Bildens grundläggande princip
Numera har nästan alla förändringar av fysiologiska funktioner bildskärmar som kan övervakas när som helst. Nu beskrivs endast de grundläggande principerna för monitorer som används vid anestesioperationer.
1. Cykelfunktionsövervakning
⑴ Invasiv blodtrycksövervakning: Både arteriell punktering och kvarvarande kateter, ansluten till piezoelektrisk sensormottagare, omvandlar mekaniskt tryck till spänning, bearbetas av dator för att visa grafik och visar digitalt systoliskt blodtryck, diastoliskt blodtryck och medelartärtryck.
⑵Automatisk icke-invasiv tryckmätning (Dinamap): mikromotorer med flera användningsområden för att automatiskt blåsa upp manschetten så att manschettens inre tryck är högre än det systoliska trycket och sedan automatiskt tömma, använd det piezoelektriska omvandlarelementet för att detektera svängningen signal om arteriell pulsering, och gå in i den. Sensorn förstärks av det elektroniska systemet, och mikrodatorn beräknar och bestämmer det systoliska blodtrycket, det diastoliska blodtrycket och det genomsnittliga trycket.
⑶CO-övervakning: För närvarande används värmeutspädning fortfarande för flera ändamål. I allmänhet införs en flytande kateter genom den inre jugulära venpulsen och sedan injiceras 10 ml 4 ℃ isoton glukoslösning från lumen som leder till höger förmak. Denna lösning flyter in i lungartären med blodflödet. Blodtemperaturen i lungartären ändras till en viss grad och temperaturförändringen mäts av termistorn i slutet av katetern. CO är negativt korrelerad med blodtemperaturförändringen. Hjärtutgångsmätaren kan spåra kurvan för blodtemperaturförändring, beräkna området under kurvan och direkt visa CO (L / min).
Nyligen har lungartärkatetern och värmekällan förbättrats. En termisk tråd placeras 14-25 cm från kateterns topp. Efter att katetern har satts in släpper monitorn energipulser för att värma upp värmekabeln när som helst. Dess stora område hjälper till att jämnt fördela den blandade värmen så att den närliggande blodtemperaturen stiger till 44 ° C (111 ° F), och termistorn är placerad nedströms för att upptäcka blodtemperaturförändringen och rapportera den till den anslutna bildskärmen. Monitordatorn beräknar området under samma temperaturförändringskurva och visar CO. En gång var 3-6 minuter kan mätningen upprepas automatiskt, snabbt och kontinuerligt, så det kallas kontinuerlig CO-mätning.
Ovanstående är också skillnaden i temperaturförändring i stället för Fick&# 39: s metod arteriell och venös O2-koncentrationsskillnad. Enligt Fick' s metod, eftersom VO2=CO × (CaO2-CvO2), CO=VO2 / CaO2-CvO2, det vill säga, patienten konsumerar syre varje minut Skillnaden mellan koncentrationen av O2 i blod (det vill säga mängden O2 som tas in i blodet av lungorna, vanligtvis 250 ml) och koncentrationen av O2 i arteriellt och venöst blod, CO per minut beräknas. Exempelvis är O2-innehållet i arteriellt blod 0,2 ml / ml vid mätning, och det venösa blodet innehåller Mängden O2 är 0,15 ml / ml och koncentrationsskillnaden är 0,05. Ersätter i formeln, CO=250 / 0,05=5000 ml eller 5 L / min. Grundprincipen är att flödeshastigheten under en tidsperiod är lika med ett ämne (indikator) under samma tidsperiod. Den totala mängden som kommer in i vätskan divideras med skillnaden mellan uppströms och nedströms koncentrationer av ämnet som kommer in på platsen. På grund av variationen i lungvolymen är termodilution den viktigaste metoden för närvarande.
2 EKG-övervakning
Det är en vanlig övervakning av EKG-funktion under anestesi och på ICU. Grundprincipen är att hjärtat slår för att hjärtat stimuleras av den elektriska potential som genereras av sig själv och hjärtat stimulerar. Spänningen som genereras av sinoatriell nod vänder sig till kardiomyocyterna i förmaken och ventriklarna i sin tur. Denna svaga bioelektriska förändring kan inte bara mätas inuti hjärtat eller hjärtets yta utan kan också föras till kroppens yta. När två elektroder används för att bilda en krets på kroppens yta kan vågformen för EKG-förändringarna spåras genom den förstorade posten. Det är elektrokardiogrammet.
