Podstawowa zasada monitora
W dzisiejszych czasach prawie wszystkie zmiany funkcji fizjologicznych mają monitory, które można monitorować w dowolnym momencie. Obecnie opisane są tylko podstawowe zasady działania monitorów stosowanych w operacjach anestezjologicznych.
1. Monitorowanie funkcji cyklu
⑴ Inwazyjne monitorowanie ciśnienia krwi: Zarówno nakłucie tętnicy, jak i cewnik na stałe podłączony do odbiornika czujnika piezoelektrycznego przekształcają ciśnienie mechaniczne w napięcie, przetwarzają je komputerowo w celu wyświetlenia grafiki i cyfrowo wyświetlają skurczowe ciśnienie krwi, rozkurczowe ciśnienie krwi i średnie ciśnienie tętnicze.
⑵Automatyczny nieinwazyjny pomiar ciśnienia (Dinamap): Wielozadaniowe mikrosilniki do automatycznego napompowania mankietu, tak aby ciśnienie wewnętrzne mankietu było wyższe niż ciśnienie skurczowe, a następnie automatycznie opróżnione, użyj elementu przetwornika piezoelektrycznego do wykrycia oscylacji sygnał pulsacji tętniczej i wprowadź go Czujnik jest wzmacniany przez układ elektroniczny, a mikrokomputer oblicza i wyznacza ciśnienie skurczowe, rozkurczowe i średnie.
⑶Monitorowanie CO: Obecnie termodylucja jest nadal używana do wielu celów. Ogólnie rzecz biorąc, pływający cewnik jest wprowadzany przez wewnętrzny impuls żylny szyjnej, a następnie 10 ml 4 ℃ izotonicznego roztworu glukozy jest wstrzykiwane ze światła prowadzącego do prawego przedsionka. Ten roztwór wpływa do tętnicy płucnej z przepływem krwi. Temperatura krwi w tętnicy płucnej zmienia się w pewnym stopniu, a zmianę temperatury mierzy termistor na końcu cewnika. CO jest ujemnie skorelowany ze zmianą temperatury krwi. Monitor rzutu serca może śledzić krzywą zmiany temperatury krwi, obliczać obszar pod krzywą i bezpośrednio wyświetlać CO (l/min).
Ostatnio udoskonalono cewnik tętnicy płucnej i źródło ciepła. Drut termiczny jest umieszczony 14-25 cm od góry cewnika. Po włożeniu cewnika monitor w dowolnym momencie uwalnia impulsy energii, które podgrzewają przewód termiczny. Jego duża powierzchnia pomaga równomiernie rozprowadzać mieszane ciepło, dzięki czemu temperatura krwi w pobliżu wzrasta do 44°C (111°F), a termistor znajduje się za nią, aby wykryć zmianę temperatury krwi i zgłosić ją do podłączonego monitora. Komputer monitorujący oblicza obszar pod podobną krzywą zmian temperatury i wyświetla CO. Co 3-6 minut pomiar może być powtarzany automatycznie, szybko i w sposób ciągły, czyli nazywa się to ciągłym pomiarem CO.
Powyższe jest również różnicą zmian temperatury, zamiast różnicy stężeń O2 we krwi tętniczej i żylnej według metody Ficka'. Według metody Ficka', ponieważ VO2=CO×(CaO2-CvO2), CO=VO2/CaO2-CvO2, czyli pacjent co minutę zużywa tlen Różnica między stężeniem O2 w krwi (czyli ilość O2 pobranego do krwi przez płuca, zwykle 250 ml) oraz stężenie O2 we krwi tętniczej i żylnej, CO na minutę. Na przykład, mierzona zawartość O2 we krwi tętniczej wynosi 0,2 ml/ml, a we krwi żylnej zawartość O2 wynosi 0,15 ml/ml, a różnica stężeń wynosi 0,05. Podstawiając do wzoru CO=250/0.05=5000ml lub 5L/min. Podstawową zasadą jest to, że natężenie przepływu przez pewien okres czasu jest równe substancji (wskaźnikowi) w tym samym okresie czasu. Całkowitą ilość dostającą się do płynu dzieli się przez różnicę między stężeniami substancji wchodzącej do zakładu przed i za nią. Ze względu na zmienność objętości płuc, obecnie główną metodą jest termodylucja.
