无损伤血氧计.pdf

陀 7 ，)I -一 r I y 一 国外 医学生 物医 学工 程分 册 1 9 9 4年第 1 7卷第 1期 无损伤血氧计 邓渊 董声焕*李光宇 综述 。中N首都儿科研 究所 北京理工大学 罗致诚 审 A 中国医学科学院 ，摘要：本文全面介 绍 j无损伤血 氧计的测量原理，概述 1血氧饱 和度 的分光光度 测量方法，比较 j传输 型血氧 计、反 射型血氧计 的各种技 术，重 点分 析 j传输型 和反射型球搏 式血氧计，并评价 1血氧计在临床 中的应用和存在的限制。关键词：血氧饱和度 1 前言 足够 的氧供 应是 所有 生命 的基础 动 脉血氧 饱和度是反映血氧的重要参数。人 体 内的血液通过心脏 的收缩和舒张脉动地 流过 肺部，一定含量 的还 原血红蛋 白(Hb)与肺泡中的氧气 结合变成 了氧合血红 蛋 白 (Hb O )，而 约 2 的氧溶锵 在血 浆里。这 些 氧通过 动脉 系统 一直到 达毛 细血管，然 后将氧释 放，维持组织细胞的新陈代谢。功 能性 氧饱 和度为(Hb O )浓度与(Hb O )+Hb浓 度之 比 有 别于 氧 合 血红 蛋 白所 占 百 分数 因此 监 测动 脉血氧饱 和度可 以对 肺的氧台和血红蛋白携氧能力进行估计。在 临床实 践 中，估计 动脉氧 合 的能力 有 多种 方法，最常采用的是取动脉血，在数 分钟 内测量动脉 氧分 压(P a O )，并计算动 脉血氧饱 和度(s O z)。由于这种方法需要 动脉 穿刺 或者插管，对病人有痛苦，并且不 能连续监测，在病人处于危 险状况时，就 不 易使病 人得到及 时的治疗。后 来开 始使 用 实 时无 损伤 的经皮 氧 压(t c P o )监测 方法 来测量血氧 的程度。虽然 t c P o 测量避 免 了 上 述 不 足 但 它 也 有 几 个 明 显 的 缺 点。：，t c P o 是 近 于组 织和毛细血管 的氧 压，而不是动脉氧分压(P a O )，因此使用 此技 术会过 高或过低 的估计 低 血氧，而一 般适用于皮肤薄的婴幼儿 另外 t c P o z 极 易受血流的影响，设备需要长时同的设置 和调整。探 头长时间安放 在一个部位+会使 测试部位温度过度，造成皮肤 损伤。“血 氧 计”(Ox i me t r y)一 词 是 Mi l l i k a n 用 以描 述“在不 需要 穿透血 管的情 况 下，连续 测量 人体 内动脉血 氧饱 和度的 一种光 电测量仪器”。在 2 O世纪三、四十 年 代后期，各种血氧计技术开始大量涌现，至 今 已有几十年 的历史。随之血氧计这一 名词 也 具有更广泛 的古 义。包 括在体 内或 玻璃 器 内测量血氧饱和度。通常，用分光光度法 测量血氧饱和度 其 中有透射光法和反射光法。这两种方法 以 朗 伯一 比 尔 定 律(Th e l a mb e r t B e e r L a w)和光散射理论为基础 和用还原血 红 蛋 白和 氧台血红 蛋 白的光 吸收 系数 的差别 来进 行+如 图 1所示。朗伯一 比尔定律 1 维普资讯 http:/ 国外 医学生 物 医学工 程分册】9 9 4年第 1 7卷 第 1 期 是：I=1 0 e (1)或 D=Lo g|l 一 c d 其 中：I o、1 分别表 示发 射光强和透射 光强 c 表示某物质溶液的浓度，d表示光穿过溶 液 的路径，e表示 某物质 的光 吸收 常数，D 称为光密度。如果路径 d为常数，则 溶液 浓 度 c与光密度 D成正 比 由于 在红 光谱 区(6 0 0 n m一 7 0 0 n m)，Hb O2 和 Hb的吸收差 别 很 大，因而血液 的光 吸收程 度和光 散射 程 度极大 地依赖于 血 氧饱和度 而在 红外 光 谱 区(8 O 0 n m一 1 0 0 0 n m)，则其吸收差 别较 小，在 8 0 5 n m 左 右 为等 吸收 点，所 以血液 的光 吸收程 度和光散射 程度主要与血红蛋 白含量(HC T)有关。由于在红光和红外 光 区里，氧 合血红蛋 白和还 原血红 蛋 白有 自己独特 的吸收光谱 因此有 可能决 定每 一种成分的相对百分含量 即氧饱 和度 螽：；采；量!