专利名称：血浆泄漏动态监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于血液体外循环治疗系统的血浆泄漏实时监测仪。
背景技术：
血液体外循环治疗系统是一种治疗高脂血症及内毒素的医疗器械新产品，该仪器是将患者的血液引入体外循环系统，通过物理治疗方法，分离血浆后迅速地对其中的低密度脂蛋白、内毒素等致病因素进行过滤、吸附清除。然后将清洗后的血浆与原血液细胞混合，回输入患者体内达到治疗目的。血浆处理后的分离和过滤是通过分离膜进行的，而此分离膜存在破裂的可能性。分离膜一旦破裂，血浆就会泄漏，这将会给患者带来生命危险。由于血浆泄漏动态监测设备都是与血液体外循环治疗系统配套出售的，目前各大医院的血液体外循环治疗系都是国外进口产品，不但价格非常昂贵，而且他们的血浆泄漏动态监测设备是与血液体外循环治疗系一起属于技术保密的部分，要获得生产还存在技术上的难题。另外，在使用中还发现现有的血浆泄漏动态监测设备灵敏度和使用稳定性也存在一定的不足。
发明内容
本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种血浆泄漏实时监测仪，采用光电检测的办法，对血浆泄漏情况进行实时动态的监测，仪器具有较高的灵敏度和较好的稳定性。
申请人通过对血液体外循环治疗系统排出的废液混合不同浓度的血浆进行紫外吸收光谱实验，发现混有不同浓度血浆的废液在紫外区的278nm左右都存在明显的吸收峰，如图1所示，利用这一结论，涉及了本血浆泄漏动态监测仪。
本血浆泄漏动态监测仪的硬件部分包括光学系统、光电探测器，信号调理电路、A/D转换电路、计算机以及软件部分。为了减小光源波动对整个系统性能的影响，光学系统采用双光路结构，具体结构是在紫外光源前方设置透镜，再依次设置滤光片、分光镜，光被分成两路，一路光前方设储液管，储液管之后依次设置滤光片、透镜，透镜之后设紫外光电探测器，另一路光前方依次设滤波片、透镜，透镜之后也设置一紫外光电探测器。两紫外光电探测器的信号接信号调理电路，进行信号预处理，然后接入A/D转换电路，最后接入计算机。该光路中的滤光片采用了紫外窄带干涉滤光片，其中心波长280nm，半宽12nm，峰值透过率12％。
本仪器中的透镜采用了石英玻璃平凸透镜直径20mm，焦距40mm，中心厚度5.0mm。紫外光电探测器的光谱响应范围210～380nm，在275nm处产生最大光谱响应为0.13A/W，在254nm处的绝对光谱响应0.11A/W。A/D转换利用普通数据采集卡进行，实施例中采用双诺AC6010采集卡。
本监测仪需结合软件部分完成其功能，软件部分是利用开发虚拟仪器的图形化编程语言LabVIEW实现的。软件部分主要由信号处理、仪器初始化、定报警下限、判断是否泄漏以及报警等几部分组成。
本仪器的优点主要体现在1根据申请人发现的混有不同浓度血浆的废液在紫外区的278nm左右都存在明显的吸收峰这一基础，本仪器采用光电检测及硬软件结合的方式实现的血浆泄漏动态监测仪，可以对血浆泄漏进行非接触、实时监测。
2由于采用双光路结构，一方面，没有经过储液管的光信号基本是稳定的，而当出现血浆泄漏时，经过储液管的光信号迅速减小，两路信号经过差分放大后的输出就迅速变大，所以该仪器具有很高的灵敏度；另一方面，在仪器应用过程中，光源的输出存在漂移，采用双光路结构可以很大程度上减小光源的漂移对差分放大电路输出的影响，因此该仪器具有较好的稳定性。
图1是本混有血浆的废液紫外光吸收光谱图；图2是本监测仪的硬件原理框图；图3是本监测仪的软件流程图；图4是信号调理电路的电路原理图。
具体实施方式
本监测仪包括硬件部分和软件部分，硬件部分的结构参见图2包括有光学系统1、光电探测器2，信号处理电路3、A/D转换4以及计算机5。光学系统1为双光路结构，它是在紫外光源10前方设置透镜11，再依次设置滤光片12、分光镜13，光被分光镜分成了两路，一路光前方设装废液的储液管14，储液管14之后又依次设置滤光片15、透镜16，透镜16之后则设紫外光电探测器21，另一路光前方通过一个反射镜17改变光的路径，再在光路前方依次设滤波片18、透镜19，透镜19之后也设置一紫外光电探测器22。考虑到整个仪器工作在紫外的条件下，光路中的透镜、滤光片及储液管等都采用紫外透射率高的石英材料制成。该光路中的滤光片采用了紫外窄带干涉滤光片，其中心波长280nm，半宽12nm，峰值透过率12％。透镜采用石英玻璃平凸透镜直径20mm，焦距40mm，中心厚度5.0mm。紫外光电探测器的光谱响应范围210～380nm，在275nm处产生最大光谱响应为0.13A/W，在254nm处的绝对光谱响应0.11A/W。两紫外光电探测器的信号接进信号调理电路3，进行信号预处理，然后接入A/D转换电路4，最后接入计算机5。
