mở đầu của một hướng phát triển cơ bản mới trong các hệ thống theo dõi bệnh nhân. Những hệ thống như vậy có một khối CPU chính có khả năng tổng hợp, ghi nhận bản chất của nguồn tín hiệu và xử lý chúng một cách thích hợp. Phần cứng chịu trách nhiệm cho việc phân tích tín hiệu sinh lý, hiển thị thông tin và tương tác với người sử dụng trên thực tế là một tập hợp các khối phần sụn được thực hiện dưới chương trình vi tính. Phần sụn đem lại cho hệ thống tính chất của nó các công tắc, nút, núm xoay,và đồng hồ đo được thay thế bằng màn hình cảm ứng.2) minh họa sơ đồ khối của chung của một Bedside monitor Trong đó: ECG: Electrocardiogram – điện tâm đồ RESP: Respiration – hô hấp SpO2: Nồng độ Oxi trong máu BP: Blood Pressure – huyết áp TEMP: Temperature – nhiệt độ NIBP: Non-Invasive Blood Pressure – huyết áp gián tiếp Khối đầu vào gồm có 3 khối chính là: ECG/RESP, khối SpO2/BP/TEMP, khối NIBP.
Sơ đồ khối của máy theo dõi bệnh nhân tại giường 2. Chức năng của monitor đa thông số. Hiển thị tín hiệu điện tim. Thực hiện đo một kênh tín hiệu ECG và đường sóng hô hấp( RESP) hình 2.
Các mạch trở kháng cao và các bộ hãm khí bảo vệ các bộ khuếch đại đầu vào khỏi sốc tim và các tín hiệu nhiễu tần số cao từ các điện cực gắn trên người bệnh nhân. Các mạch đầu vào của khối này được cách ly với các mạch còn lại bằng các bộ nối quang và máy biến thế. Khối này nhận một kênh tín hiệu ECG từ các đạo trình 3 điện cực hoặc 5 điện cực. Phụ thuộc vào cài đặt phần mềm mà bộ chọn đạo trình ở khối này chọn đạo trình phù hợp từ 3 đến 5 điện cực đặt trên người bệnh nhân.
Mạch xử lý đường sóng hô hấp có khả năng đo trở kháng của các tín hiệu đầu vào. Sự thay đổi trở kháng của các tín hiệu đầu vào gây ra sự thay đổi điện áp của tín hiệu đầu ra và dựa vào sự thay đổi điện áp này máy tính ra số nhịp thở của bệnh nhân. Hiển thị tín hiệu SPO2 Khối này được dùng để đo một kênh đường sóng huyết áp, một kênh đường sóng nhiệt độ và giá trị của SpO2. Các mạch đầu vào trên bảng này được cách ly khỏi các mạch còn lại bằng các bộ nối quang và máy biến thế.
Thường ở trên khối này có một công tắc ngầm dùng để cài đặt các thông số cần đo trong khối. Trong mạch xử lý nhiệt độ, tín hiệu đầu vào từ các thermistor được lọc qua bộ lọc thông thấp để loại bỏ nhiễu tần sô cao. Bộ ghép kênh sau đó sử dụng đồng thời điện áp tham chiếu 270C, điện áp định cỡ cho 370C và tín hiệu nhiệt độ cơ thể từ các thermistor. Hiển thị tín hiệu huyết áp Sau khi tín hiệu nhận từ đầu đo huyết áp, khối này khuếch đại các tín hiệu đầu vào rồi sau đó cho qua các bộ lọc và đau vào bộ ghép kênh.
Các tín hiệu từ bộ ghép kênh sau đó được đưa vào bảng mạch mẹ để xử lý tiếp. Trong khối này có một bộ điều khiển van an toàn để kiểm tra trạng thái của van an toàn. Van an toàn được thiết kế sao cho nó tự động làm giảm bớt áp suất của Cuff khi áp suất này vượt quá 300mmHg. Van này giúp bảo vệ bệnh nhân trong trường hợp mạch an toàn không dừng tăng áp suất của cuff khi áp suất đã đạt đến 300mmHg.