：。舯。波 长 。图 1 还 原 血 红 蛋 白(Hb)和 氧 台血 红 蛋 白 (Hb O )在 红光 和红 外光 区的 光吸 收系 数。在透 射 光 法 中，如 果 选 用 8 0 5 n m 和 6 6 0 n m 二个波 长 照射 透 明 容器 中 的溶 血 血 样，并分别测 量这 二个波 长 的光密 度 D 2 ()，则血氧饱和度可按 下式计算。：S O 器一-B (2)其 中 A、B 为 常 数，且 与 Hb O。和 Hb在 8 0 5 n m 和 6 6 0 n m 处的 吸收 系数有关。在 反射 光 法 中，如 果 测 量 8 0 5 n m 和 6 6 0 n m 经过 不溶血血样 的两个反射 光强 I ()时 则血 氧饱 和度可按 下式计划：SO A+B R (3)其 中 AB 为 常数；且 与 Hb O 和 Hb在 8 0 5 n m 和 6 6 0 n m 处 的吸收 系数有美 2 传 输型血 氧计 Wo o d和 Co wo r k c r s描述 了一种无损 伤检测血 氧饱 和度 的方法。、并且在 5 0 年 代 成 为 一 种 最 佳 的 方 法，如 Wa t e r s 0 1 1 0 0 A 型 血 氧 计 血 氧 饱和 度 测 量 范 围 6 0-1 0 0 时，精度过 土2 9 8 这种方法 采用二 种波长，对红 外光 和红光 的吸 收进 行测 量，要 求 满 足 两 个 条 件：“无 血 条 件”，即施加约 2 0 0 mmHg的压 力把血从 耳 垂部挤走；正常 的血流，即用透照光使耳 垂动脉化。在 第一个条件下，测量的信号 是 与组织有关的光吸收，如肌肉、骨骼、皮肤 等，但 不 包括 血 的 光吸 收；在 第 二个 条 件 下，测量的信号是与组织和血有关的光吸 收。第 二个条件 下测量 的透射光强 减去第 一个条 件下测量 的透射 光强，最后 剩 下与 动脉 化血光 吸收有关 的透射 光强 信号，由 此 去除了组织 本身光 吸收 的影 响；通 过测 量二个光波长的透射光强信号 利用公式(2)算 出 血 氧 饱 和 度。然 而 E l a m 和 C o wo r k c r在 经过对 受压 耳朵 的透 射光 研 究后指 出，即使加上 2 0 0 mmHg的压力，在 耳轮 里仍 然保 留着一些血。”。另外，色 紊 的消光系数在整体血里随着血细胞 比容而 变化 在低血细胞 比容下，消光一浓度 曲线 变得 非线性“，以致使用 此方 法 产生的无 I 维普资讯 http:/ 国外 医学 生物 医学 工程 分册 1 9 9 4年第 l 7卷第 1期 血 组织 的光 吸收与实际充血的组织 的光 吸 收量是不一样的。也 就是说 此 法不能取消 组 织本身(如肌 肉、骨骼、皮肤等)的影 响。再 者 由于 每个 人的组织 成分 不同，因此每 次 测量 都需 繁琐 的调 整。l 9 6 4 年，R S h a w 研 究 了一种 八 渡长 自身调 整血氧计，如 HP4 7 2 0 1 A 型耳 朵血 氧计。它的优点是避免 了上述繁 琐的 调 整技 术，从 6 5 0 n m 到 l 0 S 0 n m 的八个 光 波 提 供 了一 些有关 耳朵 组 织 内大量 吸收 物质的一些数据。动脉血氧饱和度按下式 计算：。n A 0+A1 D1+A 2 D2+A8 D8 B 0 一 B1 D1-7 B 2 D-7 -7 B a Da ，T、D 一L o g )(其中 1 8、k代表 O 不 同 的光 波 长)A、B 是与光吸收系数有关的常数 井 可以 通过经验研 究确定 该仪器 的光纤传感器 安放在耳垂上 仪器 内部 每分钟 1 3 0 0转 的 转盘四周上 均 匀放 置八个 窄带滤 光片，当 其 中一个滤 光片转 到光源前 时，某一 波长 的光 束滤过 片经光纤 传到耳 垂部位，耳垂 部位的光 电池检测到这个渡长的透射光信 号 又经过光纤传 回到仪器井记录下来；同 理，其余波 长的透射光信号也被记录下来；雨八个 波长 的发射 光强 I o，是 光 纤传感器、不安放在耳垂上时记录 下来的。