2 monitorowanie EKG
Jest to powszechnie stosowane monitorowanie funkcji EKG podczas znieczulenia i na OIT. Podstawową zasadą jest to, że serce bije, ponieważ serce jest stymulowane przez generowany przez siebie potencjał elektryczny i serce stymuluje. Podniecenie generowane przez węzeł zatokowo-przedsionkowy kieruje się kolejno do kardiomiocytów przedsionków i komór. Tę słabą zmianę bioelektryczną można nie tylko zmierzyć w sercu lub na powierzchni mięśnia sercowego, ale również przeprowadzić na powierzchnię ciała. Kiedy dwie elektrody są używane do utworzenia obwodu na powierzchni ciała, kształt fali zmian w EKG można prześledzić na powiększonym zapisie. To jest elektrokardiogram.
Chociaż wciąż istnieją kontrowersje dotyczące mechanizmu kształtu fali PQRST, istnieje w zasadzie pewne wyjaśnienie. Gdy kardiomiocyty są stymulowane z określoną intensywnością, może wystąpić szereg wewnątrzkomórkowych i zewnętrznych zmian przepływu jonów oraz potencjału błonowego. Potencjał czynnościowy nazywa się potencjałem czynnościowym. Zmiany potencjału komórkowego podczas polaryzacji i repolaryzacji.
Kiedy kardiomiocyty są w stanie statycznym, jony dodatnie i ujemne wewnątrz i na zewnątrz błony komórkowej są w równowadze (stan spolaryzowany). Po stymulacji kardiomiocytów zwiększa się przepuszczalność błony komórkowej, a Na+ wnika do komórki, powodując depolaryzację. Potencjalna różnica jest generowana na interfejsie i postępuje krok po kroku, tworząc serię potencjalnych zmian. Postęp depolaryzacji jest najpierw dodatni (+), a za nim ujemny (-). W przypadku repolaryzacji jest odwrotnie. Po repolaryzacji rozkład jonów wewnątrz i na zewnątrz komórki wraca do normy. Tworzenie elektrokardiogramu to synteza zmian w potencjale mięśnia sercowego różnych części serca. Zwlekanie, podniecenie powoli tworzy odstęp PR, a po przejściu podniecenia przez węzeł przedsionkowo-komorowy szybko rozprzestrzenia się na lewy i prawy pęczek boczny oraz włókna Urachine', tworząc zespoły QRS. Po depolaryzacji komory nie ma różnicy potencjałów na powierzchni, tworząc odcinek linii ekwipotencjalnej, czyli odcinek ST. Później mięsień sercowy zaczyna się repolaryzować, wytwarzając załamki T, a cały cykl sercowy tworzy zestaw załamków P-QRS-T. Można zauważyć, że gdy wystąpi podniecenie mięśnia sercowego, występują pewne nieprawidłowości w procesie propagacji i powrotu do zdrowia, elektrokardiogram ulegnie zmianie. . Dlatego klinicznie zmiany krzywych EKG można wykorzystać do monitorowania funkcji EKG i pomóc w zrozumieniu niektórych chorób serca lub zaburzeń wody i elektryczności.
Elektrokardiograf jest instrumentem służącym do rejestrowania prądu generowanego przez proces aktywacji serca'. Jego głównymi składnikami są amperomierz, wzmacniacz, urządzenie rejestrujące i niektóre wymagane akcesoria.
