Проводится исследование нестационарных характеристик производительности системы сбора данных с неоднородных медицинских датчиков и приборов реального времени с использованием системы массового обслуживания с марковским входным потоком и нетерпеливыми заявками. Представлено описание переходов двумерной цепи Маркова для рассматриваемой системы массового обслуживания и записаны соответствующие дифференциальные уравнения Колмогорова. Получены аналитические зависимости вероятностей состояний системы от времени, выраженные через собственные числа и собственные вектора матрицы коэффициентов системы дифференциальных уравнений Колмогорова, и аналитические выражения для характеристик ее производительности: среднего числа заявок в буфере, вероятности отказа, вероятности ухода нетерпеливых заявок, вероятности потерь, вероятности обслуживания заявок, пропускной способности, времени переходного режима. Полученные выражения позволяют оценить работоспособность медицинской информационно-измерительной системы в условиях перезагрузки, сбоев, неисправностей оборудования и в других нештатных ситуациях, связанных с изменением ее начальных состояний. Рассмотрен численный пример для нахождения нестационарных характеристик производительности системы сбора данных с медицинских датчиков четырех типов. Результаты исследования могут быть использованы на практике для информационной поддержки принятия решений при выборе конфигурации аппаратного обеспечения медицинских информационно-измерительных систем, а также для оценки их работоспособности.