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8.2 心输出量的无创伤测定方法 8.2-4 阻抗式容积脉图仪 阻抗式容积脉图仪(impedance plethysmogram) 是一种采用阻抗法测定心输出量的无创伤方法。 当脉搏式血流通过血管时,血管容积将会发生周期性变化。把血管容积的这种变化描记下来,成为容积脉图。 容积变化直接反映心输出量变化。 8.2 心输出量的无创伤测定方法 描记容积脉图的方法:有电容式容积脉图仪和阻抗式容积脉图仪。 目前较为常用是阻抗式容积脉图仪。 阻抗式容积脉图仪基本原理: 利用电阻抗和血管容积之间一定比例关系,描记电阻抗变化来间接表示血管容积变化,电阻抗变化曲线来代表容积脉图,叫做阻抗容积脉图。 8.2 心输出量的无创伤测定方法 利用阻抗式容积脉图仪描记心、肝、肺、肾、头部、四肢等部位的动脉容积的变化脉图。 容积脉图也称为血流图,如脑血流图、肝血流图、肺血流图、肾血流图等等。 阻抗式心输出量测量是无损伤性的。 比其他方法(费克法、指示剂指稀释法等)要方便,更具备实际应用的价值。 8.2 心输出量的无创伤测定方法 1. 库比塞克阻抗法测心输出量原理图 测量原理: 测量用4个电极: 外侧两电极连到100kHz的恒定正弦电流源 内侧两电极连到高输入阻抗的放大器,测定两个内侧电极处: 1)基础阻抗 2)随心动周期而变化的阻抗 3)阻抗的一阶导数 8.2 心输出量的无创伤测定方法 设心脏每搏量为?V (ml) ?为血液电阻率(平均值为150Ω·cm); L为两电极平均距离(cm); Z0为两电极间基础阻抗(Ω); ?Z为心脏收缩时最大阻抗变化。 生物医学传感器与检测技术 第八章 血氧饱和度和心输出量的无创伤测量方法 8.1 血氧饱和度的无创伤测量方法 8.1-1 血氧饱和度的概念 细胞的氧的供给是通过人的呼吸运动将空气中的氧吸人肺泡内,经过气体交换进入血液,并随动脉血向全身输送,在毛细血管处与组织进行气体再交 换,氧进入机体组织为细胞所摄取。 血中的氧分子绝大部分与红细胞中的血红蛋白作可逆性结合,很少一部分是溶解在血浆中的。氧与血红蛋白的结合与解离是可逆反应,即: 8.1 血氧饱和度的无创伤测量方法 血红蛋白可以结合O2的最大量称为血液的氧容量,血红蛋白实际结合的O2量称为氧含量,氧含量占氧容量的百分比称为氧饱和度SaO2(Blood oxygen saturation): SaO2 = (氧含量/氧容量)×100% 8.1 血氧饱和度的无创伤测量方法 8.1-2 血氧饱和度测定的意义 由于氧通过呼吸进入细胞进而被血红蛋白所氧合是由多个环节组成,其中任何一个环节出现问题均可导致供氧障碍。 血氧饱和度,是临床医疗上重要的基础参数。 例如:除了呼吸、循环系统本身的疾病之外,由于麻醉引起的机体自动调节功能受抑、手术创伤以及其他治疗、检查时的损伤等。 8.1 血氧饱和度的无创伤测量方法 无创伤连续检测动脉血氧饱和度的方法,即脉搏血氧测量法(Pulse Oximetry)。与以往各种方法的最大区别就是其传感器置于体表动脉处,不需要插入血管,也不需要采血样,所以极易为临床应用场合所接受。 它实现了无创伤连续监测血氧饱和度的功能,已被临床接受,成为危重病人监护,麻醉手术监测所必不可少的设备。 8.1 血氧饱和度的无创伤测量方法 8.1-3 脉搏血氧测量法基本建模原理 脉搏血氧测量是基于传统光吸收测量方法和光学脉搏容积描计法,在体表浅动脉处来实现测量的。其建模方法有三方面。 1. 溶液对单色光吸收的基本规则-比尔定律 当单色光通过溶液时,透射光的强度I符合比尔-朗伯特(Beer-Lambert)定律: I0为入射光的强度,C是溶液的浓度,D是溶液的厚度,即光程。ε是 吸收系数,为常数。 8.1 血氧饱和度的无创伤测量方法 浓度测量或血氧饱和度 测量时,正是利用这个特性,通过测量光强从而求出浓度C。 取对数的形式: A-表示吸光度(absorbance)。 测量出吸光度A值,利用上式就可以很容易地 算出浓度C。 8.1 血氧饱和度的无创伤测量方法 2. 血氧饱和度定义和血红蛋白光吸收特性 在脉搏血氧测量法中,血氧饱和度指功能饱和度,常用SpO2表示血氧饱和度。 其条件是忽略动脉血管中其它成分影响仅考虑氧合血红蛋白(HbO2)和还原血红蛋白(Hb),所以血氧饱和度SpO2的定义是: CHbO2表示氧合血红蛋白含量,CHb表示还原血红蛋白含量 8.1 血氧饱和度的无创伤测量方法 两种血红蛋白的光吸收特性曲线如图所示 8.1 血氧饱和度的无创伤测量方法 在红光谱区(600 nm-700 nm),HbO2和Hb的吸收差别很大,因而血液的光吸收程度极大地依赖于血氧饱和度的大小; 在近红外光
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