專利名稱：血漿泄漏動態(tài)監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于血液體外循環(huán)治療系統(tǒng)的血漿泄漏實時監(jiān)測儀。
背景技術(shù)：
血液體外循環(huán)治療系統(tǒng)是一種治療高脂血癥及內(nèi)毒素的醫(yī)療器械新產(chǎn)品，該儀器是將患者的血液引入體外循環(huán)系統(tǒng)，通過物理治療方法，分離血漿后迅速地對其中的低密度脂蛋白、內(nèi)毒素等致病因素進行過濾、吸附清除。然后將清洗后的血漿與原血液細胞混合，回輸入患者體內(nèi)達到治療目的。血漿處理后的分離和過濾是通過分離膜進行的，而此分離膜存在破裂的可能性。分離膜一旦破裂，血漿就會泄漏，這將會給患者帶來生命危險。由于血漿泄漏動態(tài)監(jiān)測設(shè)備都是與血液體外循環(huán)治療系統(tǒng)配套出售的，目前各大醫(yī)院的血液體外循環(huán)治療系都是國外進口產(chǎn)品，不但價格非常昂貴，而且他們的血漿泄漏動態(tài)監(jiān)測設(shè)備是與血液體外循環(huán)治療系一起屬于技術(shù)保密的部分，要獲得生產(chǎn)還存在技術(shù)上的難題。另外，在使用中還發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的血漿泄漏動態(tài)監(jiān)測設(shè)備靈敏度和使用穩(wěn)定性也存在一定的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種血漿泄漏實時監(jiān)測儀，采用光電檢測的辦法，對血漿泄漏情況進行實時動態(tài)的監(jiān)測，儀器具有較高的靈敏度和較好的穩(wěn)定性。
申請人通過對血液體外循環(huán)治療系統(tǒng)排出的廢液混合不同濃度的血漿進行紫外吸收光譜實驗，發(fā)現(xiàn)混有不同濃度血漿的廢液在紫外區(qū)的278nm左右都存在明顯的吸收峰，如圖1所示，利用這一結(jié)論，涉及了本血漿泄漏動態(tài)監(jiān)測儀。
本血漿泄漏動態(tài)監(jiān)測儀的硬件部分包括光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器，信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、計算機以及軟件部分。為了減小光源波動對整個系統(tǒng)性能的影響，光學(xué)系統(tǒng)采用雙光路結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)是在紫外光源前方設(shè)置透鏡，再依次設(shè)置濾光片、分光鏡，光被分成兩路，一路光前方設(shè)儲液管，儲液管之后依次設(shè)置濾光片、透鏡，透鏡之后設(shè)紫外光電探測器，另一路光前方依次設(shè)濾波片、透鏡，透鏡之后也設(shè)置一紫外光電探測器。兩紫外光電探測器的信號接信號調(diào)理電路，進行信號預(yù)處理，然后接入A/D轉(zhuǎn)換電路，最后接入計算機。該光路中的濾光片采用了紫外窄帶干涉濾光片，其中心波長280nm，半寬12nm，峰值透過率12％。
本儀器中的透鏡采用了石英玻璃平凸透鏡直徑20mm，焦距40mm，中心厚度5.0mm。紫外光電探測器的光譜響應(yīng)范圍210～380nm，在275nm處產(chǎn)生最大光譜響應(yīng)為0.13A/W，在254nm處的絕對光譜響應(yīng)0.11A/W。A/D轉(zhuǎn)換利用普通數(shù)據(jù)采集卡進行，實施例中采用雙諾AC6010采集卡。
本監(jiān)測儀需結(jié)合軟件部分完成其功能，軟件部分是利用開發(fā)虛擬儀器的圖形化編程語言LabVIEW實現(xiàn)的。軟件部分主要由信號處理、儀器初始化、定報警下限、判斷是否泄漏以及報警等幾部分組成。
本儀器的優(yōu)點主要體現(xiàn)在1根據(jù)申請人發(fā)現(xiàn)的混有不同濃度血漿的廢液在紫外區(qū)的278nm左右都存在明顯的吸收峰這一基礎(chǔ)，本儀器采用光電檢測及硬軟件結(jié)合的方式實現(xiàn)的血漿泄漏動態(tài)監(jiān)測儀，可以對血漿泄漏進行非接觸、實時監(jiān)測。
