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正如上一章所討論的，動(dòng)脈壓可以通過(guò)有創(chuàng) (IBP) 和無(wú)創(chuàng)(NIBP)兩種方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)。然而，還必須指出的是，自動(dòng)無(wú)創(chuàng)血壓測(cè)量法只能提供間接且非實(shí)時(shí)的動(dòng)脈壓因?yàn)樗腔谕ǔ?0秒的周期計(jì)算壓力的。
當(dāng)需要更高的精度或?qū)崟r(shí)動(dòng)脈壓時(shí)，例如，當(dāng)預(yù)計(jì)患者的血壓在手術(shù)過(guò)程中會(huì)有很大變化時(shí)，侵入性方法常見(jiàn)。
在侵入性血壓測(cè)量中，一個(gè)充滿液體的導(dǎo)管被置入動(dòng)脈(橈動(dòng)脈、肱動(dòng)脈、股動(dòng)脈或腋動(dòng)脈)中。 動(dòng)脈壓直接傳遞到導(dǎo)管和管內(nèi)的液體中，然后傳遞到壓力傳感器(非侵入性，但位于監(jiān)測(cè)儀外部)。壓力傳感器將壓力轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，然后連接到監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行進(jìn)一步處理，如確定收縮壓和舒張壓。
提供了多項(xiàng)測(cè)試來(lái)確定 IBP 監(jiān)測(cè)儀的正確運(yùn)行。這些測(cè)試包括:
☆ 靜壓和線性度測(cè)試(見(jiàn)第 17 頁(yè)的靜壓線性度測(cè)試)
☆ 動(dòng)壓(見(jiàn)第 17 頁(yè)的“動(dòng)壓”)
測(cè)試設(shè)置
外部壓力傳感器產(chǎn)生毫伏(mV)信號(hào)。IBP 模擬器將在與 IBP 監(jiān)測(cè)器的信號(hào)和激勵(lì)連接上產(chǎn)生相應(yīng)的毫伏信號(hào)，以模擬外部壓力傳感器。
根據(jù)監(jiān)測(cè)儀制造商的不同，存在幾種連接類型，并且壓力傳感器的靈敏度(mV/mmHg)也會(huì)因型號(hào)而異。建議在模擬之前確保正確連接并進(jìn)行測(cè)試，以避免模擬中出現(xiàn)錯(cuò)誤。
在這個(gè)示例中，我們將 Rigel UNI-SiM連接到 IBP 監(jiān)測(cè)儀，并模擬動(dòng)態(tài)壓力值。
靜壓或線性度測(cè)試（驗(yàn)證報(bào)警測(cè)試）
靜壓測(cè)試對(duì)于驗(yàn)證壓力傳感器的性能很有用。可以類似于 NIBP 模擬期間進(jìn)行線性度測(cè)試，以驗(yàn)證 IBP 監(jiān)測(cè)儀在壓力范圍內(nèi)的準(zhǔn)確性。
首先設(shè)置傳感器靈敏度，通常為5微伏/伏毫米汞柱。使用模擬器模擬零壓力對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)零，并在顯示器上設(shè)置零值，有關(guān)操作說(shuō)明請(qǐng)參考服務(wù)或維護(hù)手冊(cè)。
一旦確定了零點(diǎn)，就可以模擬出許多不同的壓力值。
示例:制造商可能會(huì)要求對(duì)以下靜態(tài)壓力進(jìn)行線性測(cè)試:250 毫米汞柱、200 毫米汞柱、150 毫 米汞柱、100 毫米汞柱、50 毫米汞柱和 0毫米汞柱。讀數(shù)應(yīng)在預(yù)期值士3毫米汞柱以內(nèi)。
