专利名称：一种在线相对血容量检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及医疗设备技术，特别是涉及一种在线相对血容量检测装置。
背景技术：
近年来，世界各国急、慢性肾衰竭患者的数量逐年增加，其有效的治疗方式主要是维持性血液透析。血透技术已经相对成熟，而进一步提高血液透析的质量成为肾衰竭患者治疗的发展方向之一。血液透析的主要目的之一是清除透析间期潴留的水分，使透析结束时患者达到干体重。所谓“干体重”是指透析后患者体内水恢复正常容量状态所对应的体重，水负荷过高或过低均会使患者的生存质量下降，清除体液不足会导致患者长期容量负荷过重，增加心脑血管并发症的发病率，清除体液过多又会导致透析过程中不良事件发生率增高。透析患者的干体重是一个动态变化的数据，因而如何准确地评估透析患者的干体重是提高血液透析质量的重要前提之一。临床上对干体重进行精确评估存在相当大的困难，以至于有大约25%的血液透析患者存在干体重方面的问题，导致透析并发症的增加。为了对干体重进行评估，临床有多种方法，包括临床评估法、血容量监测法、超声测定下腔静脉宽度(IVC)、血浆标志物测定法等。上述方法各有其优缺点，在常规应用中多因操作繁琐而受到限制。超声测定下腔静脉宽度在1989年Cheriex发现超声测定下腔静脉直径(VCD)与平均右房压高度相关，因此提出可以利用超声测定VCD来估计透析患者的干体重。由于VCD受呼吸影响，一般米用平静呼气末被体表面积矫正后下腔静脉直径(nVCD=VCD/体表面积),目前推荐，透析患者正常容量状态的判断标准是nV⑶的范围在8. O 11. 5mm/m2,小于8.0 mm/m2为低容量状态，大于11. 5mm/m2则为高容量状态。nV⑶作为容量标志存在一定的局限性第一，它主要反映血管内容积，不能反映全部血容量状态。第二，透析结束即刻测定nV⑶往往导致干体重的低估，推荐透析后至少两小时再测定，故临床应用有一定困难。第三，明显心肺疾患影响静脉回流，均不适合测定nV⑶来评价干体重。第四，当细胞内外液分布不呈比例，如毛细血管通透性增加，亦会影响nVCD值。故，现有技术中的测试方法均因操作复杂而受到限制。因此，针对现有技术不足，提供一种操作简单、重复性好、测试精确的在线相对血容量检测装置以克服现有技术不足甚为必要。
发明内容本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种在线相对血容量检测装置，该在线相对血容量检测装置具有实时、便捷、操作简单、重复性好、检测精确的特点。本实用新型的目的通过以下技术措施实现。一种在线相对血容量检测装置，设置有处理器、计时器、超声波发射电路、超声波接收电路、过零检测电路以及设置于透析血路管的动脉壶两侧的超声波发射探头和超声波接收探头；所述处理器设置为MSP430单片机，所述计时器具体设置为TDC — GP2计时器；所述处理器设置有用于输出命令信号的第一输出端、用于输出计时等待信号的第二输出端、用于接收传播时间的第二输入端和用于接收传播结束信号的第一输入端；所述计时器设置有命令输入端、脉冲输出端、等待输入端、开始计时输入端、停止计时输入端、计算结果输出端；所述过零检测电路设置有用于输送传播结束信号的第一输出端和用于输送停止计时信号的第二输出端；所述超声波发射电路设置有输入端、控制输出端和反馈输出端；所述处理器的第一输出端与所述计时器的命令输入端连接，所述处理器的第二输出端与所述计时器的等待输入端连接，所述计时器的脉冲输出端与所述超声波发射电路的输入端连接，所述超声波发射电路的输出端与所述超声波发射探头连接，所述超声波接收探头与所述超声波接收电路的输入端连接，所述超声波接收电路的输出端与所述过零检测电路的输入端连接，所述超声波发射电路的反馈输出端与所述计时器的开始计时输入端连接，所述过零检测电路的第一输出端与所述处理器的第一输入端连接，所述过零检测电路的第二输出端与所述计算器的停止计时输入端连接，所述计算器的输出端与所述处理器的第二输入端连接；所述处理器输出命令信号至所述计时器的命令输入端，所述计时器的脉冲输出端输出脉冲信号至所述超声波发射电路的输入端使所述超声波发射电路开始工作，所述超声波发射电路的控制输出端驱动所述超声波发射探头发射超声波，同时所述超声波发射电路的反馈输出端输出计时反馈信号至所述计时器的开始计时输入端使所述计时器开始计时；所述超声波发射探头发射的超声波经过动脉壶内液体传播后被所述超声波接收探头接收，所述超声波接收探头将所接收的超声波信号输入至所述超声波接收电路，所述超声波接收电路将所述超声波信号进行过滤放大处理后将处理后的信号输送至所述过零检测电路；所述过零检测电路的第一输出端输出传播结束信号至所述处理器的第一输入端使所述处理器等待接收所述计时器输送的传播时间信号，同时所述过零检测电路输出停止计时信号至所述计时器，所述计时器的计算器计算超声波在所述动脉壶中的传播时间并将所述传播时间输入至所述处理器的第二输入端，所述处理器根据所述传播时间计算获得相对血容量且所述处理器根据如下公式计算相对血容量MF(i) = ^xlOOJi其中，t为当前血容量情况下超声波在动脉壶之间的传播时间，即计算器计算获得的传播时间；t。