特種監(jiān)護(hù)儀的應(yīng)用

        一、除顫監(jiān)護(hù)儀
        心臟除顫器是一種應(yīng)用電擊來搶救和治療心律失常的醫(yī)療電子設(shè)備。只有當(dāng)心臟的所有肌纖維在精確的同步收縮下，心臟才能產(chǎn)生有效搏動。當(dāng)患者發(fā)生嚴(yán)重快速心律失常時(shí)， 如心房撲動、心房顫動、室上性或室性心動過速等，往往造成不同程度的血流動力學(xué)障礙。 尤其當(dāng)患者出現(xiàn)心室顫動時(shí)，正常而規(guī)律性的心室收縮被快速無規(guī)律的顫動所代替，引起嚴(yán)重的血液搏出銳減。如果正常的心律不能迅速恢復(fù)，患者很快就會死亡。除顫器就是對心臟實(shí)施瞬間高能量電擊，使心肌細(xì)胞去極化而停止不協(xié)調(diào)的收縮，然后竇房結(jié)就能恢復(fù)正常 的竇性節(jié)律。
 

        除顫監(jiān)護(hù)儀是心臟除顫器與必電監(jiān)護(hù)儀的 
        組合裝置，除了具有除顫器的功能之外，還可以 通過除顫電極或獨(dú)立的心電監(jiān)護(hù)電極獲取心電信號，顯示在監(jiān)護(hù)屏上。它通常只作為心電監(jiān)護(hù) 儀使用，當(dāng)出現(xiàn)心室顫動時(shí)發(fā)出報(bào)警，由操作者 利用除顫器進(jìn)行除顫，并可通過監(jiān)視器觀察除顫 波形及除顫后的心電恢復(fù)波形。有的除顫監(jiān)護(hù) 儀除了有示波器顯示之外，還帶有記錄儀，當(dāng)心 律出現(xiàn)異?；虺澲竽茏詣佑涗?，把除顫器的 輸出波形以及異常心電圖自動描記在記錄上。

        1．除顫監(jiān)護(hù)儀的工作原理該系統(tǒng)由心電 信號模擬放大電路、主控電路、顯示器控制電路、

圖3-10除顫監(jiān)護(hù)儀

 記錄器控制電路、電池充電電路、電擊除顫電路等組成，系統(tǒng)工作原理框圖，如圖3-11所示。

(1)心電信號模擬放大電路：該部分電路工作原理與心電圖機(jī)的浮地前置放大電路部 分基本相似。

(2)微處理器控制系統(tǒng)：該系統(tǒng)由主控電路、顯示器控制電路、記錄器控制電路3部分組成。每一部分有1個(gè)微處理器及外設(shè)和接口，3個(gè)微機(jī)之間用串行接口連接。

圖3-11 除顫監(jiān)護(hù)儀原理框圖

        1)主控電路：主控電路由單片微處理器、存儲器、I/O接口和面板操作開關(guān)輸入電路等組成。 主控處理機(jī)與顯示處理機(jī)、記錄處理機(jī)之間的通信是通過串行接口來完成的，允許相互 交換數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，為2個(gè)從機(jī)的軟件周期提供同步信號。 主控電路在儀器里起主導(dǎo)作用，對全系統(tǒng)進(jìn)行控制，對操作控制部分的讀取、患者ECG的處理、除顫器放電和充電的控制、與2個(gè)從處理機(jī)的通信及系統(tǒng)的自檢診斷、通過軟件計(jì) 算ECG心率，增益、放電電量等。

        2)顯示器控制電路：電路由顯示微處理機(jī)系統(tǒng)（單片微處理器及數(shù)據(jù)存儲器、CRT門 矩陣電路、D/A轉(zhuǎn)換器及運(yùn)放等組成）和偏轉(zhuǎn)電路（三角波發(fā)生器、水平掃描放大器、垂直偏轉(zhuǎn)放大器、CRT燈絲及亮度控制電路、偏轉(zhuǎn)線圈、高壓電源組件等）兩部分組成。 顯示器控制電路接收心電信號的原始數(shù)據(jù)存入RAM和主控處理機(jī)送來的全部信息。 將心電信號數(shù)據(jù)延遲4秒后送回主控處理機(jī)，同時(shí)將心電數(shù)據(jù)和信號有關(guān)的字符碼送到CRT作曲線和字符的同屏顯示。 
        3)記錄器控制電路：它由單片微處理器和記錄狀態(tài)用的一些簡單I/O接口組成。 與主控處理機(jī)用串行接口連接，接收主控電路送來的記錄數(shù)據(jù)，同步信號，并反送記錄 器的有關(guān)狀態(tài)信息。記錄器控制電路的所有控制要求，都根據(jù)主控處理機(jī)的指令及其控制 門矩陣給出的信號來重置而運(yùn)行。記錄器中有一個(gè)熱點(diǎn)陣式打印頭，以便在熱敏記錄紙上打印出心電波形和字形。

