CN112120672A - 一种有效肝功能的检测方法及检测装置、存储介质 - Google Patents

一种有效肝功能的检测方法及检测装置、存储介质 Download PDF

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CN112120672A CN202011003325.7A CN202011003325A CN112120672A CN 112120672 A CN112120672 A CN 112120672A CN 202011003325 A CN202011003325 A CN 202011003325A CN 112120672 A CN112120672 A CN 112120672A
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Abstract

一种有效肝功能的检测方法及检测装置、存储介质，其中检测方法包括：获取探头的第一分光检测数据，第一分光检测数据包括ICG清除试验开始之后第一类波长的检测光和第二类波长的检测光分别穿过人体受检部位的透光度；将第一分光检测数据输入至预设的检测模型，计算得到人体血液中的ICG实时浓度；在半对数坐标下对ICG实时浓度进行线性回归分析，得到人体内的ICG清除速率。由于只要将探头的第一分光检测数据输入至预设的检测模型就可计算得到人体血液中的ICG实时浓度，使得ICG清除试验的检测过程得以大大简化，具有患者无创伤、实时浓度检测性能强的优势。

Description

一种有效肝功能的检测方法及检测装置、存储介质
技术领域
本发明涉及医疗检测技术领域，具体涉及一种有效肝功能的检测方法及检测装置、存储介质。
背景技术
评估有效肝功能的方法主要是吲哚菁绿清除试验(Indocyanine GreenClearance Test，ICG Test)。吲哚菁绿清除试验的检测原理是依据吲哚菁绿的药理特性，即吲哚菁绿经外周静脉注入人体后，可与血浆蛋白结合，迅速分布到各循环器官，再经肝细胞自循环排出。正常人在注射ICG并经过20分钟后仅留有3％于血液中，由于ICG仅通过肝脏在体内进行清除，因此ICG的清除速率仅和受检者的肝功能状态密切相关。此外，ICG的无毒特性也对其他脏器无副作用，如此大大增加了吲哚菁绿清除试验在临床应用中的安全性。在ICG Test中，用于临床评估的指标主要有吲哚菁绿15分钟滞留率(即ICG R15)，和吲哚菁绿每分钟清除速率(即ICG K)两个指标。
目前，开展吲哚菁绿清除试验主要采用手工检测方式和设备检测方式。在手工检测方式中，存在操作复杂、检测时间长，操作效率低下、患者有创伤的问题，还可引起患者依从性差、样品易受到污染、检查结果准确度低等一系列缺点，所以手工检测方式已逐渐被临床淘汰。在设备检测方式中，虽然通过体外检测避免患者创性，也增加了患者的依从性，但是因未能引入客观参考指标，往往致使无法计算出ICG的实时浓度，只能计算ICG与初始浓度的比值，如此在一定程度上影响了ICG R15的准确性；此外，对于ICG K值的测定过程，设备检测方式也未能进行明确表述。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：如何克服现有设备检测方式中无法计算ICG实时浓度的缺陷，以提高用户对检测设备的使用体验。为解决上述技术问题，本申请提供了一种有效肝功能的检测方法及检测装置、存储介质。
根据第一方面，一种实施例中提供一种有效肝功能的检测方法，其包括以下步骤：获取探头的第一分光检测数据；所述第一分光检测数据包括ICG清除试验开始之后第一类波长的检测光和第二类波长的检测光分别穿过人体受检部位的透光度；将所述第一分光检测数据输入至预设的检测模型，计算得到人体血液中的ICG实时浓度；在半对数坐标下对所述ICG实时浓度进行线性回归分析，得到人体内的ICG清除速率；所述ICG清除速率用于表征人体的有效肝功能。
