一种无创血气监测装置及体内外血液无创闭环监测系统

摘要

本发明公开了一种无创血气监测装置及体内外血液无创闭环监测系统，壳体上设有与检测探头电性连接的控制模块和显示模块，检测探头上设有温度传感器、第一光源和第一传感器和第二传感器，第一光源分别与第一传感器和第二传感器形成不同的距离间隔，第一传感器和第二传感器分别与控制模块电性连接，控制模块与显示模块电性连接。监测装置与体外循环仪、血氧检测探头相结合形成体内为血液无创监测系统，血气监测装置上设有静脉血检测探头和动脉血检测探头，静脉血检测探头和动脉血检测探头分别用于体外循环仪上的静脉管路和动脉管路的血气监测，解决了现有技术中无法实现无创体外血气监测，且对体内体外血氧血气的监测存在数据不协同的技术问题。

说明书

技术领域

本发明涉及人体血氧检测技术领域，具体涉及一种无创血气监测装置及体内外血液无创闭环监测系统。

背景技术

麻醉和手术期间的呼吸管理主要是维持呼吸功能的稳定和充分的组织供氧，以保证病人术中和术后的安全，但是，单凭临床观察不足以对呼吸状态作出精确的估计，对呼吸状态的全面判断有赖于血氧气体分析，因此，血气监测成为临床麻醉必不可少的监测项目。

血气监测是体外循环中重要监测项目之一，动脉血气测定提供了灌入人体血液的氧分压，二氧化碳分压及PH是否理想，静脉血气测定是了解灌注是否充分的最好依据，目前国内外所存在的监测仪器需要将仪器接入体外循环中进行血气监测，参与体外循环，会对患者产生一定影响。而且，目前所采用的体外血气与体内血氧存在监测不同步，无法形成数据协同，不利于医护人员对患者作出及时、准确判断。

发明内容

本发明为了解决现有技术中无法实现无创体外血气监测，且对体内体外血氧血气的监测存在数据不协同的技术问题，为此，本发明提供了一种无创血气监测装置及体内外血液无创闭环监测系统。

本发明采用如下技术方案：

一种无创血气监测装置，所述监测装置包括壳体和置于所述壳体一侧的检测探头，所述壳体上设有与所述检测探头电性连接的控制模块和显示模块，所述检测探头上设有温度传感器、第一光源和第一传感器和第二传感器，所述第一光源分别与所述第一传感器和第二传感器形成不同的距离间隔，所述第一传感器和第二传感器分别与所述控制模块电性连接，所述控制模块与所述显示模块电性连接，所述控制模块控制所述第一光源发出若干种波长的检测光。

所述壳体内还设有数据传输模块，通过所述数据传输模块将所述控制模块与移动终端网络连接，用于将所述控制模块所得出的血气参数传输至所述移动终端。

进一步地，控制所述第一光源所发出光的波长包括：660nm、735nm、760nm、810nm、850nm、905nm。

所述检测探头上还设有第二光源和第三传感器，所述第一传感器、第一光源、第二传感器、第二光源和第三传感器依次呈直线分布，所述第一光源分别与所述的第一传感器和第二传感器所形成的距离不等，所述第二光源分别与所述的第三传感器和第二传感器所形成的距离不等。

进一步地，控制所述第一光源发出光的波长：735nm、810nm、850nm，用于检测血氧饱和度和血红蛋白浓度；控制所述第二光源发出光的波长：660nm、760nm、905nm，用于检测红细胞比容。

所述监测装置还包括报警模块和电源模块，所述电源模块分别与所述控制模块、检测探头、显示模块和报警模块电性连接，所述报警模块与所述控制模块电性连接。

另一方面，本发明还提供了一种体内外血液无创闭环监测系统，包括体外循环仪、血氧检测探头和血气监测装置，所述血气监测装置为上述的无创血气监测装置，所述血气监测装置上设有静脉血检测探头和动脉血检测探头，所述静脉血探头和动脉血探头分别用于同步对所述体外循环仪上的静脉管路和动脉管路的血气监测。

本发明技术方案，具有如下优点：

A.本发明通过设置一个光源和两个传感器组成检测单元，第一光源通过发出不同波长的光照射体外循环仪管路中的血液，基于修正的Lambert-Beer定律，通过近红外光谱法监测血液中的血氧饱和度、血红蛋白浓度和红细胞比容，为临床提供了一种便携、实时、连续、操作简单的无创伤监测方法，广泛用于体外循环使用的各种场合，获得易于临床应用的血氧饱和度、血红蛋白浓度和红细胞比容数值。

B.本发明采用了两个光源，每个光源分别发出三种不同波长的光对血氧饱和度、血红蛋白浓度和红细胞比容进行检测，由于检测个体差异，血液中的物质浓度存在差异，从而会造成血液中物质吸收曲线存在不同，本发明在两个光源中增加了多种发光波长，在同一套算法解算模型下，对多个波长下所得数值进行取平均，因此，得到了相比传统单波长检测结果更为准确的输出结果。

C.本发明提供了由第一光源和第二光源及位于其两侧的光电传感器所组成的呈直线分布的第一检测单元和第二检测单元，采用两种检测单元可以实现两光源间的互相对比，以排除一些环境干扰，比如位于两个检测单元中间的第二传感器可以同时接收两个光源的数据，当两个光源反射的光强有明显差异时，如相差2倍及以上，即可以判定其中的一个检测单元出现问题，可以通过报警模块进行检测异常报警。

