第六章 呼吸功能监测仪器1.ppt
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第六章
呼吸功能监测仪器
呼吸功能监测仪器的基本结构
? 一、医用传感器件
? 二、信号处理系统
? 三、显示系统
第一节
气道压监测仪器
气道压监测仪器
? 是指测量流体压力的仪器。临床医学中主要作呼吸肌肉力量测定和肺顺应性测定。
一、 U型管压力计：以水或水银作工作介质。多用作测量压力的标准器，但读数和记录不方便。
二、膜片偏位式压力计：通过相应于被测压力的感应元件的膜片位移，把位移信号转换成电信号输出，并作指示和记录。
气道压监测仪器
? 三、压力表：是用以指示气体压力的仪表，常用的有两种类型。
1.波纹管压力表只适用于低压系统的测量，精确度为±0.1%。
2.波顿管型压力表波顿管型压力表的规格很多，测压范围很广。
。
? 呼吸监测
呼吸频率、节律、幅度；
潮气量、分钟通气量、气道压力
? 血氧饱和度 SaO2
通过氧饱和度探头可持续监测病人血氧饱和情况
频率、节律、波形。
? 随呼气、吸气胸腔电阻发生周期性变化，通过心电图导联线传至监护仪上经放大，微机处理后可换算成呼吸频率，电阻的变化以波形在屏幕上显示，也有报警系统，导线应置在呼吸运动最大的部位以能监测最大的电阻变化。
通气容量监测仪器
肺量计：是指用于测定肺容量的仪器。
容量测定型肺量计 先测定流体的体积而后得出流量。
⑴水封式肺量计
⑵干式滚桶式肺量计
⑶流速测定型肺量计
通气容量监测仪器
? ⑷压差式流量计
⑸热敏式流量计
⑹叶轮式和涡轮式流量计
⑺ 流速式流量计:
先测出流经截面积一定的管路的流体速度，然后求出流量，也称为间接测量式流量计。
利用在一定形状的流通管道中气流的压力降落与流速的依从关系测定流量。
流量传感器：实现气体流速与压差的一次变换，根据流经该变换器的气流速度大小不同，变换器两端感出相应的压差信号。
压差传感器：将与流量成一定比例关系的压差信号转换成一定的电信号，经处理后以数字或曲线图形显示。
压差式流量计
? 流量计的流速传感器上有一筛状隔网，气流通过该网时受网的阻力而流速下降，结果使网眼的另一端的压力轻微下降，网眼两端形成压降差。
? 压差传感器可据此压差感应，产生电信号，流速越快，压降越大，则产生压差电信号越强。
压差式流量计
* 气流应尽可能是层流
* 可测量气体流速，容量及呼吸频率，与其它分析仪结合可作诸如残气量、气体分布等测定
* 避免呼出的饱和水蒸汽阻塞网眼。
* 清洁消毒较为困难
* 高流量测定时误差偏大
热敏式流量计
? 依据热量传导与气体流量相关的原理设计。
? 核心部分为温度依赖性电阻元件，热线或热珠接通电源时该元件加温，当气流通过热敏件时可使其温度下降，并改变电阻(热珠温度下降时电阻增加，热线温度下降时电阻减少)。
? 维持热线温度的电流的变化与气体流速成正比。
热敏式流量计：
? 热敏式传感器易受外环境因素影响，在环境温度、压力与标定温度、压力相差较多时其流速(或容量)测定值可发生偏差，应对测量值进行标化补偿，温度、压力修正。
? 该传感器在低流量测定时线性反应稍差
? 依据转动部件(叶轮或涡轮)的转动速度与流体速度成正比的特性进行测量。
? 气流通过时推动叶轮或涡轮转动，叶轮式采用光电调制原理，通过光电效应，涡轮式采用磁电调制原理，通过磁电效应，把叶轮或涡轮的机械转动信号转换成电信号输出。
? 由于叶轮的运动惯性和转轴与轴承间摩擦力矩等因素，会影响传感器的精度,此种误差部分可通过电子线路予以补偿。
? 气流停止通过时涡轮仍可有惯性转动而发生误差，且不能内定标，是其缺点
涡街式流量计
? 工作原理： 利用流体流过障碍物时产生稳定的 ，通过超声波检测而得到呼吸频率、流速、潮气量。
? 1通过心电图导联线监测
? 2通过气道压变化监测
? 3通过吸气流速变化监测
? 4通过呼气末二氧化碳浓度变化
血氧饱和度监测仪器
? 基本原理是血红蛋白吸收光线的能力与其含氧浓度的相关性，类似分光光度技术的测量方法。
? 通过发光二极管发射出一定波长的红光(660nm)和红外光线(940nm)，由于氧合血红蛋白(HbO2)与去氧血红蛋白(Hb)对这些特定波长的光线吸收度不同而用来监测血氧饱和度(SpO2)，又称双光光谱法。
? 氧合血红蛋白在660nm处的光吸收量最小，此时红光容易通过血液。氧合血在阳光下呈鲜红色。
? 红外线穿过氧合血时在940nm处吸收量很大。此时氧合血吸收的红外线多于吸收的红光。
血氧饱和度监测仪器
? 还原血红蛋白与氧合血红蛋白的光吸收量，在660nm处(红光)和940nm处(红外线)两曲线相离最远。
? 脉搏血氧计就是基于血液中氧合血红蛋白和还原血红蛋白的吸收光谱特性，采用血液容积记录法设计的。
* 还原血红蛋白在660nm处光吸收量明显增多。红光难以穿过非氧合血，血液在阳光下呈暗红色。
* 在940nm处非氧合血的光吸收量显著减少，红外线穿过非氧合血比穿过氧合血更容易
* 用分光光度法测定红外线吸收量与红光吸收量的比值能直接确定血液的氧合程度。
