CN104138257A - 一种手术麻醉痛觉知觉监测仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以更加精确的测试病人在手术麻醉过程中的神经活动等生理指标的手术麻醉痛觉知觉监测仪。它包括均与中央处理器(1)电连接的激光多谱勒传感装置(2)、心电图监测装置(3)、呼吸监测装置(4)、脉搏监测装置(5)、外周感神经信号监测装置(6)、中心静脉血压监测装置(7)、呼末二氧化碳监测装置(8)、有创动脉血压监测装置(9)和无创动脉血压监测装置(10)；它还包括电源，所述的电源用于与上述的各个用电部件供电。

Description

一种手术麻醉痛觉知觉监测仪

技术领域

本发明涉及一种手术麻醉痛觉知觉监测仪。 

背景技术

麻醉学是一门研究临床麻醉，生命机能调控，重症监测治疗和疼痛诊疗的科学，通常用于手术或急救过程中。中国在东汉时期就已经对麻醉学问有研究。相传华佗就是第一位采用麻醉技术的医师。他利用麻沸散来减轻接病人的痛觉，然后为病人进行外科手术。现代医学首次运用麻醉技术的记录，在1842年3月30日的美国格鲁吉亚州杰佛逊市。Crawford Williamson Long医生在帮他太太接生的过程中，首次采用了麻醉药。新麻醉药愈来愈多，包括静脉、吸入麻醉药、止痛药、肌松药和局麻药。静脉麻醉药除硫贲妥钠，依托咪脂、氯安酮，安定外还有咪唑安定，异丙酚。吸入麻醉药已由氟脘、安氟醚，异氟醚发展到七氟醚(Sevoflurane)及地氟醚(Desflurane)。止痛药除芬太尼、阿芬太尼、苏芬太尼外还有Remifentany。肌松药除琥胆碱、潘库溴胺、阿端(Pipearium)、卡肌宁、万可松外现又有起效较快的非去极化肌松药罗库溴胺(Rocuronium)及作用时间很短的Mivacurium。这一方面增加了麻醉医师的手段，另一方面也要求麻醉医师掌握一些新药的药代和药效的知识及使用的方法。 

监测已发展成为麻醉的重要部分。除血压外尚有新电图、CVP、漂浮导管、PetCO2(呼气末CO2分压)。正积极研究判断麻醉深度的脑电(EEG)新技术及脑养饱和度监测。桡动脉穿刺及置管、颈内静脉穿刺等也成为麻醉医师的基本技术。 

以上麻醉的变化必然对麻醉医师的培训和要求带来变化，如麻醉住院医师培训要求加强心内科的训练，以便熟悉和掌握各种心律不齐的诊断和治疗，各种心血管疾病的治疗和常用药物以及它们对麻醉可能带来的影响。另一个发展方向是次专业化如小儿麻醉、心外科麻醉、产科麻醉及脑外科麻醉等。 

中国麻醉专业自改革开放以来发展很快，但很不平衡。麻醉专业人员的质和量都尚距客观要求相差甚远。据不完全统计中国约有专业人员三万人，包括麻醉主治医师以上的专业人员、麻醉住院医师及麻醉护士。美国1991年统计为麻醉专科医师25,000人，注册有证书的麻醉护士21,000人，此外尚有麻醉住院医师5,600人。美国医学院校毕业生中有5％选择麻醉专业。在美国为保证病人的安全，制定了最基本监测要求，包括血压(无创或直接测压)，心电图，Pulse Oximeter，PetCO2，体温。中国由于经济条件的限制尚不可能提这种要求。但估计为期已不远。中国已制定麻醉住院医师的培训为五年(正规医学院毕业后)而且要求培训医 院间的协作以保证麻醉住院医师有机会做各科的麻醉。并逐步要建立国家考试以保证质量。由于麻醉范围的新药、新技术、新仪器、新的有关知识发展很快，国家制定了主治医师以上的继续教育制度。随着中国经济的不断发展，中国临床麻醉发展是必然的，麻醉的科研必然也会得到很大的发展。 