3. Monitorowanie funkcji oddechowych
⑴Monitorowanie funkcji wentylacji: głównie monitoruj VT lub MV. Najczęściej stosowanym w znieczuleniu jest miernik objętości typu zegarowego, czujnik jest wentylatorem i jest podłączony do dróg oddechowych. Kiedy przepływ powietrza do oddychania, łopatki są wprawiane w ruch obrotowy. Wałek ostrzy napędza szereg kół zębatych. W zależności od prędkości obrotowej, każdorazowo (VT) i skumulowana wentylacja minutowa (MV) są wyświetlane na powierzchni. Nowy elektroniczny miernik objętości oddechowej nadal wykorzystuje łopatę wiatrową jako czujnik, ale wykorzystuje elementy odbijające i odbiorcze podczerwieni do wykrywania prędkości łopaty wiatrowej, a po przetworzeniu przez system elektroniczny wyświetla cyfrowo VT, MV i częstotliwość oddechową.
⑵ Ciśnienie w drogach oddechowych: najbardziej prymitywnym i dokładnym sposobem jest użycie kolumny wody w kształcie litery U, jeden koniec jest podłączony do dróg oddechowych, wahania ciśnienia w drogach oddechowych powodują wahania słupa wody lub do komunikacji można użyć metalowego bębna powietrznego drogi oddechowe, a wahania ciśnienia w drogach oddechowych powodują fluktuacje błony bębenkowej. Następnie przesuń go do wskaźnika, aby zobaczyć wskazaną przez niego wartość ciśnienia. Czujnik napięcia jest teraz używany do monitorowania zmian ciśnienia w drogach oddechowych podczas cyklu oddechowego (w tym ciśnienia wdechowego, ciśnienia szczytowego, ciśnienia plateau i ciśnienia końcowo-wydechowego) za pomocą czujnika ciśnienia. Ciągłe monitorowanie ciśnienia w drogach oddechowych to najłatwiejszy sposób na zrozumienie stanu płuc i dróg oddechowych oraz czy występują nieprawidłowości w rurociągu. Zmiana ciśnienia w drogach oddechowych powoduje, że czujnik generuje odpowiednie sygnały elektryczne, które są przetwarzane przez układ elektroniczny i wyświetlane w liczbach.
⑶SpO2: Zasada składa się z dwóch części: ① Metoda spektrofotometryczna: Opiera się na fakcie, że kolor krwi zmienia się z ciemnoczerwonego na jasnoczerwony, gdy Hb łączy się z O2, aby uzyskać HbO2. Natężenie światła przechodzącego przez różne Hb jest związane z jego długością fali, to znaczy, że stopień pochłaniania światła o różnych długościach przechodzącego przez różne Hb nie jest taki sam. Absorpcja zredukowanej hemoglobiny (Hb) i oksyhemoglobiny (HbO2) dla światła czerwonego o długości fali 660nm i światła podczerwonego o długości fali 940nm jest bardzo różna, HbO2: absorpcja światła czerwonego o długości fali 660nm jest mniejsza, a absorpcja światła podczerwonego 940nm jest większa. Hb) pochłania więcej światła czerwonego przy 660 nm, a mniej światła podczerwonego przy 940 nm. Dlatego stosunek absorpcji światła czerwonego do absorpcji światła podczerwonego można zmierzyć za pomocą spektrofotometrii. Nasycenie, stosunek>1 to krew utlenowana,<1 to="" krew="" nieutlenowana,="1" to="" krew="" częściowo="" (85%)="" utlenowana.="" ilość="" pochłanianego="" światła="" czerwonego="" można="" obliczyć="" na="" podstawie="" światła="" czerwonego="" i="" podczerwonego="" generowanego="" przez="" diodę="" elektroluminescencyjną="" w="" celu="" oświetlania="" palca="" lub="" płatka="" ucha="" i="" innych="" tkanek,="" a="" następnie="" odbierać="" je="" przez="" przetwornik="" fotoelektryczny.