การใช้งานและหลักการทำงานของเครื่องตรวจวัดพารามิเตอร์หลายตัวสำหรับผู้ป่วย

ในปัจจุบัน เครื่อง ECG มาตรฐานที่ใช้ในทางคลินิกจะวัดรูปคลื่น ECG โดยวางอิเล็กโทรดที่ข้อมือและข้อเท้า ในขณะที่อิเล็กโทรดในเครื่อง ECG monitor จะวางไว้ที่บริเวณหน้าอกและหน้าท้องของผู้ป่วย แม้ว่าตำแหน่งการวางจะแตกต่างกัน แต่ก็ถือว่าเทียบเท่ากัน และมีความหมายเหมือนกัน ดังนั้น การนำไฟฟ้า ECG ในเครื่อง ECG monitor จึงสอดคล้องกับอิเล็กโทรดในเครื่อง ECG และมีขั้วและรูปคลื่นเดียวกัน

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องตรวจวัดสามารถตรวจสอบได้ 3 หรือ 6 ลีด สามารถแสดงรูปคลื่นของลีดใดลีดหนึ่งหรือทั้งสองลีดพร้อมกัน และดึงค่าพารามิเตอร์อัตราการเต้นของหัวใจผ่านการวิเคราะห์รูปคลื่นได้. Pเครื่องตรวจวัดคลื่นไฟฟ้าหัวใจประสิทธิภาพสูงสามารถตรวจวัดได้ถึง 12 ลีด และยังสามารถวิเคราะห์รูปคลื่นเพิ่มเติมเพื่อแยกส่วน ST และเหตุการณ์ภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะได้อีกด้วย

ในปัจจุบันคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG)รูปคลื่นของการตรวจวัดนั้น ความสามารถในการวินิจฉัยโครงสร้างที่ละเอียดอ่อนไม่ค่อยแข็งแกร่งนัก เนื่องจากจุดประสงค์หลักของการตรวจวัดคือการตรวจวัดจังหวะการเต้นของหัวใจของผู้ป่วยเป็นเวลานานและแบบเรียลไทม์. แต่ที่คลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG)ผลการตรวจด้วยเครื่องมือจะวัดในเวลาอันสั้นภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ ดังนั้น ความกว้างของแถบความถี่ของเครื่องมือทั้งสองจึงไม่เท่ากัน ความกว้างของแถบความถี่ของเครื่อง ECG อยู่ที่ 0.05~80 เฮิรตซ์ ในขณะที่ความกว้างของแถบความถี่ของเครื่องตรวจวัดโดยทั่วไปอยู่ที่ 1~25 เฮิรตซ์ สัญญาณ ECG เป็นสัญญาณที่ค่อนข้างอ่อน ซึ่งได้รับผลกระทบจากสัญญาณรบกวนภายนอกได้ง่าย และสัญญาณรบกวนบางประเภทนั้นยากที่จะเอาชนะได้ เช่น:

(aการรบกวนจากการเคลื่อนไหว การเคลื่อนไหวของร่างกายผู้ป่วยจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสัญญาณไฟฟ้าในหัวใจ แอมพลิจูดและความถี่ของการเคลื่อนไหวนี้ หากอยู่ในช่วงที่กำหนดคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG)แบนด์วิดธ์ของเครื่องขยายเสียงนั้น เป็นข้อจำกัดที่ยากจะเอาชนะได้

(b-Mการรบกวนจากคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG) เมื่อติดอิเล็กโทรด ECG บริเวณกล้ามเนื้อ จะเกิดสัญญาณรบกวน EMG ขึ้น และสัญญาณ EMG นี้จะรบกวนสัญญาณ ECG โดยที่สัญญาณรบกวน EMG มีแบนด์วิดท์สเปกตรัมเดียวกันกับสัญญาณ ECG ดังนั้นจึงไม่สามารถกำจัดออกได้ง่ายๆ ด้วยตัวกรอง

(ค) การรบกวนจากมีดไฟฟ้าความถี่สูง เมื่อใช้การช็อตด้วยไฟฟ้าความถี่สูงหรือการตัดด้วยไฟฟ้าในระหว่างการผ่าตัด แอมพลิจูดของสัญญาณไฟฟ้าที่เกิดจากพลังงานไฟฟ้าที่ส่งไปยังร่างกายมนุษย์นั้นมากกว่าสัญญาณ ECG มาก และส่วนประกอบความถี่ก็มีมากเช่นกัน ทำให้เครื่องขยายสัญญาณ ECG อยู่ในสภาวะอิ่มตัว และไม่สามารถสังเกตเห็นรูปคลื่น ECG ได้ เครื่องตรวจวัดสัญญาณชีพส่วนใหญ่ในปัจจุบันไม่สามารถรับมือกับการรบกวนดังกล่าวได้ ดังนั้น ส่วนป้องกันการรบกวนจากมีดไฟฟ้าความถี่สูงของเครื่องตรวจวัดสัญญาณชีพจึงต้องการเพียงแค่ให้เครื่องตรวจวัดสัญญาณชีพกลับสู่สภาวะปกติภายใน 5 วินาทีหลังจากดึงมีดไฟฟ้าความถี่สูงออก