在开始ICG清除试验之前还包括所述检测模型的构建步骤，所述构建步骤包括：获取探头的第二分光检测数据，以及获取人体血液中的血红蛋白浓度；所述第二分光检测数据包括ICG清除试验开始之前第一类波长的检测光、第二类波长的检测光和第三类波长的检测光分别穿过人体受检部位的透光度；根据所述第二分光检测数据计算任意两类检测光透过情况下血液的脉动量比，以及计算人体受检部位对每类检测光的传播影响因数；利用所述血红蛋白浓度、所述脉动量比和所述传播影响因数构建所述检测模型；所述检测模型包括脉动量比与ICG实时浓度、血红蛋白浓度、传播影响因数之间的函数关系。
所述根据所述第二分光检测数据计算任意两类检测光透过情况下血液的脉动量比，以及计算人体受检部位对每类检测光的传播影响因数，包括：将所述第二分光检测数据中第一类波长的检测光、第二类波长的检测光和第三类波长的检测光分别穿过人体受检部位的透光度表示为A8、A9、A6，其中下标8、9、6分别为第一类波长、第二类波长、第三类波长的标识；第一类波长的检测光和第二类波长的检测光透过情况下血液的脉动量比表示为
Figure BDA0002695063030000021
第二类波长的检测光和第三类波长的检测光透过情况下血液的脉动量比表示为
Figure BDA0002695063030000022
第一类波长的检测光和第三类波长的检测光透过情况下血液的脉动量比表示为
Figure BDA0002695063030000023
其中Δ为相邻两次透光度的变化量；通过联立脉动量比的方程组计算人体受检部位对每类检测光的传播影响因数；所述方程组用公式表示为
Figure BDA0002695063030000024
其中，Ex6、Ex8、Ex9分别表示各类检测光的传播影响因数，Kh为血红蛋白在血液针对任意类检测光的吸光度，F为血液的散射系数。
所述利用所述血红蛋白浓度、所述脉动量比和所述传播影响因数构建所述检测模型，包括：若用Ch表示所述血红蛋白浓度，用Ci表示ICG实时浓度，则所述检测模型用公式表示为
Figure BDA0002695063030000025
其中，Ex8＝Zt8Δbt/(ChΔbb)，Ex9＝Zt9Δbt/(ChΔbb)；Ki为ICG在血液针对任意类检测光的吸光度，Δbb为脉博搏动引起的检测光在血液中传播距离的变化量，Zt8、Zt9分别为第一类检测光、第二类检测光在人体受检部位中的衰减系数，Δbt为脉搏搏动引起的检测光在人体受检部位中传播距离的变化量。
所述将所述第一分光检测数据输入至预设的检测模型，计算得到人体血液中的ICG实时浓度，包括：将所述第一分光检测数据中第一类波长的检测光和第二类波长的检测光分别穿过人体受检部位的透光度表示为A′8、A′9；利用相邻两次透光度的变化量ΔA′8、ΔA′9替换所述检测模型中的ΔA8、ΔA9，从而计算得到ICG实时浓度且表示为Ci；所述检测模型中的血红蛋白浓度Ch为预设的标准值或者实际检测值。
所述在半对数坐标下对所述ICG实时浓度进行线性回归分析，得到人体内的ICG清除速率，包括：根据所述ICG实时浓度确定ICG在血液中的平均通过时间且表示为MTT，以及在MTT之后的时间内生成浓度分析区间；在所述浓度分析区间内将所述ICG实时浓度用半对数坐标进行表示，通过线性回归分析得到浓度的直线斜率，并将所述直线斜率作为人体内的ICG清除速率。
在得到所述ICG清除速率之后，还包括：根据所述ICG清除速率计算特定时刻时血液中的ICG滞留率；所述ICG滞留率用于判断人体的有效肝功能的状态，且所述ICG滞留率用公式表示为
Figure BDA0002695063030000031
其中，K为所述ICG清除速率，t为特定时刻的时间。
根据第二方面，一种实施例中提供一种有效肝功能的检测装置，其包括探头、检测器和显示器；所述探头用于夹持在人体受检部位，且通过第一类波长的检测光、第二类波长的检测光和第三类波长的检测光分别穿过人体受检部位时测量对应的透光度；所述检测器与所述探头连接，用于上述第一方面中的检测方法计算得到人体内的ICG清除速率，和/或，根据上述第一方面中的检测方法计算得到血液中的ICG滞留率；所述显示器与所述检测器连接，用于对所述ICG实时浓度、所述ICG清除速率和/或所述ICG滞留率进行显示。