Även om det fortfarande finns kontroverser om mekanismen för PQRST-vågform, finns det i princip en viss förklaring. När kardiomyocyter stimuleras med en viss intensitet kan en serie intracellulära och yttre jonflöden och membranpotentialförändringar uppstå. Handlingspotentialen kallas åtgärdspotential. Förändringar i cellpotential under polarisering och repolarisering.
När kardiomyocyterna är i statiskt tillstånd är de positiva och negativa jonerna i och utanför cellmembranet i balans (polariserat tillstånd). När kardiomyocyterna har stimulerats ökar cellmembranets permeabilitet och Na + kommer in i cellen, vilket resulterar i depolarisering. En potentialskillnad genereras på gränssnittet och avancerar steg för steg och bildar en serie potentiella förändringar. Avvecklingen av depolarisering är positiv (+) först och negativ (-) bakom. Motsatsen gäller för ompolarisering. Efter repolarisering återgår jonfördelningen inuti och utanför cellen till normal. Bildandet av ett elektrokardiogram är syntesen av förändringarna i hjärtinfarktens potential i olika delar av hjärtat. Förhalning, spänning bildar långsamt PR-intervallet, och efter att spänningen passerar genom den atrioventrikulära noden sprids den snabbt till vänster och höger sidobuntar och Urachine' s fibrer för att bilda QRS-komplex. Efter att ventrikeln är avpolariserad finns det ingen potentialskillnad på ytan och bildar ett segment av ekvipotentiallinjen, nämligen ST-segment. Senare börjar myokardiet att repolarisera för att producera T-vågor, och hela hjärtcykeln bildar en uppsättning P-QRS-T-vågor. Det kan ses att när hjärtinfarkt uppstår finns det vissa avvikelser i föröknings- och återhämtningsprocessen, elektrokardiogrammet kommer att förändras. . Kliniskt kan därför EKG-vågformsförändringar användas för att övervaka EKG-funktionen och hjälpa till att förstå vissa hjärtsjukdomar eller vatten- och elstörningar.
En elektrokardiograf är ett instrument som används för att registrera den ström som genereras av hjärtat&# 39: s aktiveringsprocess. Huvudkomponenterna är amperemätare, förstärkare, inspelningsenhet och vissa tillbehör som krävs.
3. Övervakning av andningsfunktion
Monitoring Övervakning av ventilationsfunktion: Övervakar huvudsakligen VT eller MV. Det vanligaste vid anestesi är en klockvolymmätare, sensorn är en fläkt och den är ansluten till luftvägarna. När andningsluftflödet passerar, körs knivarna att rotera. Knivaxeln driver en serie växlar. Enligt rotationshastigheten visas varje gång (VT) och kumulativ minutventilation (MV) på ytan. Den nya elektroniska andningsvolymmätaren använder fortfarande vindklingan som sensor, men använder infraröd reflektion och mottagande element för att detektera vindklingans hastighet och visar digitalt VT, MV och andningsfrekvens efter att ha bearbetats av det elektroniska systemet.
⑵ Luftvägstryck: Det mest primitiva och exakta sättet är att använda en U-formad rörvattenpelare, ena änden är ansluten till luftvägarna, luftvägarnas tryckfluktuationer orsakar vattnets kolonnfluktuationer eller en metalllufttrumma kan användas för att kommunicera med luftvägarna, och luftvägarnas tryckfluktuationer orsakar trumhinnans svängningar. För sedan den till pekaren för att se trycksiffran som den pekar på. Spänningssensorn används nu för att övervaka förändringar i luftvägstrycket under andningscykeln (inklusive inandningstryck, topptryck, platåtryck och slututandningstryck) genom tryckgivaren. Kontinuerlig övervakning av luftvägstrycket är det enklaste sättet att förstå tillståndet i lungorna och luftvägarna och om det finns abnormitet i rörledningen. Förändringen av luftvägstrycket gör att sensorn genererar motsvarande elektriska signaler som bearbetas av det elektroniska systemet och visas i siffror.