另外，由于同一光源的发光点存在位置偏移，当同一个光源的波长越多，不同波长光源的发光点偏移越大，将造成输出结果存在误差，因此本发明优选每个光源发出三种不同波长的光，采用两个检测单元对血氧饱和度、血红蛋白浓度和红细胞比容进行检测，可显著提升检测准确度。

D.本发明提供了可同时无创监测体内血氧与体外血气的监测系统，基于体内体外的闭环监测方案，可以为用户提供同步的监测数据，得出在同一标准下的血气参数，具有可对比参考性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提供的监测装置对流量玻管进行监测结构示意图；

图2是检测探头结构示意图；

图3是监测装置原理图；

图4是体内外血液无创闭环监测系统工作原理图。

图中标识如下：

1-壳体

2-检测探头

21-温度传感器，22-第一光源，23-第一传感器，24-第二传感器

25-第二光源，26-第三传感器

3-患者；4-控制模块；5-显示模块；6-流量玻管；7-血液

a-监测装置；a1-静脉血检测探头；a2-动脉血检测探头

b-体外循环仪；b1-静脉管路；b2-动脉管路

c-血氧检测探头。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明提供了一种无创血气监测装置，监测装置a包括壳体1和置于壳体1一侧的检测探头2，在壳体1内设有与检测探头2电性连接的控制模块4和显示模块5，在检测探头2上设有温度传感器21、第一光源22和第一传感器23和第二传感器24，因为温度会对溶解率有一定的影响，考虑到热胀冷缩的影响，增加温度对参数进行一定的补偿矫正。第一光源22分别与第一传感器23和第二传感器24形成不同的距离间隔，第一传感器23和第二传感器24分别与控制模块电性连接，控制模块4与显示模块5电性连接。这里的第一传感器23和第二传感器24分别优选光电传感器，其中的第一光源22可以发射出多种不同波长的光，波长包括660nm、735nm、760nm、810nm、850nm、905nm六种中的至少三种，当然还可以控制光源发出更多不同波长的光。控制模块对所接收得到的数据进行数据分析，得出相关检测数据，并由显示模块对外呈现。本发明基于修正的Lambert-Beer定律，通过近红外光谱法监测血液中的血氧饱和度、血红蛋白浓度和红细胞比容，为临床提供了一种便携、实时、连续、操作简单的无创伤监测方法，广泛用于体外循环使用的各种场合，获得易于临床应用的血氧饱和度、血红蛋白浓度和红细胞比容数值。

为了实现数据远程传输，在壳体1内还设有数据传输模块，通过数据传输模块将控制模块与移动终端网络连接，用于将控制模块所得出的血气参数传输至移动终端，直接对数据进行查看。

本发明进一步在检测探头2上设有第二光源25和第三传感器26，第一传感器23、第一光源22、第二传感器24、第二光源25和第三传感器26依次呈直线分布，当然不限于图示分布。第一光源22分别与第一传感器23和第二传感器24形成第一检测单元，第二光源25分别与第三传感器26和第二传感器24形成第二检测单元，这里位于壳体1一端的温度传感器21作为第三检测单元。其中第一光源22发出3种不同波长的光：735nm、810nm、850nm，可以检测血氧饱和度和血红蛋白浓度参数；第二光源25发出三种不同波长的光：660nm、760nm、905nm，可以检测红细胞比容参数。温度传感器可以检测10-40℃，采用红外温度检测探头，精度±0.5℃、分辨率0.02℃。

如图1和图3所示，监测装置a还包括报警模块和电源模块，电源模块分别与控制模块4、检测探头2、显示模块5和报警模块电性连接，报警模块与控制模块4电性连接。检测探头2采集到流量玻管6中血液7的血氧数据信号，传输给控制模块4，并在控制模块4进行数据处理与分析，当检测出来的数值超出所设定的标准数值时，报警模块对外发出报警，比如位于两个检测单元中间的第二传感器可以同时接收两个光源的数据，当两个光源反射的光强有明显差异时，如相差2倍及以上，即可以判定其中的一个检测单元出现问题，可以通过报警模块进行检测异常报警。这里的报警模块可以优选为蜂鸣器，检测结果可以通过显示模块5对外显示检测到的体外血气数据。当然还可以通过数据传输模块将数据传输至外部，比如传输给移动终端等。

如图4所示，本发明还提供了一种体内外血液无创闭环监测系统，包括体外循环仪b、血氧检测探头c和血气监测装置a，血气监测装置a为图1和图2所示的无创血气监测装置，在血气监测装置a上设有静脉血检测探头a1和动脉血检测探头a2，静脉血检测探头a1和动脉血检测探头a2分别用于体外循环仪b上的静脉管路b1和动脉管路b2的血气监测。其中静脉血检测探头a1对体外静脉血SvO2、Hb、Hct、Tv进行监测；动脉血检测探头a2针对体外动脉血SvO2、Hb、Hct、Tv进行监测；血氧检测探头c对患者3的额头及四肢rSO2、StO2进行监测，形成体内血氧、体外循环连续血气的同步闭环监测，可以为用户提供同步的监测数据，得出在同一标准下的血气参数，具有可对比参考性，解决了现有技术中无法同步实现无创体外血气监测，且对体内体外血氧血气的监测存在数据不协同的技术问题。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。