Cơ sở lý thuyết của hệ thống Monitor đa thông số. a) Phép đo nhịp tim(HR) Nhịp tim được xác định là số lần tim đập trong một phút. Việc theo dõi nhịp tim là để xác định xem là tim đập nhanh hay chậm. nhịp tim lấy được từ sự khuếch đại xung ECG và đo bằng cách lấy trung bình hay khoảng thời gian tức thì giữa 2 đỉnh R liền nhau.
Dải đo từ 0-300 nhịp/phút. Các điện cực ECG ngực hay chi được sử dụng là các cảm biến. Đo nhịp tim gồm có phép đo trung bình, phép đo tức thì b) Phép đo nhịp mạch Nhịp mạch được xác định là số lần máu được đẩy vào trong động mạch. Theo dõi thông số nhịp mạch là để biết xem tim có đẩy được máu đi lên động mạch hay không.
Để đo nhịp mạch người ta sử dụng một transducer điện quang thích hợp để đặt lên ngón tay hay dái tai. Tín hiệu từ tế bào quang học được khuếch đại và được lọc và khoảng thời gian được đo giữa hai xung liên tục. Dải đo từ 0-250bpm. Theo dõi xung ngoại vi có ích hơn và độc lập hơn so với việc tính nhịp tim từ đường điện tim trong trường hợp tắc tim bởi vì nó có thể ngay lập tức chỉ ra sự ngừng lưu thông máu trong các chi.
Thêm vào đó các Transducer điện quang rất dễ dùng so với ba điện cực điện tim. Biên độ của tín hiệu thu được bằng phương pháp này cũng đủ lớn để so sánh với tín hiệu điện tim và do đó nó cho ra tỉ lệ tín hiệu – nhiễu tốt hơn. Tuy nhiên, kĩ thuật này chịu ảnh hưởng khá lớn của các tác nhân nhiễu do chuyển động. Huyết áp là một thông số phổ biến và hiệu quả nhất trong y tế để thực hành sinh lý.
Thực hiện xác định giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của áp suất máu trong mỗi chu kì nhịp tim, bổ xung thêm thông tin về các thông số sinh lý, hỗ trợ cho việc chẩn đoán để đánh giá điều kiện củ mạch máu và một vài khía cạnh về hoạt động của tim. Có nhiều phương phương pháp đo huyết áp khác nhau, nhưng phân ra làm 2 loại: đo huyết áp theo phương pháp trực tiếp và đo huyết áp theo phương pháp gián tiếp. Đo huyết áp theo phương pháp trực tiếp IBP: Đo huyết áp theo phương pháp gián tiếp NIBP Tự động đo huyết áp sử dụng phương pháp KorotKoff: Tự động đo huyết áp sử dụng phương pháp dịch pha: Tự động đo huyết áp sử dụng phương pháp Rheographic: Hình 2.3: Phương pháp đo huyết áp gián tiếp theo Rheographic Tự động đo huyết áp theo phương pháp dao động kế: Tự động đo huyết áp sử dụng phương pháp hiệu ứng siêu âm Doppler: d) Phép đo nhiệt độ. Các cảm biến được sử dụng thông dụng trọng các thiết bị đo nhiệt độ đó là các điện trở nhiệt.
Sự thay đổi giá trị điện trở theo nhiệt độ được xác định bằng mạch cầu và được hiển thị bằng một nhiệt kế. Dải đo nhiệt độ cho cơ thể người thường từ 30 – 420C. e) Phép đo nhịp thở Các đầu dò thường được sử dụng trong việc đo nhịp thở bao gồm các điện trở nhiệt được đặt ở trước mũi, các vi mạch hoặc là các đầu dò không cố định được đặt quanh ngực bệnh nhân. Trở kháng của các điện cực và tín hiệu được lấy từ việc xác định CO2.
Tín hiệu nhịp thở được lấy từ bất kì một đầu dò nào được đem khuếch đại và trong khoảng thời gian này sẽ thực hiện đo giữa hai xung kế tiếp nhau. Dải đo thường 0 – 50 (nhịp/phút). Gồm có 2 phương pháp điện trở nhiệt và trở kháng phổi. f) Phương pháp CO2.
