體外循環血液稀釋度血氧飽和度動態監測儀的製作方法
2023-06-21 14:09:31 1
專利名稱：體外循環血液稀釋度血氧飽和度動態監測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型是由紅外光調製發射電路、選頻接收電路、函數放大器及由光敏元件、濾光片組成的傳感器構成。該裝置主要應用於體外循環，對其過程中的血液稀釋度、血氧飽合度進行連續動態監測。
查國內外有關資料及專利文獻尚未見有血液稀釋度動態監測裝置，至今國內體外循環中對血液稀釋度監測方法仍然是間斷抽取血標本，用化學方法破壞血細胞，再用比色法測定血紅蛋白含量，以此推測即時的血液稀釋情況。
美國生產的Gas－stat血氣監測裝置及SO2％血氧飽合度監測裝置價格昂貴，需要用特製的接頭串聯於被監測的血液管道上，安裝調試操作複雜，甚至在使用前還需特製的化學藥品進行調校，需要時間較長，並且該特製接頭均一次性使用，造價較高。故目前國內僅個別科研單位購用此儀器，也僅僅在個別科研課題中使用。目前我國體外循環中對人工肺氧合情況及組織灌注情況的監測方法仍是間斷抽取動、靜脈血標本作血氣分析。每例體外循環過程中對上述指標需多次檢查，由於每次檢查操作複雜，需10～20分鐘才能見到結果，不能滿足體外循環的需要，因為每例體外循環1～2小時即可完成，部分病例直至手術結束還未看到轉流中檢驗結果，失去了化驗檢查對臨床灌注的指導意義。另外，反覆抽血增加感染機會，多次檢查增加了患者經濟負擔。
本實用新型的目的在於研製一種血液稀釋度血氧飽合度的動態監測裝置，免去複雜的化驗程序，能夠及時準確地了解血液稀釋情況、人工肺氧合情況、組織灌注情況，以便及時調整灌注指標使體外循環對人體的損傷減小到最低程度、減少感染機會，降低治療費用。本實用新型的目的還在於研製一種使用方便，不需要在管路中增加其它輔助接頭，即不改變常規灌注方法，不需要任何調試即可直接應用於體外循環中的監測裝置。要求資料來源廣，造價低廉，容易普及使用，稍加改造還可以用於血液透析臨床檢驗等領域。
如圖(1)所示，該裝置的傳感器(2)是由紅外線發射管(3)，濾光片(4)，紅外線接收管(5)、(24)以及傳感器外殼(25)組成。紅外線調製電路(1)將特定頻率脈衝送至發射管(3)使其發光，該束光線橫穿過充滿血液的塑料透明管道(26)，經濾光片(4)濾掉幹擾光線，照射在接收管(5)上並將光強度轉化為電信號送入由運算放大器(7)及解碼器(8)等組成的選頻放大器(6a)進行選頻放大，改變電阻(9)的數值可使該放大器的接收頻率與振蕩器(1)的頻率相同。解調後的電信號送入由運放(11)等組成的電平轉換器(10a)將輸出信號變成適合的數值。調零電阻(12)用以消除直流分量。再經函數放大器(13a)進一步放大，使輸出電壓與血色素或紅細胞壓積成線性關係，可調電阻(15)可確定集成電路(14)的輸出電壓上限值，輸出電壓送至顯示器(16)，數字顯示即刻血紅蛋白含量或紅細胞壓積值，輸出電壓的另一部分分壓送至報警裝置(17)，當血液稀釋度達到預定報警值時，由運放(19a、19b)組成的窗口電路將輸出報警信號觸發報警電路實現聲、光報警。其中發光管(20a、20b)為光報警指示燈，運放(21)、電容(22)及楊聲器(23)組成聲音報警電路。檢測原理是被測管道(26)的管壁透明，管壁的厚度及管道的內徑固定不變，那麼，紅外線接收管(5)收到的光強度則隨著管道內細胞數目的增加而減弱，反之則增強。這樣接收管(5)送入選頻放大器(6a)的電信號電壓幅度將隨著血液稀釋過程中紅細胞數目的增減而發生變化，再經函數放大器(13a)處理後輸出的電壓也將隨之變化，從而，實現了血液稀釋度的動態監測及預定值的報警。