信号调理电路3包括光电转换电路31及精密差动放大电路32两部分，其具体的电路实现参见图4。首先利用我们选用的光电探测器和CA3140运算放大器构成基本光电转换电路，反馈电阻R选用40MΩ，滤波电容Cf选用0.1μF。得到的电信号经过精密差动放大电路进行差动放大，精密差动放大电路由三个OP-07运算放大器组成。最后由精密差动放大电路的输出信号进入数据采集卡进行A/D转换，最后由软件进行进一步处理，数据采集卡采用双诺AC6010采集卡。
本仪器的软件部分主要由信号处理、仪器初始化、定报警下限、判断是否泄漏以及报警等几部分组成。其流程见图3，它是利用开发虚拟仪器的图形化编程语言LabVIEW实现的，程序结构清晰，操作界面非常友好，首先，针对我们选用的数据采集卡，利用VC++编制了可供LabVIEW调用的动态库文件AC6010_LV_Shared.dll。其中包含下面三个目标函数long A_D_LV(unsigned long channel，unsigned long times，unsigned long*results)；功能实现数据采集，可以对通道数及采样次数进行设置。
long AC6010_DI(unsigned long*DigitalIn)；功能实现数字输入功能。
long AC6010_DO(unsigned long*DigitalOut)；功能实现数字输出功能。
在此基础上编写了测量.VI、定限.VI、比较.VI、报警.VI及DO.VI共5个子VI。各子VI功能描述如下定限.vi根据实际情况进行报警上下限的设定。相当于仪器的初始化。
测量.vi治疗过程中的对废弃液进行实时测量。
比较.vi根据动态测量数据及处理结果与定限.vi设定的报警上下限进行比较，以决定是否调用报警.vi。
报警.vi即判定生物膜已经破裂，报警提醒工作人员并告知主系统，停止各泵的运行，以便进行生物膜的更换工作DO.VI数字输出，当有血浆泄漏时输出一个高电平给治疗系统；否则，输出为低电平。
本仪器的数据采集功能也可以通过与血液体外循环治疗系统共用一块数据采集卡实现，软件部分也可以与血液体外循环治疗系统的软件部分集成在一起。所以可以很方便的实现本仪器与血液体外循环治疗系统的集成。
权利要求1.血浆泄漏动态监测仪，包括光学系统、光电探测器，信号调理电路、A/D转换、计算机以及软件部分，其特征在于光学系统采用双光路结构，其在紫外光源前方设置透镜，再依次设置滤光片、分光镜，光被分成两路，一路光前方设储液管，储液管之后依次设置滤光片、透镜，透镜之后设紫外光电探测器，另一路光前方依次设滤波片、透镜，透镜之后也设置一紫外光电探测器；两紫外光电探测器的信号接入信号调理电路，进行信号预处理，然后接入A/D转换电路，最后接入计算机；光路中的滤光片采用紫外窄带干涉滤光片，其中心波长280nm，半宽12nm，峰值透过率12％。
2.根据权利要求1所述的血浆泄漏动态监测仪，其特征在于透镜采用石英玻璃平凸透镜直径20mm，焦距40mm，中心厚度5.0mm。
3.根据权利要求1或2所述的血浆泄漏动态监测仪，其特征在于紫外光电探测器的光谱响应范围210～380nm，在275nm处产生最大光谱响应为0.13A/W，在254nm处的绝对光谱响应0.11A/W。
4.根据权利要求1或2所述的血浆泄漏动态监测仪，其特征在于信号调理电路包括光电转换电路及精密差动放大电路两部分，两路光信号首先接入光电转换电路变成电信号，两路电信号再接入差动放大电路进行差动放大，最后差动放大电路的输出信号连接A/D转换电路，经转化后接入计算机由软件进行处理。
专利摘要血浆泄漏动态监测仪，包括光学系统、光电探测器，信号调理电路、A/D转换、计算机以及软件部分；光学系统采用双光路结构，其在紫外光源前方设置透镜，再依次设置滤光片、分光镜，光被分成两路，一路光前方设储液管，储液管之后依次设置滤光片、透镜，透镜之后设紫外光电探测器，另一路光前方依次设滤波片、透镜，透镜之后也设置一紫外光电探测器；两紫外光电探测器的信号接入信号调理电路，进行信号预处理，然后接入A/D转换电路，最后接入计算机；光路中的滤光片采用紫外窄带干涉滤光片，其中心波长280nm，半宽12nm，峰值透过率12％。本监测仪采用了光电检测的办法，对血浆泄漏情况进行实时动态的监测，仪器具有较高的灵敏度和较好的稳定性。
文档编号G01M3/38GK2755592SQ20042010540
公开日2006年2月1日 申请日期2004年12月3日 优先权日2004年12月3日
发明者邹建, 饶程 申请人:重庆大学