监护仪血氧饱和度的测量与故障维修

监护仪在临床手术的麻醉监护及术后危重病人监护中得到广泛应用。各种医用监护仪发展很快,从单一生理参数的监测,发展到对血压、

监护仪在临床手术的麻醉监护及术后危重病人监护中得到广泛应用。各种医用监护仪发展很快,从单一生理参数的监测,发展到对血压、心率、呼吸、血流等若干参数的联合监测,心电、血压、呼吸、血氧饱和度是最主要的监护参数,也是最常用的监护项目。其基本组成包括 :(1) 信号检测部分,如传感器和电极等;(2) 信息处理部分,如模拟通道滤波、放大、信号变换、数字信号处理等;(3 ) 终端显示部分,如数据量显示、报警显示、模拟量显示等。

监护仪的维修具有特殊性,其特殊性在于它涉及到各种生理参数的检测与处理,各种生理参数采集处理由若干模块完成,各模块也是相互独立的,每一模块对应一种监护功能,而各模块的特殊性在于传感器 (或电极 )至前置 电路部分,后级的电路具有一般电子电路的通用性。维修监护仪必须对传感器电路的原理比较清楚,对整体结构有较深入的了解,才能快速准确地找到故障点。由于监护仪的每一模块对应一种监护功能,本文主要叙述血氧饱和度模块。

1 .血氧饱和度模块的测量原理

人体中血氧浓度的高低,亦即指血液中氧合血红蛋白的多少,可用血氧饱和度2这个物理量来描述。血氧饱和度是指血液中单位体积内氧合血红蛋白的数量与血红蛋白的总数之比。测量氧饱和度的原理是根据血红蛋白的吸收光谱,即血红蛋白(胁) 和氧合血红蛋白对不同波长的光有着不同的吸收系数。对波长为80511111的光,血红蛋白和氧合血红蛋白的吸收率是一样的,而对66011111左右的光,二者的吸收率相差最大。因此,用波长为805 11111左右的光作为参考光,将660nnl 左右的光用作测量光,根据血红蛋白的吸收光谱特性,血氧饱和度定义,运用Lambert—Beer定律,建立经验公式,并在技术上解决光源,光电转换,测量方法等问题,便可测出血氧饱和度值。

血氧饱和度的测量过程是:光电传感器内光源采用两个并列放置的发光二极管 (LED ),发出波长为66011111左右的红光和94011111左右的红外光,经脉冲调制驱动交替发光。而接收管则采用低噪声,暗电流小,响应速度快,光接收面积大的PIN型光敏二极管,作为光电检测器,将交替连续透射过手指动脉血管的红光和红外光转换成电信号,该信号经放大滤波,信号基线电平变换和去直流分量等信号处理过程后,加到一个具有自动增益调整功能的电压/电流转换电路 ,然后由积分电路对信号电流处理,其输出经模/数转换器转换成数字信号。

2. 血氧饱和度模块的测量限制如果在检出信号或获得准确测量结果时遇到困难,可能是由于这些原因造成:

(1) 测量取决于动脉或小动脉血管内血流的脉动特性,在病人休克 、贫血 、低温的情况下或应用了血管活性药物,动脉血流可能降低到无法进行准确测量的水平。

(2) 测量还取决于氧合血红蛋 白和还原血红蛋白对特殊波长光线的吸收情况。如有其他吸收相同波长的物质存在,它们会导致测量出现假性的高或低 值。例如碳化血红蛋白,正铁血红蛋白亚甲基兰,吲哚氰蓝绿,胭脂靛。

(3) 周围环境很强的光线也会影响测量。用适当的不透光的物质遮盖传感器,可改善测量的质量。
      3. 故障及检修:

以DA SH 3000 监护仪为例,该机有体积小,重量轻,操作简单等特点。其血氧饱和度模块由5 v直流电源支持,系统提供参数包括血氧饱和度、脉搏、血氧实时波形等,主要用于血氧饱和度和脉搏的测量。

故障一
血氧饱和度测量时好时坏。观察血氧饱和度的光电传感器 ,发现测量的时好时坏与光电传感器红发光二极管是否发光有关,发光时测量正常 ,不发光时 ,不显示测量数字 ,仪器报警。分析原因:(1) 电缆内部有断线 ,插头插座接触不良或脱焊 ;(2) 驱动红发光二极管的电路有故障。用同型号测量正常的传感器替换,则该机测量恢复正常,说明红发光二极管驱动电路无故障。接触不良故障应在插座至传感器之间,用万用表的电阻档检查插座侧电缆完好,则可确定为光电传感器一侧电缆有断路,逐段轻轻扯动连接电缆,最终找到断线部位,用手术刀片小心将电缆保护层划开 ,发现一根黑色导线断,重新焊接,并封好,血氧饱和度测量恢复正常。

故障二
血氧饱和度不能测量。观察血氧饱和度的光电传感器,可见红色亮光 ,说明红光发射电路正常,故障可能出现在红外光发射电路和光电接收电路 。用万用表的二极管测量档对传感器插头进行测量,测量结果是9 脚~1脚正向管压降为1.9 V (红光发射二极管管压降),3 脚~2 脚正向管压降为1.2 V (红外发射二极管管压降),5 脚~6脚正向管压降为无穷大(光电接收二极管管压降),从测量结果看,光电接收电路有开路故障。拆开指型传感器,将光电检测二极管从白色橡胶垫中取出,直接测量二极管正向管压降为0.6V ,二极管是好的。问题是出在连接线或焊点上,仔细检查,查出白线连接一焊点脱焊,重新补焊,故障被排除。

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