CN103989460A - 一种实时检测出血量的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实时检测出血量的装置及方法，包括基于红外信号检测的血液浓度检测单元、流量检测单元、数据处理单元和显示单元；基于血液浓度与电压信号的线性关系，实现了血液浓度的自动采集；再结合流量检测单元的数据采集及电信号转换，就可以通过出血量测量模块根据瞬时血液浓度信号和瞬时流量信号计算当前出血量，并累加计算获得总的出血量；再通过显示装置进行显示，能够为临床手术中出血量判断提供科学准确的依据，避免了人为估计的误差。

Description

一种实时检测出血量的装置及方法

技术领域

本发明属于出血量检测技术领域，涉及一种实时检测出血量的装置及方法。

背景技术

微创手术是一种主要通过内窥镜及各种显像技术，使外科医生在无需对患者造成巨大伤口的情况下施行的手术，因其创伤小、恢复快等特点已成为目前手术发展的趋势。术中出血是手术的主要并发症，出血量过大直接威胁患者生命，造成术中危险和手术风险的提高，因此临床上急需实时监测术中出血量的技术和装备。然而，目前临床上手术出血量检测仍以传统的纱布称重法和主观估计法为主，既不准确又无法实现对出血量的实时检测、监测。经文献检索，目前国内外尚无手术出血量实时检测、监测的装置。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种实时检测出血量的装置及方法，基于光电和流量检测技术，对出血量进行实时检测，能够连续计算术中出血量并进行自动显示，为临床手术中出血量判断提供科学准确的依据。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种实时检测出血量的装置，包括基于红外信号检测的血液浓度检测单元、流量检测单元、数据处理单元和显示单元；

所述的血液浓度检测单元，包括分别设置在出血导出管检测窗口两侧的红外发射管和红外接收管，红外发射管持续发出红外线穿过检测窗口被红外接收管接收，红外接收管将接收的红外信号转换为电信号并发送给数据处理单元；

所述的流量检测单元，检测出血导出管中的流量，并输出电信号给数据处理单元；

所述的数据处理单元，包括血液浓度转换模块、流量转换模块和出血量测量模块；血液浓度转换模块接收红外接收管发出的电信号，识别电信号中的红外信号衰减程度，根据红外信号的衰减与血液浓度的线性关系，得到瞬时血液浓度信号并发送给出血量测量模块；

流量转换模块根据流量检测单元发送的电信号得到瞬时流量信号并发送给出血量测量模块；

出血量测量模块根据瞬时血液浓度信号和瞬时流量信号计算当前出血量，并累加计算获得总的出血量；

显示单元，接收数据处理单元发出的信号，进行当前出血量和总的出血量的显示。

所述的红外发射管发出工作波长为800～2000nm的红外线，红外发射管与红外接收管间距设置为0.3～2.0cm。

所述的血液浓度转换模块中设置的红外信号的衰减与血液浓度的线性关系为y＝ax+b，y为红外信号的衰减程度，x为血液浓度，a、b为线性系数，a、b可调。

所述的血液浓度转换模块根据电信号的比较获得红外信号的衰减程度y，计算给出血液浓度x。

所述的流量检测单元为超声波、电磁或涡轮式的液体流量计。

所述的出血量测量模块计算当前出血量为：

Q_血＝Q·C

t₀到t₁时间内的出血量为：

$Q_{t_0~t_1}={\∫}_{t_0}^{t_1}Q\·\mathrm{Cdt}$

其中，Q为瞬时流量、C为瞬时血液浓度。

一种实时检测出血量的方法，包括以下操作：

1)间距0.3～2.0cm架设红外发射管与红外接收管，并在红外发射管与红外接收管之间设置出血导出管的检测窗口，将按梯度配比的血水混合液连续通过检测窗口，同时红外发射管持续发出红外线穿过检测窗口被红外接收管接收，红外接收管还将接收的红外信号转换为电压信号，示波器读取该电压信号并显示；

血水混合液的血液浓度与接收管输出电压信号间呈线性关系，y＝ax+b，经过多次测量获取a、b的取值；

2)将出血导出管、排液桶相连通，并在出血导出管上设置流量检测单元；

红外发射管持续发出红外线穿过出血导出管被红外接收管接收，红外接收管还将接收的红外信号转换为电信号并发送给数据处理单元；

流量检测单元检测出血导出管中的流量，并输出电信号给数据处理单元；

3)数据处理单元包括血液浓度转换模块、流量转换模块和出血量测量模块；血液浓度转换模块接收红外接收管发出的电信号，识别电信号中的红外信号衰减程度，根据红外信号的衰减与血液浓度的线性关系，得到瞬时血液浓度信号并发送给出血量测量模块；

