附近是吸收点。图6-4HbO2和Hb光吸收系数现代医学电子仪器原理和设计第16页基于氧合血红蛋白HbO2和还原血红蛋白（Hb）这种光谱特征，血氧饱和度探头中发光元件发出两种波长光信号，通惯用660nm红光和925nm近红外光照射被测组织，将含动脉血管部位（如手指、脚趾、耳垂等）放在发光管和一个光电管之间，如图6-5所表示。

光电管所接收光吸收或者光透射信号包含两种成份：一个是脉动成份（即交流信号AC），它是由脉动动脉血光吸收引发交变成份；另一个是稳定成份（即直流信号DC），它反应各非脉动组织（如表皮、肌肉、骨骼和静脉等）引发光吸收大小。现代医学电子仪器原理和设计第17页能反应血氧饱和度改变仅仅是两波长交流信号幅度之比，而两波长直流信号可用于对交流信号定标。因为血液中HbO2和Hb浓度伴随血液脉动做周期性改变，所以，它们对光吸收也在脉动地改变，所以引发光电管输出电信号强度也随血液脉动而周期性改变。因为光电管能将接收到光信号转变为电信号，但不能区分光波长，监护仪电路中用一个定时电路来控制两个发光管发光次序。两种波长光交替经过检测部位，由光电元件检测透射光强，并将两个信号脉动成份分离出来，依据下式计算对应血氧饱和度值：现代医学电子仪器原理和设计第18页因为光电信号脉动规律与心脏搏动一致，依据检出信号重复周期可确定脉率，所以称之为脉搏血氧饱和度检测。反射法采取透射原理传感器，只能局限于在指尖和耳垂部位进行测量，不能实现体表大多数部位血氧饱和度监测。即使从指尖或耳垂检测能反应全身动脉血氧饱和度改变，却不能反应因为局部组织（如脑组织）发生循环障碍或局部组织（如肌肉组织）大量耗氧等情况下组织血氧状态改变。采取反射式血氧饱和度传感器设计，可防止透射式传感器透射深度有限缺点，适合用于全身各处肌肉组织氧含量测量。现代医学电子仪器原理和设计第19页反射式传感器示意图