⑶SpO2: Principen består av två delar: ① Spektrofotometrisk metod: Den baseras på det faktum att blodfärgen ändras från mörkröd till ljusrött när Hb kombineras med O2 för att bli HbO2. Ljusintensiteten som passerar genom olika Hb är relaterad till dess våglängd, det vill säga graden av ljusabsorption vid olika våglängder som passerar genom olika Hb är inte densamma. Absorptionen av reducerat hemoglobin (Hb) och oxihemoglobin (HbO2) för 660 nm våglängd rött ljus och 940 nm våglängd infrarött ljus är mycket annorlunda, HbO2: 660 nm våglängd rött ljusabsorption är mindre och 940 nm infrarött ljusabsorption är mer tvärtom, minskad hemoglobin ( Hb) absorberar mer rött ljus vid 660 nm och absorberar mindre infrarött ljus vid 940 nm. Därför kan förhållandet mellan rött ljusabsorption och infrarött ljusabsorption mätas med spektrofotometri. Mättnad, förhållande> 1 är syresatt blod,< 1="" är="" icke-syresatt="" blod,="1" är="" delvis="" syresatt="" blod.="" mängden="" absorption="" av="" rött="" ljus="" kan="" beräknas="" genom="" rött="" ljus="" och="" infrarött="" ljus="" som="" genereras="" av="" den="" ljusemitterande="" dioden="" för="" att="" belysa="" fingret="" eller="" örsnibben="" och="" andra="" vävnader="" och="" sedan="" tas="" emot="" av="" den="" fotoelektriska="" omvandlaren.="" l="" pletysmografi:="" en="" liten="" mängd="" blod="" strömmar="" in="" i="" fingrarna="" eller="" öronlopparna="" i="" varje="" hjärtslag,="" vilket="" expanderar="" arteriole-nätverket="" och="" går="" sedan="" in="" i="" kapillärbädden="" genom="" kapillärbäddsfinktern="" och="" flyter="" tillbaka="" till="" hjärtat.="" transilluminera="" fingret="" med="" en="" ljusstråle="" och="" upptäck="" graden="" av="" ljudenergidämpning="" efter="" transillumination="" på="" andra="" sidan.="" när="" hjärtat="" dras="" samman="" ökar="" fingervolymen="" i="" fingret,="" ljusabsorptionen="" är="" större="" och="" ljusenergin="" som="" detekteras="" är="" den="" minsta.="" när="" hjärtat="" är="" diastoliskt,="" är="" det="" motsatt.="" förändringen="" i="" ljusabsorption="" återspeglar="" förändringen="" i="" blodvolym.="" endast="" den="" pulserande="" blodvolymen="" kan="" ändra="" intensiteten="" av="" ljusenergi="" efter="" genomlysning="" utan="" att="" påverkas="" av="" venösa="" kapillärer="" och="" andra="">
SpO2 kombinerar ovanstående två grundläggande principer och använder rött ljus och infrarött ljus för att bestråla och upptäcka de pulserande blodkärlen i fingret samtidigt. När blodet som pumpas in i fingret under systolen är helt syresatt, är blodet ljusrött och absorberar mycket infrarött ljus. Vågamplituden på det infraröda pletysmografidiagrammet är mycket stor, men absorptionen av rött ljus är väldigt liten, så den uppmätta vågamplituden på pletysmografidiagrammet för rött ljus är mycket liten. Tvärtom, när blodets syresättning inte räcker under systolen, är den mörkröd. Mängden infrarött ljus är mycket liten. Den uppmätta infraröda ljuspletysmografen har en liten amplitud och absorberar mycket rött ljus. Den uppmätta pletysmografen med rött ljus har en stor amplitud. Därför mäts volymen för infrarött ljus och rött ljus vid varje hjärtslag. Amplitudförhållandet för spårningsdiagrammet kan vara icke-invasivt, kontinuerligt och selektivt bestämma den arteriella syremättnaden per slag. Och visa pletysmografi och pulsfrekvens samtidigt.
