CN109171658A - 毛细血管再充盈时间测量机构及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种毛细血管再充盈时间测量机构，包括机架和固定于机架上的动力装置、施压件、红外传感器、控制系统和计算机，机架上设有待检区，红外传感器面对待检区，红外传感器通过控制系统连接计算机，控制系统连接控制动力装置，动力装置能够按照计算机预设程序控制施压件对待测手指作施压、保持压力和返回的动作。本发明涉及的这种测量机构，使末端毛细血管的按压和回放实现了标准化，避免了人工按压毛细血管的位置与压力不统一，使CRT成为科学的诊疗手段。

Description

毛细血管再充盈时间测量机构及测量方法

技术领域

本发明属于一种医疗用品技术领域，具体涉及一种毛细血管再充盈时间测量机构及测量方法。

背景技术

毛细血管再充盈时间(capillary refill time,CRT)是远端毛细血管在受压后恢复其原有颜色所需要的时间，为临床医生通过毛细血管再充盈试验获取的定量数据，是血液向远端毛细血管流动情况最直接的观察。

随着越来越多的研究发现中心循环参数的正常化并不能带来病死率的下降，微循环受到越来越多的关注。由于人体代偿机制的存在，外周皮肤与肌肉的血流往往最早被牺牲，最后被恢复，可敏感和准确地反映机体最差的微循环状态。毛细血管再充盈时间测量这一无创、快捷的指标再次受到急重症医学领域研究者的关注，近期国内外医疗专家研究显示，CRT的延长与危重症患者组织低灌注和器官衰竭风险存在显著的相关性。

而追溯CRT逐渐被临床弃用的原因不难发现，其敏感性与特异性差可能与其影响因素多、重复性差、观察误差明显等因素有关，且目前临床标准的测量方法公开的较少。

其中一种测量CRT的方法是，从光源发射光并且打开被定位在光源附近的相机以识别患者的手指。然后，患者的手指以所确定的时间量被按压。启动移动设备上的集成应用，其中，集成应用打开光源并且使用相机，相机被定位于光源附近，以检测患者手指颜色变化并使用该信息，该方法根据患者手指颜色变化之间经过的时间来计算CRT。

根据该测量方法，相应的测量装置包括用于发射光的光源和在光源附近的相机，相机用于识别患者的手指，也包括用于打开光源和相机的处理器，处理器根据患者手指颜色变化的过程时间来计算CRT。处理器上设有存储器，用于存储患者数据，通信网络用于发送和接收临床信息，处理器上设有用户接口，用于处理器和存储器接收输入信号和显示计算的结果。

该方法主要是对毛细血管血管充盈过程成像，再使用计算机识别充血变化过的程测量方法，从某种角度讲，该种方法虽然能够克服现有的使用人眼观察得出的粗放型数据带来的测试结构不够准确的缺陷，但是其每测量一个人毛细血管充盈时间所需要的耗时都较长；根据个人手指按压的施力大小不同，那么毛细血管内血液的排除情况也不尽相同，势必导致测量结果也失真。尤其在进行大量数据研究时，该种测量装置及测量方法就显得不是那么得心应手。因为整个过程没有形成标准化。只有形成标准化，才能支撑起大数据研究成果，减少人为因素导致的误差，使医疗研究成果更加准确。那么如何将按压手指的力标准化，同时实现CRT的测量，简化测量流程，为本专利要公布的内容。

发明内容

本发明要解决的问题是现有的测量CRT的方法和设备无法实现测量过程标准化，导致实验结果离真实值差异较大。

为解决以上所述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种毛细血管再充盈时间测量机构，包括机架和固定于机架上的动力装置、施压件、红外传感器、控制系统和计算机，机架上设有待检区，红外传感器面对待检区，红外传感器通过控制系统连接计算机，控制系统连接控制动力装置，动力装置能够按照计算机预设程序控制施压件对待测手指作施压、保持压力和返回动作。在计算机中预设程序中，给与控制系统以指令，包括施压、保持压力数秒、继续施压、再保持压力数秒，再做返回动作。