如图6-6所表示反射式血氧饱和度检测原理与透射式血氧饱和度检测原理电路部分基本相同，不一样只是传感器。反射式传感器也是由两种波长发光二极管和光敏元件组成，但光敏元件接收到是组织反射光。因为光线在组织中运动展现随机性，反射式传感器所接收到光线极难确定其确切检测区域，从概率意义上说，光线从光源发射经组织传输到光敏元件接收，走过是一条香蕉状路线，所以，光源与光敏元件距离是一个主要参数，普通设置为4～10mm现代医学电子仪器原理和设计第20页影响血氧饱和度准确测量原因以下原因影响血氧饱和度准确测量：不正确位置可能造成不正确结果。测量需要脉动。当脉动降低到一定极限，就无法进行测量。光线干扰会影响测量精度。人为移动也可能影响测量精度，因为它与脉动含有相同频率范围。现代医学电子仪器原理和设计第21页呼吸呼吸率：呼吸监护指监护病人呼吸频率，即呼吸率。呼吸频率是病人在单位时间内呼吸次数，单位是次/分(min)。平静呼吸时，新生儿60～70次／min，成人12～18次／min。呼吸频率在监护中有热敏式和阻抗式两种测量方法。热敏式呼吸测量将热敏电阻置于鼻腔内，当呼吸气流经过热敏电阻时，改变了传热条件，使热敏电阻温度随呼吸气流周期发生改变，从而使热敏电阻值发生周期性改变。现代医学电子仪器原理和设计第22页图中R1、R2为标准电阻，且R1=R2；R4为调零电阻，使用前调整R4使它与热敏电阻值相等，电桥处于平衡状态，输出为零。Rs是用来调整电桥灵敏度。现代医学电子仪器原理和设计第23页图6-8是热敏式呼吸频率传感器示意图。热敏电阻放在夹子平直片前端外侧。使用时只要将夹子夹住鼻子翼，并使热敏电阻置于鼻孔之中即可。现代医学电子仪器原理和设计第24页阻抗式呼吸测量人体呼吸运动时，胸壁肌肉交变弛张，胸廓也交替变形，肌体组织电阻抗也交替改变，改变量为0.1～3Ω，称为呼吸阻抗。呼吸阻抗(肺阻抗)与肺容量存在一定关系，肺阻抗随肺容量增大而增大。阻抗式呼吸测量就是依据肺阻抗改变而设计。监护测量中，呼吸阻抗电极与心电电极适用，即专心电电极同时检测心电信号和呼吸阻抗。电极安放方法与前面所述“心电监护”相同。利用L和R（或L和RF）两个电极。两电极之间阻抗作为待测阻抗Zx，接在惠斯通电桥一个桥臂上，如图6-9所表示。电桥供电电源采取10kHz～100kHz高频电源，这种电源频率不会引发心脏刺激作用。现代医学电子仪器原理和设计第25页呼吸阻抗测量除了电桥法以外，还有调制法、恒压源法和恒流源法。呼吸阻抗是容性，电桥静态平衡调整较困难，而呼吸阻抗随时间经常改变，平衡调整要经常进行，这么对长时间稳定不太方便。恒流源法就是输出高频恒定电流，经过电极直接加到病人胸壁上。因为呼吸阻抗周期改变，两电极之间电压也周期性地改变，经滤波、放大后可描记呼吸曲线，呼吸曲线不但反应呼吸频率和深度，还可分析潮气量等。现代医学电子仪器原理和设计第26页影响呼吸测量原因影响呼吸测量原因有以下几个：不适当地放置电极会影响对阻抗改变测量。皮肤接触不良造成信号不良。外部干扰。病人移动、骨骼、器官、起搏器活动以及电外科手术器械电磁干扰都会影响呼吸信号。对于活动病人不推荐进行呼吸监护，因为会产生错误警报。现代医学电子仪器原理和设计第27页体温监护测量方法监护仪中体温测量普通采取负温度系数热敏电阻作为温度传感器。体温测量测量线路是惠斯通电桥，将热敏电阻接在电桥一个桥臂上，经过测量电桥不平衡输出，能够测定体温。影响体温测量原因体温计应该能够提供快速、准确、可靠体温测量。影响体温测量原因包含以下几个：⑴刻度准确性；⑵没有适当参考标准来对体温计进行校准；⑶测量解剖部位选择；⑷环境原因⑸病人活动和移动。现代医学电子仪器原理和设计第28页呼吸末二氧化碳监护呼吸末二氧化碳（PetCO2)是麻醉患者和呼吸代谢系统疾病患者主要检测指标。监测呼吸末二氧化碳浓度，不但可监测通气而且能反应肺血流，含有没有创及连续监测优点，从而降低血气分析次数。测量方法CO2测量主要采取红外吸收法，即不一样浓度CO2对特定红外光吸收程度不一样。因为CO2能吸收波长为4.3μm红外线，用红外线透照测试气样后，光电换能器元件能探测到红外衰减程度，所获取信号与参比气信号比较，经电子系统放大处理后就能用数字和图形显示CO2浓度。现代医学电子仪器原理和设计第29页CO2监护有主流式和旁流式两种。主流式直接将气体传感器放置在病人呼吸气路导管中，直接对呼吸气体中CO2进行浓度转换然后将电信号送入监护仪进行分析处理，得到PetCO2参数。旁流式光学传感器置于监护仪内，由气体采样管实时抽取病人呼吸气体样品，经氧水分离器，去除呼吸气体中水分，送入监护仪中进行CO2分析。影响CO2测量呼吸气体测量精度原因：⑴病人呼吸温度；⑵病人呼吸过程中水蒸气含量；⑶测量点大气压；⑷其它气体，最显著是空气中N2O和O2。现代医学电子仪器原理和设计第30页心输出量心输出量是衡量心功效主要指标，在一些病理条件下，心输出量降低，使机体营养供给不足。心输出量是心脏每分钟射出血量，它测定是经过某一方式将—定量指示剂注射到血液中，经过在血液中扩散，测定指示剂改变来计算心输出量。测量方法监护中惯用热稀释法检测。这种方法采取生理盐水作为指示剂，热敏电阻为温度传感器。将漂浮导管经由心房插入肺动脉，然后经该导管向右心房注入冷生理盐水或葡萄糖液，温度传感器放置于该导管前端，当冷溶液与血液混合后就会发生温度改变，所以，当混合血流进入肺动脉时，将被温度传感器感知，依据注入时刻和混合后温度改变情况，利专心输出量换算方程，监护仪就可分析心输出量：现代医学电子仪器原理和设计第31页式中：1.08是与注入冷生理盐水和血液比热及密度相关常数；b0是单位换算系数；CT是相关系数；VI和TI是冷生理盐水注入量和温度；Tb和△Tb是血液温度及其改变量。

