心电和血氧介绍文档

心电血氧介绍1心电部分㈠心电图的形成心脏每时每刻按着一定的速率和节律跳动，心脏每次跳动之前，首先产生电激动，电激动始于窦房结，并沿心脏的特殊传导系统下传，先后兴奋心房和心室，使心脏收缩执行泵血功能。这种先后有序的电兴奋的传播，可经人体组织传到体表，产生一系列的电位改变，并被记录下来形成心电图。心电图反应的是心脏兴奋的产生、传播和恢复过程中的生物电变化，是心脏各部分的许多心肌细胞先后发生的电位变化的综合表现，不是由于心脏的机械收缩所产生。㈡心电导联的概念为了记录心电，将探测电极安置于体表相隔一定距离的两点，此两点即构成一个导联，两点的连续代表导联轴，具有方向性。㈢常用导联的种类●标准肢体导联：Ⅰ导联：两个测量电极分别置于左臂和右臂Ⅱ导联：两个测量电极分别置于右臂和左腿Ⅲ导联：两个测量电极分别置于左臂和左腿●加压单极肢体导联：aVR、aVL、aVF●单极导联（胸导联）：V1、V2、V3、V4、V5、V6㈣正常心电图波形的临床意义●P波，最早出现，幅度最小，反应心房的除极过程●P-R期间，从P波起点到QRS波群起点的时间间隔，反映心房除极到心室除极的时间间隔，正常为0.12~0.20秒●QRS波群，是心电图中幅度最大的波群，反映心室除极的全过程，正常为0.06~0.16秒●S-T段，QRS波群终点到T波的一段●T波，QRS波群向上或者向下的一个圆钝波，为心室复极波。●Q-T期间，QRS波群起点到T波终点，是心室开始除极到复极全部完成所需的时间。心电血氧介绍2㈤心电监测心电监测分为心律(节律)监测和心率(速率)监测。所谓心律，是指心跳的规律性，即每一次心跳与下一次心跳的周期间隔是否相等；所谓心率，是指心脏每分钟跳动的次数，心律和心率是两个完全不同的概率，危重病人ECG监测，是对心脏节律监测最有效的手段。通过监测，可发现心脏节律异常，各种心律絮乱，如房性、室性早搏，心肌供血情况、电解质絮乱等。㈥影响心率因素●引起心率增快的原因：①缺氧②发热③血压早期下降④失血⑤疼痛⑥药物●引起心率减少的原因:①极度缺氧②心肌缺血③心脏抑制药物中毒④危重情况⑤室颤-停博死亡⑥传导阻滞㈦心率和脉率的关系心率是指心脏每分钟跳动的次数，脉率为每分钟心脏有效搏动产生脉搏的次数。正常情况下心率等于脉率，在心脏功能不好或者心律絮乱的情况下(如房颤病人)，脉率可小于心率。心率的正常值●成人：60-100次/分●2-3岁小儿：100-120次/分●1岁以下小儿：110-130次/分●新生儿：120-140次/分㈧影响心电信号的因素①外科设备干扰②对干扰波没有进行过滤③没有外接地线④心电电极没有安装好⑤电极和皮肤接触不良等心电信号是一种相对微弱的电信号，因此，很容易受到外界的干扰，如：⑴肌电干扰：当粘贴心电电极下的肌肉收缩时，会产生肌电，肌电信号对心电信号也会产生干扰。而且这类干扰具有与ECG信号相同的频谱带宽，不能简单的用滤波器加以消除⑵运动干扰：病人身体的运动将会引起ECG信号的变化，其影响程度，要视这种运动的幅度和频率，如果在心电放大器带宽之内，ECG测量也很难克服。⑶电极接触干扰：从人体到ECG放大器电信号通路上的任何干扰都会造成强烈的噪音，可能会使ECG信号波形变得模糊不清，这种噪音常常是由于电极与皮肤的接触不良所致。这类干扰的防止主要在于从使用方法上加以克服。⑷50Hz工频干扰，采用电池供电能克服工频干扰⑸呼吸干扰，呼吸造成心电信号基线漂移⑹其他电子设备和电子元器件的干扰，心电信号时很微弱的，测量电路放大倍数一般为1000倍，是的其他干扰容易同时被放大。心电血氧介绍3㈨心电信号的测量如下图所示，典型单通道心电采集系统，心电幅度0.5mV~5mV，频率0.05Hz~100Hz。