參照使用手冊(cè)，記錄監(jiān)測(cè)儀上的警報(bào)是否在設(shè)定值時(shí)發(fā)生，以及警報(bào)的音高和頻率是否正確。
動(dòng)態(tài)壓力
壓力傳感器的精度也可以通過(guò)動(dòng)態(tài)壓力模擬來(lái)驗(yàn)證。在實(shí)際條件下，對(duì)能夠計(jì)算收縮壓、舒張壓和平均血壓的計(jì)算算法的性能進(jìn)行了測(cè)試。
患者模擬 -- 可能有必要使用不同的患者設(shè)置進(jìn)行驗(yàn)證，例如，低(低血壓)、正常和高(高血壓) 血壓:
測(cè)試警報(bào) -- 大多數(shù)顯示器都配備了聲音和視覺(jué)警報(bào)。驗(yàn)證這些警報(bào)是否正常工作非常重要。參考顯示器的手冊(cè)以了解不同的警報(bào)情況。
如果我們把心臟視為呼吸系統(tǒng)的引擎(見(jiàn)第7 頁(yè)的《呼吸系統(tǒng)生理學(xué)》)，把肺視為汽化器，那么含氧血液就可以被視為燃料，血液中的氧氣水平可以直接與血液的潛在容量相關(guān)聯(lián)(好比石化燃料中的辛烷值為95-98%是一個(gè)典型例子)。
當(dāng)血液流經(jīng)肺部時(shí)，會(huì)吸收氧氣，因?yàn)檠鯕鈺?huì)附著在紅細(xì)胞中的血紅蛋白上。吸收的氧氣量(氧合血紅蛋白)是呼吸系統(tǒng)活力(機(jī)能)的一個(gè)標(biāo)志，因此它是常見(jiàn)的監(jiān)測(cè)生命體征之一。脈搏血氧儀顯示的是氧合血紅蛋白 (Sa02，直接測(cè)量值)相對(duì)于血紅蛋白的百分比，能夠?qū)崟r(shí)指示血液中的總氧飽和度 (SpO2)。
為了確定血氧飽和度，脈搏血氧儀依賴于氧合血紅蛋白和血紅蛋白在不同光譜下的吸收特性。使用紅光(650-700 納米)和紅外 (850-950 納米)頻譜的光源脈搏血氧儀可以通過(guò)測(cè)量動(dòng)脈血對(duì)紅光和紅外的吸收差異來(lái)確定氧氣濃度。
為此，將一個(gè)指夾(或耳夾)放置在手指上。顯示器以連續(xù)的間隔(通常為0.2毫秒，5千赫茲)驅(qū)動(dòng)紅光和紅外光譜LED。在指夾的另一側(cè)，一個(gè)寬帶接收器將未吸收的紅光和紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。還有其他類型的夾具(如足夾)或技術(shù)，如在額頭上使用反射法。然而，這些并不是本手冊(cè)的一部分，盡管其原理是相似的。
當(dāng)光線穿過(guò)氧合血紅蛋白(含氧的細(xì)胞)時(shí)，相對(duì)于紅外光，紅光被吸收得更多，而紅外光則更多地被血紅蛋白(含氧較少的細(xì)胞)吸收。因此，接收光線的比例可以提供氧氣濃度水平的指示。
原則上，這意味著:
☆ 接收的紅外光多于紅光:血紅蛋白濃度更高
☆ 接收到的紅光多于紅外光:血紅蛋白濃度較低
血紅蛋白和氧合血紅蛋白的吸收特性的簡(jiǎn)化表示見(jiàn)圖 10。請(qǐng)注意，這不適用于臨床用途。
紅線表示完全氧合的血紅蛋白( Hb02 - 1 Sp02)，而藍(lán)線表示完全去氧的血紅蛋白( Hb-0 % SpO2)。在約 800 納米波長(zhǎng)處，HbO2 和 Hb 的吸收率相等，這被稱為等吸點(diǎn)(803 納米)。
典型的比率值為:
不同的制造商使用不同的波長(zhǎng)(在所述頻譜內(nèi))，并且具有不同的吸收查找表。這被稱為每個(gè)制造商的 R 曲線。
測(cè)試技術(shù)
重要的是要認(rèn)識(shí)到，光線會(huì)穿過(guò)不同類型的組織( 皮膚、肌肉、骨骼)、細(xì)胞和血管(動(dòng)脈和靜脈)。因此，為了確定動(dòng)脈血氧血紅蛋白的含量，監(jiān)測(cè)儀會(huì)觀察脈搏光吸收波形(脈搏波圖)(見(jiàn)圖11)。