监护仪可重复测定不一样时刻心输出量，其测定间隙最短可达2min。影响心输出量准确测量原因：⑴生理条件，心率和心律改变，心脏畸形以及病人焦虑或移动都会造成测量误差；⑵导管条件，导管损坏或者位置不正确、过早地对气囊充气会造成测量误差；⑶注射原因，不准确时间、体积、溶液温度以及不正确导管端口使用也会造成测量误差。现代医学电子仪器原理和设计第32页十、脉搏脉搏：是动脉血管随心脏舒缩而周期性搏动现象。脉搏包含血管内压、容积、位移和管壁张力等各种物理量改变。脉搏测量有几个方法：一是从心电信号中提取；二是从测量血压时压力传感器测到波动来计算脉率；三是光电容积法。下面重点介绍光电容积法测量脉搏。光电容积式脉搏测量是监护测量中最普遍，传感器由光源和光电变换器两部分组成，它夹在病人指尖或耳廓上，如图6-10所表示。光源选择对动脉血中氧合血红蛋白有选择性一定波长光，最好用发光二极管，其光谱在6×10-7～7×10-7m。这束光透过人体外周血管，当动脉搏动充血容积改变时，改变了这束光透光率，由光电变换器接收经组织透射或反射光，转变为电信号送放大器放大和输出，由此反应动脉血管容积改变。

现代医学电子仪器原理和设计第33页脉搏是随心脏搏动而周期性改变信号，动脉血管容积也周期性地改变，光电变换器电信改变周期就是脉搏率。图6-10光电容积法脉搏测量现代医学电子仪器原理和设计第34页第三节床边监护仪床边监护仪是设置在床边与病人相连监护仪，它能够监测心电、血压、呼吸、体温、心功效和血气等各种生理参数，对心电监测是它主要功效。本节主要介绍床边心电监护仪基本原理及一些惯用电路。单参数床边监护仪单参数床边监护仪普通指心电监护仪。心电监护仪能够实时、连续地监视心电波形，并给予显示。在心电、心率出现异常时会自动发出警报，自动统计出报警时心电波形，这是心电监护仪基本功效。现代医学电子仪器原理和设计第35页心电监护仪能就一些R波是否提前，以及QRS波群是否变宽做出判断并报警。不论是心率越限，还是早搏、增宽，乃至其它一些种类心律失常报警，在报警之后，都要能指示报警床位、报警项目，而且要自动统计报警前和报警后一段时间心电波形。图6-11为单导心电监护仪原理框图。这个心电监护仪除了有一个心电信号主通道外，还有一个监护心率辅助通道。主要功效：用长余辉矩形示波管显示心电波形；用指针式心率表显示瞬时心率；每一个QRS波出现时都有声光同时显示；当病人心率超出任意设定上、下限时能自动报警，而且能够开启外接统计器统计异常心电图。组成：该框图分为四大部分：心电放大电路、心率监护电路、示波显示电路和稳压电源电路。现代医学电子仪器原理和设计第36页图6-11单通道心电监护仪框图现代医学电子仪器原理和设计第37页直流稳压电源部分：有若干种不一样直流或交流输出，供整机使用。其中采取隔离变压器以提升设备安全性。信号通道所用±12V电源采取二次稳压方式，以提升通道稳定性和抗干扰能力。心电放大器：心电放大器部分原理与心电图机相同。放大电路又分为：前置放大器、后置放大器、滤波放大和供示波显示用功率放大器。现代医学电子仪器原理和设计第38页此处有五条导联线作为整机输入，这个主通道总增益应在100dB左右。为了提升整机输人阻抗，前置放大器第一级应采取场效应管，其栅极应该接有导联开关和过压保护电路。在前置放大器和后置放大器之间有隔直电容，以消除导联极化电压；同时还有除颤保护。滤波放大器主要是由有源双T滤波器组成50Hz干扰信号抑制电路。最终一级实现信号功率放大，为示波管Y偏转板提供足够偏转电压。现代医学电子仪器原理和设计第39页心率检测部分图6-12