血氧飽合度監測部分是根據還原血紅蛋白對紅外線的吸收力強而氧和血紅蛋白對紅外線吸收力弱的原理而設計。如圖1所示，由紅外線發射管(3)發出的調製紅外線大部分直接穿過管道(26)，而有部分紅外線在透明管壁與管道內血液接觸的界面上發生反射，紅外線接收管(24)設置在發射管(2)的反射角上。當還原血紅蛋白增加時血液顏色由紅變黑，對紅外線的吸收力增強，即大部分紅外線被吸收，紅外線接收管(24)收到的反射紅外線減少，當氧合血紅蛋白增加時，血液顏色變紅，對紅外線的吸收量減少，反射到接收管(24)上的光強增加，這樣接收管(24)將光信號變成電信號的強度也隨著血氧飽合度的變化而變化。這個變化的電信號送入選頻放大器(6b)進行選頻放大，經電平轉換器(10b)將輸出電壓變換成適當的數值再經函數放大器(13b)將該電信號進行處理，使氧合血紅蛋白增加的百分比與輸出電壓所顯示的血氧飽合度百分比相一致，最後送至顯示器(16b)進行顯示，其數值即為血氧飽合度值，從而實現了血氧飽合度的動態監測。
顯示器((16a、16b)為數字電壓表，也可用指針式電壓表當兩種監測功能共用一個顯示器時輔設功能選擇開關，也可內設定時器對兩種被監測指標自動轉換輪流顯示。
傳感器結構鬩圖2，其放置被測管道(26)的槽口的兩側壁(27)是平面狀，管道經卡口(28)放入，並限制管道於槽內。
圖1、監測儀原理方框圖圖2、傳感器構造圖1、振蕩器(紅外線調製器)2、傳感器3、紅外線發射管4、濾光片5、紅外線接收管(血液稀釋部分)6a、6b、選頻放大器7、運算放大器8、解碼器9、可調電阻10a、10b、電平轉換器11、運算放大器12、可調電阻13a、13b、函數放大器
14、函數放大器集成電路15、可調電阻16a、16b、顯示器17a、17b、報警器18a、18b、可調電阻19a、19b、運算放大器20a、20b、發光二極體21、運算放大器22、電容23、揚聲器24、紅外線接收管(血氧飽合度部分)25、傳感器外殼26、被測管道27、傳感器槽口內壁28、管道卡口
權利要求1.本實用新型是由傳感器、紅外光調製發射電路及選頻接收放大電路構成，其特徵是紅外線發射管(3)與檢測血液稀釋度的接管(5)構成對射關係，與血氧飽合度檢測用的紅外線接管(24)構成反射關係。兩接收管(4)、(9)的光源可為同一發射管(3)。
2.根據權利要求1所述的監測儀其特徵是傳感器具有一可放置被檢測管道的槽口(27)，其兩側壁(28)是平面狀，具有限制管道脫出用的狹窄部分(29)。
3.根據權利要求1所述的監測儀，其特徵是使用振蕩器(1)來實現紅外光調製，選頻放大器(5)、(10)的中心頻率與振蕩器(1)相等。
4.根據權利要求1所述的監測儀，其特徵是具有血液稀釋度預置報警裝置(17a)，也具有血氧飽合度預置裝置(17b)。
5.根據權利要求1所述的監測儀，其特徵是具有函數放大器(血液稀釋度部分)13a、函數放大器(血氧飽合度部分)13b。
專利摘要本實用新型是由紅外線傳感器、紅外線調製發射電路、選頻放大電路、函數放大器及顯示器構成的一種醫用監測儀器。對體外循環過程中的血液稀釋度、血氧飽和度進行動態監測。利用比濁法檢測血細胞的濃度，利用氧合血紅蛋白與還原血紅蛋白對紅外線吸收率的差異，檢測血氧飽和度，同一傳感器檢測兩種參數，結構簡單，一機多用。
文檔編號A61B5/026GK2074163SQ89220729
公開日1991年4月3日 申請日期1989年12月12日 優先權日1989年12月12日
發明者周國明 申請人:周國明, 龔慶成, 蘇鴻熙