人类疼痛与紧张等情绪是一种生理现象，伴随着情绪活动也发生一系列生理变化。这些客观的生理变化，称为情绪生理反应。自律(自主)神经系统的情绪反应，可以表现为与外周交感神经系统活动相关的生理指标的相对改变。心理生理的影响因素确实很多，简单采用现有仪器确实难以精确测试，综上所述，目前急需一种可以更加精确的测试病人在手术麻醉过程中的神经活动等生理指标的手术麻醉痛觉知觉监测仪。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种可以更加精确的测试病人在手术麻醉过程中的神经活动等生理指标的手术麻醉痛觉知觉监测仪。 

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种手术麻醉痛觉知觉监测仪，它包括中央处理器、激光多谱勒传感装置、心电图监测装置、呼吸监测装置、脉搏监测装置、外周感神经信号监测装置、中心静脉血压监测装置、呼末二氧化碳监测装置、有创动脉血压监测装置、无创动脉血压监测装置和电源；所述的激光多谱勒传感装置、心电图监测装置、呼吸监测装置、脉搏监测装置、外周感神经信号监测装置、中心静脉血压监测装置、呼末二氧化碳监测装置、有创动脉血压监测装置和无创动脉血压监测装置均与中央处理器电连接，所述的电源用于与上述的各个用电部件供电。 

作为改进，它还包括触控显示屏，所述的触控显示屏与中央处理器电连接。 

采用上述结构后，本发明具有如下优点：可同时监测被麻醉对象的心电图、呼吸、脉搏、外周感神经信号、中心静脉血压、呼末二氧化碳、有创动脉血压和无创动脉血压还可以通过激光多谱勒传感装置对被麻醉者全身的微循环系统的血液灌注量，包括毛细血管(营养血流)、微动脉、微静脉和吻合支进行监测。而触控显示屏结构使得用户与监测仪之间可以更好的交互。综上所述本发明提供了一种可以更加精确的测试病人在手术麻醉过程中的神经活动等生理指标的手术麻醉痛觉知觉监测仪。 

附图说明

图1是本发明中手术麻醉痛觉知觉监测仪的结构方框示意图。 

如图所示：1、中央处理器，2、激光多谱勒传感装置，3、心电图监测装置，4、呼吸监测装置，5、脉搏监测装置，6、外周感神经信号监测装置，7、中心静脉血压监测装置，8、呼末二氧化碳监测装置，9、有创动脉血压监测装置，10、无创动脉血压监测装置，11、触控 显示屏。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。 

结合附图，一种手术麻醉痛觉知觉监测仪，它包括中央处理器1、激光多谱勒传感装置2、心电图监测装置3、呼吸监测装置4、脉搏监测装置5、外周感神经信号监测装置6、中心静脉血压监测装置7、呼末二氧化碳监测装置8、有创动脉血压监测装置9、无创动脉血压监测装置10和电源；所述的激光多谱勒传感装置2、心电图监测装置3、呼吸监测装置4、脉搏监测装置5、外周感神经信号监测装置6、中心静脉血压监测装置7、呼末二氧化碳监测装置8、有创动脉血压监测装置9和无创动脉血压监测装置10均与中央处理器1电连接，所述的电源用于与上述的各个用电部件供电。它还包括触控显示屏11，所述的触控显示屏11与中央处理器1电连接。 