="" ②pletyzmografia:="" niewielka="" ilość="" krwi="" wpływa="" do="" palców="" lub="" płatków="" uszu="" w="" każdym="" uderzeniu="" serca,="" co="" rozszerza="" sieć="" tętniczek,="" a="" następnie="" wpływa="" do="" łożyska="" naczyń="" włosowatych="" przez="" zwieracz="" łożyska="" naczyń="" włosowatych="" i="" spływa="" z="" powrotem="" do="" serca.="" prześwietl="" palec="" wiązką="" światła="" i="" wykryj="" stopień="" tłumienia="" energii="" świetlnej="" po="" prześwietleniu="" po="" drugiej="" stronie.="" kiedy="" serce="" się="" kurczy,="" objętość="" krwi="" w="" palcu="" wzrasta,="" absorpcja="" światła="" jest="" większa,="" a="" wykryta="" energia="" świetlna="" jest="" najmniejsza;="" kiedy="" serce="" jest="" rozkurczowe,="" jest="" odwrotnie.="" zmiana="" absorpcji="" światła="" odzwierciedla="" zmianę="" objętości="" krwi.="" tylko="" pulsująca="" objętość="" krwi="" może="" zmienić="" intensywność="" energii="" świetlnej="" po="" prześwietleniu="" bez="" wpływu="" naczyń="" włosowatych="" żylnych="" i="" innych="" płynów="">
SpO2 łączy powyższe dwie podstawowe zasady i wykorzystuje światło czerwone i podczerwone do jednoczesnego naświetlania i wykrywania pulsujących naczyń krwionośnych palca. Kiedy krew pompowana do palca podczas skurczu jest w pełni natleniona, krew jest jasnoczerwona i pochłania dużo światła podczerwonego. Amplituda fali na mapie pletyzmografii w podczerwieni jest bardzo duża, ale absorpcja światła czerwonego jest bardzo mała, więc zmierzona amplituda fali na mapie pletyzmografii światła czerwonego jest bardzo mała. Wręcz przeciwnie, gdy dotlenienie krwi palca podczas skurczu nie jest wystarczające, jest on ciemnoczerwony. Ilość światła podczerwonego jest bardzo mała. Zmierzony pletyzmograf w podczerwieni ma małą amplitudę i pochłania dużo światła czerwonego. Zmierzony pletyzmograf światła czerwonego ma dużą amplitudę. Dlatego światło podczerwone i objętość światła czerwonego są mierzone przy każdym uderzeniu serca. Stosunek amplitud na wykresie może być nieinwazyjny, w sposób ciągły i selektywny określający nasycenie krwi tętniczej tlenem na udar. Jednocześnie wyświetlaj pletyzmografię i tętno.
R i SpO2 mają ujemną korelację, a odpowiednią wartość SpO2 można uzyskać na krzywej. Pletyzmogram i częstość tętna R wahają się od 0,4 (100% saturacji) do 3,4 (0% saturacji). Gdy R=1, SpO2 wynosi około 85%.
⑷Monitorowanie ETCO2: W 1943 Luft użył podczerwieni do pomiaru stężenia CO2. Zasada działania opiera się na zdolności CO2 do pochłaniania światła podczerwonego o określonej długości fali (4300nm=4,3um). Chociaż wciąż istnieją spektrometry masowe, analizatory rozpraszania Ramana i spektroskopy akustyczno-optyczne do pomiaru ETCO2, monitory na podczerwień są nadal stosowane w praktyce klinicznej. Posiada cechy nieinwazyjnej, prostej i szybkiej reakcji. Połączenie danych i grafiki jest przydatne do oceny płuc. Szczególne znaczenie mają zmiany wentylacji i przepływu krwi. System monitorowania na podczerwień wysyła próbkę gazu do komory pomiarowej, naświetla jedną stronę światłem podczerwonym i wykorzystuje przetwornik fotoelektryczny z drugiej strony, aby wykryć stopień tłumienia światła podczerwonego, który jest proporcjonalny do stężenia CO2. Zmierzony sygnał jest porównywany z sygnałem uzyskanym z referencyjnego gazu w pomieszczeniu (powietrze lub N2), przetwarzany przez mikrokomputer i powiększany, a poziom CO2 jest wyświetlany w formie graficznej i liczbowej.