        (3)電擊除顫電路：該電路由充電器、高壓電容器、高壓充電變壓器、電流變送器、2個(gè)電擊極板、極板接觸及狀態(tài)指示器、操作開關(guān)和切換用繼電器等組成，是除顫治療重要的電路部分。 充電電路是一組DC-DC高壓開關(guān)功率電源，在接到安全繼電器工作信號、充電允許信號、充電時(shí)間控制信號后，其脈寬調(diào)制器，按照選定的充電時(shí)間要求，經(jīng)過高壓充電變壓器輸出線性上升的電流，經(jīng)患者繼電器充電位置開關(guān)對高壓電容器充電。充電過程中，安全繼電 器脫開高壓電容器上的分流電阻。電壓檢測電路檢測出電容器上的電壓，經(jīng)緩沖送至控制板以便按要求的能量重復(fù)充電到規(guī)定值。 放電時(shí)流向人體的峰值電流由高壓電容器、高壓電感、電流變送器、測試負(fù)載電阻、極板 殳人體（阻抗）等電路決定。電容器提供除顫能量，高壓電感器用于平滑放電波形。電流變送器用1：2500的比例對放電電流分流，送模擬心電信號放大電路作峰值檢測用。測試負(fù)載 電阻安在放置電板架內(nèi)，用來等效50fl患者電阻的放電。 兩個(gè)極板與人體的接觸，其接觸阻抗應(yīng)盡量小。為此在使用時(shí)須涂導(dǎo)電膏，還有接觸阻抗指示裝置，直接指示極板接觸的狀態(tài)。

        (4)軟件功能：儀器的軟件功能有：以主控處理機(jī)為核心，對A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行服務(wù)，為顯示處理及記錄控制傳送串行數(shù)據(jù)，讀出面板開關(guān)鍵和能量選擇開關(guān)的控制要求，患者心電信號 的數(shù)字濾波、QRS波的檢出、心率計(jì)算報(bào)警、高壓電容器的充電及放電控制、系統(tǒng)的自檢等。

        2．技術(shù)指標(biāo) (l)除顫器 1)波形：阻尼正弦波；

        2)輸出能量：分2J、3J、5J、7J、IOJ、20J、30J、50J、70J、100J、150J、200J、300J、360J；

        3)充電控制：觸板上按鈕控制；

        4)充電時(shí)間：由充滿的電池供電時(shí)，10秒即可充至360J;
        5)輸出能量顯示：監(jiān)控器顯示出5002阻抗上的能量和自栓能量；
        6)充電指示：充電完畢發(fā)出聲響、電極板接觸指示器燈亮；
        7)觸板：胸前式標(biāo)準(zhǔn)觸板，成人電極83cTri2，兒科電極為2lcrri2；

        8)同步器：同步工作方式時(shí)，監(jiān)控器顯示“SYNC”（同步），并定期標(biāo)示在記錄顯示儀上。 每檢出R波便發(fā)出聲響，指明放電點(diǎn)，啟動后在標(biāo)示脈沖的30ms范圍內(nèi)放電。 (2)監(jiān)控器 1)心電輸入：可選、工、Ⅱ、Ⅲ導(dǎo)聯(lián)輸入或配置五導(dǎo)聯(lián)線以得到全導(dǎo)聯(lián)ECG;
        2)觸板輸入；

        3)導(dǎo)聯(lián)故障：電極脫落時(shí)監(jiān)控器顯示“LEADSOFF”閃光信號；
        4) CMRR：>lOOdB； 5)顯示器：5寸(7. 6cmX 10. 2cm)，顯示4秒心電數(shù)據(jù)、不消隱、固定掃跡；
        6)掃描速度：標(biāo)準(zhǔn)值25mm/s； 7)心率顯示：數(shù)字顯示20～300次／分。

