生理監視器功能與參數量測原理簡介

生理監視器
是醫院診間或病房常見的醫療儀器之一,主要用途為量測各項生理參數,目的是提供醫師或護理人員診斷、照護之參考用。目前市面上常見的儀器量測功能有非侵入式血壓、血氧飽和濃度、心跳速率、心電圖、溫度、呼吸、心輸出量等,其中心跳速率可藉由量測血壓、血氧飽和濃度或心電圖的過程中得到數據,上述量測功能會根據各廠牌、儀器型號不同而有所差別,但是血壓、血氧飽和濃度、心跳速率這三項參數屬於此類型儀器應具備的基本功能,也是最容易量測的項目。

生理監視器依其廠牌、功能不同,儀器大小亦不相同;一般而言,重症病房因照護需要,醫護人員需要參考的生理參數較多,因為功能較複雜,儀器體積相對較大、重量重,通常會架設在病床旁邊牆上,此類型生理監視器的參數量測電路大多已模組化,所以可依據臨床需求適時抽換參數模組,甚至可以透過網路連線將數據資料儲存於設定好的中央工作站,方便做長時間的病患生理資料追蹤。一般病房或門診使用的生理監視器功能較簡易、體積小,容易機動性移動,可量測生理參數較少,且儀器功能都已固定,無法更換參數模組,但可量測的參數項目已經可以滿足門診或一般病房的臨床需求。

以下針對常用的血氧飽和濃度、血壓的量測原理簡單介紹。
 

血氧飽和濃度(SpO2)
血氧飽和濃度為非侵入式的生理參數測量,目的在檢測血液中含氧量多寡。方法是利用兩單波長的光 ,分別是650~660nm紅光,與930~940nm紅外線;將光穿透過手指、腳指等部位的皮膚組織,利用血液中含氧血紅素與非含氧血紅素,對這兩種波長的光吸收程度不同特性,使光強度產生不同的損失,再經由光接收器將其差異轉換成電訊號送至模組電路放大運算而得一數值。

血壓可以區分為侵入式血壓(Invasive Blood Pressure,IBP)與非侵入式血壓(Noninvasive Blood Pressure,NIBP)兩種測量方式。
 

侵入式血壓(IBP)
利用血壓轉換器(Blood Pressure Transducer)連接至充滿生理食鹽水、抗凝血劑之導管內,插入體內到欲測量處測量血流壓力。原理是測量處血管內血液因心臟舒張、收縮而改變的壓力透過導管內溶液傳導至血壓轉換器上,經過電訊號轉換後,送入血壓量測電路模組放大、處理後再將血壓波形及收縮壓、舒張壓、平均壓等血壓數值顯示於儀器螢幕上。此方式為侵入性檢查,需專業醫師評估後才可進行量測,通常是開刀或重症病患才會以此方法測量,優點是能量測到連續性的血壓值。
 

非侵入式血壓(NIBP)
非侵入式血壓有多種測量方法,生理監視器上所採用的量測方法多為振盪式測量。測量方法是在手臂或大腿上套上壓脈帶,將壓脈帶充氣至可以阻斷動脈血流的壓力值,再逐步將壓脈帶內的氣放出降壓,讓血液流通;當脈搏起伏時,血管壓力改變會傳至壓脈帶內,再經過壓脈帶內的氣壓管路傳至血壓量測電路模組內的壓力感測器上,經過壓電訊號轉換後算得單一時間點血壓值。當壓脈帶內壓力逐步下降,動脈血流脈衝壓會與壓脈帶產生共振效果,在壓脈帶壓力接近平均動脈壓(Mean Arterial Pressure,MAP)時共振幅度最大,之後逐漸變小,直到壓脈帶內壓力低於舒張壓為止。在最大振幅處所得的壓力為平均動脈壓,收縮壓與舒張壓值可由平均動脈壓值推算得到。此方法優點是測量方便,適合居家使用。

在生活豐足的今日社會,醫療保健相關議題已逐漸獲得多數民眾的關注,越來越多人開始進行居家健康管理,並藉由血壓計等醫療儀器的量測數值瞭解自身的生理狀況。期望透過上述解說,能讓大家進一步瞭解血壓、血氧飽和濃度量測的原理,對於儀器面板上的顯示數字其背後意義有更深的認知。



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更新者: 醫學工程部