所述检测器包括：获取模块，用于获取探头的第一分光检测数据；所述第一分光检测数据包括ICG清除试验开始之后第一类波长的检测光和第二类波长的检测光分别穿过人体受检部位的透光度；计算模块，与所述获取模块连接，用于将所述第一分光检测数据输入至预设的检测模型，计算得到人体血液中的ICG实时浓度；分析模块，与所述计算模块连接，用于在半对数坐标下对所述ICG实时浓度进行线性回归分析，得到人体内的ICG清除速率，以及根据所述ICG清除速率计算特定时刻时血液中的ICG滞留率；所述ICG清除速率用于表征人体的有效肝功能，所述ICG滞留率用于判断人体的有效肝功能的状态。
根据第三方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，其包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现上述第一方面中所述的检测方法。
本申请的有益效果是：
依据上述实施例的一种有效肝功能的检测方法及检测装置、存储介质，其中检测方法包括：获取探头的第一分光检测数据，第一分光检测数据包括ICG清除试验开始之后第一类波长的检测光和第二类波长的检测光分别穿过人体受检部位的透光度；将第一分光检测数据输入至预设的检测模型，计算得到人体血液中的ICG实时浓度；在半对数坐标下对ICG实时浓度进行线性回归分析，得到人体内的ICG清除速率。其中，检测模型的构建步骤包括：获取探头的第二分光检测数据，以及获取人体血液中的血红蛋白浓度，第二分光检测数据包括ICG清除试验开始之前第一类波长的检测光、第二类波长的检测光和第三类波长的检测光分别穿过人体受检部位的透光度；根据第二分光检测数据计算任意两类检测光透过情况下血液的脉动量比，以及计算人体受检部位对每类检测光的传播影响因数；利用血红蛋白浓度、脉动量比和传播影响因数构建所模型，检测模型包括脉动量比与ICG实时浓度、血红蛋白浓度、传播影响因数之间的函数关系。第一方面，由于只要将探头的第一分光检测数据输入至预设的检测模型就可计算得到人体血液中的ICG实时浓度，使得ICG清除试验的检测过程得以大大简化，具有患者无创伤、实时浓度检测性能强的优势；第二方面，有在半对数坐标下对ICG实时浓度进行线性回归分析来得到人体内的ICG清除速率，如此可以更精准地测量ICG K值，避免现有粗糙检测方式带来的误差，从而全面提升有效肝功能的评估的准确性；第三方面，由于根据探头的第二分光检测数据计算任意两类检测光透过情况下血液的脉动量比，以及计算人体受检部位对每类检测光的传播影响因数，如此容易利用血红蛋白浓度、脉动量比和传播影响因数构建检测模型，充分考虑到一些重要参数对检测模型的影响，提升检测模型的算法性能，并提高计算结果的准确度；第四方面，为准确测定ICGR15，本技术方案明确了ICG K值的计算过程，可以绕开动脉血和静脉血血氧饱和度等复杂计算参数，从而有效简化检测过程的计算逻辑，通过对计算方法进行明确优化的方式为有效肝功能的评估提供了新方法，能够提升用户对检测设备的使用体验。
附图说明
图1为本申请中有效肝功能的检测装置的结构示意图；
图2为探头的结构示意图；
图3为检测器的结构示意图；
图4为本申请中检测模型的构建过程的流程图；
图5为本申请中有效肝功能的检测方法的流程图；
图6为计算ICG实时浓度的流程图；
图7为计算ICG清除速率的流程图；
图8为确定平均通过时间MTT的原理示意图；
图9为利用半对数坐标计算人体内的ICG清除速率的原理示意图；
图10本申请另一种实施例中有效肝功能的检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
为清楚理解本申请技术方案，这里将对一些术语进行说明。
有效肝功能，是指受检者健存的所有肝实质细胞功能的总和，它反映了肝脏在摄取、代谢、合成、生物转化和排泌等生理方面的功能有效状态。肝脏在受到损害的病理状态下，有效肝功能除了需应对机体代谢、免疫和解毒等功能需求，还需满足肝脏自身组织修复和再生的需要；那么，有效肝功能实质上决定着个人康复能力的强弱，以及肝脏对各种外来刺激或诊疗活动本身所带来冲击的耐受能力。通常，对有效肝功能的主要影响因素包括功能性肝细胞的量和必需的肝血流灌注。