R och SpO2 har en negativ korrelation, och motsvarande SpO2-värde kan erhållas på kurvan. Pletysmogrammet och pulsfrekvensen R varierar från 0,4 (100% mättnad) till 3,4 (0% mättnad). När R=1 är SpO2 cirka 85%.
COETCO2-övervakning: 1943 använde Luft infraröd för att mäta koncentrationen av CO2. Principen bygger på CO2: s förmåga att absorbera infrarött ljus med en specifik våglängd (4300 nm=4,3um). Även om det fortfarande finns masspektrometrar, Raman-spridningsanalysatorer och akusto-optiska spektroskop för mätning av ETCO2, används infraröda monitorer fortfarande i klinisk praxis. Den har egenskaperna som icke-invasiv, enkel och snabb respons. Kombinationen av data och grafik är användbar för att bedöma lungorna. Ventilation och blodflödesförändringar har speciell betydelse. Det infraröda övervakningssystemet skickar gasprovet in i mätkammaren, bestrålar ena sidan med infrarött ljus och använder en fotoelektrisk omvandlare på andra sidan för att detektera graden av infraröd ljuddämpning, vilket är proportionellt mot CO2-koncentrationen. Den uppmätta signalen jämförs med den signal som erhålls från en referensrumgas (luft eller N2), bearbetad av en mikrodator och förstorats, och CO2-nivån visas med grafik och siffror.
På grund av signalens kontinuerliga mottagning är strömmen i ett kontinuerligt tillstånd, vilket är svårt att jämföra, så ett roterande filter läggs till för att filtrera ljussignalen för att kontinuerligt förändras, vilket gör den elektriska signalen till en puls. Det finns anordningar för intermittent infrarött ljus för att generera pulssignaler. CO2-övervakning. Under analysen måste hela vågformen kontrolleras, inklusive baslinje, höjd, frekvens, rytm och morfologi. Därför har det inget värde vid diagnos utan en vågformsvisning. Ändå kan den fortfarande inte direkt återspegla kroppens' s syrabas och syresättningsstatus. .
⑸ Kontinuerlig övervakning av blandad venös syremättnad (SVO2) är för närvarande en relativt ny övervakningsteknik. Dess grundläggande princip baseras också på ökningen av Hb med syresättningsgraden, färgen ändras från lila till röd och absorptionen av olika våglängder av ljus av Hb i olika färger. Mängden är annorlunda. Därför kan, efter bestrålning av röda blodkroppar med ljus med olika våglängder, syremättnaden av Hb beräknas från mängden reflekterat ljus.
Därför innefattar övervakningssystemet tre huvudkomponenter: (1) Optisk fiberkateter: innehåller två optiska fibrer, en överför det utsända ljuset till blodkärlet för att belysa de röda blodkropparna och den andra överför det reflekterade ljuset tillbaka; (2) Den optiska komponenten har tre ljusdioder med olika våglängder, ett rött ljus (670 nm) och två nästan infrarött ljus (700, 800 nm) passerar i sin tur genom en ljusfiber in i blodkärlet med en hastighet av 244 pulser. per sekund för varje våglängd och bestråla de röda blodkropparna i blodet som strömmar genom slutet av blodkärlet. Ljusvågen bestrålas av blodet Efter absorption, brytning och reflektion samlas en del av den av en annan optisk fiber och överförs tillbaka till den optiska fiberdetektorn i den optiska enheten, där den omvandlas till en elektrisk signal; (3) Microcomputer-processystem: värddatorn, som förstärker de sända ljusintensitetssignalerna med tre våglängder och beräkningar visas i siffror. Resultaten kan användas för att förstå den förändrade trenden av förhållandet mellan syreförsörjning och syrebehov, men SVO2 kan bara återspegla den övergripande förändrade trenden för systemiskt syre, eftersom syreförbrukning och syrereserver i olika organ och vävnader är olika. En minskning av SVO2 betyder inte en minskning av syretillförseln eller en ökning av syrebehov eller syreförbrukning. Normal SVO2 är cirka 75% och vissa oförklarliga förändringar i andningen, såsom svaghet i andningsvägarna, överdosering av lugnande medel och pneumothorax, kan detekteras och korrigeras i tid genom förändringar i SVO2.