Ze względu na ciągły odbiór sygnału prąd jest w stanie ciągłym, co jest trudne do porównania, dlatego dodawany jest filtr obrotowy, który filtruje sygnał świetlny w celu ciągłej zmiany, zamieniając sygnał elektryczny w impuls. Istnieją urządzenia do przerywanego światła podczerwonego do generowania sygnałów impulsowych. Monitorowanie CO2. Podczas analizy należy sprawdzić cały przebieg, w tym linię bazową, wysokość, częstotliwość, rytm i morfologię. Dlatego nie ma on żadnej wartości w diagnostyce bez wyświetlania przebiegu. Mimo to nadal nie może bezpośrednio odzwierciedlać stanu kwasowo-zasadowego i natlenienia organizmu'. .
⑸ Ciągłe monitorowanie saturacji tlenem mieszanej krwi żylnej (SVO2) jest obecnie stosunkowo nową technologią monitorowania. Jego podstawowa zasada opiera się również na wzroście Hb wraz ze stopniem natlenienia, zmiana barwy z fioletowej na czerwoną oraz absorpcja różnych długości fal światła przez Hb o różnych barwach. Dlatego po napromieniowaniu czerwonych krwinek światłem o różnych długościach fali, nasycenie tlenem Hb można obliczyć na podstawie ilości odbitego światła.
Dlatego system monitorowania składa się z trzech głównych elementów: (1) Cewnik światłowodowy: zawiera dwa włókna światłowodowe, jeden przekazuje emitowane światło do naczynia krwionośnego w celu oświetlenia czerwonych krwinek, a drugi przekazuje odbite światło z powrotem; (2) Element optyczny ma trzy diody emitujące światło o różnych długościach fal, jedno światło czerwone (670 nm) i dwa światło bliskie podczerwieni (700, 800 nm) z kolei przechodzą przez światłowód do naczynia krwionośnego z szybkością 244 impulsów na sekundę dla każdej długości fali i napromieniować czerwone krwinki we krwi przepływającej przez koniec naczynia krwionośnego. Fala świetlna jest napromieniowana przez krew Po absorpcji, załamaniu i odbiciu część jest zbierana przez inne włókno światłowodowe i przesyłana z powrotem do detektora światłowodów w zespole optycznym, gdzie jest przekształcana na sygnał elektryczny; (3) Mikrokomputerowy system przetwarzania: komputer główny, który wzmacnia przesyłane sygnały natężenia światła o trzech długościach fal A obliczenia są wyświetlane w liczbach. Wyniki można wykorzystać do zrozumienia zmieniającego się trendu stosunku podaży tlenu do zapotrzebowania na tlen, ale SVO2 może jedynie odzwierciedlać ogólny zmieniający się trend tlenu układowego, ponieważ zużycie tlenu i rezerwy tlenu w różnych narządach i tkankach są różne. Spadek SVO2 nie oznacza zmniejszenia podaży tlenu ani wzrostu zapotrzebowania na tlen lub jego zużycia. Prawidłowe SVO2 wynosi około 75%, a niektóre niewyjaśnione zmiany w oddychaniu, takie jak osłabienie mięśni oddechowych, przedawkowanie środków uspokajających i odma opłucnowa, można wykryć i skorygować w czasie poprzez zmiany SVO2.
4. EEG, EMG, potencjał wywołany pnia mózgu i monitorowanie relaksacji mięśni
Podobnie jak monitorowanie EKG, jego podstawowa zasada jest bardzo prosta, ponieważ sam generuje sygnały bioelektryczne i wystarczy je przetworzyć poprzez zbieranie, wzmacnianie i wyświetlanie. Problem polega na tym, jak interpretować znaczenie otrzymanego sygnału (przebiegu, danych) i tak dalej.
