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正如上一章所讨论的，动脉压可以通过有创 (IBP) 和无创(NIBP)两种方式进行监测。然而，还必须指出的是，自动无创血压测量法只能提供间接且非实时的动脉压因为它是基于通常30秒的周期计算压力的。
当需要更高的精度或实时动脉压时，例如，当预计患者的血压在手术过程中会有很大变化时，侵入性方法常见。
在侵入性血压测量中，一个充满液体的导管被置入动脉(桡动脉、肱动脉、股动脉或腋动脉)中。 动脉压直接传递到导管和管内的液体中，然后传递到压力传感器(非侵入性，但位于监测仪外部)。压力传感器将压力转换为电子信号，然后连接到监测仪进行进一步处理，如确定收缩压和舒张压。
提供了多项测试来确定 IBP 监测仪的正确运行。这些测试包括:
☆ 静压和线性度测试(见第 17 页的静压线性度测试)
☆ 动压(见第 17 页的“动压”)
测试设置
外部压力传感器产生毫伏(mV)信号。IBP 模拟器将在与 IBP 监测器的信号和激励连接上产生相应的毫伏信号，以模拟外部压力传感器。
根据监测仪制造商的不同，存在几种连接类型，并且压力传感器的灵敏度(mV/mmHg)也会因型号而异。建议在模拟之前确保正确连接并进行测试，以避免模拟中出现错误。
在这个示例中，我们将 Rigel UNI-SiM连接到 IBP 监测仪，并模拟动态压力值。
静压或线性度测试（验证报警测试）
静压测试对于验证压力传感器的性能很有用。可以类似于 NIBP 模拟期间进行线性度测试，以验证 IBP 监测仪在压力范围内的准确性。
首先设置传感器灵敏度，通常为5微伏/伏毫米汞柱。使用模拟器模拟零压力对系统进行调零，并在显示器上设置零值，有关操作说明请参考服务或维护手册。
一旦确定了零点，就可以模拟出许多不同的压力值。
示例:制造商可能会要求对以下静态压力进行线性测试:250 毫米汞柱、200 毫米汞柱、150 毫 米汞柱、100 毫米汞柱、50 毫米汞柱和 0毫米汞柱。读数应在预期值士3毫米汞柱以内。
参照使用手册，记录监测仪上的警报是否在设定值时发生，以及警报的音高和频率是否正确。
动态压力
压力传感器的精度也可以通过动态压力模拟来验证。在实际条件下，对能够计算收缩压、舒张压和平均血压的计算算法的性能进行了测试。
患者模拟 -- 可能有必要使用不同的患者设置进行验证，例如，低(低血压)、正常和高(高血压) 血压:
测试警报 -- 大多数显示器都配备了声音和视觉警报。验证这些警报是否正常工作非常重要。参考显示器的手册以了解不同的警报情况。
如果我们把心脏视为呼吸系统的引擎(见第7 页的《呼吸系统生理学》)，把肺视为汽化器，那么含氧血液就可以被视为燃料，血液中的氧气水平可以直接与血液的潜在容量相关联(好比石化燃料中的辛烷值为95-98%是一个典型例子)。
当血液流经肺部时，会吸收氧气，因为氧气会附着在红细胞中的血红蛋白上。吸收的氧气量(氧合血红蛋白)是呼吸系统活力(机能)的一个标志，因此它是常见的监测生命体征之一。脉搏血氧仪显示的是氧合血红蛋白 (Sa02，直接测量值)相对于血红蛋白的百分比，能够实时指示血液中的总氧饱和度 (SpO2)。
为了确定血氧饱和度，脉搏血氧仪依赖于氧合血红蛋白和血红蛋白在不同光谱下的吸收特性。使用红光(650-700 纳米)和红外 (850-950 纳米)频谱的光源脉搏血氧仪可以通过测量动脉血对红光和红外的吸收差异来确定氧气浓度。
为此，将一个指夹(或耳夹)放置在手指上。显示器以连续的间隔(通常为0.2毫秒，5千赫兹)驱动红光和红外光谱LED。在指夹的另一侧，一个宽带接收器将未吸收的红光和红外光信号转换为电信号。还有其他类型的夹具(如足夹)或技术，如在额头上使用反射法。然而，这些并不是本手册的一部分，尽管其原理是相似的。
当光线穿过氧合血红蛋白(含氧的细胞)时，相对于红外光，红光被吸收得更多，而红外光则更多地被血红蛋白(含氧较少的细胞)吸收。因此，接收光线的比例可以提供氧气浓度水平的指示。
原则上，这意味着:
☆ 接收的红外光多于红光:血红蛋白浓度更高
☆ 接收到的红光多于红外光:血红蛋白浓度较低
血红蛋白和氧合血红蛋白的吸收特性的简化表示见图 10。请注意，这不适用于临床用途。
红线表示完全氧合的血红蛋白( Hb02 - 1 Sp02)，而蓝线表示完全去氧的血红蛋白( Hb-0 % SpO2)。在约 800 纳米波长处，HbO2 和 Hb 的吸收率相等，这被称为等吸点(803 纳米)。
典型的比率值为:
不同的制造商使用不同的波长(在所述频谱内)，并且具有不同的吸收查找表。这被称为每个制造商的 R 曲线。
测试技术
重要的是要认识到，光线会穿过不同类型的组织( 皮肤、肌肉、骨骼)、细胞和血管(动脉和静脉)。因此，为了确定动脉血氧血红蛋白的含量，监测仪会观察脉搏光吸收波形(脉搏波图)(见图11)。
