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2、阻抗式呼吸测量
•人体呼吸运动时，胸壁肌肉交变弛张，胸 廓也交替变形，肌体组织的电阻抗也交替 变化，变化量为0.1~3,称为呼吸阻抗 （肺阻抗）。
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特点：
•呼吸阻抗电极与心电电极合用 •电桥激励电源采用20~100kHz的高频电源 •激励源为恒流源
k 1
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AR模型分析法步骤
• 记录心电信号
• 识 别 R 波 （ 斜 率 阈 值 法 ） ， 计 算 逐 次 心 跳 的 R-R 间 期 ， 以心跳次数为横坐标、心电图中R-R间期大小为纵坐 标，得到心率图
• 心率图中R-R间期随心跳次数的变化可被看作一种随 机信号，对这种随机信号进行谱分析，可得HRV谱
• 进行谱分解，分组归类计算各个组分的功率并比较
• 并根据得到的心率图进行时域分析
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分析系统设计
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三、呼吸
呼吸监护指监护病人的呼吸频率，即 呼吸率。呼吸频率是病人在单位时间 内呼吸的次数，单位是次/分。
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1、热敏式呼吸测量
•用热敏电阻放在鼻孔处，当鼻孔中气流通 过热敏电阻时，热敏电阻受到流动气流的 热交换，电阻值发生改变。
产儿监护等。
• 疾病诊断、治疗、抢救等。
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医用监护仪的分类
• 按检测参数分：单参数监护仪、多参数监护仪 • 按使用范围分：床边监护仪、中央监护仪、离院监护仪 • 按功能分：通用监护仪、专用医用监护仪 • 按仪器接收方式分：有线监护仪、无限遥测监护仪 • 按监护仪作用分：纯监护仪、抢救和治疗用监护仪 • 按仪器构造功能分：一体式监护仪、插件式监护仪
• HRV分析就是通过对心率微小涨落的变换和处 理以获取心血管系统、自主神经系统等有关信 息的信号分析过程，对于大多数心血管疾病及 其他相关疾病的早期诊断、治疗及预后评价具 有重要意义。
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心率变异性分析方法
•线性分析法——统计学分析(时域分析 法)、谱分析和传递函数分析(频域分析 法)。
•非线性分析法——Poincare映射图、分 数维法、复杂度分析和非线性动力学分 析。
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•几何学分析
•R-R间期直方图、三角指数
•时域分析法特点:
•计算简单、指标意义明确
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频域分析法
• 可以把复杂的心率波动信号按照不同的频段来描述其能 量分布，将各种生理因素的作用适量分离进行分析。
• Welch法和自回归（AR）模型
• 频域分析法主要计算参数:
• 总 功 率 （ TP ） 、 低 频功 率 （ LF ）、 高 频 功率 （ HF ）、 两个频率范围内总功率的比值（LF/HF）、归一化的 LF和HF
• 对于换热表面积为A，温度为T的热敏电阻，当 感受到鼻孔内温度为Tf的呼吸气流的流动，热敏
电阻上的对流换热量为 Q (T Tf ) A
• 是对流换热系数，Tf与人体温度接近，且恒温。
若呼吸流速大，热交换Q就大,因此，热敏电阻
温度T变化也较大
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• 当鼻孔气流周期性地流过热敏电阻时，热敏电 阻值也周期性地改变．根据这个原理，将热敏 电阻接在惠斯通电桥的一个桥臂上，就可以得 到周期性变化的电压信号，电压周期就是呼吸 周期，因此，经过放大处理后可以得到呼吸率。
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6.1 医用监护仪概述
病人监护仪是一种用以测量和控制病人生理参数、并 可与已知设定值进行比较，如果出现超差可发出报警的 装置和系统。病人监护系统，它能进行昼夜连续监视， 迅速准确地掌握病人情况，以便医生及时抢救，使死亡 率大幅度下降。
监护仪与临床诊断仪器不同，它必须24小时连续监护
病人的生理参量，检出变化趋势，指出临危情况，供医
现代医学电子仪器原理与设计
杨荣骞 rqyang@ 华南理工大学生物医学工程系B6-134
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第六章 医用监护仪器
• 6.1 医用监护仪器概述 • 6.2 临床常用的监护参数及测量原理 • 6.3 床边监护仪 • 6.4 中央监护系统 • 6.5 动态监护 • 6.6 医用监护仪发展动态
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医用监护仪的结构
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医用监护仪的特点
•安全性能与国际标准接轨 •功能更强大、性能更卓越 •专用监护仪发展迅速 •参数以及测量原理 主要监护参数
一、心电图
•导联:3个或6个,最多12个 •电极:肢体导联3个或4个;
胸导联3个(R、L、RF） 监护肢体导联和胸导联则至少5个
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时域分析法
• 基于统计学方法和几何学方法
• 短时统计学分析指标 平 均 心 率 、 平 均 R-R 间 期 、 极 差 、 标 准 差 （SDNN）、相邻间期差的标准差（SDSD）、 相邻间期差的均方根（rMSSD）、相邻间期 差大于50ms的个数（NN50）和NN50占总间 期数的百分比
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• 频域分析法特点:
• 具有更高的准确性和灵敏度
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自回归（AR）模型
•按照最小均方准则估计参数的全极点模型
•传递函数 H z
1
p
1 ak zk
k 1
p
•随机序列x(n)的AR模型 x n ak x n k u n k 1
•功率谱函数
SAR e j
Ep
p
2
1 ak e jk
生作为应急处理和进行治疗的依据，使并发症减到最少，
最后达到缓解并消除病情的目的。
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3
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4
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医用监护仪的临床应用
• 护理监护：手术中和手术后的监护；产妇生产过程中
和其前后的分娩监护和胎儿监护；危重病人的监护；恢 复期病人的监护；治疗病人的监护；长期监护等。
• 监护系统：危重病人监护、冠心病监护、新生儿和早
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心电图机和心电监护的区别
仪器 通频带 类别
心电 0.05~80 图机 Hz
心电 1~25Hz 监护
时间 常数
≥3.2S
≥0.3S
测量 目的
心电的细 微结构 (短时间) 心率(长 时间)
放大 器性 能要 求 高
低
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二、心率：
指心脏每分钟搏动的次数
瞬时心率：心电图两个相邻R-R间期的倒
数F=1/T（次/秒）=60/T（次/分钟）
平均心率：在一定计数时间内的R波的个
数
F= N（次/分）
T
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心率变异性分析
•数据分析法建模
• 心率变异性（heart rate variablity,HRV）是指逐 次心动周期之间的微小时间变异数。HRV一般 用R-R间期来描述，也可以用瞬时心率来描述。