(d) การรบกวนจากการสัมผัสของอิเล็กโทรด การรบกวนใดๆ ในเส้นทางสัญญาณไฟฟ้าจากร่างกายมนุษย์ไปยังเครื่องขยายสัญญาณ ECG จะทำให้เกิดสัญญาณรบกวนรุนแรงที่อาจบดบังสัญญาณ ECG ซึ่งมักเกิดจากการสัมผัสที่ไม่ดีระหว่างอิเล็กโทรดกับผิวหนัง การป้องกันการรบกวนดังกล่าวส่วนใหญ่แก้ไขได้จากการใช้วิธีการต่างๆ ผู้ใช้ควรตรวจสอบแต่ละส่วนอย่างละเอียดทุกครั้ง และควรต่อสายดินเครื่องมืออย่างน่าเชื่อถือ ซึ่งไม่เพียงแต่ดีต่อการต่อต้านการรบกวนเท่านั้น แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือการปกป้องความปลอดภัยของผู้ป่วยและผู้ปฏิบัติงาน

5. ไม่ต้องผ่าตัดเครื่องวัดความดันโลหิต

ความดันโลหิตหมายถึงแรงดันของเลือดที่กระทำต่อผนังหลอดเลือด ในกระบวนการหดตัวและคลายตัวของหัวใจแต่ละครั้ง แรงดันของเลือดที่ไหลผ่านผนังหลอดเลือดก็จะเปลี่ยนแปลงไปด้วย และแรงดันในหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำก็แตกต่างกัน รวมถึงแรงดันในหลอดเลือดในส่วนต่างๆ ของร่างกายก็แตกต่างกันด้วย ในทางการแพทย์ ค่าแรงดันในช่วงซิสโตลิกและไดแอสโตลิกที่สอดคล้องกันในหลอดเลือดแดงที่ระดับความสูงเดียวกับต้นแขนของร่างกายมนุษย์ มักใช้ในการวัดความดันโลหิตของร่างกายมนุษย์ ซึ่งเรียกว่าความดันโลหิตซิสโตลิก (หรือความดันโลหิตสูง) และความดันโลหิตไดแอสโตลิก (หรือความดันโลหิตต่ำ) ตามลำดับ

ความดันโลหิตในหลอดเลือดแดงของร่างกายเป็นพารามิเตอร์ทางสรีรวิทยาที่เปลี่ยนแปลงได้ มันเกี่ยวข้องอย่างมากกับสภาวะทางจิตใจ อารมณ์ ท่าทาง และตำแหน่งขณะวัด เมื่ออัตราการเต้นของหัวใจเพิ่มขึ้น ความดันโลหิตตัวล่างก็จะสูงขึ้น เมื่ออัตราการเต้นของหัวใจช้าลง ความดันโลหิตตัวล่างก็จะลดลง และเมื่อจำนวนครั้งของการสูบฉีดเลือดของหัวใจเพิ่มขึ้น ความดันโลหิตตัวบนก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย กล่าวได้ว่าความดันโลหิตในหลอดเลือดแดงในแต่ละรอบการเต้นของหัวใจจะไม่เท่ากันอย่างแน่นอน

วิธีการวัดความดันโลหิตโดยใช้การสั่นสะเทือนเป็นวิธีการใหม่ในการวัดความดันโลหิตแดงแบบไม่รุกราน ซึ่งพัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษ 1970และของมันหลักการคือการใช้ปลอกรัดแขนเพื่อสูบฉีดเลือดเข้าไปจนถึงระดับความดันที่กำหนด จนกระทั่งหลอดเลือดแดงถูกบีบอัดอย่างสมบูรณ์และปิดกั้นการไหลเวียนของเลือดแดง จากนั้นเมื่อลดความดันของปลอกรัดแขนลง หลอดเลือดแดงจะแสดงกระบวนการเปลี่ยนแปลงจากถูกปิดกั้นอย่างสมบูรณ์ → ค่อยๆ เปิดออก → เปิดออกอย่างเต็มที่