从而通过 测量八个渡长 的光密 度 D ，避 免繁琐 的调 整，排 除色 素、皮肤、骨骼、脂 肪、肌 肉 的吸 收 干扰，计 算 出血氧饱和度。在 6 0 以上 的血氧饱和 度范 围 内 与动脉 血样 测量 的 血氧 饱和 度进行 比较后，相关甚好，线性 回 归 方 程 为：Y=0 9 9 x一 1 5 2，标 准 差 为 2 5 2，相关 系数 为 0 9 7。这种仪器 不受皮 肤色素变化 的影 响，但 在黄疸 或碳氢 血红 蛋 白存在的情 况下，就不准确了。在病人黄 疸(1 0 0 r 0 1血 清 的 胆 红 素 在 2 7 mg至 3 5 rag之 间)时，动脉血 氧饱和 度常 常估计 过低“，当碳氢血红蛋 白超过 9 时，仪 器 测量氧饱和 度过高n 。因此 尽管它实用、准 确且宜 于调 整，但 是笨重，价 格 昂贵，其 耳承复杂，长期戴着不舒适，而 且易损坏。为 了避免繁琐 的调整技术，快速、准 确 和灵巧地测量氧饱和度，消除固定成分(如 色素、皮肤、骨骼、脂 肪、静脉血等)的影响 再加 上 电子计 算机 的迅速 发展 脉搏 血氧 测量法应运而生。脉搏 血氧饱和 度 的测 量概 念是：如果 脉 动血管 床安放 在发 光和 光探 测器 之 间(如手指、耳朵、脚 指或者脉 动血管 丰 富的 柔软部 位)，光吸收将不仅随着氧饱和度变 化，而且随着动脉搏动 的变化 而变化。脉搏 血 氧计 的 血 氧 饱 和 度 计 算，借 助 于 假 设 血红蛋 白仅以氧合 血红蛋 白和还 原血 红 蛋 白两 种形 式存 在而计算 的。在红 光谱 区(6 0 0 n m-7 0 0 n m)，Hb O 2 和 Hb的 吸收 差 别 很 大，而 在 红 外 光 谱 医(8 0 0 n m l 0 0 0 n m)，则 其 吸 收 差 别 较 小 在 8 0 S n m 左右 为等吸收 点。在脉搏血 氧饱和度 的测 量方法 中 一个重要概念 是：当光通过脉动 血管组 织 时 透射光分 为二 部分；一部分是 稳定 的或称直流成分(DC)，主要反映 各种 组织 属于非脉 动部分(如肌 肉、骨骼、色 素、脂肪、静脉 血等)的 吸收 情况；另一 部分是 脉动的或 称交 流成 分(Ac)，主要反映脉动 血的吸收情况。由于探 测的脉动波完全是 由动 脉血 产生的 所 以，可 以通过 红光和 红 外光 的传输变化 推断 出动脉 血氧饱 和度，而不需考虑各种组织类 型属 于非脉动部分 的影 响，并且通 过检测 脉动 信号可 以 同时 检测到心率 的变化。1 9 7 2年，第 一 个 脉 搏 血 氧 计 由 Ni-h o n k o h d e n公 司 申请 的专 利 中进 行 了描 述，由于设 备在 实际应 用 中受到变 化通路 的各 种 内部 光散射 等因 素的影 响，过 高地 估计 了血氧饱和度，阻碍了可行性。3 维普资讯 http:/ 国外 医学生 物 医学工 程分 册 1 9 9 4年 第 1 7卷第 期 1 9 8 0年，Yo s h i y a和 S h i ma d a“详 细 描 述 了一 种脉 搏血氧 饱和度 测量 仪器 其 血氧饱和度按下式计算：l o g(；o c+n c j)一66 0 n s 0 2 一A+B 哩 l_ 一 l o g()工一f D r (其 中 E是透射光探器信号，代表光 波长)A、B是 与 光 吸收 系数 有关 的 常数。在与 Ra d i a me t e r血 气 分 析仪 测 量 的 血 氧饱 和 度 进 行 比较 后 相 关甚 好，线性 回 归方 程 为：Y一0 9 0 7 x+8 5 9 2 标准 差 为 0 1 3 5 相 关系数为 0 9 8 3。一直到 1 9 8 3年底，S h i ma d a等人“”考虑 到此 血氧计在 动脉血氧 饱和 度低 于 9 0 时读数偏高，重新调整 了 经验 公式，即：l o g()s o AI-B 堕 一 l o g(堕)5 o n 工一 Dc)A 、B，是 与光 吸收 系数有 关 的常 数，以校 正散射的影响。