Xác định nồng độ CO2 trong khí thở ra là một cách khác để xác định nhịp thở. Việc xác định dựa vào các tia hồng ngoại được hấp thụ từ các khí. Các bộ lọc cần thiết được sử dụng để tập trung các khí đặc biệt như: CO2, CO, N2O trong thành phần khí thở ra, các khí hiếm và khí đa nguyên tử sẽ không hấp thụ tia hồng ngoại. Khi cho các tia hồng ngoại đi qua khí thở ra có chưa một hàm lượng CO2 thị một phần năng lượng của tia hồng ngoại được hấp thụ bởi khí này.
Các bộ cảm nhận sẽ nhận biết được sự suy giảm năng lượng của tia và thực hiện chuyển đổi thành tín hiệu điện. Tín hiệu này sẽ được sử dụng để tính nhịp thở trung bình. Trong các phương pháp phân tích hấp thụ hồng ngoại, có 2 phương pháp đo CO2 là: sidestream, mainstream. g) Ghi tín hiệu điện tim ECG.
Ghi tín hiệu điện tim: Điện tim ECG là các hoạt động điện của tim được tạo ra bởi quá trình co bóp của cơ tim. Việc theo dõi điện tim ECG nhằm kiểm tra một số chức năng của tim là rất quan trọng trong việc theo dõi tình trạng của bệnh nhân trong suốt quá trình gây mê bệnh nhân trong phòng mổ. Việc theo dõi ECG được sử dụng để tính nhịp tim, phân tích chứng tạo nhịp, phát hiện chức năng tạo nhịp và chứng thiếu máu. Tín hiệu điện tim được lấy trên da bệnh nhân thông qua hệ thống điện cực ECG và cáp nối.
Số điện cực có thể là 3,5 hay 12 điện cực tuỳ theo loại máy. Càng nhiều điện cực thì thông tin đo được càng chính xác. Tuy nhiên hầu hết các Bedside thường sử dụng cáp điện tim tiêu chuẩn 3 hoặc 5 điện cực.Vị trí đặt điện cực trên người bệnh nhân tuỳ thuộc vào số điện cực của cáp điện tim. Với hệ thống 3 điện cực ( 3 đạo trình ) các điện cực này sẽ được gắn ở R/RA( right arm), L/LA ( left arm), F/LL( left leg) của bệnh nhân.
Đối với cáp điện tim 5 điện cực thì thêm các vị trí C/V(chest) và N/RL(right leg). Số lượng đạo trình phụ thuộc vào số điện cực. Các điện cực ECG gắn trên da bệnh nhân để thu nhận các tín hiệu điện ECG và được nối với một mạch đầu vào của monitor bằng các dây dẫn/ cáp. Các tín hiệu ECG thu được sẽ được khuếch đại và xử lý bởi modul hoặc khối đo ECG và sau đó dữ liệu được chuyển tới BSM và hiển thị dạng sóng ECG trên màn hình.4: Các đạo trình chuẩn.5: Các đạo trình đơn cực.6: Các đạo trình trước ngực Nếu sử dụng cáp điện tim 12 cực ta sẽ đo được dạng sóng của 12 đạo trình trên.
Nếu sử dụng cáp của 3 hoặc 5 bộ điện cực có dạng 3 hoặc 6 đạo trình. Các điện cực ECG gắn trên da bệnh nhân để thu nhận các tín hiệu điện ECG và được kết nối với một mạch đầu vào của monitor bằng các dây dẫn/ cáp. Mạch đầu vào bao gồm mạch cách ly và mạch bảo vệ. Mạch cách ly có chức năng cách ly bệnh nhân khỏi các dòng điện nguy hiểm có thể phát ra trong quá trình thu tín hiệu ECG và mạch bảo vệ để tránh monitor không bị phá hỏng bởi các điện áp cao có thể xuất hiện trong quá trình khử rung tim bệnh nhân.
Bộ khuếch đại ECG gồm bộ tiền khuếch đại và bộ khuếch đại điều khiển.