⑴ EEG: Mózg wytwarza amplitudę bioelektryczną od około kilku mikrowoltów do setek mikrowoltów, z częstotliwością 0,5-60 Hz. Istnieje wiele spontanicznych wyładowań tkanki mózgowej i istnieje cały czas. Można go nie tylko kierować z odsłoniętej tkanki mózgowej, ale także Aktywność elektryczna mózgu, którą można kierować ze skóry głowy, nazywa się elektroencefalogramem (EEG).
Aparat EEG to urządzenie, które wzmacnia i rejestruje ten słaby sygnał bioelektryczny mózgu. Podobnie jak inne fale świetlne, fale mózgowe mają cztery podstawowe elementy: częstotliwość, amplitudę, kształt fali i fazę.
Faza: Znana również jako polaryzacja, jest to względna zależność między czasem a amplitudą, która reprezentuje pozycję każdej długości fali w całym cyklu. W oparciu o linię bazową górna część fali powyżej linii bazowej jest nazywana ujemną (lub ujemną), a górna część fali poniżej linii bazowej jest nazywana dodatnią (lub dodatnią). Te z różnymi fazami nazywane są asynchronicznymi.
Powstawanie rytmu fal mózgowych musi być wynikiem jednoczesnego pobudzenia i zatrzymania wielu komórek nerwowych. Jednoczesne wypalanie większości komórek nerwowych jest jednym z ważnych warunków dla fal mózgowych. Innym ważnym czynnikiem jest to, że kolejność i kierunek różnych neuronów muszą być takie same. Gdy kierunki przewodzenia są niespójne, potencjał elektryczny znosi się nawzajem i nie powoduje silnego potencjału. Według informacji o anatomii tkanki mózgowej, jedna z głównych komórek w korze mózgowo-kręgowej jest ułożona regularnie, a jej dendryty wierzchołkowe skierowane są do powierzchni kory, więc fale mózgowe są prawdopodobnie generowane przez dendryty wiele komórek kręgowych mózgu. Potencjał elektryczny jest przekazywany z ciała komórki na powierzchnię mózgu.
Zakres częstotliwości normalnych fal mózgowych wynosi 1-30 razy/sekundę, które można podzielić na 4 pasma, mianowicie fala δ: 1-3 razy/sekundę, fala Q: 4-7 razy/sekundę, fala α: 8-13 razy/sekundę; Fala β: 14-30 razy/sekundę. EEG często przedstawia nie tylko jedną falę, ale wiele fal jednocześnie, ale jedna fala jest dominująca. Częstotliwość, amplituda, kształt fali i synchronizacja fal mózgowych kierowanych przez symetryczne punkty po obu stronach normalnego człowieka są w zasadzie symetryczne. Jeśli istnieją oczywiste różnice, jest to stan patologiczny. Istnieje ścisły związek między aktywnością elektryczną mózgu a mózgowym przepływem krwi i metabolizmem mózgu.
Znieczulenie może zmienić EEG, ale istnieje wiele czynników, które wpływają na aktywność elektryczną mózgu. Zmiany spowodowane różnymi środkami znieczulającymi nie są takie same i trudno jest monitorować głębokość znieczulenia. W ostatnich latach, ze względu na postęp technologii komputerowej, wiele metod zostało zbadanych jako aspekt monitorowania, w tym analiza widma mocy EEG (w tym skompresowana matryca widmowa, gęsta matryca widmowa, graniczna częstotliwość widmowa, częstotliwość mediana itp.). Topografia EEG (lub mapa dystrybucji EEG) i analiza bispektralna są zbiorczo nazywane Ilościowym EEG (qEEG). Ponieważ system qEEG wykorzystuje komputer do analizy sygnałów w domenie częstotliwości lub w domenie czasu, ma on wyższą czułość, zwłaszcza w zakresie częstotliwości granicznej widma (SEF) i wskaźnika analizy bispektralnej (BIS), które uważa się za mające odpowiedni związek z głębokością znieczulenie, ale do tej pory tylko Może służyć jako odniesienie.