现代医学电子仪器原理和设计第40页图6-12可知，经过滤波放大器后心电信号传送到QRS波检出电路并整形成脉冲波，使每一次心跳对应一个脉冲，同时带动二极管亮0.3s；最终由计数电路和磁电式电压表组成平均值显示电路，以指针形式显示瞬时心率。心率表上带有两个光电耦合器以控制心率上、下限报警。当指针指在上限或下限时，都能够恰好使一个光电耦合器不受光，使光电耦合器中光电三极管工作状态翻转，开启声光报警。因为两套光电耦合器工作位置能够人工调整，故心率上、下限是能够预先设置。它由七个运算放大器组成。这个电路分两大部分：运算放大器A1～A5组成QRS波检出电路，输出为心率脉冲；A6和A7组成心率计数电路，是将心率脉冲变成一个与心率值成正百分比直流电压，最终专心率表指示心率值。现代医学电子仪器原理和设计第41页除颤抑制电路

运放A1和二极管D1～D4及R2、R3、C2、+E、-E组成除颤抑制电路，用以消除由除颤器发出除颤脉冲形成强大干扰。现代医学电子仪器原理和设计第42页桥路输出正常心电信号：＜100mV。此时：忽略二极管压降：实际上对除颤信号抑制作用主要是电容C2滤波作用。因为电阻R2数值很大，所以C2滤波时间常数近似为τ2=C2·（R4+R5）。人体心电波形在本级最大上升速率不超出dV/dt=1V/s，只要设计好C2，使电容两端电压改变率大于此值10倍就能够使心电信号不失真地输出。设C2上电压改变率dV/dt=10V/s，则有：现代医学电子仪器原理和设计第43页总之，这个除颤信号抑制电路是一个含有限幅特征跟随器，它用C2把幅度很大除颤尖脉冲信号滤除。C1作用是将心电信号中直流成份隔去。运放A2组成有源二阶带通滤波器，利用QRS波中心频率在17Hz附近特点从心电信号中选出QRS波，所以A2输出是对应于心跳脉冲信号。此滤波器中心频率为：现代医学电子仪器原理和设计第44页现代医学电子仪器原理和设计第45页这个电路在f0时增益为-l。因为A2反相作用，输出电压是反相QRS波脉冲。半波整流电路运放A3组成半波整流电路取出QRS波半周，起到了整形作用。它工作原理是：当A3输出端电压为正半周时，D6导通，D6输出半周信号；当A3输出端电压为负半周时，D6截止，没有信号经过。因为QRS脉冲是从A3反相端输入，所以这个整流电路输出电压是正向脉冲，如图6-14中uo3波形图所表示。该图中二极管D5作用是防止D6截止时产生A3开环使用现象，对A3进行保护。这一级能够利用R10和R8提供一定增益。现代医学电子仪器原理和设计第46页现代医学电子仪器原理和设计第47页阈值电路运放A4组成阈值电路实际上是一个峰值检出电路。它作用是取出QRS波峰值，并经过电位器分压取出一部分作为下一级比较器基准阈值电压。阈值电路工作原理是：当运放A4输出端电压上升时，VD8可能导通而对C5充电；当A4输出端电压下降时，VD8被C5反偏而截止，此时C5三条放电支路阻抗都很高，所以C5能够保持各QRS波峰值。C5放电时间常数设计为10s，它充电很快、放电很慢，组成一个峰值保持电路。此正峰值电压由Rw1分压后输出。现代医学电子仪器原理和设计第48页比较电路运放A5接成开环工作方式，对它两个输入端信号进行比较。它输出电压只有正向饱和和负向饱和两种工作状态。A5同相输入端接有前级输出直流阈值电压。当反相端出现正向QRS脉冲大于阈值电压时，A5输出低电平，反之输出高电平。可见A5组成比较器作用是对QRS波整形，它输出是对应于QRS波负矩形脉冲。输出电压以uo5波形如图6-14所表示。前级取心电信号幅值会产生阈值电压原因是：心电信号输入幅度发生改变时，阈值电压也会发生对应改变，二者总能在A5两个输入端进行有效比较，确保A5可靠地触发。电位器Rw1作用是调阈值电压值。现代医学电子仪器原理和设计第49页图6-14心率监测电路各点波形图现代医学电子仪器原理和设计第50页单稳电路