2由于采用雙光路結(jié)構(gòu)，一方面，沒有經(jīng)過儲液管的光信號基本是穩(wěn)定的，而當出現(xiàn)血漿泄漏時，經(jīng)過儲液管的光信號迅速減小，兩路信號經(jīng)過差分放大后的輸出就迅速變大，所以該儀器具有很高的靈敏度；另一方面，在儀器應(yīng)用過程中，光源的輸出存在漂移，采用雙光路結(jié)構(gòu)可以很大程度上減小光源的漂移對差分放大電路輸出的影響，因此該儀器具有較好的穩(wěn)定性。


圖1是本混有血漿的廢液紫外光吸收光譜圖；圖2是本監(jiān)測儀的硬件原理框圖；圖3是本監(jiān)測儀的軟件流程圖；圖4是信號調(diào)理電路的電路原理圖。
具體實施方式
本監(jiān)測儀包括硬件部分和軟件部分，硬件部分的結(jié)構(gòu)參見圖2包括有光學(xué)系統(tǒng)1、光電探測器2，信號處理電路3、A/D轉(zhuǎn)換4以及計算機5。光學(xué)系統(tǒng)1為雙光路結(jié)構(gòu)，它是在紫外光源10前方設(shè)置透鏡11，再依次設(shè)置濾光片12、分光鏡13，光被分光鏡分成了兩路，一路光前方設(shè)裝廢液的儲液管14，儲液管14之后又依次設(shè)置濾光片15、透鏡16，透鏡16之后則設(shè)紫外光電探測器21，另一路光前方通過一個反射鏡17改變光的路徑，再在光路前方依次設(shè)濾波片18、透鏡19，透鏡19之后也設(shè)置一紫外光電探測器22。考慮到整個儀器工作在紫外的條件下，光路中的透鏡、濾光片及儲液管等都采用紫外透射率高的石英材料制成。該光路中的濾光片采用了紫外窄帶干涉濾光片，其中心波長280nm，半寬12nm，峰值透過率12％。透鏡采用石英玻璃平凸透鏡直徑20mm，焦距40mm，中心厚度5.0mm。紫外光電探測器的光譜響應(yīng)范圍210～380nm，在275nm處產(chǎn)生最大光譜響應(yīng)為0.13A/W，在254nm處的絕對光譜響應(yīng)0.11A/W。兩紫外光電探測器的信號接進信號調(diào)理電路3，進行信號預(yù)處理，然后接入A/D轉(zhuǎn)換電路4，最后接入計算機5。
信號調(diào)理電路3包括光電轉(zhuǎn)換電路31及精密差動放大電路32兩部分，其具體的電路實現(xiàn)參見圖4。首先利用我們選用的光電探測器和CA3140運算放大器構(gòu)成基本光電轉(zhuǎn)換電路，反饋電阻R選用40MΩ，濾波電容Cf選用0.1μF。得到的電信號經(jīng)過精密差動放大電路進行差動放大，精密差動放大電路由三個OP-07運算放大器組成。最后由精密差動放大電路的輸出信號進入數(shù)據(jù)采集卡進行A/D轉(zhuǎn)換，最后由軟件進行進一步處理，數(shù)據(jù)采集卡采用雙諾AC6010采集卡。
本儀器的軟件部分主要由信號處理、儀器初始化、定報警下限、判斷是否泄漏以及報警等幾部分組成。其流程見圖3，它是利用開發(fā)虛擬儀器的圖形化編程語言LabVIEW實現(xiàn)的，程序結(jié)構(gòu)清晰，操作界面非常友好，首先，針對我們選用的數(shù)據(jù)采集卡，利用VC++編制了可供LabVIEW調(diào)用的動態(tài)庫文件AC6010_LV_Shared.dll。其中包含下面三個目標函數(shù)long A_D_LV(unsigned long channel，unsigned long times，unsigned long*results)；功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，可以對通道數(shù)及采樣次數(shù)進行設(shè)置。
long AC6010_DI(unsigned long*DigitalIn)；功能實現(xiàn)數(shù)字輸入功能。
long AC6010_DO(unsigned long*DigitalOut)；功能實現(xiàn)數(shù)字輸出功能。
在此基礎(chǔ)上編寫了測量.VI、定限.VI、比較.VI、報警.VI及DO.VI共5個子VI。各子VI功能描述如下定限.vi根據(jù)實際情況進行報警上下限的設(shè)定。相當于儀器的初始化。
測量.vi治療過程中的對廢棄液進行實時測量。
比較.vi根據(jù)動態(tài)測量數(shù)據(jù)及處理結(jié)果與定限.vi設(shè)定的報警上下限進行比較，以決定是否調(diào)用報警.vi。