流量转换模块根据流量检测单元发送的电信号得到瞬时流量信号并发送给出血量测量模块；

出血量测量模块根据瞬时血液浓度信号和瞬时流量信号计算当前出血量，并累加计算获得总的出血量。

所述的出血量测量模块计算当前出血量为：

Q_血＝Q·C

t₀到t₁时间内的出血量为：

$Q_{t_0~t_1}={\∫}_{t_0}^{t_1}Q\·\mathrm{Cdt}$

其中，Q为瞬时流量、C为瞬时血液浓度。

与现有技术相比，本方面具有以下有益的技术效果：

本发明提供的实时检测出血量的装置及方法，基于红外光电检测和流量检测，能够实现出血量的实时、连续、自动检测与监测：

当红外线穿过血液、水时其衰减程度不同，通过红外线对不同梯度浓度的血水混合物的检测，结果表明当血液、水进行混合时，血液浓度与红外线衰减程度呈线性关系，本发明再将红外线信号进行光电转换，从而得到相应血液浓度与输出电压信号的线性关系，实现了血液浓度的自动采集；再结合流量检测单元的数据采集及电信号转换，就可以通过出血量测量模块根据瞬时血液浓度信号和瞬时流量信号计算当前出血量，并累加计算获得总的出血量；通过显示装置进行显示，能够为临床手术中出血量判断提供科学准确的依据，避免人为估计的误差。

本发明提供的实时检测出血量的装置及方法，由于采用了红外发射、接收装置，通过选择高灵敏度的红外对管，就能够对血液浓度实现较高的分辨率，能够满足微创手术中排出液不可预期的血液浓度的检测；由于通过光电信号转换，其响应速率快，能够实时的采集、处理；所以本发明能够实时、快速、准确的检测当前出血量和总的出血量，填补了微创手术中实时检测出血量技术与装置的空白。

附图说明

图1为本发明的装置原理示意图。

图2为本发明的应用结构示意图。

图3为输入50mA光电流时统计的血液浓度与输出电压的关系。

图4为输入50mA光电流时统计的血液浓度与输出电压的线性关系。

具体实施方式

下面结合具体的实施范例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图1、图2所示，一种实时检测出血量的装置，包括基于红外信号检测的血液浓度检测单元、流量检测单元、数据处理单元和显示单元；

所述的血液浓度检测单元，包括分别设置在出血导出管检测窗口两侧的红外发射管和红外接收管，红外发射管持续发出红外线穿过出血导出管检测窗口被红外接收管接收，红外接收管还将接收的红外信号转换为电信号并发送给数据处理单元；

所述的流量检测单元，检测出血导出管中的流量，并输出电信号给数据处理单元；

所述的数据处理单元，包括血液浓度转换模块、流量转换模块和出血量测量模块；血液浓度转换模块接收红外接收管发出的电信号，识别电信号中的红外信号衰减程度，根据红外信号的衰减与血液浓度的线性关系，得到瞬时血液浓度信号并发送给出血量测量模块；

流量转换模块根据流量检测单元发送的电信号得到瞬时流量信号并发送给出血量测量模块；

出血量测量模块根据瞬时血液浓度信号和瞬时流量信号计算当前出血量，并累加计算获得总的出血量；

显示单元，接收数据处理单元发出的信号，进行当前出血量和总的出血量的显示。

具体的，在微创手术时，将手术部位进行清洗的清洗液1，注入清洗液1的管2，手术部位3流出的血水混合液经出血导出管4排入废液桶5中，出血导出管检测窗口两侧设有流量检测单元11和检测混合液体中血液浓度的红外对管21(包括红外发射管和红外接收管)。

所述的流量检测单元11和红外对管21连接数据处理单元和LCD显示器6。

具体的，流量检测单元11为超声波、电磁或涡轮式的液体流量计。

在进行测量时，包括以下操作：

1)间距0.3～2.0cm架设红外发射管与红外接收管，并在红外发射管与红外接收管之间设置检测窗口，将按梯度配比的血水混合液连续通过检测窗口，同时红外发射管持续发出红外线穿过检测窗口被红外接收管接收，红外接收管还将接收的红外信号转换为电压信号，示波器读取该电压信号并显示；

血水混合液中的血液浓度与电压信号呈线性关系，y＝ax+b，给予梯度浓度的血液浓度或者指定浓度的血水混合液，经过多次测量获取a、b的取值；

比如，输入50mA光电流时统计的血液浓度与输出电压的关系如图3所示，经线性拟合得到如图4所示的血液浓度与输出电压的线性关系。

2)将出血导出管、排液桶相连通，并在出血导出管上设置流量检测单元；

红外发射管持续发出红外线穿过出血导出管被红外接收管接收，红外接收管还将接收的红外信号转换为电信号并发送给数据处理单元；

流量检测单元检测出血导出管中的流量，并输出电信号给数据处理单元；

3)数据处理单元包括血液浓度转换模块、流量转换模块和出血量测量模块；血液浓度转换模块接收红外接收管发出的电信号，识别电信号中的红外信号衰减程度，根据红外信号的衰减与血液浓度的线性关系，得到瞬时血液浓度信号并发送给出血量测量模块；