ในกระบวนการนี้ เนื่องจากชีพจรของผนังหลอดเลือดแดงจะสร้างคลื่นการสั่นของก๊าซในก๊าซภายในปลอกรัดแขน ซึ่งคลื่นการสั่นนี้มีความสอดคล้องอย่างชัดเจนกับความดันโลหิตซิสโตลิก ความดันไดแอสโตลิก และความดันเฉลี่ยของหลอดเลือดแดง และสามารถหาค่าความดันซิสโตลิก ความดันเฉลี่ย และความดันไดแอสโตลิกของบริเวณที่วัดได้โดยการวัด บันทึก และวิเคราะห์คลื่นการสั่นของความดันในปลอกรัดแขนระหว่างกระบวนการปล่อยลมออก

หลักการของวิธีการวัดการสั่นสะเทือนคือการค้นหาจังหวะการเต้นของความดันโลหิตที่สม่ำเสมอ. ฉันในขั้นตอนการวัดจริง เนื่องจากการเคลื่อนไหวของผู้ป่วยหรือการรบกวนจากภายนอกที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงความดันในปลอกแขน เครื่องมือจะไม่สามารถตรวจจับความผันผวนของหลอดเลือดแดงตามปกติได้ ซึ่งอาจนำไปสู่ความล้มเหลวในการวัด

ในปัจจุบัน เครื่องวัดความดันโลหิตบางรุ่นได้นำมาตรการป้องกันการรบกวนมาใช้ เช่น การใช้วิธีการลดแรงดันแบบขั้นบันได โดยใช้ซอฟต์แวร์ในการตรวจสอบการรบกวนและคลื่นชีพจรปกติของหลอดเลือดแดงโดยอัตโนมัติ ทำให้มีความสามารถในการป้องกันการรบกวนได้ในระดับหนึ่ง แต่หากการรบกวนรุนแรงเกินไปหรือเกิดขึ้นนานเกินไป มาตรการป้องกันการรบกวนนี้ก็ไม่สามารถทำอะไรได้ ดังนั้น ในกระบวนการวัดความดันโลหิตแบบไม่รุกราน จึงจำเป็นต้องพยายามตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีสภาวะการทดสอบที่ดี และต้องใส่ใจกับการเลือกขนาดของปลอกแขน ตำแหน่ง และความแน่นของปลอกแขนด้วย

6. การตรวจวัดความอิ่มตัวของออกซิเจนในหลอดเลือดแดง (SpO2)

ออกซิเจนเป็นสารที่ขาดไม่ได้ในกิจกรรมต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต โมเลกุลออกซิเจนที่ออกฤทธิ์ในเลือดจะถูกลำเลียงไปยังเนื้อเยื่อต่างๆ ทั่วร่างกายโดยการจับกับฮีโมโกลบิน (Hb) เพื่อสร้างฮีโมโกลบินที่มีออกซิเจน (HbO2) พารามิเตอร์ที่ใช้ในการบ่งบอกสัดส่วนของฮีโมโกลบินที่มีออกซิเจนในเลือดเรียกว่า ความอิ่มตัวของออกซิเจน

การวัดความอิ่มตัวของออกซิเจนในหลอดเลือดแดงแบบไม่รุกรานนั้น อาศัยคุณสมบัติการดูดซับของฮีโมโกลบินและฮีโมโกลบินที่มีออกซิเจนในเลือด โดยใช้แสงสองความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน คือ แสงสีแดง (660 นาโนเมตร) และแสงอินฟราเรด (940 นาโนเมตร) ส่องผ่านเนื้อเยื่อ แล้วแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าโดยตัวรับสัญญาณแบบโฟโตอิเล็กทริก นอกจากนี้ยังใช้ส่วนประกอบอื่นๆ ในเนื้อเยื่อ เช่น ผิวหนัง กระดูก กล้ามเนื้อ เลือดดำ ฯลฯ สัญญาณการดูดซับจะคงที่ มีเพียงสัญญาณการดูดซับของ HbO2 และ Hb ในหลอดเลือดแดงเท่านั้นที่เปลี่ยนแปลงไปตามจังหวะการเต้นของหัวใจ ซึ่งได้จากการประมวลผลสัญญาณที่ได้รับ