吲哚菁绿(Indocyanine green，简称ICG)，是一种临床上常见的染料指示剂药物，具有无毒、对心血管系统无副作用、可快速与血浆蛋白结合的特性，对人体注入ICG溶液之后可迅速分布到人体各循环器官，再经肝细胞自循环排出。正常人注射ICG溶液20分钟后仅留有3％于血液中，故可间隔合理时间后多次开展此项检查。因此，在吲哚菁绿清除试验中，吲哚菁绿的实时浓度、滞留率等参数可以反映有效肝功能的状态。
实施例一、
请参考图1，本申请公开一种有效肝功能的检测装置，其包括探头11、检测器12和显示器13，下面分别说明。
探头11用于夹持在人体受检部位，自身具有多种类型检测光的发射和接收功能。本实施例中，探头11通过第一类波长的检测光、第二类波长的检测光和第三类波长的检测光分别穿过人体受检部位时测量对应的透光度。
需要说明的是，为了测量到血液中血红蛋白、吲哚菁绿(ICG)等物质对检测光的吸收情况，应当选取组织层厚度小、组织内血管丰富的机体部位作为人体受检部位，比如手指、脚趾、鼻翼、耳朵等机体部位，如此可以满足探头易于夹取、检测光易于穿过的探头使用条件。
检测器12与探头11连接，检测器12主要用于获取来自探头11的检测信号，以及根据内部程序设定的算法计算得到人体内的ICG清除速率，和/或，根计算得到血液中的ICG滞留率。
需要说明的是，检测器12可以是具有电子电路并实现特定功能的医疗检测设备，能够对来自探头11的检测信号进行实时记录和自动处理分析，从而得到人体在ICG清除试验中的相关检测数据。
显示器13与检测器12连接，显示器12主要用于对检测器12的处理结果(如ICG实时浓度、ICG清除速率和/或ICG滞留率)进行显示，以方便医护人员或者进行查看。
需要说明的是，显示器13可以是常规的CRT显示器、LCD显示器、LED显示器，自身显示的内容或者图形布局方式可以根据实际需要而进行配置，这里不做具体限制。此外，显示器13还可以具有彩色表现能力和触控操作能力，以便为用户提供更好地使用体验。
在本实施例中，参见图1和图2，探头11包括发射器111、接收器112和线缆113。其中，发射器111和接收器112相对设置，中间具有夹持人体受检部位P1(比如手指)的夹持区域；发射器111和接收器112均连接至线缆113，该线缆113用于连接到检测器12，起到信号的传输作用。发射器111具有多种类型检测光(如检测光L1、L2、L3)的发射能力，同时接收器112具有每类检测光的接收能力。对于某一类检测光，如果得知发射器111发出的入射光强度I0，接收器112接收的出射光强度I的情况下，就可以计算得到该检测光的透光度A＝log(I/I0)。
需要说明的是，第一类波长的检测光L1可以具有λ1＝805±20nm的波长取值，第二类波长的检测光L2可以具有λ2＝940±20nm的波长取值，第三类波长的检测光L3可以具有λ3＝660±20nm的波长取值。
在本实施例中，参见1和图3，检测器12包括获取模块121、计算模块122和分析模块123，分别说明如下。
获取模块121用于获取探头11的第一分光检测数据，这里的第一分光检测数据包括ICG清除试验开始之后第一类波长的检测光L1和第二类波长的检测光L2分别穿过人体受检部位的透光度。
计算模块122与获取模块121连接，用于将第一分光检测数据输入至预设的检测模型，计算得到人体血液中的ICG实时浓度。
分析模块123与计算模块122连接，用于在半对数坐标下对ICG实时浓度进行线性回归分析，得到人体内的ICG清除速率，以及根据ICG清除速率计算特定时刻时血液中的ICG滞留率。其中，ICG清除速率的单位为％/min，ICG滞留率的单位是％；ICG滞留率可以是吲哚菁绿注入人体后5分钟、10分钟或者15分钟的滞留率。
需要说明的是，分析模块123处理得到的ICG清除速率用于表征人体的有效肝功能，ICG滞留率用于判断人体的有效肝功能的状态。
在本实施例中，参考图1，将探头11夹持在人体的手指或者鼻翼，并通过线缆连接至检测器12之后，就可以对人体P0开展ICG清除试验。这里需要利用注射器14将混合ICG溶液的生理盐水或者葡萄糖溶液注入至人体经脉血管，在注射器14推进的同时认为ICG清除试验开始，之后吲哚菁绿(ICG)通过静脉血管在血液中扩散，并最终通过肝脏的清除作用而消失。