为初始血容量情况下超声波在动脉壶之间的传播时间。上述计时器设置有脉冲发生单元、计时单元和算术逻辑单元；所述脉冲发生单元的输入端与所述命令输入端连接，所述脉冲发生单元的输出端与所述脉冲输出端连接；所述计时单兀设置有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，所述第一输入端与所述等待计时输入端连接，所述第二输入端与所述停止计时输入端连接，所述第三输入端与所述开始计时输入端连接，所述输出端与所述算术逻辑单元的输入端连接，所述算术逻辑单元的输出端与所述计算结果输出端连接。上述超声波发射电路设置有初态声强反馈输出端，所述超声波接收电路设置有终态声强反馈输出端，所述处理器设置有初态声强输入端、终态声强输入端；所述初态声强反馈输出端与所述初态声强输入端连接，所述终态声强反馈输出端与所述终态声强输入端连接；所述处理器根据如下公式计算获得超声波在血液中的超声衰减系数a=迚細 IiL，
fd - Lut式中Cf 一超声衰减系数；f—超声波振荡频率，MHz;—发射端超声声强，f ·/姐一接收端超声声强，f · m'd 一声程即动脉壶的宽度，cm。上述超声波发射探头发射的超声波频率设置为2-5MHZ。上述的在线相对血容量检测装置，还设置有显示装置，所述处理器设置有用于输出结果的第三输出端，所述显示装置与所述处理器的第三输出端连接。优选的,上述显示装置设置为IXD显示器。上述的在线相对血容量检测装置，还设置有输入装置，所述处理器设置有用于接收外部输入信息的第三输入端，所述输入装置与所述处理器的第三输入端连接。优选的所述输入装置设置为键盘。上述的在线相对血容量检测装置，还设置有通信接口，所述处理器设置有通信端，所述通信接口与所述通信端连接。 上述通信接口与所述通信端通过串行接口连接。本实用新型的一种在线相对血容量检测装置，设置有处理器、计时器、超声波发射电路、超声波接收电路、过零检测电路以及设置于动脉壶两侧的超声波发射探头和超声波接收探头；所述处理器设置为MSP430单片机，所述计时器具体设置为TDC—GP2计时器。该在线血容量检测装置通过测定超声波在血液中的传播时间准确及时计算相对血容量，通过超声波发射探头和超声波接收探头设置于动脉壶两侧测量，具有非侵入的特点，此外还具有实时、便捷、可重复、测试结果精确的特点，可以辅助医护人员即时检测透析患者的相对血容量，从而有效判断透析患者的干体重。
利用附图对本实用新型作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。图I是本实用新型一种在线相对血容量检测装置实施例I的结构示意图；图2是本实用新型一种在线相对血容量检测装置的超声波接收电路的电路图；图3是本实用新型一种在线相对血容量检测装置的过零检测电路的电路图；图4是本实用新型一种在线相对血容量检测装置的超声波发射探头、超声波接收探头安装于动脉壶的结构示意图；图5是本实用新型一种在线相对血容量检测装置实施例2的结构示意图。在图I至图5中，包括处理器100、处理器的第一输出端110、处理器的第二输出端120、处理器的第一输入端130、处理器的第二输入端140、处理器的第三输出端150、处理器的第三输入端160、处理器的通信端170、处理器的初态声强输入端180、处理器的终态声强输入端190、计时器200、计时器的命令输入端201、计时器的等待输入端202、计时器的脉冲输出端203、计时器的开始计时输入端204、计时器的停止计时输入端205、计时器的计算结果输出端206、脉冲发生单元210、计时单元220、算术逻辑单元230、脉冲发生单元的输入端211、脉冲发生单元的输出端212、计时单元的第一输入端221、计时单元的第二输入端222、计时单元的第三输入端223、计时单元的输出端224、算术逻辑单元的输入端231、算术逻辑单元的输出端232、超声波发射电路300、超声波发射电路的输入端310、超声波发射电路的反馈输出端320、超声波发射电路的控制输出端330、超声波发射电路的声强反馈输出端340、超声波发射探头400、超声波接收探头500、超声波接收电路600、超声波接收电路的输出端610、超声波接收电路的终态声强反馈输出端620、过零检测电路700、过零检测电路的第一输出端710、过零检测电路的第二输出端720、动脉壶800。