จะเห็นได้ว่าวิธีการนี้สามารถวัดความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือดได้เฉพาะในเลือดแดงเท่านั้น และเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการวัดคือการไหลเวียนของเลือดแดงที่เป็นจังหวะ ในทางคลินิก เซ็นเซอร์จะถูกวางไว้ในส่วนของเนื้อเยื่อที่มีการไหลเวียนของเลือดแดงและมีความหนาของเนื้อเยื่อไม่มาก เช่น นิ้วมือ นิ้วเท้า ติ่งหู และส่วนอื่นๆ อย่างไรก็ตาม หากมีการเคลื่อนไหวอย่างรุนแรงในส่วนที่วัด จะส่งผลกระทบต่อการสกัดสัญญาณจังหวะที่สม่ำเสมอนี้และจะไม่สามารถวัดได้

เมื่อการไหลเวียนโลหิตส่วนปลายของผู้ป่วยแย่ลงอย่างมาก จะทำให้การไหลเวียนของเลือดแดงบริเวณที่วัดลดลง ส่งผลให้การวัดไม่แม่นยำ นอกจากนี้ หากอุณหภูมิร่างกายบริเวณที่วัดของผู้ป่วยที่มีการเสียเลือดมากต่ำ และมีแสงจ้าส่องไปยังหัววัด อาจทำให้การทำงานของอุปกรณ์รับสัญญาณแสงผิดปกติไปจากช่วงปกติ ส่งผลให้การวัดไม่แม่นยำเช่นกัน ดังนั้นจึงควรหลีกเลี่ยงแสงจ้าขณะทำการวัด

7. การตรวจสอบระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจ (PetCO2)

ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในลมหายใจเป็นตัวชี้วัดที่สำคัญสำหรับการติดตามผู้ป่วยที่ได้รับการดมยาสลบและผู้ป่วยที่มีโรคเกี่ยวกับระบบเมตาบอลิซึมของทางเดินหายใจ การวัด CO2 ส่วนใหญ่ใช้วิธีการดูดซับรังสีอินฟราเรด กล่าวคือ ความเข้มข้นของ CO2 ที่แตกต่างกันจะดูดซับแสงอินฟราเรดในระดับที่แตกต่างกัน มีการตรวจสอบ CO2 สองประเภท ได้แก่ การตรวจสอบกระแสหลักและการตรวจสอบกระแสข้างเคียง

แบบทั่วไปจะติดตั้งเซ็นเซอร์วัดก๊าซโดยตรงในท่อหายใจของผู้ป่วย โดยจะทำการแปลงความเข้มข้นของ CO2 ในก๊าซหายใจโดยตรง จากนั้นส่งสัญญาณไฟฟ้าไปยังจอภาพเพื่อวิเคราะห์และประมวลผลหาค่าพารามิเตอร์ PetCO2 ส่วนอีกแบบคือ เซ็นเซอร์แบบออปติคอลแบบไหลด้านข้าง จะติดตั้งอยู่ในจอภาพ และดึงตัวอย่างก๊าซหายใจของผู้ป่วยแบบเรียลไทม์ผ่านท่อเก็บตัวอย่างก๊าซ แล้วส่งไปยังจอภาพเพื่อวิเคราะห์ความเข้มข้นของ CO2

เมื่อทำการตรวจวัด CO2 เราควรให้ความสนใจกับปัญหาต่อไปนี้: เนื่องจากเซ็นเซอร์ CO2 เป็นเซ็นเซอร์แบบออปติคอล ในระหว่างการใช้งานจึงจำเป็นต้องระมัดระวังไม่ให้เซ็นเซอร์ปนเปื้อนด้วยสิ่งแปลกปลอม เช่น สารคัดหลั่งจากผู้ป่วย โดยทั่วไปแล้ว เครื่องตรวจวัด CO2 แบบดูดอากาศด้านข้างจะมีตัวแยกน้ำออกจากก๊าซเพื่อกำจัดความชื้นออกจากก๊าซหายใจ ควรตรวจสอบเสมอว่าตัวแยกน้ำออกจากก๊าซทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่ มิเช่นนั้น ความชื้นในก๊าซจะส่งผลต่อความแม่นยำของการวัด

การวัดค่าพารามิเตอร์ต่างๆ มีข้อบกพร่องบางประการที่ยากจะแก้ไข แม้ว่าเครื่องตรวจวัดเหล่านี้จะมีระดับความฉลาดสูง แต่ในปัจจุบันก็ยังไม่สามารถทดแทนมนุษย์ได้อย่างสมบูรณ์ และผู้ปฏิบัติงานยังคงจำเป็นต้องวิเคราะห์ ตัดสิน และจัดการกับข้อมูลเหล่านั้นอย่างถูกต้อง การปฏิบัติงานต้องระมัดระวัง และผลการวัดต้องได้รับการตัดสินอย่างถูกต้อง