进一步地，施压件为杠杆式结构，包括杠杆前臂、旋转轴和杠杆后臂，旋转轴为杠杆前臂和杠杆后臂的支点，杠杆前臂挤压待测手指的端面设有包容待测手指的弧形区域。

进一步地，测量机构包括扭簧，扭簧的卷曲部固定于机架，扭簧的弹力部连接于杠杆前臂。

进一步地，动力装置包括第一凸轮机构,第一凸轮机构包括第一凸轮和驱动第一凸轮的带自锁功能的减速电机，如蜗轮蜗杆减速电机。

进一步地，第一凸轮外径连接杠杆后臂带动杠杆后臂绕支点转动，杠杆后臂带动杠杆前臂作下压动作。

进一步地，动力装置包括第二凸轮机构，第二凸轮机构包括第二凸轮和驱动第二凸轮的减速电机，如行星齿轮减速电机。

进一步地，第二凸轮连接在杠杆后臂的远端，带动杠杆后臂绕支点运动，杠杆后臂带动杠杆前臂作下压动作。

进一步地，第二凸轮机构设有离合器，离合器连接于行星齿轮减速电机主轴，离合器控制第二凸轮与行星齿轮减速电机主轴脱离。

进一步地，第二凸轮带动杠杆后臂旋转的最大倾斜角大于第一凸轮带动杠杆后臂旋转的最大倾斜角。

毛细血管再充盈时间测量方法，使用上述测量机构，把待测手指放置在待检区，动力装置控制施压件给予待测手指预紧力，保持压力数秒，此间计算机通过红外传感器测得稳定波形；动力装置继续对待测手指施压，再保持压力数秒，此间计算机通过红外传感器测得稳定波形，之后施压件作返回动作，计算机以施压件返回起始点为时间记录起点，待测手指内毛细血管血液再充盈后经计算机测得稳定波形，以此时间点为记录终点，终点减去起点的时间差即为该待测手指毛细血管再充盈的时间。

进一步地，驱动装置为一空压机，空压机连接控制系统。

进一步地，驱动装置的冲头上设有压力传感器，压力传感器连接控制系统。

本发明涉及的这种毛细血管再充盈时间测量机构及测量方法，使末端毛细血管的按压和回放实现了标准化和自动化，并通过近红外光谱传感器进行测量计时。避免了人工按压毛细血管床的位置与压力不统一、观察者偏倚等因素的影响，使CRT能够成为科学的诊疗手段。本发明对于CRT的临床应用具有巨大的推动作用。

附图说明

图1是本发明毛细血管再充盈时间测量机构未启动状态下的结构图；

图2是本发明毛细血管再充盈时间测量机构工作状态下的结构图；

图3是本发明测量装置的俯视图；

图4是本发明过程控制流程图。

图中：1-待测手指；2-红外传感器；3-扭簧；4-第一凸轮；5-微型离合器； 6-杠杆前臂；7-杠杆后臂；8-第二凸轮；9-支点；10-机架；11-行星齿轮减速电机；12-第二凸轮；13-蜗轮蜗杆减速电机；14-杠杆式结构。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列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，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

其中测量机构包括机架10和固定于机架10上的动力装置、施压件、红外传感器2、控制系统和计算机，机架上设有待检区，红外传感器面对待检区，控制系统连接控制动力装置，动力装置控制施压件作施压、停止和回复动作，施压件设置在待检区的上方，红外传感器2实时测定待测手指波形反馈信号给控制系统，控制系统连接计算机，计算机内安装相匹配的软件系统。

动力装置可以为很多机构，可以为凸轮式结构，也可以为空压机式机构。

实施例1

如图1所示，为测量机构未启动状态下的结构图。施压件为杠杆式结构14，包括杠杆前臂6、旋转轴和杠杆后臂7，旋转轴为杠杆前臂和杠杆后臂的支点9。其中杠杆前臂6的尖端具有水平部，该水平部用于压迫待测手指1。

测量机构包括扭簧3，扭簧3的卷曲部固定于机架，扭簧3的弹力部连接于杠杆前臂。杠杆前臂6紧压扭簧的弹力部，当驱动装置失去动力源，抬起时不再对杠杆后臂7施力，杠杆前臂6在扭簧的弹力下被弹起，达到毛细血管血液排空的目的。

动力装置包括第一凸轮机构,第一凸轮机构包括第一凸轮4和驱动第一凸轮4的蜗轮蜗杆减速电机13，第一凸轮4的外径连接在所述杠杆后臂的中间位置。

动力装置包括第二凸轮机构，第二凸轮8连接在杠杆后臂的远端，第二凸轮机构包括第二凸轮8和驱动第二凸轮8的行星齿轮减速电机11，行星齿轮减速电机也可替换成其它结构形式的减速电机。

第一凸轮机构和第二凸轮机构，如图1-2所示，二者为相继运动装置，形成对杠杆后臂的推力，达到测量的目的。

第二凸轮机构设有离合器，离合器连接于行星齿轮减速电机主轴，离合器控制第二凸轮与行星齿轮减速电机主轴脱离，离合器为微型离合器。

第一凸轮和第二凸轮的旋转中心点可以基本处于一条水平线上，如此应限定第二凸轮的最长直径大于第一凸轮的最长直径，以形成对杠杆后臂对待测手指的进一步压力。

本发明还涉及一种毛细血管再充盈时间测量方法，该方法使用上述测量机构，将待测手指放在测量机构的待检区，待测手指对准红外传感器检测部位，红外传感器实时检测待测手指波形并将信号传输给计算机，第一凸轮机构启动，带动第一凸轮转动，第一凸轮4推动杠杆后臂绕支点向上运动，杠杆前臂压紧手指后保持压力数秒，此间肉眼查看杠杆前臂6是否已经压紧待测手指，直到红外传感器检测到稳定的波形，第二凸轮机构开始工作，第二凸轮机构带动第二凸轮转动，第二凸轮8推动杠杆后臂7绕支点继续向上运动，杠杆前臂继续下压待测手指，直到红外传感器传输给计算机的波形达到稳定状态，此间第二凸轮机构在此压紧状态保持压力数秒，当离合器启动，第二凸轮8与行星齿轮电机脱离，杠杆前臂在扭簧的扭力下回退，同时计算机以此时间点为记录的起始点，直至待测手指恢复血色，计算机通过红外传感器测得该待测手指的稳定波形，并以此时间点为记录的终点，终点减去起始点剩余的时间差即为该待测手指毛细血管再充盈的时间。