当心脏将血液泵入肺部时，血红蛋白的含氧量会恢复(通常在肺部为 5%的氧气)，在每个收缩期之后，它会在毛细血管被吸收(通常在约 40%)，直至下一个收缩期。在脉搏搏动的峰值，监测仪测量总的光吸收(动脉的和其他细胞、组织、静脉血管)，而在低谷时，监测仪会测量除动脉吸收之外的所有情况(所有剩余的细胞和组织)通过从峰值中减去低谷值，监测仪能够确定动脉氧合血红蛋白，即 SpO2 的值。见图 12。
因此，该监测仪只会对脉搏搏动描记图中的峰值作出响应。
脉搏血氧饱和度测量过程中的测量结果可能会受到运动和低灌注(峰值与谷值之差小于5%)的影响。运动会导致不同程度的血红蛋白含氧量变化，这可能会引入错误的心率和 SpO2%读数，而低灌注则由于噪声信号比率而引入更高的误差。
当外部光源包含红色和红外频谱的光时，也可能引入误差。这些光源可能会引入稳定数量的光(直流或非脉冲)或脉冲数量的光(交流)，频率为 50Hz、60Hz或其谐波。
因此，监测仪必须能够区分正常的脉搏波形和有伪影的脉搏波形。
现代脉搏血氧仪技术能够在低灌注、运动和光线干扰的情况下进行区分并提供准确读数。然而，建议定期验证其在这些条件下的性能。脉搏血氧测量方面的新发展包括使用额外的光谱来获取有关动脉血中包括高铁血红蛋白 (MetHb)和碳氧血红蛋白(COHb)的确切含量的更详细信息。
市场上的大多数脉搏血氧仪都能够在极端的情况下(存在干扰、低灌注)进行测量。为了确定其在这些情况下的正确运行，验证监测仪以及 Sp02 探头及其连接电缆的性能是很重要的。
血氧饱和度(SpO2)探头的所有部件，包括发光二极管:(LED)、宽带探测器、透镜和布线，都容易磨损和损坏。当出现故障或质量不佳时，可能会引入不一致和不准确的性能，对患者的治疗和健康状况产生潜在严重影响。
出于这个原因，在讨论脉搏血氧仪的测试程序时，我们将监测仪和血氧饱和度探头都包括在内。
与 Sp02 监测仪准确性相关常见的问题有：
☆ 有故障或接近故障的发光二极管(红光和红外光)
☆ 非原始设备制造商(OEM)的探测器(白标)
☆ 受污染的镜头/探头窗口
☆ 损坏的线路或延长电缆
☆ 血氧饱和度(SpO2)监测仪校准不准确
☆ 声音警报的测试
☆ 脉搏描记仪的显示
提供了多项测试来确定 SpO2 监测仪的正确运行。这些测试包括：
☆ 测试监测仪的准确性（见第22页“测试监测 仪的准确性”）
☆ 测试警报和响应时间（见第22页“的警报和 时间响应测试”）
在图 13 所示的示例中，使用 Rigel SP-SiM或 UNI-SiM 来作为SpO2 模拟器。确保使用 Pus-R 适配器模块，并在 UNI-SIM 或SP-SIM 上选择正确的 Sp02 算法进行模拟以正确模拟 Sp02 探头和监测仪所使用的适用算法技术。
该测试的目的是通过在监测仪上简单显示 SpO2% 值和心率来验证监测测量电路和SpO2 探头的性能。
为了模拟心率，UNI-SiIM 以每分钟 30 至300次 (bpm)的速率模拟(搏动的)脉搏血氧仪。模拟的血氧饱和度水平可在 30%至 1之间设定。 为了验证一系列可能的测量值，可以在一些关键值(见警报和时间响应测试)上执行一些模拟，例如:正常、低值和危急值。
使用不同的 SpO2 模拟值来触发声音警报。医疗设备的警报由 IEC 60601标准规定并且必须由制造商记录在案，包括音高、频率和强度。有关可用警报类型的详细信息，请参阅监测仪的服务手册或使用手册。
此外，血氧饱和度(SpO2)值会按照设定的时间间隔更新，例如每15秒更新一次。设定响应时间和报警功能可以在一次测试中结合使用，即通过将血氧饱和度设定为94%，目标设定为85%。等待血氧饱和度监测仪显示94%的血氧饱和度。激活SP-SIM上的计时器功能。这会将模拟的血氧饱和度更改为85%并启动计时器。当监测仪达到报警点(即设定为85%的血氧饱和度)时，按下 SP-SIM上的捕获按钮，显示报警所需的时间。
记录监测仪上的警报是否在设定值时发生以及警报的音高和频率是否正确，请参考使用手册。
心电图（ECG）
心脏位于呼吸系统的中心，它将生物电脉冲转化为生物力学操作(血流)。通过测量心脏产生的电活动(毫伏信号)来监测心脏的功能，这被称为心电图。
下面展示的是心脏周期(心跳)常见的ECG描记图，它由P波、ORS波群和I波组成。典型的电活动持续时间通常约为400-600毫秒。ECG 描记图代表了由于心肌的极化和去极化(收缩或收缩期)和复极化(松弛或舒张期)而引起的身体不同部位(四肢)电压的变化。ECG的基线电压被称为等电位线。
P 波是在心房去极化期间产生的。在此之后，右心室和左心室去极化，产生 ORS 波群。在T波期间，心室复极化。 在T波的后半段，人类的心脏容易受到干扰或发生心室颤动。
