摘要：病人監護儀可測量和顯示病人的各種生命體徵。主要關注的生命特徵是病人的心電圖(ECG)信號，但其它參數也很重要，包括體溫、血壓和呼吸率。本文介紹基於胸阻抗的呼吸測量原理。
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/192727.htm呼吸系統通過呼吸為我們的血液提供充足的氧氣。身體中的所有細胞都需要氧氣才能存活、生長並將食物轉化為能量。當我們呼吸時，我們吸入氧氣，呼出作為細胞呼吸副產品的二氧化碳和水蒸氣。呼吸在大多數情況下是無意識的過程，一般不費力氣，受自主神經系統的控制，後者使隔膜和肺部周圍肌肉的收縮和舒張。
這種收縮和舒張產生有節律的呼吸率和模式。放鬆呼吸是恆常現象，偶爾會打哈欠或嘆息。安眠時，僅吸氣肌肉工作，呼氣通常是一個被動過程，即吸氣舒張後肺部反彈 。
正常呼吸取決於多種因素，如年齡、健康程度和壓力水平等，一般具有恆定的速率和容量。新生兒的呼吸率每分鐘約30至60次，成人的正常呼吸率約為每分鐘12至20次，可能因壓力、疾病和活動水平提高而增多。通過呼吸技術或冥想可實現更加放鬆的狀態，使呼吸率降低至每分鐘僅3到5次。
在醫院環境中，通過脈搏、血壓、體溫、呼吸和意識水平的生理觀察，醫生和護士可以及時獲得與病人健康相關的信息。在這些參數中，呼吸率是一項重要的生命體徵，它提供有關病人不適或呼吸問題方面的重要信息，但有時候未得到充分利用。異常呼吸率(超過表1所示值)、呼吸節律變化或比較吃力的呼吸，可能意味著某種生理不穩定，可幫助確定病人是否存在CHF(慢性心力衰竭)等心臟問題。
確定病人呼吸率的關鍵是測量胸腔的電阻抗，它會隨著每次吸氣和呼氣而變化。病人吸氣時，胸阻抗增大，呼氣時則減小。一個設計用於檢測此阻抗變化(基於呼吸阻抗描記)的電路可提供高頻差分電流，然後通過一對電極將此電流驅動至病人側。呼吸引起的阻抗變化產生相應的電壓變化，可在同一對電極(2線呼吸測量)或不同的一對電極(4線呼吸測量)上測量此電壓變化。
實現最佳呼吸測量在很大程度上可能取決於病人位置。例如，如果病人正在睡覺或躺著，呼吸通常處於腹部區域，因此導聯II或III可提供最佳2線測量。如果病人處於豎直位置，則導聯I電極對可提供更好的信號。此外，壓力常常使我們僅用上胸部呼吸，針對比較鎮靜的病人，導聯II或III可能依然是合適的選擇。一個設計用於復用不同電極對的呼吸電路可確保實現充分覆蓋，從而捕捉最佳呼吸測量。
驅動電路
典型配置由驅動和測量電路組成。驅動部分可以是DDS或DAC，在編程設置的頻率下將兩個不同相位交流耦合電流提供給一對電極。電流通過串聯電阻和電容傳遞至病人。交流耦合可將病人與直流電隔離開，緩解向病人施加共模電壓的相關顧慮。