4. EEG, EMG, hjärnstammar framkallade potential och övervakning av muskelavslappning
Liksom EKG-övervakningen är dess grundläggande princip mycket enkel, eftersom den genererar bioelektriska signaler av sig själv, och den behöver bara bearbetas genom att plocka upp, förstärka och visa. Problemet är hur man tolkar betydelsen av den erhållna signalen (vågform, data) och så vidare.
⑴ EEG: Hjärnan producerar bioelektrisk amplitud på ungefär några mikrovolt till hundratals mikrovolt, med en frekvens på 0,5-60 Hz. Det finns många spontana utsläpp av hjärnvävnad och finns hela tiden. Det kan inte bara styras från den exponerade hjärnvävnaden utan också Hjärnans elektriska aktivitet som kan styras från hårbotten kallas elektroencefalogram (EEG).
En EEG-maskin är en enhet som förstärker och registrerar denna svaga hjärnans bioelektriska signal. Liksom andra ljusvågor har hjärnvågor fyra grundläggande element: frekvens, amplitud, vågform och fas.
Fas: Även känd som polaritet är det det relativa förhållandet mellan tid och amplitud, som representerar positionen för varje våglängd i hela cykeln. Baserat på baslinjen kallas vågtoppen ovanför baslinjen negativ (eller negativ) och vågtoppen under baslinjen kallas positiv (eller positiv). De med olika faser kallas asynkrona.
Bildningen av hjärnvågsrytm måste vara resultatet av att många nervceller skjuter samtidigt och stoppar samtidigt. Samtidig avfyrning av de flesta nervceller är en av de viktigaste förutsättningarna för hjärnvågor. En annan viktig faktor är att ordningen och riktningen för de olika neuronerna måste vara densamma. När ledningsriktningarna är inkonsekventa kommer den elektriska potentialen att ta bort varandra och den kommer inte att orsaka stark potential. Enligt informationen om hjärnvävnadsanatomi arrangeras en av huvudcellerna i hjärnbarken-ryggradscellerna regelbundet och dess apikala dendriter vänd mot cortexytan, så hjärnvågorna kommer sannolikt att genereras av dendriterna i många hjärnkotorceller. Den elektriska potentialen överförs från cellkroppen till hjärnans yta.
Frekvensområdet för normala hjärnvågor är 1-30 gånger / sekund, vilket kan delas in i 4 band, nämligen δ-våg: 1-3 gånger / sekund, Q-våg: 4-7 gånger / sekund, α-våg: 8-13 gånger / sekund; β-våg: 14-30 gånger / sekund. EEG presenterar ofta inte bara en våg utan flera vågor samtidigt, utan en våg är dominerande. Frekvensen, amplituden, vågformen och synkroniseringen av hjärnvågorna som styrs av de symmetriska punkterna på båda sidor om den normala personen är i grunden symmetriska. Om det finns uppenbara skillnader är det ett patologiskt tillstånd. Det finns ett nära samband mellan hjärnans elektriska aktivitet och cerebralt blodflöde och hjärnmetabolism.
Anestesi kan förändra EEG, men det finns många faktorer som påverkar hjärnans elektriska aktivitet. Förändringarna orsakade av olika bedövningsmedel är inte desamma, och det är svårt att övervaka djupet av anestesin. På senare år, på grund av framstegen inom datorteknik, har många metoder studerats som en övervakningsaspekt, inklusive EEG-effektspektrumanalys (inklusive komprimerad spektraluppsättning, tät spektraluppsättning, spektralgränsfrekvens, medianfrekvens etc.). EEG-topografi (eller EEG-distributionskarta) och bispektral analys kallas tillsammans kvantitativ EEG (qEEG). Eftersom qEEG-systemet använder en dator för frekvensdomän- eller tidsdomän-signalanalys, har den högre känslighet, speciellt spektralgränsfrekvensen (SEF) och bispektralanalysindex (BIS), som anses ha en motsvarande relation till djupet av anestesi, men hittills bara Kan användas som referens.