報警.vi即判定生物膜已經(jīng)破裂，報警提醒工作人員并告知主系統(tǒng)，停止各泵的運行，以便進行生物膜的更換工作DO.VI數(shù)字輸出，當有血漿泄漏時輸出一個高電平給治療系統(tǒng)；否則，輸出為低電平。
本儀器的數(shù)據(jù)采集功能也可以通過與血液體外循環(huán)治療系統(tǒng)共用一塊數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)，軟件部分也可以與血液體外循環(huán)治療系統(tǒng)的軟件部分集成在一起。所以可以很方便的實現(xiàn)本儀器與血液體外循環(huán)治療系統(tǒng)的集成。
權(quán)利要求1.血漿泄漏動態(tài)監(jiān)測儀，包括光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器，信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換、計算機以及軟件部分，其特征在于光學(xué)系統(tǒng)采用雙光路結(jié)構(gòu)，其在紫外光源前方設(shè)置透鏡，再依次設(shè)置濾光片、分光鏡，光被分成兩路，一路光前方設(shè)儲液管，儲液管之后依次設(shè)置濾光片、透鏡，透鏡之后設(shè)紫外光電探測器，另一路光前方依次設(shè)濾波片、透鏡，透鏡之后也設(shè)置一紫外光電探測器；兩紫外光電探測器的信號接入信號調(diào)理電路，進行信號預(yù)處理，然后接入A/D轉(zhuǎn)換電路，最后接入計算機；光路中的濾光片采用紫外窄帶干涉濾光片，其中心波長280nm，半寬12nm，峰值透過率12％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血漿泄漏動態(tài)監(jiān)測儀，其特征在于透鏡采用石英玻璃平凸透鏡直徑20mm，焦距40mm，中心厚度5.0mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的血漿泄漏動態(tài)監(jiān)測儀，其特征在于紫外光電探測器的光譜響應(yīng)范圍210～380nm，在275nm處產(chǎn)生最大光譜響應(yīng)為0.13A/W，在254nm處的絕對光譜響應(yīng)0.11A/W。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的血漿泄漏動態(tài)監(jiān)測儀，其特征在于信號調(diào)理電路包括光電轉(zhuǎn)換電路及精密差動放大電路兩部分，兩路光信號首先接入光電轉(zhuǎn)換電路變成電信號，兩路電信號再接入差動放大電路進行差動放大，最后差動放大電路的輸出信號連接A/D轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)轉(zhuǎn)化后接入計算機由軟件進行處理。
專利摘要血漿泄漏動態(tài)監(jiān)測儀，包括光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器，信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換、計算機以及軟件部分；光學(xué)系統(tǒng)采用雙光路結(jié)構(gòu)，其在紫外光源前方設(shè)置透鏡，再依次設(shè)置濾光片、分光鏡，光被分成兩路，一路光前方設(shè)儲液管，儲液管之后依次設(shè)置濾光片、透鏡，透鏡之后設(shè)紫外光電探測器，另一路光前方依次設(shè)濾波片、透鏡，透鏡之后也設(shè)置一紫外光電探測器；兩紫外光電探測器的信號接入信號調(diào)理電路，進行信號預(yù)處理，然后接入A/D轉(zhuǎn)換電路，最后接入計算機；光路中的濾光片采用紫外窄帶干涉濾光片，其中心波長280nm，半寬12nm，峰值透過率12％。本監(jiān)測儀采用了光電檢測的辦法，對血漿泄漏情況進行實時動態(tài)的監(jiān)測，儀器具有較高的靈敏度和較好的穩(wěn)定性。
文檔編號G01M3/38GK2755592SQ20042010540
公開日2006年2月1日 申請日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月3日
發(fā)明者鄒建, 饒程 申請人:重慶大學(xué)