该设备采用玻璃纤维传导 发射光和 传输光，传输光 经过 光 电转换后，进 入对数和 减法 电路 二路光 信号再 经过 除法 电路等计算 出血氧饱和 度。然 而 光 电 转换信号 经过较复 杂的运算 电路(如对 数、除 法 电路)处 理 容 易受 到 电源 电压、室 内 温度 等的影响 产生低信 噪比的情 况。因此 对 这样的模 拟 电路 要求 就 比较 高，往 往需 要 加上补偿措 施才能解 决。1 9 8 1年 第 一 个 成功 的 B i o x I型 脉 搏 血氧计在市场上出现后，到 1 9 9 2年至少 有 1 5个牌号的脉搏 血氧计了。这些现 代 脉搏 血氧计 采用 二个 光波 长，只取 搏 动 的信号进行分析，并在临床使用的精度范 围内都使用经验研究来进行血氧饱和度计 算 因此取 消了各种组 织 类型属 于非 脉动 部分(如肌肉、骨骼、色素、脂肪、静 脉血等)的 影响，克服 了理论上 的限制 在 6 0 以 d 维普资讯 http:/ 国外 医学 生物 医学 工 程分册 1 9 9 4年 第 l 7卷 第 l期 图 的 仪 器(例 如 Ne l l c o r N一 2 0 0 P u l s e Ox i me t e r)；另外，这 些监测技术和呼吸、血 压等 参数 的监 测技术 融合 可形 成不 同系 列 的产 品，以满足 不同的临床监护需要。3 反射型血氧计 实践 中的反射 型血 氧 计，大 多数是 实 验 室研 究报告，相对 传输 型血氧 计 临床数 据 报告较少。1 9 4 9年，B r i n k ma n和 Z i l j s t r a 报告了血红 素反 射型血氧计的使用。这种 设 备通 过反射光 连续 监测体 内动脉血氧饱 和 度。这 种麻 烦的设备 将传感器 用于前 额 的中央皮 肤上，采 用单 一波 长，反射红 光 由被水 冷却的光 电池测 量，虽然 反射 光 反 映 血氧饱 和度 的变 化，但 无法 补偿 还原血 红 蛋 白浓 度 的 影 响。1 9 6 2年，P o l a n y i 和 He h i r。使 用光 导 纤维，用选 定 的二 个 光 波 长照 射血流，用反射 光确定 血氧 饱和 度 公 式(3)，测量 体 内血氧 饱和度，建立 了 现 代反射 型血氧计测 量的基础。1 9 7 5年，Ro n a l d等人描述 了一种眼睛 血氧计 0 ，这种 光 电设备 通过分 光光度反 射 光法连续、无损伤性地 监测 人 眼后面 的 动脉血氧饱和度。由于大脑的氧是动 棘血 提供的，因此，此仪器可 以在各种条件下监 测供 给大 脑的氧合 程度，以 防止大脑 供氧 不足引 发的各种疾病。这 台仪器包括二个 基 本系 统(光 学系统 和 电子 系统)，并 按公 式(3)计算 血氧饱和 度。光学系统产生二个 适 当波长(6 5 0 n m 和 8 0 5 n m)的 光，光 从受 试者眼底反射到光探测器上。电子系统放 大来 自光探 测器上 的混合信 号，并分 离二 个光谱成分，然后，在面板上显示计算的血 氧饱和度值。该仪器还可以用记录仪 连续 记录血氧饱和度的变化情况。但是，此仪 器 比较庞大 在测 量时需要 一套调整过程，并 要求 被 测试 者 的 眼 睛盯 着某 一 目标来 配 合 因此带来 了一些不便。1 9 8 0年，Ta k a t a n i 等人描述 了一种非 损 伤反射 型组织血 氧计0 ，用于监 测病人 的血红 蛋 白含量和血氧饱和度。该血氧计 定 时驱 动 电路 分别驱 动五个 发光 管发光，发 射 波 长 分 别 为6 3 5、6 6 5、7 9 5、9 1 0、9 5 5 n m，光 探 测器 检测 各 个波 长 的反射 光 信号，然后经过放大和采样保持 电路，将信 号转化为数字信号，最后计算机进行分析。尽管反射光 受到 血红 蛋白含量和血氧饱和 度 的影响，但血红 蛋 白含量可 首 先通过 测 量 7 9 5 n m 的反射 光强决 定，然 后，血 氧 饱 和度通过五个波 长的漫反 射方 程进行最 佳 估计得 出 另外，为了使动静脉 的血 氧饱 和 度 差别很小，需要对测量部位进行冷却。