Typicalsingle-channelelectrocardiograph心电信号的特点：信号十分微弱，常见的心电频率一般在0.05～100Hz之间，能量主要集中在17Hz附近，幅度小于5mV，心电电极阻抗较大，一般在几百千欧以上。在检测生物电信号的同时存在强大的干扰，主要有电极移动引起基线漂移(一般小于1Hz)，电源工频干扰(50Hz)，肌电干扰(几百Hz以上)。电源工频干扰主要是以共模形式存在，幅值可达几V甚至几十V，所以心电放大器必须具有很高的共模抑制比(80dB以上)。电极移动引起基线漂移是由于测量电极与生物体之间构成化学半电池而产生的直流电压，最大可达300mV，因此，心电放大器的前级增益不能过大。由于信号源内阻可达几十KΩ、乃至所以，心电放大器的输入阻抗必须在几MΩ以上。同时在有源低通滤波器中要求能够有效地滤除与心电信号无关的高频信号，最后在设计要求对某一频段的信号能够抑制或衰减。通过系统调试，最后得到放大、无噪声干扰的心电信号。心电血氧介绍4血氧部分㈠血氧介绍什么是脉搏血氧仪？首先氧气，大家知道人需要氧气活着，氧气怎么样让人活下去？氧气在血液当中的红细胞里，由红细胞通过动脉供养给毛细血管。脉搏血氧仪测量的参数实际上就是血氧的饱和度，我们用SpO2，SpO2是代表实际含氧量与全氧饱和度的比值。氧气怎么样传递到人体各个器官、在毛细血管里面就是靠红细胞，红细胞其实很小，非常非常小，大概是6-8微米的直径，厚度是2微米，每个细胞的寿命是100-120天，会回收再生。这些细胞是骨髓产生的，所以每个细胞需要7天的时间才能产生。成人的体内细胞产生是每秒钟400万个，运动员注射激素，红细胞产生得越多携带氧气的能力越强，竞赛的过程当中对没有注射的来讲是不公平的，所以在体育激素里面的故事会听到。每个成人有20-30万亿红细胞，男人比女人多20%。主要功能是氧气从肺里面送到人体的器官，保证各个器官的工作，每个红细胞在体内的循环从肺出去然后再回来，大概需要20秒的时间。在肺里面，红细胞是这样的，本身附着血红蛋白，符号是Hb，一种是氧合血红蛋白，就是HbO2，还有还原血红蛋白，从动脉经过毛细血管回到颈脉的时候，氧分子脱落了。血氧饱和度，健康人典型值是，90%-100%比较正常，但很多情况下跌到60%，这取决于很多因素，其中最重要的因素是病人身体的供血能力比较差，HbO2的读值会下降。什么是“脉搏血氧仪”？●人类需要在整个身体内保持连续氧气供应才能维持生命。这个功能是由血液中的红细胞完成的。●脉搏血氧仪采用无创技术测量血液中的氧气含量。●脉搏血氧仪测量的对象更准确的叫法是血氧饱和度，即所谓的SpO2●测量得到的是单个数字结果，代表了实际含氧量与全氧量饱和度的比值，用百分比表示什么是“脉搏血氧仪”？◆在肺部，氧气附着在受红细胞约束的蛋白质上，称为血色素(Hb)◆血液中的血色素有两种形态●氧合血红蛋白(HbO2)●还原血红蛋白(Hb)◆高度饱和的血色素分子包括4个氧分子血氧饱和度𝑆𝑝O2=HbO2x100HbO2+Hb%典型的健康值为90%-100%，但可以低至60%心电血氧介绍5㈡血氧测量原理血氧饱和度(SpO2)是反应血液中氧合血红蛋白含量的一个参数，是氧合血红蛋白(HbO2)的容量占全部可结合的血红蛋白容量的百分比，它是呼吸循环的重要生理参数。临床上通过监测动脉血氧饱和度(SpO2)对肺的氧合和血红蛋白携氧能力进行估计。血氧浓度的测量通常分为电化学法和光学法两类。电化学分析法需行人体采血，再用血气分析仪测出血氧分压PO2从而计算出血氧饱和度，这是一种有创测量方法，且不能进行连续的监测。而光学测量法是采用光电传感器的无创方法，它是基于动脉血液对光的吸收量随动脉搏动而变化的原理来进行测量的，故将这种测量结果称做脉搏(pluse)血氧饱和度(SpO2)。