        (3)記錄器：類型：感應(yīng)式、熱敏打印紙（5cm寬幅）或電腦閃光卡打印記錄，記錄紙速為25mm/s。 (4)電池：類型：25Ah，可充電密封鋁酸電池。 
        二、麻醉深度監(jiān)護(hù)儀
        1．麻醉監(jiān)護(hù)的意義麻醉是指在手術(shù)時(shí)對傷害性刺激的無反應(yīng)和無回憶，即強(qiáng)調(diào)對意識的抑制和對傷害刺激反應(yīng)的抑制，即創(chuàng)造良好的手術(shù)條件所采取的保障患者安全的方法。 但是在外科手術(shù)中，麻醉用藥的安全變化范圍很小，常因麻醉藥物用量不足，患者會在手術(shù) 過程中蘇醒過來；也有許多人因用藥過量，導(dǎo)致蘇醒延遲而出現(xiàn)意外，尤其在臨床麻醉中廣 泛使用肌松藥后，“術(shù)中知曉”屢見報(bào)道，以致麻醉深度的監(jiān)測更加引起了臨床醫(yī)師的關(guān)注。 在全身麻醉的過程中，由于難以監(jiān)測患者的麻醉狀態(tài)，往往只是對其麻醉深度進(jìn)行大概的估計(jì)，常導(dǎo)致麻醉劑用量的不準(zhǔn)確，容易出現(xiàn)一些麻醉意外和并發(fā)癥，因此在外科手術(shù)中進(jìn)行麻醉監(jiān)護(hù)有著十分重要的意義。 目前麻醉師主要依靠定性的身體特征來判斷患者的麻醉程度和決定藥物的使用量，比 如：①氧合、通氣和循環(huán)連續(xù)檢測評估：監(jiān)測脈搏血氧飽和度、呼吸活動、心電圖、血壓和心率等；②擴(kuò)展監(jiān)測：選擇監(jiān)測尿量、中心靜脈壓、有創(chuàng)動脈壓、呼吸末二氧化碳分壓、體溫：腦功能、呼吸力學(xué)、血液生化、血?dú)夥治?、肌松、凝血功能、肺動脈壓、心排出量等。這些自律行為 的特征常會因不同患者對手術(shù)和麻醉劑的反應(yīng)不同而觖乏準(zhǔn)確性，而且使用藥物也會減弱這些自律行為的變化，因此需要更適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來監(jiān)控麻醉的深度以提供更準(zhǔn)確的參考指標(biāo)。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和在醫(yī)學(xué)上的廣泛使用，目前一些監(jiān)護(hù)儀中已經(jīng)能利用對腦電 圖的檢測和分析來自動評估麻醉的深度。

        2．腦電圖應(yīng)用于術(shù)中麻醉監(jiān)護(hù)的儀器
        (1)腦電雙譜指數(shù)(bispectral index scale，BIS)：傳統(tǒng)的腦電信號處理方法是用快速傅立葉變換(FFT)，但FFT為典型的線性分析方法，適用于平穩(wěn)、非隨機(jī)的正態(tài)分布信號。而 腦電活動為隨機(jī)非正態(tài)分布信號，因此用這種方法分析腦電圖具有一定的局限性。而雙譜 分析則依賴于功率譜、相位譜以及不同頻譜相位角的耦聯(lián)定量化。根據(jù)大量的臨床數(shù)據(jù)與 鎮(zhèn)靜、深睡眠狀態(tài)之間具有相關(guān)性的事實(shí)，腦電雙譜指數(shù)(BIS)將腦電信號的不同雙頻譜描述整合，并轉(zhuǎn)化為簡易信號。它綜合4個(gè)腦電參數(shù)：時(shí)域的參數(shù)突發(fā)抑制率、抑制指數(shù)和頻 域的參數(shù)l3比率、同相快慢波比，得到一個(gè)100～0的無量綱數(shù)字。100代表清醒狀態(tài)，0代 表完全無電信號。一般認(rèn)為BIS值在65～85時(shí)，患者處于睡眠狀態(tài)；在65～40時(shí)是全麻狀態(tài)；小于40為爆發(fā)抑制狀態(tài)，

圖3-12為自發(fā)腦電BIS籃護(hù)儀。 

        1996年，腦電雙譜指數(shù)被FDA批準(zhǔn)作為監(jiān)測麻醉深 度和鎮(zhèn)靜水平的指標(biāo)使用，BIS監(jiān)護(hù)儀已應(yīng)用于ICU、手術(shù)室以及臨床研究，其版本不斷更新，目前美國Aspect公 司BIS Vista監(jiān)護(hù)儀為其新版本。 腦電雙譜指數(shù)(BIS)用于臨床麻醉可以較好地反映 鎮(zhèn)靜藥作用程度、意識恢復(fù)程度，有助于減少“術(shù)中知曉” 的發(fā)生，提高麻醉恢復(fù)期患者的蘇醒質(zhì)量，并且可以指導(dǎo)術(shù)中麻醉藥量的控制，節(jié)約麻醉相關(guān)費(fèi)用。但BIS的不足之處在于其監(jiān)護(hù)效果明顯與麻醉藥的種類及患者的個(gè)體差異有關(guān)， 而且其對麻醉期間意識從有到消失以及從消失到恢復(fù)的反映不甚靈敏，還有就是BIS不能預(yù)測體動。

