专利名称：体外循环血液稀释度血氧饱和度动态监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是由红外光调制发射电路、选频接收电路、函数放大器及由光敏元件、滤光片组成的传感器构成。该装置主要应用于体外循环，对其过程中的血液稀释度、血氧饱合度进行连续动态监测。
查国内外有关资料及专利文献尚未见有血液稀释度动态监测装置，至今国内体外循环中对血液稀释度监测方法仍然是间断抽取血标本，用化学方法破坏血细胞，再用比色法测定血红蛋白含量，以此推测即时的血液稀释情况。
美国生产的Gas－stat血气监测装置及SO2％血氧饱合度监测装置价格昂贵，需要用特制的接头串联于被监测的血液管道上，安装调试操作复杂，甚至在使用前还需特制的化学药品进行调校，需要时间较长，并且该特制接头均一次性使用，造价较高。故目前国内仅个别科研单位购用此仪器，也仅仅在个别科研课题中使用。目前我国体外循环中对人工肺氧合情况及组织灌注情况的监测方法仍是间断抽取动、静脉血标本作血气分析。每例体外循环过程中对上述指标需多次检查，由于每次检查操作复杂，需10～20分钟才能见到结果，不能满足体外循环的需要，因为每例体外循环1～2小时即可完成，部分病例直至手术结束还未看到转流中检验结果，失去了化验检查对临床灌注的指导意义。另外，反复抽血增加感染机会，多次检查增加了患者经济负担。
本实用新型的目的在于研制一种血液稀释度血氧饱合度的动态监测装置，免去复杂的化验程序，能够及时准确地了解血液稀释情况、人工肺氧合情况、组织灌注情况，以便及时调整灌注指标使体外循环对人体的损伤减小到最低程度、减少感染机会，降低治疗费用。本实用新型的目的还在于研制一种使用方便，不需要在管路中增加其它辅助接头，即不改变常规灌注方法，不需要任何调试即可直接应用于体外循环中的监测装置。要求资料来源广，造价低廉，容易普及使用，稍加改造还可以用于血液透析临床检验等领域。
如图(1)所示，该装置的传感器(2)是由红外线发射管(3)，滤光片(4)，红外线接收管(5)、(24)以及传感器外壳(25)组成。红外线调制电路(1)将特定频率脉冲送至发射管(3)使其发光，该束光线横穿过充满血液的塑料透明管道(26)，经滤光片(4)滤掉干扰光线，照射在接收管(5)上并将光强度转化为电信号送入由运算放大器(7)及解码器(8)等组成的选频放大器(6a)进行选频放大，改变电阻(9)的数值可使该放大器的接收频率与振荡器(1)的频率相同。解调后的电信号送入由运放(11)等组成的电平转换器(10a)将输出信号变成适合的数值。调零电阻(12)用以消除直流分量。再经函数放大器(13a)进一步放大，使输出电压与血色素或红细胞压积成线性关系，可调电阻(15)可确定集成电路(14)的输出电压上限值，输出电压送至显示器(16)，数字显示即刻血红蛋白含量或红细胞压积值，输出电压的另一部分分压送至报警装置(17)，当血液稀释度达到预定报警值时，由运放(19a、19b)组成的窗口电路将输出报警信号触发报警电路实现声、光报警。其中发光管(20a、20b)为光报警指示灯，运放(21)、电容(22)及杨声器(23)组成声音报警电路。检测原理是被测管道(26)的管壁透明，管壁的厚度及管道的内径固定不变，那么，红外线接收管(5)收到的光强度则随着管道内细胞数目的增加而减弱，反之则增强。这样接收管(5)送入选频放大器(6a)的电信号电压幅度将随着血液稀释过程中红细胞数目的增减而发生变化，再经函数放大器(13a)处理后输出的电压也将随之变化，从而，实现了血液稀释度的动态监测及预定值的报警。
血氧饱合度监测部分是根据还原血红蛋白对红外线的吸收力强而氧和血红蛋白对红外线吸收力弱的原理而设计。如图1所示，由红外线发射管(3)发出的调制红外线大部分直接穿过管道(26)，而有部分红外线在透明管壁与管道内血液接触的界面上发生反射，红外线接收管(24)设置在发射管(2)的反射角上。当还原血红蛋白增加时血液颜色由红变黑，对红外线的吸收力增强，即大部分红外线被吸收，红外线接收管(24)收到的反射红外线减少，当氧合血红蛋白增加时，血液颜色变红，对红外线的吸收量减少，反射到接收管(24)上的光强增加，这样接收管(24)将光信号变成电信号的强度也随着血氧饱合度的变化而变化。这个变化的电信号送入选频放大器(6b)进行选频放大，经电平转换器(10b)将输出电压变换成适当的数值再经函数放大器(13b)将该电信号进行处理，使氧合血红蛋白增加的百分比与输出电压所显示的血氧饱合度百分比相一致，最后送至显示器(16b)进行显示，其数值即为血氧饱合度值，从而实现了血氧饱合度的动态监测。
显示器((16a、16b)为数字电压表，也可用指针式电压表当两种监测功能共用一个显示器时辅设功能选择开关，也可内设定时器对两种被监测指标自动转换轮流显示。
传感器结构阋图2，其放置被测管道(26)的槽口的两侧壁(27)是平面状，管道经卡口(28)放入，并限制管道于槽内。
图1、监测仪原理方框图图2、传感器构造图1、振荡器(红外线调制器)2、传感器3、红外线发射管4、滤光片5、红外线接收管(血液稀释部分)6a、6b、选频放大器7、运算放大器8、解码器9、可调电阻10a、10b、电平转换器11、运算放大器12、可调电阻13a、13b、函数放大器
14、函数放大器集成电路15、可调电阻16a、16b、显示器17a、17b、报警器18a、18b、可调电阻19a、19b、运算放大器20a、20b、发光二极管21、运算放大器22、电容23、扬声器24、红外线接收管(血氧饱合度部分)25、传感器外壳26、被测管道27、传感器槽口内壁28、管道卡口
权利要求1.本实用新型是由传感器、红外光调制发射电路及选频接收放大电路构成，其特征是红外线发射管(3)与检测血液稀释度的接管(5)构成对射关系，与血氧饱合度检测用的红外线接管(24)构成反射关系。两接收管(4)、(9)的光源可为同一发射管(3)。
2.根据权利要求1所述的监测仪其特征是传感器具有一可放置被检测管道的槽口(27)，其两侧壁(28)是平面状，具有限制管道脱出用的狭窄部分(29)。
3.根据权利要求1所述的监测仪，其特征是使用振荡器(1)来实现红外光调制，选频放大器(5)、(10)的中心频率与振荡器(1)相等。
4.根据权利要求1所述的监测仪，其特征是具有血液稀释度预置报警装置(17a)，也具有血氧饱合度预置装置(17b)。
5.根据权利要求1所述的监测仪，其特征是具有函数放大器(血液稀释度部分)13a、函数放大器(血氧饱合度部分)13b。
专利摘要本实用新型是由红外线传感器、红外线调制发射电路、选频放大电路、函数放大器及显示器构成的一种医用监测仪器。对体外循环过程中的血液稀释度、血氧饱和度进行动态监测。利用比浊法检测血细胞的浓度，利用氧合血红蛋白与还原血红蛋白对红外线吸收率的差异，检测血氧饱和度，同一传感器检测两种参数，结构简单，一机多用。
文档编号A61B5/026GK2074163SQ89220729
公开日1991年4月3日 申请日期1989年12月12日 优先权日1989年12月12日
发明者周国明 申请人:周国明, 龚庆成, 苏鸿熙