位相信息以及频域中各种成分的相关信息。
连续监测中用得比较多的是脑电功率谱分析法。脑电功率谱分析法的基本原理是:首先确定原始EEG的采样长度,用于检测脑灌流时一般为2-4秒,用于ICU长时间检测时一般为12-16秒。其次对单元内的原始EEG 进行数字化处理。用高于两倍信号频率的采样频率进行采样。并采用低失真度的A/D变换电路。再用快速傅立叶变换(FFT)计算方法对数字化的EEG资料进行换算,计算出各频带下的波幅的电强度(μV)。然后以波幅的平方(μV2)作为频率的函数的直方图显示功率谱。
常用的压缩谱阵(CSA)是将功率谱分析得到的大量资料简化成容易理解的图形。压缩的频谱阵列(CSA)周期地对连续的EEG信号进行采样,并将其数值存储在一个帧中。利用快速傅立叶变换处理每一个帧的波形并建立一张频谱,并以压缩的频谱阵方式显示出来。横轴表示频率,纵轴表示功率和时间。CSA技术对连续的脑电信号各时间分段上求得的功率谱,依次地利用遮线抑制技术 ,显示三维的效果。 3-8二氧化碳检测 3-8-1呼吸道二氧化碳检测
在接有呼吸机的ICU监护中常用CO2测量来监护病人的呼吸状态并控制病人的通气。二氧化碳测量方法主要有两种:(1)主流测量法:在气道接头上接上二氧化碳传感器直接检测病人呼吸系统中的CO2含量;(2)旁流法:对病人气道中的呼吸气体用恒定的采样流量
36
进行采样,并用测量系统中内置的二氧化碳传感器进行检测分析。如图3-7所示
图3-7
3-8-2二氧化碳测量原理:
每一种气体都有其自己的吸收特征。一般气体的吸收峰在红外光谱范围,检测CO2气体时,用红外滤光镜选择与CO2气体吸收峰互补的红外光穿过CO2气体。若CO2气体浓度愈高,该红外光传输量就愈低,然后对穿过红外光吸收气体的红外线传输量进行测量,经与标定的CO2气体浓度比较后便可知道该CO2气体的浓度。用同样原理,选择不同波长的红外光还可以检测其他不同的气体如O2 、N2O(笑气) 和七氟醚、异氟醚等麻醉气体。仪器可显示(1)二氧化碳波形。(2) 潮气末二氧化碳的数值。(3)吸入的最小二氧化碳。(4)气道呼吸率awRR等。 3-9经皮氧分压检测 3-9-1经皮氧分压检测原理
PtcO2测量是一种检测与动脉化毛细血管平衡后组织氧张力的无
37
创技术。研究表明:皮肤角质层是O2经皮肤扩散的有效屏障。当皮肤温度加热超过41摄氏度时角质层由晶状结构转化为杂乱结构,气体通过角质层的扩散速度增加100-1000倍,从而有效地消除角质层的屏障作用。皮肤加热还可以使真皮毛细血管袢顶端的PO2增加。因此,皮肤加热能使传感器迅速地反映皮肤组织的PO2。 检测时将加热的电极直接置于皮肤上(一般为胸骨旁)。氧传感器的外形如图3-8所示
图3-8
氧传感器的结构如图3-9所示
图3-9
经皮氧电极属一种微型气敏电极,它由加热元件、测温元件、氧透过膜、铂电极、银/氯化银电极、氧透过膜内侧缓冲液等组成。测
38
量时,由于加热的传感器表面破坏了皮肤角质层的屏障,皮肤组织的O2通过角质层扩散进入传感器的氧透过膜,监测模块在铂电极和银/氯化银电极之间加了恒压源,在此电压的作用下,进入氧透过膜内充液中的氧发生电解,电解电流的大小正比于PO2的高低,即通过皮肤氧电极的转换,PO2转换成了电流信号。 3-10经皮二氧化碳分压检测 3-10-1经皮二氧化碳分压测量原理
经皮二氧化碳(PtcCO2)分压检测的电极如图3-10所示
图3-10
PtcCO2中的探头也是微型气敏电极。由加热元件、测温元件、二氧化碳透过膜、氢离子敏感电极、汞/氯化亚汞电极、二氧化碳透过膜内侧缓冲液等组成。测量时,皮肤组织的CO2通过角质层扩散并透过传感器的二氧化碳透过膜,使二氧化碳透过膜内侧缓冲液中的pH值发生改变 ,根据能斯特方程,氢离子敏感电极和汞/氯化亚汞电极将二氧化碳透过膜内侧缓冲液中氢离子浓度的变化转变成电压信号,经高输入阻抗的前置放大器放大和温度补偿后送A/D转换。
由于经皮氧或二氧化碳分压传感器工作时皮肤表面需要加热,
39
(41-45摄氏度),为了防止皮肤烫伤,经皮肤氧或二氧化碳分压传感器留置时间一般不超过4个小时,需经常变化检测的部位。另外,PtcO2 、 PtcCO2测量是表示位于电极下面组织的PO2、PCO2,而不是真正的动脉血气,经皮血气的测定还受毛细血管血流的变化、局部皮肤的代谢作用和外周血管的阻力等。因此,准确度没有动脉血直接血气分析检测高。
多参数病人监护仪设备一般都具备上述的检测项目。但某些检测项目尚不在多参数病人监护仪中进行连续检测,如动脉血气、血电解质、肌酐清除率等等。通常是通过采血样后进行检测。 3-11血气及电解质检测 3-11-1血气检测原理
血气分析仪可对人体内血液的酸碱度(PH)、二氧化碳分压(PCO2)、氧分压(PO2)进行定量分析,并且利用所测参数和病人的体温、血红蛋白计算出HCO3- 碳酸氢根)、BE(碱超)、SB(标准碳酸氢根)、SBE(标准碱超)等生理参数。
血液中的O2和CO2有物理溶解和化学结合两种存在形式。血液中大部分的氧与血红蛋白结合,大部分二氧化碳以碳酸氢根的形式存在。物理溶解所占比例很小,但在气体交换时,进入血液的气体必须先经过物理溶解状态才能进一步成为化学结合状态;气体从血液释出时,化学结合状态的气体也需要先行分解成为物理溶解状态,然后才能离开血液。
(1)PO2(血氧分压值):氧在血液中的存在形式一是物理溶解
40