上述的各个子监测装置中，激光多普勒传感装置可以监测整个微循环系统的血液灌注量，包括毛细血管(营养血流)、微动脉、微静脉和吻合支。该技术基于发射激光通过光纤传输，激光束被所研究组织散射后有部分光被吸收。击中血细胞的激光波长发生了改变(即多普勒频移)，而击中静止组织的激光波长没有改变。这些波长改变的强度和频率分布与监测体积内的血细胞数量和移动速度直接相关。其工作原理为：激光多普勒可以监测整个微循环系统的血液灌注量，包括毛细血管(营养血流)、微动脉、微静脉和吻合支。该技术基于发射激光通过光纤传输，激光束被所研究组织散射后有部分光被吸收。击中血细胞的激光波长发生了改变(即多普勒频移)，而击中静止组织的激光波长没有改变。这些波长改变的强度和频率分布与监测体积内的血细胞数量和移动速度直接相关。通过接收光纤，这些信息被记录并且转换为电信号进行分析。它可分为接触式点式血流仪和非接触式扫描式血流成像仪。血流仪：通过各种各样的探头，可连续监测几乎所有组织/器官的表面或深层血流；其特点为：(1)单点监测；(2)连续动态监测。成像仪：不接触监测对象，距离监测对象一定距离(数厘米～数十厘米)，通过激光束扫描一定区域内的血流；其特点为：(1)大面积血流成像；(2)非实时动态监测。激光多普勒血流仪监测深度约为1-3mm，其监测深度受以下因素影响：(1)组织特性：不同组织监测深度不同，血流越丰富的组织，由于激光被血红蛋白吸收越多，监测深度越浅；例如牙齿/骨骼深度可达3mm左右，皮肤约为1mm，而肝肾等器官约为0.5mm。(2)光纤间距：光纤间距(发射光纤与接收光纤之间的距离)越宽，监测深度越深；当然并不是光纤间距越宽越好，间距超过一定距离，激光被组织吸收/散射，接收光纤接收不到激光信号，则无法进行数据分析。 

心电图监测装置：可对个人心脏进行随时随地监护，其检测原理与医院使用的心电图机 检测原理一样，但其具有携带方便、操作简单、及时检测以及自适应调整ECG显示幅度等优点，为心脏疾病的早期检测和亚健康人群进行预防提供了有效的检测手段，为医生提供病人相关的有效信息。呼吸监测装置：呼吸是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，单位是分。平静呼吸时，新生儿60-70次/分，成人12-18次/分。呼吸监护有两种测量方式：热敏式和阻抗式热敏式呼吸测量是用热敏电阻放在鼻孔处，当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，从而测得呼吸的频率。阻抗式呼吸测量是根据人体呼吸运动时，胸臂肌肉交变张弛，胸廓也交替变形，肌体组织的电阻抗也交替变化，呼吸阻抗(肺阻抗)与肺容量存在一定的关系，肺阻抗随肺容量的增大而增大。阻抗式呼吸测量就是根据肺阻抗的变化而设计的。监护测量中，呼吸阻抗电极与心电电极合用，即用心电电极同时检测心电信号和呼吸阻抗。 

脉搏监测装置：主要分为：红外脉搏传感器、心率脉搏传感器、光电脉搏传感器、腕部脉搏传感器、数字脉搏传感器、心音脉搏传感器、及集成化脉搏传感器等等。其中红外脉搏传感器最为常见，其利用特定波长红外线对血管末端血液微循环产生的血液容积的变化的敏感特性，检测由于心脏的跳动，引起指尖的血液变化，经过信号放大、调整等电路处理。其中HKG--07A输出同步于脉搏跳动的脉冲信号，从而计算出脉率，HKG--78输出反映指尖血容积变化的完整的脉搏波电压信号。主要应用于临床上脉率的测量、监测和脉搏波的病理分析。 

外周感神经信号监测装置：外周神经系统，是神经系统的外周部分，它一端与中枢神经系统的脑或脊髓相连，另一端通过各种末梢装置与机体其他器官、系统相联系。它同脑相连的部分叫脑神经，共12对；它与脊髓相连的部分叫脊神经，共31对。外周神经系统又可根据其功能的不同，分为传入神经和传出神经两种：传入神经(也叫感觉神经)为将外周感受器上发生的神经冲动传到中枢的神经纤维；传出神经(也叫运动神经)为将中枢发出的神经冲动传至外周效应器的神经纤维。传出神经又可根据其支配对象而进一步分为支配骨骼肌的躯体运动神经和支配内脏器官的植物性神经。植物性神经系统又分为交感神经和副交感神经两部分。对其的监测主要是将神经传导的微信号转换成电信号进行放大和分析。 