在 对狗 的测量表 明 血红 蛋 白含量 与血 样 测 量 结果 十分 一致；在 2 O 以上 的血氧饱和 度 范 围 内，与血样测 量 的血氧饱 和度 进行 比较 后，相关 甚 好，标准 差 约 为 5 0，相关 系数 为 0 9 6。然而，这 种反射 型血氧 计除 了需要 五个光 波长 的复 杂分析 外，还 需要 冷 却组 织以便进行精度调整。反射 型脉搏血氧监测技术使光传感器 不仅能安 放在手指、脚指和耳朵部位，还可 以安 放在 前额等 可监测 重要器 官 的部位，监测脑、肺、眼等 的血氧情况。其仪器与传 输 型脉搏血 氧计 的硬件、软件 结构 基本 一 致，只是计算血 氧的调整经验公式不 同；另 外，与传输 型脉搏血 氧计 相 比，监 测数 据误 差较大，信号 噪声 比较 小，近年 的血氧、血 压混合监 测信号增强技术也 许能 减少这 些 不利因素 的影 响“。在外 科 心血 管手 术 中，大 脑缺氧 或缺 血会导 致病 人 出现严 重紊 乱，因此需 要优 化 传 输 到 脑 的 氧 量，以 防 止 对 大 脑 的损 害“。T a mu r a等人“利用近红 外光分光 光度，试制 了一种 无损伤监 测 脑血氧 的设 备。该设备 由计算机控制三个近红外发光 管(7 8 0、8 0 5和 8 3 0 n m)按时 间顺 序依次发 5 维普资讯 http:/ 国外医学生物医学工程丹册 1 9 9 4 年第 1 7卷第 1 期 光 并通过三束光纤照射到头部组织，反射 光 通 过 三束接 收光 纤 由硅光 电池探 测 出 来。光探 头安放在前额 上 氧合血红蛋 白、还原血红 蛋 白和血红蛋 白的容量 的变 化 由 下式 计算：A Hb O 2 一一3 AA日+3 AA删 A【Hb 一1 6 A A一2 8 A A B 0 5 1 2 AA8 3 0 A Hb Vo l u me 一1 6 A A 7 日。一5 8 AA8 0 5 +4 2&A 8 其 中，A 7 8 0、A日 o 5、A A a s 0 分 别 是 在 7 8 0、8 0 5、8 3 0 n m 波 长 下 的 光 吸 收 变 化；Hb o h J、A Hb 分 别 代表 氧 合血 红蛋 白、还 原血 红 蛋 白的 容量 的变 化；Hb Vo l u me J=A Hb O +A Hb ，由此 了解 脑血 氧 的新陈代谢 情况。为了补偿信号基线漂 移，背景光 每隔 6秒钟被测量 一次，并从输 出信号 中减去 另外 用黑色 带子 屏蔽 背景 光。在心肺旁路(C P B)手 术中，该仪器监测 的糖血氧可以提供有价值的床边数据 直 接 了解脑组织的新陈代谢情况这里 还 需 指 出的是，1 9 8 5年 以来 为 了满足长期埋藏监测静脉和动脉血里的血 氧 饱和度，S c h mi t t 等 人。和 Ta k a t a n i 等 人 根据光传播理论，对血 氧饱和度 和血 细 胞 比容进 行 了进 一步 的深入研 究 使血 氧饱 和 度 的渊 量范 围达 2 0 一 1 0 0 血 细胞 比容 的测 量 范 围 达 1 0 一6 0 。但 是，这些方法属于损伤性测量，因此就不在 详细讨 论了 4 血氧计的应用 随着 电子计 算机 技术 在这 领域 内的发 展，现代血氧计 已经广泛用于手术室、恢 复 室、急 救 病 房、锻 炼 和 睡 眠 研 究 中。“。在手术室，血氧计可 以进 行 连续 的氧 合估计，特别是 在对危 急病 人和 不易通气的手术当 中，它能快速提供信 息，6 没有 动脉插孔方法决定氧合所带来 的潜在 间隔危险。在急救病房 里，如果氧饱和度能 被血 氧计连 续监 测的话，通 气就 能 安全迅 速地交替进行。现代血氧计在对需要连续 辅助 氧治疗 的病 人锻炼 中 根 据 活动 的不 同强度水平，经常用于决定氧的需要量。对 有 慢 性阻碍 性气 管疾病 的病 人 固怀疑有 睡眠 呼吸 暂停 综 合症 或 者 夜 间低 氧 饱和 度，常常 需要血 氧计进 行睡 眠氧饱 和度研 究。