专利名称：人体血液生物信息实时监测、采集及检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种医疗器械，特别涉及一种用于对人体血液进行监测、采集和检测 的医疗器械。
背景技术：
人体血液除含有细胞成分以外，在液态的血浆中，含有蛋白质、非蛋白质含氮物 质、脂类、糖，其他有机物(包括维生素、酶、凝血与抗凝血因子等)，还有无机物，以适应机 体的需要，从人体血液中可得知大量的人体状况信息。现有技术中，需要对血液进行监测和检测时，临床多采用静脉抽血和快速指尖末 梢血来检测血样，通过反复针刺采血来实现检测的目的，增加患者的痛苦，并使医务工作者 的工作量增加。更重要的是，间隔的单一时间采样，只能反映固定时间点的血液信息(即瞬 间血液信息)，存在着一定的片面性和不准确性，即使再频繁的指尖或静脉血测量也无法提 供M小时连续的血样信息。瞬间血样信息值也受运动、饮食、药物、情绪波动等诸多因素的 影响，无法反映患者全面的"血样信息谱"，也很难发现无症状的血液信息异常，例如，较 为常见的是高血糖和低血糖。临床中，体内激素水平的检测也是常用的检测项目，但是，体 内许多激素均呈脉冲式分泌，有基础分泌状态，也会因紧张、受刺激等因素而升高，从而引 起其浓度在外周血象中的波动，单纯的一次性采血样不能反映体内各种激素的真正水平， 甚至可能造成错误的检验结果，给临床诊断和治疗带来错误的信息。再有就是，在多数危 重急症中，为了解患者的病理信息和指导治疗、评估预后，也需要多次抽血检测，但是很多 危急重症患者反复抽取血样会损伤组织和血管，对部分凝血功能异常的患者甚至造成穿刺 点出血不止，在病情突然变化加重时，甚至因患者血容量不足、血管塌陷不能成功的采集血 样，而每天的抽血量，可能会导致患者在短期内出现贫血。因此，需要一种能够对人体血液实现动态实时监测和检测的装置，对人体血液进 行无痛而又可控不间断的监测、血样采集和血样检测，能够获取患者的血液较为全面的信 息，从而从整体实时了解人体的病理生理状态，对指导临床治疗具有较为重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种人体血液生物信息实时监测、采集及检测系 统，应用于临床，能够对人体血液进行无痛而又可控不间断的监测、血样采集和血样检测， 从而获取患者的血液较为全面的信息，从整体实时了解人体的病理生理状态，对指导临床 治疗具有较为重要的意义。本发明的人体血液生物信息实时监测、采集及检测系统，包括传感器组、中央处理 器、血样采集系统、血样检测系统和静脉留置体；所述传感器组设置于留置体用于采集人体血液流体动力学和气体含量参数并输 送至中央处理器储存；所述血样检测系统用于接收血样采集系统的血样并进行检测分析并将分析数据传至中央处理器储存；血样采集系统包括采血毛细管、毛细管驱动装置和抽吸装置，所述留置体内设置 有前端开口且前端开口处设置膜片式单向阀的毛细管通道，所述采血毛细管为具有韧性的 的弹性体且穿入毛细管通道并与其可往复滑动配合，毛细管通道设置过气通道，所述过气 通道一端开口连通大气，另一端开口靠近毛细管通道前端连通于毛细管通道；所述毛细管 驱动装置包括驱动电机和齿轮齿条机构，驱动电机的转子与齿轮齿条机构的齿轮传动配 合，齿轮齿条机构的齿条固定设置于采血毛细管；所述中央处理器的命令输出端连接于驱 动电机的控制电路；所述抽吸装置包括缸体、设置于缸体与其往复滑动配合的活塞和用于 驱动活塞往复运动的活塞驱动电机，所述缸体设置连通于采血毛细管的进液口和连通于血 样检测系统的排液口，所述进液口设置进液单向阀，排液口设置排液单向阀。