當(dāng)心臟將血液泵入肺部時(shí)，血紅蛋白的含氧量會(huì)恢復(fù)(通常在肺部為 5%的氧氣)，在每個(gè)收縮期之后，它會(huì)在毛細(xì)血管被吸收(通常在約 40%)，直至下一個(gè)收縮期。在脈搏搏動(dòng)的峰值，監(jiān)測(cè)儀測(cè)量總的光吸收(動(dòng)脈的和其他細(xì)胞、組織、靜脈血管)，而在低谷時(shí)，監(jiān)測(cè)儀會(huì)測(cè)量除動(dòng)脈吸收之外的所有情況(所有剩余的細(xì)胞和組織)通過(guò)從峰值中減去低谷值，監(jiān)測(cè)儀能夠確定動(dòng)脈氧合血紅蛋白，即 SpO2 的值。見(jiàn)圖 12。
因此，該監(jiān)測(cè)儀只會(huì)對(duì)脈搏搏動(dòng)描記圖中的峰值作出響應(yīng)。
脈搏血氧飽和度測(cè)量過(guò)程中的測(cè)量結(jié)果可能會(huì)受到運(yùn)動(dòng)和低灌注(峰值與谷值之差小于5%)的影響。運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致不同程度的血紅蛋白含氧量變化，這可能會(huì)引入錯(cuò)誤的心率和 SpO2%讀數(shù)，而低灌注則由于噪聲信號(hào)比率而引入更高的誤差。
當(dāng)外部光源包含紅色和紅外頻譜的光時(shí)，也可能引入誤差。這些光源可能會(huì)引入穩(wěn)定數(shù)量的光(直流或非脈沖)或脈沖數(shù)量的光(交流)，頻率為 50Hz、60Hz或其諧波。
因此，監(jiān)測(cè)儀必須能夠區(qū)分正常的脈搏波形和有偽影的脈搏波形。
現(xiàn)代脈搏血氧儀技術(shù)能夠在低灌注、運(yùn)動(dòng)和光線干擾的情況下進(jìn)行區(qū)分并提供準(zhǔn)確讀數(shù)。然而，建議定期驗(yàn)證其在這些條件下的性能。脈搏血氧測(cè)量方面的新發(fā)展包括使用額外的光譜來(lái)獲取有關(guān)動(dòng)脈血中包括高鐵血紅蛋白 (MetHb)和碳氧血紅蛋白(COHb)的確切含量的更詳細(xì)信息。
市場(chǎng)上的大多數(shù)脈搏血氧儀都能夠在極端的情況下(存在干擾、低灌注)進(jìn)行測(cè)量。為了確定其在這些情況下的正確運(yùn)行，驗(yàn)證監(jiān)測(cè)儀以及 Sp02 探頭及其連接電纜的性能是很重要的。
血氧飽和度(SpO2)探頭的所有部件，包括發(fā)光二極管:(LED)、寬帶探測(cè)器、透鏡和布線，都容易磨損和損壞。當(dāng)出現(xiàn)故障或質(zhì)量不佳時(shí)，可能會(huì)引入不一致和不準(zhǔn)確的性能，對(duì)患者的治療和健康狀況產(chǎn)生潛在嚴(yán)重影響。
出于這個(gè)原因，在討論脈搏血氧儀的測(cè)試程序時(shí)，我們將監(jiān)測(cè)儀和血氧飽和度探頭都包括在內(nèi)。
與 Sp02 監(jiān)測(cè)儀準(zhǔn)確性相關(guān)常見(jiàn)的問(wèn)題有：
☆ 有故障或接近故障的發(fā)光二極管(紅光和紅外光)
☆ 非原始設(shè)備制造商(OEM)的探測(cè)器(白標(biāo))
☆ 受污染的鏡頭/探頭窗口
☆ 損壞的線路或延長(zhǎng)電纜
☆ 血氧飽和度(SpO2)監(jiān)測(cè)儀校準(zhǔn)不準(zhǔn)確
☆ 聲音警報(bào)的測(cè)試
☆ 脈搏描記儀的顯示
提供了多項(xiàng)測(cè)試來(lái)確定 SpO2 監(jiān)測(cè)儀的正確運(yùn)行。這些測(cè)試包括：
☆ 測(cè)試監(jiān)測(cè)儀的準(zhǔn)確性（見(jiàn)第22頁(yè)“測(cè)試監(jiān)測(cè) 儀的準(zhǔn)確性”）
