病人監(jiān)護中的經(jīng)胸阻抗測量

　　摘要：病人監(jiān)護儀可測量和顯示病人的各種生命體征。主要關注的生命特征是病人的心電圖(ECG)信號，但其它參數(shù)也很重要，包括體溫、血壓和呼吸率。本文介紹基于胸阻抗的呼吸測量原理。

　　呼吸系統(tǒng)通過呼吸為我們的血液提供充足的氧氣。身體中的所有細胞都需要氧氣才能存活、生長并將食物轉化為能量。當我們呼吸時，我們吸入氧氣，呼出作為細胞呼吸副產(chǎn)品的二氧化碳和水蒸氣。呼吸在大多數(shù)情況下是無意識的過程，一般不費力氣，受自主神經(jīng)系統(tǒng)的控制，后者使隔膜和肺部周圍肌肉的收縮和舒張。

　　這種收縮和舒張產(chǎn)生有節(jié)律的呼吸率和模式。放松呼吸是恒?，F(xiàn)象，偶爾會打哈欠或嘆息。安眠時，僅吸氣肌肉工作，呼氣通常是一個被動過程，即吸氣舒張后肺部反彈 。

　　正常呼吸取決于多種因素，如年齡、健康程度和壓力水平等，一般具有恒定的速率和容量。新生兒的呼吸率每分鐘約30至60次，成人的正常呼吸率約為每分鐘12至20次，可能因壓力、疾病和活動水平提高而增多。通過呼吸技術或冥想可實現(xiàn)更加放松的狀態(tài)，使呼吸率降低至每分鐘僅3到5次。

　　在醫(yī)院環(huán)境中，通過脈搏、血壓、體溫、呼吸和意識水平的生理觀察，醫(yī)生和護士可以及時獲得與病人健康相關的信息。在這些參數(shù)中，呼吸率是一項重要的生命體征，它提供有關病人不適或呼吸問題方面的重要信息，但有時候未得到充分利用。異常呼吸率(超過表1所示值)、呼吸節(jié)律變化或比較吃力的呼吸，可能意味著某種生理不穩(wěn)定，可幫助確定病人是否存在CHF(慢性心力衰竭)等心臟問題。

　　確定病人呼吸率的關鍵是測量胸腔的電阻抗，它會隨著每次吸氣和呼氣而變化。病人吸氣時，胸阻抗增大，呼氣時則減小。一個設計用于檢測此阻抗變化(基于呼吸阻抗描記)的電路可提供高頻差分電流，然后通過一對電極將此電流驅動至病人側。呼吸引起的阻抗變化產(chǎn)生相應的電壓變化，可在同一對電極(2線呼吸測量)或不同的一對電極(4線呼吸測量)上測量此電壓變化。

　　實現(xiàn)最佳呼吸測量在很大程度上可能取決于病人位置。例如，如果病人正在睡覺或躺著，呼吸通常處于腹部區(qū)域，因此導聯(lián)II或III可提供最佳2線測量。如果病人處于豎直位置，則導聯(lián)I電極對可提供更好的信號。此外，壓力常常使我們僅用上胸部呼吸，針對比較鎮(zhèn)靜的病人，導聯(lián)II或III可能依然是合適的選擇。一個設計用于復用不同電極對的呼吸電路可確保實現(xiàn)充分覆蓋，從而捕捉最佳呼吸測量。

　　驅動電路

　　典型配置由驅動和測量電路組成。驅動部分可以是DDS或DAC，在編程設置的頻率下將兩個不同相位交流耦合電流提供給一對電極。電流通過串聯(lián)電阻和電容傳遞至病人。交流耦合可將病人與直流電隔離開，緩解向病人施加共模電壓的相關顧慮。