运放A6接成单稳电路，目标是将前一级输出负脉冲整形成一个连续时间为0.3s定宽负脉冲，其周期仍与心电波形相对应。输出电压uo6波形如图6-14所表示。运放A6接有正反馈电路，输出端只有正向饱和、负向饱和两种状态，而R19和R18对输出电压分压只有+4V和-4V两种状态。设A6输入为高电平，其输出也为高电平。因为D9导通维持反相输入端为+0.6V，而同相输入端为+4V，所以输出电压维持在高电平不会翻转，成为电路稳态。当输入端有一负脉冲到来后，同相端电压被拉成负电压，强迫A6翻转，输出低电平经电阻分压后使同相端电压变为-4V。与此同时，因为D9截止和C7被输出低电平充电，使反相端电压由+0.7V逐步降低。这个电压一旦降到与同相端电压相等时，A6又会自行翻转为输出高电平。可见输出为低电平期间是电路暂稳态。这就是单稳电路工作原理。现代医学电子仪器原理和设计第51页暂稳态定时时间由延时电容C7和其它电阻决定，即：现代医学电子仪器原理和设计第52页心率计数电路

运放A6和A7组成了心率计数电路。其指导思想是只有将QRS波用A6变成定宽脉冲后再用A7取均值，得到直流电压才与心率成正比，不受QRS波宽影响。

A7组成一个低通滤波器，滤去交流成份，把输入信号变成直流供心率表显示。这个滤波器截止频率为：

式中，Ud为二极管VD9正向导通压降；E为运放A6高电平输出值。输出定宽负脉冲能够使二极管在每一次心跳后燃亮0.3s，可见VD10是心跳指示器。现代医学电子仪器原理和设计第53页多参数床边监护仪（略）多参数床边监护仪大多采取插件式结构，配置十分灵活，且相对独立，经过改变设置，能够作为床边监护仪，也能够作为中心监护仪。用户能够经过换用插件来实现各种生理信号和血气参数监护功效，如对心电图进行全方面准确心律失常分析、ST分析及记忆回顾功效；有创及无创血压测量；有创及无创血氧饱和度测量；脉搏、经皮O2、CO2分压测量；呼吸率及呼吸中N2O、潮湿度、潮气CO2分压测量等。作为监护设备，还含有心电、动脉压力以及脉搏等波形显示、各种参数趋势图显示、各种参数超限时声光报警系统以及统计等功效。仪器可经接口与其它主机或其它床边机相互传输各种数据，所以可满足很多科室需求。现代医学电子仪器原理和设计第54页第四节中央监护系统在ICU（重症监护病房）和CCU（冠心病监护病房）中，必须对多床位危重病人实施24小时实时、连续监护，方便在病人出现病情恶化时采取必要抢救与治疗办法。采取中央集中监护方式，可将多个床边监护仪送来病人生理、生化信息及其改变进行集中分析、处理与管理，有利于提升仪器利用率。中央监护仪系统由一台中央监护仪和若干台床边监护仪组成，床边监护仪和中央监护仪间由接口电路和数据通信线路连接。中央监护仪也可发送控制指令至床边监护仪，直接控制其工作；床边超限报警信号也可同时出现在中央监护仪上，并指出对应床号和生命指征参数。现代医学电子仪器原理和设计第55页中央监护系统可分为单参数集中监护系统（如心电集中监护系统）和多生理参数集中监护系统。中央监护系统主要经过各种有线或无线通信技术实现病人生理信号数据和各种控制信号在各终端（床边监护仪）之间以及床边监护仪与中央监护仪之间传递。中央监护系统通信方式㈠以太网：链路，协议。㈡蓝牙技术：链路，协议。㈢无线通信：⑴频分制遥测系统；⑵时分制遥测系统；⑶脉冲编码制遥测系统。现代医学电子仪器原理和设计第56页多参数中央监护系统多参数中央监护系统是用来同时监护多床位病人多个生理（生化）参数系统。本系统能同时监护病人心电、血压、体温、脉搏、呼吸等波形和参数值。因为系统采取模块化结构，因而也可扩展监护其它参数，诸如心输出量、脉搏血氧饱和度等。该系统由多参数监护中央控制台（心律失常分析、中央监护仪、统计仪）、8个床边监护仪组成。现代医学电子仪器原理和设计第57页多参数床边监护仪可扩展成为一个多用途多参数床边系统，如图6-22所表示。现代医学电子仪器原理和设计第58页多参数床边监护系统中包含心电监护通道、血压监护通道和其它生理参数监护（如脉搏、呼吸、体温等）。