由于 新生儿采 血很 困难，血量也有限 因此 无损 伤性 血氧计对 新生儿的监测 非常 有用，通过调整氧疗 可避 免对脑、肺、眼的 损害 再者，现 代脉搏血氧计 可按 不同病情 设置不同的报 警限，由于反应迅速 故 任何 因素所 致的 呼吸暂停、心率 减慢 或心率 加 快 以及 氧合 改变均 以及 时发现，为重危抢 救中极有 用的监测仪器。5 血氧计 的限制 总 的说 来，引起血 氧计 渊量 氧饱和 度 的误差 因素有以下几种“：吸收 波 形 中不 仅 含有 氧化 的动 脉 血，而 且还有来 自骨骼、脂肪、组织、静脉和 色素等 的非脉动吸收。光 治疗、错 误的光 通路 以及周 围杂 光，使光不通过 组织 直接 照射 到探 测器 上。组织 中血细胞 比容 的影响。红细胞 的折射 引起 发射光 的散射、并 随着血红 蛋 白的浓度增 加导 致 Hb和 Hb O 消光 系数 的减小。血 液 里 的干 扰 物 质：如 H b C O、Me t Hb、硫血红 蛋 白、黄疸和染料等。设备 采用复杂 的对 数计算。肌 肉抖动和人为造成的移动(如病 人发颤、不合作等)。特别 是肌 肉运 动造成 的静脉血运动，易被误认为脉动 的动脉血 引起血管脉动严重 丢失。如温度过 低、注入 使血管 收缩 的物质 以及 血压过 低 维普资讯 http:/ 国外 医学生物 医学工 程分 册 1 8 9 4年 第 l 7卷 第 1期 等因素。由于上述测量 s 的误差 因素 某些 血氧计还不能在许多研究和临床应用中有 效 的测 量血 液成 分 S 0 ，特 别是考虑 到散 射、血液里的干扰物质以及 非透 射光时。所 以，在设 计血 氧计时 应综合考虑 引起血 氧 计测量氧饱和度的误差因素，消除误差因 素的影 响，使血 氧计满 足 临床和研 究 的实 际需要。另外，由于血氧解离 曲线的特点，氧饱 和 度对高 氧分压 的测 量不够 敏感 不适 合 做监测氧中毒之用。动脉氧饱和度仅是监 测 氧合 能力的 部分 信 息，氧到组 织的 传输 还需要 由血红 蛋 白水平、心脏 输 出量 和血 红蛋 白亲和 力来决 定。2 0 0 参考 文献 1 S ho emake r W CV i dy a s ag ar Dt Cr J t Car e 21 M e d，I 981 l 9：68 8 2 V idy a sa ga r D T i n8 i n t he n eo nat eI n Sho em ak e r W C，et al (Ed i t o r)：Te x t b o ok o f e r ri c a l c a r e Phi l a del p i a W B Sa unde r s Co1 9 84 p18 2 3 Bu r k i NK Al b e r t RK Ch e s t 1 9 8 3 l 8 3；6 6 6 4 M o s e nk i s R(Ed i t o r)Tr a n s c u t a n e o u s o x y g e n mo n i t o r s He a l t I i De vi c e s，1 9 8 3l 1 2t 2 1 3 5董声焕 等 呼 吸衰竭基 础 与 临床 人 民军 医 出 版 社，1 9 9 3 6 M i l i i ka n GA Re v Sc ns t r。1 94 2I 13：434 7 M j c hae l W W I nt J Cl i n M oni t or Co m put l 98 7 4：16l 8 S e t s u o t a k a t a ni An n Bi o me d En g，1 9 8 0 8：1 1 5 9 W o o d EH：Ox i me t r y I n Ol a s s e r O(e d)：M e d i-c al Phys i c s Vol 1 11 Yea r Boo k Pub l ishe r s-Chi c ag o1 9 50 i 0 W o o d EH。