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。实施例I。一种在线相对血容量检测装置，如图I所示，设置有处理器100、计时器200、超声波发射电路300、超声波接收电路600、过零检测电路700以及设置于动脉壶800两侧的超声波发射探头400和超声波接收探头500。处理器100还设置有用于输出结果的第三输出端150、用于接收外部输入信息的第三输入端160及用于与通信接口连接的通信端170。显示装置与处理器100的第三输出端150连接以便将处理器100的处理结果进行显示，输入装置与处理器100的第三输入端160连接以便将相关信息输入至处理器100，通信接口与通信端170连接以便扩展该处理器100的功能。显示装置可以设置为IXD显示器，输入装置可以设置为键盘。需要说明的是，显示装置并不仅仅局限于本实施例中的LCD显示器，也可以设置为其它的显示屏装置。输入装置并不仅仅局限于本实施例中的键盘，也可以设置为其它输入装置，如旋钮或者按键等。显示装置、输入装置及通信接口分别通过串行接口与处理器100连接。处理器100设置为MSP430单片机,处理器100设置有用于输出命令信号的第一输出端110、用于输出计时等待信号的第二输出端120、用于接收传播时间的第二输入端140和用于接收传播结束信号的第一输入端130。计时器200具体设置为TDC — GP2计时器。计时器200设置有命令输入端201、脉冲输出端203、等待输入端202、开始计时输入端204、停止计时输入端205、计算结果输出端206。超声波接收电路600具有过滤放大电路以对所接收到的超声波信号进行过滤放大。图3是本实用新型采用的一种过滤放大电路，电路由滤波和放大两部分组成。其中MAX267是MAXM公司出产的一个集成滤波器，可以构成低通、带通、高通、等多种方式，使用灵活，性能远远优于采用集成运放组成的滤波电路。MAX4471是MAXM公司的一款低功耗的放大器。MAX9028是MAX頂公司的一个低功耗的比较器。需要说明的是，过滤放大电路可以采用多种形式，并不仅仅局限于本实施例的情况，本领域技术人员可以根据需要灵活决定。过零检测电路700设置有用于输送传播结束信号的第一输出端710和用于输送停止计时信号的第二输出端720。过零检测电路700的具体电路结构如图3所示，电压经过电阻分压和滤波，通过LM393构成的过零比较电路得到与电网输入相电压信号同步的方波信号，经过SN74121N变成和方波同步的触发脉冲，随后被送到DSP控制芯片的捕获接口，用来产生边沿捕获信号以触发相应的中断，从而调用相应的中断服务子程序。需要说明的是，过零检测电路700并不局限于本实施例的情况，本领域技术人员也可以根据需要灵活改变。超声波发射电路300设置有输入端310、控制输出端330和反馈输出端320。处理器的第一输出端110与计时器的命令输入端201连接，处理器的第二输出端120与计时器的等待输入端202连接，计时器的脉冲输出端203与超声波发射电路的输入端310连接，超声波发射电路的输出端与超声波发射探头400连接，超声波接收探头500与超声波接收电路600的输入端连接，超声波接收电路的输出端610与过零检测电路700的输入端连接，超声波发射电路的反馈输出端320与计时器200的开始计时输入端204连接，过零检测电路的第一输出端710与处理器的第一输入端130连接，过零检测电路的第二输出端720与计时器的停止计时输入端205连接，计时器的计算结果输出端206与处理器的第二输入端140连接。处理器100输出命令信号至计时器的命令输入端201，计时器200的脉冲输出端203输出脉冲信号至超声波发射电路的输入端310使超声波发射电路300开始工作，超声波发射电路的控制输出端330驱动超声波发射探头400发射超声波，同时超声波发射电路的反馈输出端320输出计时反馈信号至计时器的开始计时输入端204使计时器200开始计时。超声波发射探头400发射的超声波经过动脉壶800内液体传播后被超声波接收探头500接收，超声波接收探头500将所接收的超声波信号输入至超声波接收电路600，超声波接收电路600将超声波信号进行过滤放大处理后将处理后的信号输送至过零检测电路700。过零检测电路的第一输出端710输出传播结束信号至处理器的第一输入端130使处理器100等待接收计时器200输送的传播时间信号，同时过零检测电路700输出停止计时信号至计时器200，计时器200计算超声波在动脉壶800中的传播时间并将传播时间输入至处理器的第二输入端140，处理器100根据传播时间计算获得相对血容量且处理器100根据如下公式计算相对血容量