脉搏、呼吸、体温监护（如图6-23）现代医学电子仪器原理和设计第59页现代医学电子仪器原理和设计第60页第五节动态监护动态心电图动态心电图(DCG)指是先用磁带或固态式统计器24小时连续不停地统计病人在日常活动状态下心电信息，然后经过计算机回放，分析和编辑打印，这种在临床上可实现“长时间”、“动态”统计心电图，就称为动态心电图(DCG)。20世纪50年代末，美国科学家Holter首先创造了这种心电仪，人们称它为Holter现代医学电子仪器原理和设计第61页（一）动态心电图临床应用冠心病监护；判别和评价心律失常；对病窦综合症诊疗；在安装起搏器中应用；对药品疗效评价；在其它心脏病中应用。现代医学电子仪器原理和设计第62页（二）动态心电图机结构动态心电图机（Holter）由心电数据统计器和心电数据回放系统组成。心电数据统计器现代医学电子仪器原理和设计第63页心电数据回放系统心电数据回放系统通常由一台微机、高分辨率显示器、打印机和分析软件组成。软件是决定回放水平和质量主要原因。现代医学电子仪器原理和设计第64页（三）动态心电图机（Holter)发展动态由单通道、双通道、三通道发展到12导联，12导联Holter统计心电信息更全方面，它们优点主要表现在统计信息量更大，分析速度更加快。另外，伴随软件技术发展，系统所提供信息量也有很大提升。除了心律失常相关参数外，很多都加入了ST、HRV、QT、起搏分析等参数。现代医学电子仪器原理和设计第65页动态血压临床检测血压普通为偶测血压。测量时病人心情担心或情绪波动会造成血压读数偏高；另外，偶测血压值只能代表被测者当初血压情况，而不能反应全天动态血压改变趋势。为了连续检测病人血压改变情况，出现了动态血压检测技术（ABPM）（一）动态血压概念动态血压检测技术又称为佩戴式血压监测ABPM是让受检者佩带一个动态血压统计器，回到日常生活中去自由行动，仪器会自动按设置时间间隔进行血压测量，提供24小时期间多达数十次到上百次血压测量数据，为了解患者全天血压波动水平和趋势，提供了极有价值信息。现代医学电子仪器原理和设计第66页（二）ABPM检测方法柯氏音法振荡法（测振法）动脉传递时间法（无袖带式）所谓动脉传递时间是指心脏收缩（ECG检出QRS波）与某一分支动脉血管上测量到脉搏之间时间差。此法是基于液体力学中管网内压力传递速度与各点压力之间存在某种函数关系原理，将收缩压与脉搏传递时间建立一组相关公式，据此测算出收缩压，并深入估算出平均压和舒张压。鉴于人体内