g t a 1 Ox i me t r yI n Gl a s S e T 0(e d)：M e d i c a l Ph y s i c s Vo 1 I l I Ye a r B oo k P u b l ish e r s，Ch i c a g o 1 9 6 0 l1 El a m JO-e t a1 So ur ce s of er r or i n o xi m e t r y Ann Sur g，1 94 9 1 30：7 55 Kr ame r K，e t a 1 Am J Phys i ot，1 951l 1 6 5f 229 Do ugl a s N J et at Am Re v Re s p Di s1 97 9 ll 9：3ll Cha udhar y BA Bur ki N K A m Rev R e sp Di s ea s，1 9 78；11 7：1 73 Dougl as NJet a1 A m Key Res p Di s，1 97 9 1l 9：3l 1 Y os hi ya Iet a1 M e d Bi ol Eng Com put，1 9 8 0 l 1 8：2 7 Sh i mad a Y-Yo s hi ya I M e d Bi ol Eng Corn p u t 1 9 8 4；2 2：4 7 5 Ch o e H。e t a 1 Cr i t Ca r e M e d，1 9 8 9 1 7(7)：67 8 Y e l de r m a n M t N e w W J A ne s t hes i ol o gy，19 83 59：34 9 Br i nkman R Zi l i s t ra W G A r c h Chi r W eer l，1 94 9l I：I7 7 Pol unyi M L e t a 1 Re v Sc i I ns t r um。1 962 33：l0 50 La i ng RA _ e t a1 I EEE Tr a ns 1 97 5 BM E 一 2 2(3)：1 8 3 Ta ka t a ni S，et a 1 Ann Bi omed Eng，19 80 8：l Sc hm i t t J M，e t Ann BM E 1 98 6；1 4：35 Taka t ani S。et a l：I EEE Tt ans BM E，1 98 8 3 5 t 3)：1 8 7 Br ook s TD Gra ve ns t e i n NJ Cl i n Moni t，l 98 5l 1：1 35 Fr l e s e n RH A n e s t h An a l g(c l e v e)，1 9 8 5：6 4：3 7 6 Ol a ze ne r C，M ot oya ma EK A n e st he si o l og y，19 84 61：A 1 416 De c kar dt R，St e war d DJ,Cr i t Ca r e M e d-198 4；1 2：9 35 Fa R CD e t a 1 Cl i n M oni t 19 85；1：232 Sc o g g i n C c t a 1 He a r t Lu n g 1 9 7 7 6(1)：l 2l Br o wn SE e t a 1 Ch e s t，1 9 8 3I 8 3(4)：6 2 1 By e P Tp，e t a 1 Am Rc v Dis 1 9 8 2；1 2 6：1 0 0 5 Fl i c k M R，Bl oc k AJ Ann I nt M ed，1 97 7，86：7 25 7 2 3 5 6 7 8 9 拈 盯 掷 约 ；s 维普资讯 http:/ 一【国外医学生物医学工程分册 1 9 9 4 年第 1 7卷第 1期 3 5 T r as k CHCr e e EM N Eng J M e dt1 96 2 22 6：6 39 36 W ynn e J W，e t a1 Am JM ed，1 979 66 573 37 K e buc k AS，e t a 1 Am Re v Re s p Di st1 974 1 09：34 5 38 Si g ga ar d An de r s on 0 Cl i n Chi m Ac t a 1 972；42 85 39 Bar k er SJ A n eg c he si。