☆ 測(cè)試警報(bào)和響應(yīng)時(shí)間（見(jiàn)第22頁(yè)“的警報(bào)和 時(shí)間響應(yīng)測(cè)試”）
在圖 13 所示的示例中，使用 Rigel SP-SiM或 UNI-SiM 來(lái)作為SpO2 模擬器。確保使用 Pus-R 適配器模塊，并在 UNI-SIM 或SP-SIM 上選擇正確的 Sp02 算法進(jìn)行模擬以正確模擬 Sp02 探頭和監(jiān)測(cè)儀所使用的適用算法技術(shù)。
該測(cè)試的目的是通過(guò)在監(jiān)測(cè)儀上簡(jiǎn)單顯示 SpO2% 值和心率來(lái)驗(yàn)證監(jiān)測(cè)測(cè)量電路和SpO2 探頭的性能。
為了模擬心率，UNI-SiIM 以每分鐘 30 至300次 (bpm)的速率模擬(搏動(dòng)的)脈搏血氧儀。模擬的血氧飽和度水平可在 30%至 1之間設(shè)定。 為了驗(yàn)證一系列可能的測(cè)量值，可以在一些關(guān)鍵值(見(jiàn)警報(bào)和時(shí)間響應(yīng)測(cè)試)上執(zhí)行一些模擬，例如:正常、低值和危急值。
使用不同的 SpO2 模擬值來(lái)觸發(fā)聲音警報(bào)。醫(yī)療設(shè)備的警報(bào)由 IEC 60601標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定并且必須由制造商記錄在案，包括音高、頻率和強(qiáng)度。有關(guān)可用警報(bào)類型的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱監(jiān)測(cè)儀的服務(wù)手冊(cè)或使用手冊(cè)。
此外，血氧飽和度(SpO2)值會(huì)按照設(shè)定的時(shí)間間隔更新，例如每15秒更新一次。設(shè)定響應(yīng)時(shí)間和報(bào)警功能可以在一次測(cè)試中結(jié)合使用，即通過(guò)將血氧飽和度設(shè)定為94%，目標(biāo)設(shè)定為85%。等待血氧飽和度監(jiān)測(cè)儀顯示94%的血氧飽和度。激活SP-SIM上的計(jì)時(shí)器功能。這會(huì)將模擬的血氧飽和度更改為85%并啟動(dòng)計(jì)時(shí)器。當(dāng)監(jiān)測(cè)儀達(dá)到報(bào)警點(diǎn)(即設(shè)定為85%的血氧飽和度)時(shí)，按下 SP-SIM上的捕獲按鈕，顯示報(bào)警所需的時(shí)間。
記錄監(jiān)測(cè)儀上的警報(bào)是否在設(shè)定值時(shí)發(fā)生以及警報(bào)的音高和頻率是否正確，請(qǐng)參考使用手冊(cè)。
心電圖（ECG）
心臟位于呼吸系統(tǒng)的中心，它將生物電脈沖轉(zhuǎn)化為生物力學(xué)操作(血流)。通過(guò)測(cè)量心臟產(chǎn)生的電活動(dòng)(毫伏信號(hào))來(lái)監(jiān)測(cè)心臟的功能，這被稱為心電圖。
下面展示的是心臟周期(心跳)常見(jiàn)的ECG描記圖，它由P波、ORS波群和I波組成。典型的電活動(dòng)持續(xù)時(shí)間通常約為400-600毫秒。ECG 描記圖代表了由于心肌的極化和去極化(收縮或收縮期)和復(fù)極化(松弛或舒張期)而引起的身體不同部位(四肢)電壓的變化。ECG的基線電壓被稱為等電位線。
P 波是在心房去極化期間產(chǎn)生的。在此之后，右心室和左心室去極化，產(chǎn)生 ORS 波群。在T波期間，心室復(fù)極化。 在T波的后半段，人類的心臟容易受到干擾或發(fā)生心室顫動(dòng)。