流量转换模块根据流量检测单元发送的电信号得到瞬时流量信号并发送给出血量测量模块；

出血量测量模块根据瞬时血液浓度信号和瞬时流量信号计算当前出血量，并累加计算获得总的出血量。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (8)

1.一种实时检测出血量的装置，其特征在于，包括基于红外信号检测的血液浓度检测单元、流量检测单元、数据处理单元和显示单元；

所述的血液浓度检测单元，包括分别设置在出血导出管检测窗口两侧的红外发射管和红外接收管，红外发射管持续发出红外线穿过检测窗口被红外接收管接收，红外接收管将接收的红外信号转换为电信号并发送给数据处理单元；

所述的流量检测单元，检测出血导出管中的流量，并输出电信号给数据处理单元；

所述的数据处理单元，包括血液浓度转换模块、流量转换模块和出血量测量模块；血液浓度转换模块接收红外接收管发出的电信号，识别电信号中的红外信号衰减程度，根据红外信号的衰减与血液浓度的线性关系，得到瞬时血液浓度信号并发送给出血量测量模块；

流量转换模块根据流量检测单元发送的电信号得到瞬时流量信号并发送给出血量测量模块；

出血量测量模块根据瞬时血液浓度信号和瞬时流量信号计算当前出血量，并累加计算获得总的出血量；

显示单元，接收数据处理单元发出的信号，进行当前出血量和总的出血量的显示。

2.如权利要求1所述的实时检测出血量的装置，其特征在于，所述的红外发射管发出工作波长为800～2000nm的红外线，红外发射管与红外接收管间距设置为0.3～2.0cm。

3.如权利要求1所述的实时检测出血量的装置，其特征在于，所述的血液浓度转换模块中设置的红外信号的衰减与血液浓度的线性关系为y＝ax+b，y为红外信号的衰减程度，x为血液浓度，a、b为线性系数，a、b可调。

4.如权利要求3所述的实时检测出血量的装置，其特征在于，所述的血液浓度转换模块根据电信号的比较获得红外信号的衰减程度y，计算给出血液浓度x。

5.如权利要求1所述的实时检测出血量的装置，其特征在于，所述的流量检测单元为超声波、电磁或涡轮式的液体流量计。

6.如权利要求1所述的实时检测出血量的装置，其特征在于，所述的出血量测量模块计算当前出血量为：

Q_血＝Q·C

t₀到t₁时间内的出血量为：

$Q_{t_0~t_1}={\∫}_{t_0}^{t_1}Q\·\mathrm{Cdt}$

其中，Q为瞬时流量、C为瞬时血液浓度。

7.一种实时检测出血量的方法，其特征在于，包括以下操作：

1)间距0.3～2.0cm架设红外发射管与红外接收管，并在红外发射管与红外接收管之间设置出血导出管的检测窗口，将按梯度配比的血水混合液连续通过检测窗口，同时红外发射管持续发出红外线穿过检测窗口被红外接收管接收，红外接收管还将接收的红外信号转换为电压信号，示波器读取该电压信号并显示；

血水混合液的血液浓度与接收管输出电压信号间呈线性关系，y＝ax+b，经过多次测量获取a、b的取值；

2)将出血导出管、排液桶相连通，并在出血导出管上设置流量检测单元；

红外发射管持续发出红外线穿过出血导出管被红外接收管接收，红外接收管还将接收的红外信号转换为电信号并发送给数据处理单元；

流量检测单元检测出血导出管中的流量，并输出电信号给数据处理单元；

3)数据处理单元包括血液浓度转换模块、流量转换模块和出血量测量模块；血液浓度转换模块接收红外接收管发出的电信号，识别电信号中的红外信号衰减程度，根据红外信号的衰减与血液浓度的线性关系，得到瞬时血液浓度信号并发送给出血量测量模块；

流量转换模块根据流量检测单元发送的电信号得到瞬时流量信号并发送给出血量测量模块；

出血量测量模块根据瞬时血液浓度信号和瞬时流量信号计算当前出血量，并累加计算获得总的出血量。

8.如权利要求7所述的实时检测出血量的方法，其特征在于，所述的出血量测量模块计算当前出血量为：

Q_血＝Q·C

t₀到t₁时间内的出血量为：

$Q_{t_0~t_1}={\∫}_{t_0}^{t_1}Q\·\mathrm{Cdt}$

其中，Q为瞬时流量、C为瞬时血液浓度。