1。g y，1 98 7 6 6：6 67 40 Ba r ke r SJ，e t a1 A n es t he s i ol og y-1 98 7；6 7 A 1 71 41 Ta s hi r o C，e t a1 J Ane s t he s i a，19 88；2：3 6 4 2 Cl a r k J S ct a 1 Am Re v Re s pi r Di s，1 99 2 1 45：2 20 43 W r a y S，e t a 1 Bi o chl m Bi ophy s Ac t a，19 88；9 94：1 84 44 T am ur a M，et a 1 N on-i nv as i v e aS S eS S m e rit of br a i n o xy g en s uf f i ci e nc y i n s ur gi c al pa t i e nt s by ne a r i nf r a r e d sp ec t r o pho t ome t r y-2n d FECM BE 19 93 45 D e ng Y ua n，e t a l A m et ho d f or m e a sur in g pul s a t i ng bl ood c ons t Rue nt a nd i t s ap pl i ca-t i on2 nd FECM BE，1 993 46 Tamur a M e t a l-J ap an es e Ci r cu l at i on,T o ur ha l，1 99 2 F 56：3 66 生物医学弱电信号的检测与处理技术 林家瑞 朱帆三 陈瑞红 邓东云 综述 华 中理X-大学 生物工程 系 f 。A ：本文概要地论述 7包括诱发 电位 及心 电中的弱 电位在 内的擞 弱生理信 号 的特 点、意义 与国际研 究情况，并 以脑 干诱发 电位为 背景，着重讨论 7微 弱生理 电信 号 的检 测 与处 理 技 术，指 出其 发 展 方 向。关键词；诱发电位心窒晚电位生物电信号检测信号处理 _ -1 导言 随着微 电子 技术、微机技 术与 信息处 理技术的飞速 发展，近十多年来 鲜为 人知 的若干微 弱生理 电信号 由于其 日益在临床 医学中显示了它们的重 要意 义而 引起 人们 的高度重视。这些 微弱电信 号不 同于人们 熟知 的 其它较 强 的生理 电信 号，如 E E G E OG E CG，E GG等“，其显著 的特 点是 幅 值 只有 微伏 或数十微伏 量级 它 们往往被 淹没于包括上述强生理电信号在内的强背 景噪声之中，其幅值、频率范围与信噪比被 给 出在表 1之 中。所 谓诱 发 电位(E v o k e d P o t e n t i a l s E P s)系指 给神经 系统(包括感 受器)的某 8 特 定部位施 加适 当刺 激时 在 中枢 神经 系 统的相应部位上检 出的与刺激有锁时关系 的电位变化。诱 发”一词是相对“自发”而 言 的。EP是代 表中枢神经 系统特 定功 能 状态下 的生物 电活动的变化。确 切地说 凡 是对 外周感 觉神经、感觉通 路 与感 觉 系统 有关 的任何结构进行特定 的刺激而在脑部 的任何位置产 生并测 出的电位变化统称为 诱发 电位。从理论上讲，任何刺激 只要直接 或 间接 使外周 感觉 神经 或混合 神 经 去极 化 就 能从 相应 的 神经 结构 中诱发 出 电位 变化。但 是 目前在临床 和科研 中用得较广 泛 的有脑干 听觉诱发 电位(B r a i n s t e m Au d i t o r y E v o k e d P o t e n t i a l-B AE P)、模 式翻 维普资讯 http:/