        (2)聽覺誘發(fā)電位指數(shù)(auditory evoked potential index，AEP index)：聽覺是麻醉過程中患者后消失也是先恢復(fù)的感覺，且聽覺的消失是隨麻醉的加深逐漸被抑制的。聽覺 誘發(fā)電位是聽覺系統(tǒng)接收聲音刺激后，從耳蝸至各級聽覺中樞產(chǎn)生的相應(yīng)電活動，共15個(gè) 波形，分3部分：腦干聽覺誘發(fā)電位(BAEP，接受刺激后0～10毫秒)、中潛伏期聽覺誘發(fā)電位（MLAEP，接受刺激后10～100毫秒）、長潛伏期聽覺誘發(fā)電位（LLAEP，接受刺激100毫 秒后）。其中，MLAEP與大多數(shù)麻醉藥呈劑量的依賴性變化，適用于監(jiān)測麻醉深度。隨著麻醉程度的加深，MLAEP波幅降低、潛伏期延長，可以通過數(shù)學(xué)方法將波形指數(shù)化，經(jīng)典 AEP index是采用移動時(shí)間平均數(shù)(moving time average，MTA)模式得出的，即進(jìn)行256次 掃描后取平均數(shù)得出，每個(gè)掃描需144毫秒，獲取信號的時(shí)間延遲為36.9秒。由于無法及時(shí)地反映麻醉深度的變化。近年來，隨著數(shù)字濾波器技術(shù)的發(fā)展，A-Iine ARX-index( AAI)指數(shù)得到了臨床推廣應(yīng)用。通過ARX( autoregressive)模型快速提?。?～6秒）AEP窗口的20～80毫秒信息，并經(jīng)過數(shù)學(xué)計(jì)算得到AAI指數(shù)，用 其來反映患者的意識鎮(zhèn)靜水乎。新的AEP Monitor/2麻醉深度監(jiān)護(hù)儀，其AAI指數(shù)是通過計(jì)算MLAEP和自發(fā)腦電變化得到的復(fù)合指數(shù)，依賴于提取到的MLAEP的信噪比，通過先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法對信噪比進(jìn)行估計(jì)，若信噪比小于1. 45，這時(shí)的AAI指數(shù)就不是由MLAEP而是基于EEG的J3率和爆發(fā)抑制得到的。AAI指數(shù)從99～ 0，99完全清醒，O深度鎮(zhèn)靜，適合外科手術(shù)的AAI值 是15～25。

如圖3-13所示。 
        儀器原理系統(tǒng)：麻醉深度監(jiān)護(hù)儀硬件系統(tǒng)主要包括高 性能隔離生物電放大器（5萬～50萬倍可調(diào)）、12位以上 數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)、聲刺激器（能發(fā)不同強(qiáng)度“短聲”或“短純音”）、計(jì)算機(jī)和顯示器等，見 圖3-14。

圖3-14麻醉深度監(jiān)護(hù)儀硬件系統(tǒng)

        與BIS相比，AAI除了具備BIS類似的作用外，還可以較好地提示患者清醒與睡眠的轉(zhuǎn)換。麻醉蘇醒過程中，BIS值逐漸升高，能完整反映麻醉蘇醒的過程，而AAI在從無意識到有 意識轉(zhuǎn)變的瞬間是突然升高的，并且AAI在意識清醒和消失之間無交叉重疊現(xiàn)象，因而與BIS相比，AAI能更好地鑒別意識存在和消失。另外，AAI還可以監(jiān)測傷害性刺激的反應(yīng)，頇測患 者體動，這是BIS所做不到的。但是AAI的應(yīng)用也存在一些問題，和BIS -樣，AAI不能有效評價(jià)某些麻醉相關(guān)藥物如氧化亞氮的鎮(zhèn)靜程度，另外，AAI可能會受肌源性因素的影響，而且AAI并不適用于聽力有障礙的患者，在監(jiān)測中還需要盡力避免其他電器的電磁干擾。

        (3)技術(shù)發(fā)展趨勢：近年來，應(yīng)用于麻醉深度監(jiān)測的腦電分析法研究已取得了不少成果，但各種方法在臨床應(yīng)用仍存在很多局限。其中的BIS和AEP index都得到了廣泛的認(rèn)可。但是BIS不能提供手術(shù)刺激、鎮(zhèn)痛等多方面的信息，且在麻醉誘導(dǎo)期、恢復(fù)期因其反應(yīng)速度較慢，限制了其在臨床的應(yīng)用。而且在非穩(wěn)定藥代動力學(xué)下，BIS和AAI都不能實(shí)時(shí) 反映麻醉深度，同時(shí)在手術(shù)中易受手術(shù)室內(nèi)其他設(shè)備的干擾。這些分析方法目前雖已有臨 床應(yīng)用，但要作為一種全面的麻醉監(jiān)護(hù)方法還有待進(jìn)一步研究和不斷完善。