权利要求1.一种在线相对血容量检测装置，其特征在于设置有处理器、计时器、超声波发射电路、超声波接收电路、过零检测电路以及设置于透析血路管的动脉壶两侧的超声波发射探头和超声波接收探头；所述处理器设置为MSP430单片机，所述计时器设置为TDC — GP2计时器；所述处理器设置有用于输出命令信号的第一输出端、用于输出计时等待信号的第二输出端、用于接收传播时间的第二输入端和用于接收传播结束信号的第一输入端；所述计时器设置有命令输入端、脉冲输出端、等待输入端、开始计时输入端、停止计时输入端、计算结果输出端；所述过零检测电路设置有用于输送传播结束信号的第一输出端和用于输送停止计时信号的第二输出端；所述超声波发射电路设置有输入端、控制输出端和反馈输出端；所述处理器的第一输出端与所述计时器的命令输入端连接，所述处理器的第二输出端与所述计时器的等待输入端连接，所述计时器的脉冲输出端与所述超声波发射电路的输入端连接，所述超声波发射电路的输出端与所述超声波发射探头连接，所述超声波接收探头与所述超声波接收电路的输入端连接，所述超声波接收电路的输出端与所述过零检测电路的输入端连接，所述超声波发射电路的反馈输出端与所述计时器的开始计时输入端连接，所述过零检测电路的第一输出端与所述处理器的第一输入端连接，所述过零检测电路的第二输出端与所述计时器的停止计时输入端连接，所述计时器的输出端与所述处理器的第二输入端连接。
2.根据权利要求I所述的在线相对血容量检测装置，其特征在于所述计时器设置有脉冲发生单元、计时单元和算术逻辑单元；所述脉冲发生单元的输入端与所述命令输入端连接，所述脉冲发生单元的输出端与所述脉冲输出端连接；所述计时单元设置有第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，所述第一输入端与所述等待计时输入端连接，所述第二输入端与所述停止计时输入端连接，所述第三输入端与所述开始计时输入端连接，所述输出端与所述算术逻辑单元的输入端连接，所述算术逻辑单元的输出端与所述计算结果输出端连接。
3.根据权利要求2所述的在线相对血容量检测装置，其特征在于所述超声波发射电路设置有初态声强反馈输出端，所述超声波接收电路设置有终态声强反馈输出端，所述处理器设置有初态声强输入端、终态声强输入端；所述初态声强反馈输出端与所述初态声强输入端连接，所述终态声强反馈输出端与所述终态声强输入端连接；所述处理器计算获得超声波在血液中的超声衰减系数。
4.根据权利要求I或者2或3所述的在线相对血容量检测装置，其特征在于所述超声波发射探头发射的超声波频率设置为2-5MHZ。
5.根据权利要求4所述的在线相对血容量检测装置，其特征在于还设置有显示装置，所述处理器设置有用于输出结果的第三输出端，所述显示装置与所述处理器的第三输出端连接。
6.根据权利要求5所述的在线相对血容量检测装置，其特征在于所述显示装置设置为IXD显示器。
7.根据权利要求4所述的在线相对血容量检测装置，其特征在于还设置有输入装置，所述处理器设置有用于接收外部输入信息的第三输入端，所述输入装置与所述处理器的第三输入端连接。
8.根据权利要求7所述的在线相对血容量检测装置，其特征在于所述输入装置设置为键盘。
9.根据权利要求4所述的在线相对血容量检测装置，其特征在于还设置有通信接口，所述处理器设置有通信端，所述通信接口与所述通信端连接。
10.根据权利要求9所述的在线相对血容量检测装置，其特征在于所述通信接口与所述通信端通过串行接口连接。
专利摘要一种在线相对血容量检测装置，设置有处理器、计时器、超声波发射电路、超声波接收电路、过零检测电路以及设置于动脉壶两侧的超声波发射探头和超声波接收探头；处理器设置为MSP430单片机，计时器具体设置为TDC—GP2计时器。该在线血容量检测装置通过测定超声波在血液中的传播时间准确及时计算相对血容量，通过超声波发射探头和超声波接收探头设置于动脉壶两侧测量，具有非侵入的特点，此外还具有实时、便捷、可重复、测试结果精确的特点，可以辅助医护人员实时检测透析患者的相对血容量，从而有效判断透析患者的干体重。
文档编号A61B8/00GK202761315SQ20122025631
公开日2013年3月6日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者蒋顺忠, 范江红, 夏武兵 申请人:贝恩医疗设备(广州)有限公司