该测量机构及测量方法简单，在待测手指的施力端形成标准测定的形式，无论手指的粗细还是其它方面迥异的情况，只要在特定的预紧压力和排空压力下，都可以达到统一的测量标准。如果使用人手进行排空，那么根据人手施力的大小不同，排空的效果不同，因为施加的力不是固定的。通过本发明的测量结构及测量方法，可以得到相对标准的测量值。尤其在进行大量的数据研究时，本测量机构及测量方法，不仅能够节省测量时间，统一标准后得出的实验结果也更加接近真实值，使研究更加有价值。

实施例2

如图4所示，驱动装置为一空压机，空压机连接控制系统。空压机可以采用现有技术结构，空压机连接控制系统，控制系统包括显示屏。驱动装置的冲头上设有压力传感器，压力传感器连接控制系统。

其控制流程如下，首先设定空压机的预紧压力值，再设定排空压力值，将待测手指放置在待测区域处，打开控制系统的控制按钮，空压机的冲头压紧手指，红外传感器对待测手指实时测量并传输信号给控制系统形成曲线，当达到预紧压力值时，冲头不再往下运动，红外传感器测得稳定形状的曲线图。此间保持压力数秒，空压机继续启动，冲头向下压迫手指，待达到预定的排空压力值时，传输信号给控制系统，冲头停止动作，保持压力数秒，待红外传感器测得稳定形状的曲线图后，空压机在控制系统的控制下作回复运动，同时红外传感器开始记录，待手指恢复形状，且毛细血管完全变红后，此间测量的时间为毛细血管排空再充盈所需要的时间。

上述的排空压力值为医生根据诊疗经验所判定的，假定在此压力下，设定手指毛细血管内的血液已全部排空。

本发明涉及的这种毛细血管再充盈时间测量机构及测量方法，使末端毛细血管的按压和回放实现了标准化和自动化，并通过近红外光谱传感器进行测量计时。避免了人工按压毛细血管床的位置与压力不统一、观察者偏倚等因素的影响，使CRT能够成为科学的诊疗手段。本发明对于CRT的临床应用具有巨大的推动作用。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种毛细血管再充盈时间测量机构，其特征在于：包括机架和固定于机架上的动力装置、施压件、红外传感器、控制系统和计算机，机架上设有待检区，红外传感器面对待检区，红外传感器通过控制系统连接计算机，所述控制系统连接控制动力装置，动力装置能够按照计算机预设程序控制施压件对待测手指作施压、保持压力和返回的动作。

2.根据权利要求1所述的毛细血管再充盈时间测量机构，其特征在于：施压件为杠杆式结构，包括杠杆前臂、旋转轴和杠杆后臂，旋转轴为杠杆前臂和杠杆后臂的支点。

3.根据权利要求2所述的毛细血管再充盈时间测量机构，其特征在于：所述测量机构包括扭簧，扭簧的卷曲部固定于机架，扭簧的弹力部连接于杠杆前臂。

4.根据权利要求2所述的毛细血管再充盈时间测量机构，其特征在于：所述动力装置包括第一凸轮机构,第一凸轮机构包括第一凸轮和驱动第一凸轮的带自锁功能的减速电机。

5.根据权利要求4所述的毛细血管再充盈时间测量机构，其特征在于：所述第一凸轮外径连接杠杆后臂带动杠杆后臂绕支点转动，杠杆后臂带动杠杆前臂作下压动作。

6.根据权利要求2所述的毛细血管再充盈时间测量机构，其特征在于：动力装置包括第二凸轮机构，第二凸轮机构包括第二凸轮和驱动第二凸轮的减速电机。

7.根据权利要求6所述的毛细血管再充盈时间测量机构，其特征在于，第二凸轮连接在杠杆后臂的远端，带动杠杆后臂绕支点运动，杠杆后臂带动杠杆前臂作下压动作。

8.根据权利要求7所述的毛细血管再充盈时间测量机构，其特征在于：所述第二凸轮机构设有离合器，离合器连接于减速电机主轴，离合器控制第二凸轮与减速电机主轴脱离。

9.根据权利要求2所述的毛细血管再充盈时间测量机构，其特征在于：杠杆前臂挤压待测手指的端面设有包容待测手指的弧形区域。

10.一种毛细血管再充盈时间测量方法，其特征在于：如权利要求1-9中任一项所述的测量机构，把待测手指放置在待检区，动力装置控制施压件给予待测手指预紧力，保持压力数秒，此间计算机通过红外传感器测得稳定波形；动力装置继续对待测手指施压，再保持压力数秒，此间计算机通过红外传感器测得稳定波形，之后施压件作返回动作，计算机以施压件返回起始点为时间记录起点，待测手指内毛细血管血液再充盈后经计算机测得稳定波形，以此时间点为记录终点，终点减去起点的时间差即为该待测手指毛细血管再充盈的时间。