中心静脉血压监测装置：中心静脉压(central venous pressure，CVP)是上、下腔静脉进入右心房处的压力，通过上、下腔静脉或右心房内置管测得，它反映右房压，是临床观察血液动力学的主要指标之一，它受右心泵血功能、循环血容量及体循环静脉系统血管紧张度3个因素影响。测定CVP对了解有效循环血容量和右心功能有重要意义。正常值为0.05～0.12Kpa(5-12cmH2O)或0.49～1.18Kpa(50～120mmH2O)。中心静脉压的大小取决于心脏射血能力和静脉回心血量之间的相互关系。若心脏射血能力强，能将回心的血液及时射到动脉内，中 心静脉压则低。反之由于心力衰竭等原因造成的射血能力下降则会导致中心静脉压变高。中心静脉压提示静脉血回流到中心静脉和右心房的情况，但不直接反映血容量，若因为病因不能取得CVP，也可测膈肌下的下腔静脉代替中心静脉压，中心静脉压变化一般较动脉压变化早。若中心静脉压小于0.49kPa，为右心房充盈不足或血容量不足；中心静脉压大于1.47kPa(15cmH2O)时，提示心功能不全、静脉血管床过度收缩或肺循环阻力增高；若CVP超过1.96kPa(20cmH2O)时，则表示存在充血性心力衰竭。 

呼末二氧化碳监测装置：呼气末CO2浓度或分压(ETCO2)的监测可反映肺通气，还可反映肺血流。在无明显心肺疾患且V/Q比值正常时。ETCO2可反映PaCO2(动脉血二氧化碳)，正常ETCO2为5％相当于5KPa(38mmHg)。1、麻醉机和呼吸机的安全应用。2、各类呼吸功能不全。3、心肺复苏。4、严重休克。5、心力衰竭和肺梗死。6、确定全麻气管内插管的位置。 

二、临床评估使用呼吸机及麻醉时，根据ETCO2测量来调节通气量，保持ETCO2接近术前水平。监测及其波形还可确定气管导管是否在气道内。而对于正在进行机械通气者，如发生了漏气、导管扭曲、气管阻塞等故障时，可立即出现ETCO2数字及形态改变和报警，及时发现和处理。连续监测对安全撤离机械通气，提供了依据。而恶性高热、体温升高、静注大量NaHCO3等可CO2使产量增加，ETCO2增高，波幅变大，休克、心跳骤停及肺空气栓塞或血栓梗死时，肺血流减少可使CO2深度迅即下降至零。ETCO2也有助于判断心肺复苏的有效性。ETCO2过低需排除过度通气等因素。 

呼出气二氧化碳监测曲线的问世，是使用无创技术监测肺功能，特别是肺通气功能的又一大进步，使在床边连续、定量监测病人成为可能，尤其是为麻醉病人、ICU、呼吸科进行呼吸支持和呼吸管理提供明确指标。 

在呼吸过程中将测得的二氧化碳浓度与相应时间一一对应描图，即可得到所谓的二氧化碳曲线，标准曲线分为四部分，分别为上升支、肺泡平台、下降支、基线。呼气从上升支P点开始经Q一直至R点，QR之间代表肺泡平台(亦称峰相)，R点为肺泡平台峰值，这点代表呼气末(又称潮气末)二氧化碳浓度，下降支开始即意味着吸气开始，随着新鲜气体的吸入，二氧化碳浓度逐渐回到基线。所以，P.Q.R为呼气相，R.S.P为吸气相。可将曲线与基线之间的面积类比为二氧化碳排出量。 