基础研究表明，氧合血红蛋白和还氧血红蛋白对不同波长入射光有着不同的吸收率，而皮肤、肌肉、骨骼和静脉血等其他组织对光的吸收是恒定不变的。根据朗伯-比尔定律(TheLambert-BeerLaw)，一单色光透过某物质的溶液时，其透射光强与入射光强有如下关系：𝐼=𝐼0∗𝑒−𝜀𝐶𝐿其中，I------透射光的强度𝐼0----入射光的强度𝜀-----溶液对某特定波长光的吸收系数C-----溶液的浓度L-----光通过的路径长度可以认为生物组织在红光、红外光区是相对透明的，红光、红外光甚至能穿透头皮、头骨，深入到脑内数厘米。同时组织也是具有高散射系数的物质，组织的散射作用使光子运动在组织中呈现随机性，可形成透射光(向前散射光)和反射光(向后散射光)。组织中的一些特殊物质如血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素等，他们有着依赖于波长的吸收特性，对透射光和反射光强度影响极大。但因为组织中的血红蛋白的浓度远远高于其他吸光物质的浓度，普通组织的透射和反射光谱强烈依赖于血红蛋白的吸收光谱。人体血液中的氧合血红蛋白(HbO2)和还氧血红蛋白(Hb)在波长为600-1000nm的连续光谱中(即红光和红外光区域)的光吸收系数存在差异，如下图测量原理◆氧合血红蛋白和还原血红蛋白在可见光和接近红外线的频谱范围内具有不同的吸收特性◆还原血红蛋白吸收较多的红色频率光线，吸收较少的红外频率光线◆氧合血红蛋白吸收较少的红色频率光线，吸收较多的红外频率光线绿色箭头所示为还原血红蛋白吸收曲线心电血氧介绍6世界上大多数的血氧仪都是靠这样的原理来做的，只是通过红光和红外光，两个波长值最常见，绿色的箭头就是指这条线，还原血红蛋白，也就是说血红蛋白不带氧分子的时候，对红光的吸收比较长，纵轴越高吸收强度越强。而红外光的吸收长度比较弱，横轴是波长，纵轴是吸收长度。反过来看，我们除了说还原血红蛋白以外，还有氧合血红蛋白，就是带有血红蛋白的，带有氧分子的，对红光的吸收比较弱，对红外光的吸收比较强，用在血氧测量当中一般红光是660纳米，红外光是940纳米。还原血红蛋白和氧合血红蛋白，对不同光吸收的区别，就是测量血氧饱和度最基本的依据。最常见的就是两个波长，实际上要做到更高的精度，除了两个波长以外还要增加，甚至高达8个波长，最主要的原因是人体血红蛋白除了还原血红蛋白和氧合血红蛋白之外，还有其他的血红蛋白，我们经常见的是碳氧血红蛋白，更多的波长有利于你做的精度更好。如图下图所示，人体组织对光的吸收图，当有光照射时，透射光会呈现出脉动状态，反应了血液中血红蛋白的变化。人体组织对光的吸收图㈢透射式和反射式●透射式透射式饱和度的测量在手指测量是最多的，也可以在脚趾、耳朵，这是最常见的测量血氧的地方。红光和红外光发射管，保证他们在手指基本上非常接近的位置，可以保证检测的准确度。红光和红外光是分开工作的，当红光工作的时候，红外光是关闭的，可以保证红光和红外光之间的工作互不干扰，距离要非常近，保证在同一个身体组织结构里面取得的信息。◆红光和红外光发射管在相同的位置，接受管在另一侧◆发射的光线可透过人体内的皮肤和骨骼等◆红光和红外光采用时间复用的方式发射，相互间不会干扰◆测量点包括手指，脚趾和耳垂心电血氧介绍7●反射式由于人体组织是强散射介质，光在组织中的运动存在随机性，透射检测方式中光检测器接收的主要是前向散射光；当将光检测器置于光源的同一表面时，即是反射式检测方法，这时探测器接收的主要是在组织中经过了一段类似抛物线路径的散射光。◆发射管和接受管在组织的同一侧◆发射管和接受管直接的距离需要通过大量的实验找到最好的距离◆可以测量的组织部位比透射式多