进一步，还包括壳体，所述留置体位于壳体外部可拆卸式连接于壳体，所述毛细管 驱动装置、抽吸装置、中央处理器和血样检测系统均设置于壳体内，所述采血毛细管延伸出 壳体；进一步，所述过气通道由毛细管通道内表面设置的纵向槽构成；进一步，所述留置体为静脉留置针结构，所述毛细管通道、过气通道和传感器组的 信号输出数据线均设置于静脉留置针的外套管管壁，所述传感器组设置于静脉留置针的外 套管管壁前端部；进一步，还包括连接于中央处理器的人机对话界面，所述人机对话界面的键和屏 幕设置于壳体；进一步，所述中央处理器设有将信息输出至外部计算机的输出端子；进一步，所述采血毛细管通过软管连通于缸体的进液口 ；进一步，所述活塞同轴固定设置丝杆，活塞驱动电机的转子通过齿轮啮合机构传 动设置与丝杆配合的螺母；所述缸体内表面设置轴向滑槽，活塞上设置嵌于轴向滑槽的凸 起的结构。本发明的有益效果是本发明的人体血液生物信息实时监测、采集及检测系统，包 括传感器组、中央处理器、血样采集系统、血样检测系统和静脉留置体，采用能够留置于静 脉的留置体，并通过中央处理器设定采血样的间隔时间，由血样采集系统采集血样并输送 至血样检测系统，血样采集系统，应用于临床，能够对人体血液进行无痛而又可控不间断的 监测、血样采集和血样检测，从而获取患者的血液较为全面的信息，从整体实时动态了解人 体的病理生理状态；本发明避免了血液凝固、血液中蛋白等物质沉积影响后续的持续监测、 对患者造成创伤等技术难题，而且采血量极少，每次采血量在0. 05ml左右，每天可提供超 过300次血样采集，提供详细的检测结果，全部只需要15毫升血液，少于一般普通病人的常 规住院采血量少，不会损害人体健康的安全范围，对指导临床治疗具有较为重要的意义。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。图1为本发明的结构示意图；图2为图IA处放大图；图3为图IB处放大图4为图1沿C-C处剖视图。
具体实施例方式图1为本发明的结构示意图，图2为图IA处放大图，图3为图IB处放大图，图4 为图1沿C-C处剖视图，如图所示本实施例的人体血液生物信息实时监测、采集及检测系 统，包括传感器组27、中央处理器17、血样采集系统、血样检测系统和静脉留置体1 ；所述传感器组27设置于留置体1用于采集人体血液流体动力学和气体含量参数 并输送至中央处理器17储存；储存后的数据经过输出后为医务人员提供诊断依据；所述传 感器组27可以包括压力传感器、流速传感器、温度传感器、各项气体传感器等，可以根据病 人的状况采用不同的传感器；所述血样检测系统用于接收血样采集系统的血样并进行检测分析并将分析数据 传至中央处理器17储存；储存后的数据经过输出后为医务人员提供诊断依据；血液检测系 统10可以采用现有技术的全自动血液检测仪结构，该检测仪包括全自动进样针、分血器、 稀释器、混勻器、定量装置和真空泵，以完成样品的吸取、稀释、传送、混勻，以及将样品移入 各种参数的检测区，此外，还设置清洗检测仪管道和排除废液的功能；如图所示，废液排至 非也储存罐12 ；使用时，通过中央处理器17事先设定检测的时间间隔，采血后经后续的血 液检测仪集成芯片统一检测，实现多种生物信号的采集、检测，比如血糖、血脂等生化指标， 也可以检测细胞因子、血液中激素水平等数值，并输入中央处理器储存。血样采集系统包括采血毛细管2、毛细管驱动装置和抽吸装置，所述留置体1内设 置有前端开口且前端开口处设置膜片式单向阀19的毛细管通道3，所述采血毛细管2为具 有韧性的的弹性体且穿入毛细管通道3并与其可往复滑动配合，采血毛细管2与毛细管通 道3之间采用无间隙或小间隙滑动配合，避免采血时血液从间隙流出；毛细管通道3设置过 气通道4，所述过气通道一端开口连通大气，另一端开口靠近毛细管通道3前端连通于毛细 管通道3，能够保证采血毛细管伸出毛细管通道进入静脉时二者之间的密封，回撤超过毛细 管通道上的过气通道开口时，保证用空气进入毛细管通道3，以利于采血毛细管3内的血液 排空，为下一次采血做好准备，并保持采血毛细管2的洁净；所述毛细管驱动装置包括驱动 电机7和齿轮齿条机构，驱动电机7的转子与齿轮齿条机构的齿轮6传动配合，齿轮齿条机 构的齿条5固定设置于采血毛细管2 ；所述抽吸装置包括缸体21、活塞M和用于驱动活塞 