最常用的方法是红外线吸收光谱技术，是基于红外光通过检测气样时，其吸收率与二氧化碳浓度相关的原理(CO2主要吸收波长为4260nm的红外光)，反应迅速，测定方便。同时，还有其他方法如质谱分析法、罗曼光谱法、光声光谱法、二氧化碳化学电极法等。 

依据传感器在气流中的位置不同，常用取样方法有两种：主流与侧孔取样。主流取样是 将传感器连接在病人的气道内，优点是直接与气流接触，识别反应快；气道内分泌物或水蒸气对监测效果影响小；不丢失气体。缺点为传感器重量较大；增加额外死腔量(大约20ml)；不适用于未插气管导管的病人。侧孔取样是经取样管从气道内持续吸出部分气体作测定，传感器并不直接连接在通气回路中，且不增加回路的死腔量；不增加部件的重量；对未插气管导管的病人，改装后的取样管经鼻腔仍可作出精确的测定。不足之处是识别反应稍慢；因水蒸汽或气道内分泌物而影响取样；在行低流量麻醉或小儿麻醉中应注意补充因取样而丢失的气体量。目前大部分监测仪是采用侧孔取样法。 

有创动脉血压监测装置：有创动脉血压监测原理，是将动脉导管置入动脉内直接测量动脉内血压的方法。(正常情况下有创动脉血压比无创血压高2-8cmHg，危重病人可高10-30cmHg.)它适用于休克、重症疾病、严重的周围血管收缩、进行大手术或有生命危险手术病人的术中和术后监护、其他存在高危情况病人的监护。具有如下优点：1、直接动脉压力监测为持续的动态变化过程，不受人工加压、袖带宽度及松紧度影响，准确可靠，随时取值。2、可根据动脉波形变化来判断分析心肌的收缩能力。3、患者在应用血管活性药物时可及早发现动脉压的突然变化。4、反复采集动脉血气标本减少患者痛苦。 

无创动脉血压监测装置：一个连续、实时的无创动脉血压监测系统，既有设备又有耗材。国内实施血压监测主要是通过有创的桡动脉穿刺进行动脉血压监测，传统所谓的无创指的是间隔的袖带法测量血压，根本无法达到真正的血压监测目的。工作原理是将压力传感器和腕带置于桡动脉搏动处，并直接固定在桡骨头的侧腹面，紧靠着桡骨茎突的内侧。通过感应器探头自动纵向和横向搜索脉搏最强点的位置。一旦位置确定，便开始进行实时的、连续的动脉血压监测。 

上述的各个监测装置，都有相关的市售件，但平时都是单独使用的，病人需要进出多个病房进行查验，但麻醉手术中病人是不能动的，所以本发明将上述各个装置组合到一起，并通过自言设计的软件系统，采用一个统一的中央处理器即可对所有的参数进行监测，记录和分析。 

以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。 

Claims (2)

1.一种手术麻醉痛觉知觉监测仪，其特征在于：它包括中央处理器(1)、激光多谱勒传感装置(2)、心电图监测装置(3)、呼吸监测装置(4)、脉搏监测装置(5)、外周感神经信号监测装置(6)、中心静脉血压监测装置(7)、呼末二氧化碳监测装置(8)、有创动脉血压监测装置(9)、无创动脉血压监测装置(10)和电源；所述的激光多谱勒传感装置(2)、心电图监测装置(3)、呼吸监测装置(4)、脉搏监测装置(5)、外周感神经信号监测装置(6)、中心静脉血压监测装置(7)、呼末二氧化碳监测装置(8)、有创动脉血压监测装置(9)和无创动脉血压监测装置(10)均与中央处理器(1)电连接，所述的电源用于与上述的各个用电部件供电。

2.根据权利要求1所述的手术麻醉痛觉知觉监测仪，其特征在于：它还包括触控显示屏(11)，所述的触控显示屏(11)与中央处理器(1)电连接。