第六章
呼吸功能监测仪器
呼吸功能监测仪器的基本结构
? 一、医用传感器件
? 二、信号处理系统
? 三、显示系统
第一节
气道压监测仪器
气道压监测仪器
? 是指测量流体压力的仪器。临床医学中主要作呼吸肌肉力量测定和肺顺应性测定。
一、 U型管压力计：以水或水银作工作介质。多用作测量压力的标准器，但读数和记录不方便。
二、膜片偏位式压力计：通过相应于被测压力的感应元件的膜片位移，把位移信号转换成电信号输出，并作指示和记录。
气道压监测仪器
? 三、压力表：是用以指示气体压力的仪表，常用的有两种类型。
1.波纹管压力表只适用于低压系统的测量，精确度为±0.1%。
2.波顿管型压力表波顿管型压力表的规格很多，测压范围很广。
。
? 呼吸监测
呼吸频率、节律、幅度；
潮气量、分钟通气量、气道压力
? 血氧饱和度 SaO2
通过氧饱和度探头可持续监测病人血氧饱和情况
频率、节律、波形。
? 随呼气、吸气胸腔电阻发生周期性变化，通过心电图导联线传至监护仪上经放大，微机处理后可换算成呼吸频率，电阻的变化以波形在屏幕上显示，也有报警系统，导线应置在呼吸运动最大的部位以能监测最大的电阻变化。
通气容量监测仪器
肺量计：是指用于测定肺容量的仪器。
容量测定型肺量计 先测定流体的体积而后得出流量。
⑴水封式肺量计
⑵干式滚桶式肺量计
⑶流速测定型肺量计
通气容量监测仪器
? ⑷压差式流量计
⑸热敏式流量计
⑹叶轮式和涡轮式流量计
⑺ 流速式流量计:
先测出流经截面积一定的管路的流体速度，然后求出流量，也称为间接测量式流量计。
利用在一定形状的流通管道中气流的压力降落与流速的依从关系测定流量。
流量传感器：实现气体流速与压差的一次变换，根据流经该变换器的气流速度大小不同，变换器两端感出相应的压差信号。
压差传感器：将与流量成一定比例关系的压差信号转换成一定的电信号，经处理后以数字或曲线图形显示。
压差式流量计
? 流量计的流速传感器上有一筛状隔网，气流通过该网时受网的阻力而流速下降，结果使网眼的另一端的压力轻微下降，网眼两端形成压降差。
? 压差传感器可据此压差感应，产生电信号，流速越快，压降越大，则产生压差电信号越强。
压差式流量计
* 气流应尽可能是层流
* 可测量气体流速，容量及呼吸频率，与其它分析仪结合可作诸如残气量、气体分布等测定
* 避免呼出的饱和水蒸汽阻塞网眼。
* 清洁消毒较为困难
* 高流量测定时误差偏大
热敏式流量计
? 依据热量传导与气体流量相关的原理设计。
? 核心部分为温度依赖性电阻元件，热线或热珠接通电源时该元件加温，当气流通过热敏件时可使其温度下降，并改变电阻(热珠温度下降时电阻增加，热线温度下降时电阻减少)。
? 维持热线温度的电流的变化与气体流速成正比。
热敏式流量计：
? 热敏式传感器易受外环境因素影响，在环境温度、压力与标定温度、压力相差较多时其流速(或容量)测定值可发生偏差，应对测量值进行标化补偿，温度、压力修正。
? 该传感器在低流量测定时线性反应稍差
? 依据转动部件(叶轮或涡轮)的转动速度与流体速度成正比的特性进行测量。
? 气流通过时推动叶轮或涡轮转动，叶轮式采用光电调制原理，通过光电效应，涡轮式采用磁电调制原理，通过磁电效应，把叶轮或涡轮的机械转动信号转换成电信号输出。
? 由于叶轮的运动惯性和转轴与轴承间摩擦力矩等因素，会影响传感器的精度,此种误差部分可通过电子线路予以补偿。
? 气流停止通过时涡轮仍可有惯性转动而发生误差，且不能内定标，是其缺点
涡街式流量计
? 工作原理： 利用流体流过障碍物时产生稳定的 ，通过超声波检测而得到呼吸频率、流速、潮气量。
? 1通过心电图导联线监测
? 2通过气道压变化监测
? 3通过吸气流速变化监测
? 4通过呼气末二氧化碳浓度变化
血氧饱和度监测仪器
? 基本原理是血红蛋白吸收光线的能力与其含氧浓度的相关性，类似分光光度技术的测量方法。
? 通过发光二极管发射出一定波长的红光(660nm)和红外光线(940nm)，由于氧合血红蛋白(HbO2)与去氧血红蛋白(Hb)对这些特定波长的光线吸收度不同而用来监测血氧饱和度(SpO2)，又称双光光谱法。
? 氧合血红蛋白在660nm处的光吸收量最小，此时红光容易通过血液。氧合血在阳光下呈鲜红色。
? 红外线穿过氧合血时在940nm处吸收量很大。此时氧合血吸收的红外线多于吸收的红光。
血氧饱和度监测仪器
? 还原血红蛋白与氧合血红蛋白的光吸收量，在660nm处(红光)和940nm处(红外线)两曲线相离最远。
? 脉搏血氧计就是基于血液中氧合血红蛋白和还原血红蛋白的吸收光谱特性，采用血液容积记录法设计的。
* 还原血红蛋白在660nm处光吸收量明显增多。红光难以穿过非氧合血，血液在阳光下呈暗红色。
* 在940nm处非氧合血的光吸收量显著减少，红外线穿过非氧合血比穿过氧合血更容易
* 用分光光度法测定红外线吸收量与红光吸收量的比值能直接确定血液的氧合程度。
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