24往复运动的活塞驱动电机13，所述活塞M与缸体21往复滑动配合，所述活塞M同轴固 定设置丝杆9，活塞驱动电机13的转子传动设置与丝杆9配合的螺母31，如图所示，通过齿 轮啮合机构11传动配合，用于驱动活塞对往复运动；缸体21与活塞M之间沿轴向往复滑 动单自由度配合，可采用缸体21内设置轴向滑槽21a的结构，活塞M上设置嵌于轴向滑槽 21a的凸起Ma的结构，以保证螺母31的驱动；所述缸体21设置连通于采血毛细管2的进 液口 23和连通于血样检测系统的排液口 26，所述进液口 23设置进液单向阀22，排液口沈 设置排液单向阀25 ；如图所示，所述采血毛细管2通过软管8连通于缸体21的进液口 23， 利于保证采血毛细管2的顺畅动作。所述中央处理器17的命令输出端连接于驱动电机7的控制电路18和活塞驱动电 机13的控制电路14，中央处理器17根据设定的时间和周期控制驱动电机7和活塞驱动电 机13的运转，完成自动采血过程；图中虚线为数据信号和命令信号传输原理。
本发明在使用时，将静脉留置体1植入静脉，采血毛细管2插入毛细管通道3，利用 驱动电机7驱动齿轮齿条机构使采血毛细管2顶开膜片式单向阀19进入静脉，同时活塞驱 动电机13驱动活塞M往复运动，完成抽吸作用，将血液吸入采血毛细管2，当设定的采血量 达到要求时，中央处理器17控制驱动电机7反向旋转使采血毛细管2前端回缩至毛细管通 道3并高于过气通道4位于毛细管通道3的开口，活塞M继续往复运动，直至采血毛细管 2内的血液全部进入血样检测系统10，血样检测系统10对血样进行检测并得出结果后将结 果输入中央处理器17储存并输出；与此同时，传感器组27采集静脉内的血液流体动力学参 数，比如血压、流速等，还有气体含量比如，氧气、二氧化碳等的含量，将采集结果输送至中 央处理器储存并输出，达到自动监测、采集和检测的目的。本实施例中，还包括壳体30，所述留置体1位于壳体30外部可拆卸式连接于壳体 30，长期使用时，可将其进行连接后固定，连接可以采用现有技术的卡接、插接或者螺纹连 接等等，如图所示，本实施例中采用插接的方式连接；所述毛细管驱动装置、抽吸装置、中央 处理器17和血样检测系统10均设置于壳体30内，所述采血毛细管2延伸出壳体30 ；本结 构简单紧凑，使用方便，可采用较为方便的懈怠和固定结构，便于患者自行使用；壳体可制 成较小的体积，可由医疗专业人员为患者随身佩带，患者在日常生活状况下检测并记录血 样数据；中央处理器可装入相应的软件，患者还可自行输入"事件"标记，包括进餐、运动、 用药等情况，利于诊断治疗。本实施例中，所述留置体1为静脉留置针结构，所述毛细管通道3、过气通道4和传 感器组27的信号输出数据线观均设置于静脉留置针的外套管管壁，所述传感器组27设置 于静脉留置针的外套管管壁前端部，信号输出数据线通过插接口四连于中央处理器17 ；进 行血液检测的同时，还可以进行输液等治疗措施，使本发明实现功能多样化。本实施例中，所述过气通道3由毛细管通道4内表面设置的纵向槽构成，使用时， 采血毛细管2外表面与过气通道3的纵向槽之间形成过气通道3 ；加工简单方便，能够保证 采血毛细管2采血时与毛细管通道4之间的密封，采血完成采血毛细管回缩后保证空气进 入，利于将采血毛细管内的血液充分吸出并排至血样检测系统10。本实施例中，还包括连接于中央处理器17的人机对话界面16 ；可以将实时采集的 数据送至该界面，便于实时监控。本实施例中，所述中央处理器17设有将信息输出至外部计算机的输出端子32，血 样采集和记录结束后，可将储存的数据信息传输至计算机，并显示或者打印，为治疗提供有 效地理论依据；通过数据处理，医疗专业人员可以获知患者1 3天内的血样变化情况，包 括采集时间最高和最低血样值、血样超过或低于设定血样值的时间和所占比例、血样变化 范围以及任何确定时间的血样值等等，还能绘制出精确的每日血样变化曲线，在曲线上标 有运动、饮食、睡眠、服药、情绪变化等事件的标志，即绘制出完整、详细、全面的血样检测图 谱。通过血样图谱，医生可以发现许多常规血样监测方法不能发现的问题，真正认识人体的 病理生理过程，从而为临床的及时诊断和合理治疗提供重要的线索。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种人体血液生物信息实时监测、采集及检测系统，其特征在于包括传感器组、中 央处理器、血样采集系统、血样检测系统和静脉留置体；所述传感器组设置于留置体用于采集人体血液流体动力学和气体含量参数并输送至 中央处理器储存；所述血样检测系统用于接收血样采集系统的血样并进行检测分析并将分析数据传至 中央处理器储存；血样采集系统包括采血毛细管、毛细管驱动装置和抽吸装置，所述留置体内设置有前 端开口且前端开口处设置膜片式单向阀的毛细管通道，所述采血毛细管为具有韧性的的弹 性体且穿入毛细管通道并与其可往复滑动配合，毛细管通道设置过气通道，所述过气通道 一端开口连通大气，另一端开口靠近毛细管通道前端连通于毛细管通道；所述毛细管驱动 装置包括驱动电机和齿轮齿条机构，驱动电机的转子与齿轮齿条机构的齿轮传动配合，齿 轮齿条机构的齿条固定设置于采血毛细管；所述中央处理器的命令输出端连接于驱动电机 的控制电路；所述抽吸装置包括缸体、设置于缸体与其往复滑动配合的活塞和用于驱动活 塞往复运动的活塞驱动电机，所述缸体设置连通于采血毛细管的进液口和连通于血样检测 系统的排液口，所述进液口设置进液单向阀，排液口设置排液单向阀。
2.根据权利要求1所述的人体血液生物信息实时监测、采集及检测系统，其特征在于 还包括壳体，所述留置体位于壳体外部可拆卸式连接于壳体，所述毛细管驱动装置、抽吸装 置、中央处理器和血样检测系统均设置于壳体内，所述采血毛细管延伸出壳体。
3.根据权利要求2所述的人体血液生物信息实时监测、采集及检测系统，其特征在于 所述过气通道由毛细管通道内表面设置的纵向槽构成。
4.根据权利要求3所述的人体血液生物信息实时监测、采集及检测系统，其特征在于 所述留置体为静脉留置针结构，所述毛细管通道、过气通道和传感器组的信号输出数据线 均设置于静脉留置针的外套管管壁，所述传感器组设置于静脉留置针的外套管管壁前端 部。
5.根据权利要求4所述的人体血液生物信息实时监测、采集及检测系统，其特征在于 还包括连接于中央处理器的人机对话界面，所述人机对话界面的键和屏幕设置于壳体。
6.根据权利要求5所述的人体血液生物信息实时监测、采集及检测系统，其特征在于 所述中央处理器设有将信息输出至外部计算机的输出端子。
7.根据权利要求6所述的人体血液生物信息实时监测、采集及检测系统，其特征在于 所述采血毛细管通过软管连通于缸体的进液口。
8.根据权利要求7所述的人体血液生物信息实时监测、采集及检测系统，其特征在于 所述活塞同轴固定设置丝杆，活塞驱动电机的转子通过齿轮啮合机构传动设置与丝杆配合 的螺母；所述缸体内表面设置轴向滑槽，活塞上设置嵌于轴向滑槽的凸起的结构。
全文摘要
本发明公开了一种人体血液生物信息实时监测、采集及检测系统，包括传感器组、中央处理器、血样采集系统、血样检测系统和静脉留置体，采用能够留置于静脉的留置体，并通过中央处理器设定采血样的间隔时间，由血样采集系统采集血样并输送至血样检测系统，血样采集系统，应用于临床，能够对人体血液进行无痛而又可控不间断的监测、血样采集和血样检测，从而获取患者的血液较为全面的信息，从整体实时动态了解人体的病理生理状态；本发明避免了血液凝固、血液中蛋白等物质沉积影响后续的持续监测、对患者造成创伤等技术难题，采用毛细管采血，采血量极少，不会损害人体健康的安全范围，对指导临床治疗具有较为重要的意义。
文档编号A61B5/157GK102048546SQ201010616219
公开日2011年5月11日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者朱正伟, 王贵宇, 胡俊, 袁侨英 申请人:中国人民解放军第三军医大学第一附属医院