那么可以理解，在ICG清除试验开始后，检测器12就可以实时获取探头11采集的光强度，利用预设的检测模型计算人体血液中的ICG实时浓度，并进一步地分析得到ICG清除速率和ICG滞留率。关于检测器12的功能将在下文的实施例二和实施例三中进行具体说明。
实施例二、
根据实施例一中公开有效肝功能的检测装置，检测器中的计算模块需要借助预设的检测模型才能计算得到人体血液中的ICG实时浓度，为了清楚了解计算模块的工作原理，本实施例将对预设的检测模型进行详细说明。
在本实施例中，检测模型的构建方法需要在开展ICG清除试验之前进行，可将图1中示意的探头11连接在人体受检部位，开机启动检测器12之后，检测器12控制探头11自动进行分光检测，根据检测结果构建针对人体P0的检测模型。
请参考图4，本实施例公开的检测模型的构建方法可以包括步骤S110-S130，下面分别说明。
步骤S110，获取探头的第二分光检测数据，以及获取人体血液中的血红蛋白浓度。这里的第二分光检测数据包括ICG清除试验开始之前第一类波长的检测光(L1)、第二类波长的检测光(L2)和第三类波长的检测光(L3)分别穿过人体受检部位的透光度。
需要说明的是，人体血液中的血红蛋白浓度为预设的标准值或者实际检测值。如果血红蛋白浓度为预设的标准值，则可以设置为140g/L并由检测器12直接读取即可；如果血红蛋白浓度为实际检测值，则实际检测值可以由工作人员根据手工或设备对血红蛋白的检测结果输入至检测器12时得到，或者可以由检测器12根据第一类波长的检测光L1进行分析而得到。由于利用特定波长的检测光来检测血液中的血红蛋白浓度是当前医疗检测中的常见技术手段，且属于现有技术，所以这里不再进行详细说明。
步骤S120，根据第二分光检测数据计算任意两类检测光透过情况下血液的脉动量比，以及计算人体受检部位对每类检测光的传播影响因数。
在一个具体实施例中，该步骤S120可以描述为：
(1)将第二分光检测数据中第一类波长的检测光L1、第二类波长的检测光L2和第三类波长的检测光L3分别穿过人体受检部位的透光度表示为A8、A9、A6，其中下标8、9、6分别为第一类波长、第二类波长、第三类波长的标识。
那么，第一类波长的检测光L1和第二类波长的检测光L2透过情况下血液的脉动量比用公式表示为
Figure BDA0002695063030000081
第二类波长的检测光L2和第三类波长的检测光L3透过情况下血液的脉动量比表示为
Figure BDA0002695063030000082
第一类波长的检测光L1和第三类波长的检测光L3透过情况下血液的脉动量比表示为
Figure BDA0002695063030000083
其中，Δ为相邻两次透光度的变化量。
(2)通过联立脉动量比的方程组计算人体受检部位对每类检测光的传播影响因数；方程组用公式表示为
Figure BDA0002695063030000091
在上面的方程组中，Ex6、Ex8、Ex9分别表示各类检测光的传播影响因数，Kh为血红蛋白在血液针对任意类检测光的吸光度，F为血液的散射系数。
步骤S130，利用血红蛋白浓度、脉动量比和传播影响因数构建检测模型。这里的检测模型包括脉动量比与ICG实时浓度、血红蛋白浓度、传播影响因数之间的函数关系。
在一个具体实施例中，若用Ch表示血红蛋白浓度，用Ci表示ICG实时浓度，则检测模型用公式表示为
Figure BDA0002695063030000092
其中，Ex8＝Zt8Δbt/(ChΔbb)，Ex9＝Zt9Δbt/(ChΔbb)；Ki为ICG在血液针对任意类检测光的吸光度，Δbb为脉博搏动引起的检测光在血液中传播距离的变化量，Zt8、Zt9分别为第一类检测光、第二类检测光在人体受检部位中的衰减系数，Δbt为脉搏搏动引起的检测光在人体受检部位中传播距离的变化量。
为进一步地理解检测模型的构建过程，下面将对检测模型的构建原理进行说明。
透光度A8、A9、A6是根据朗伯-比尔定律得到的参数，朗伯-比尔定律用公式表示为
Figure BDA0002695063030000093
其中，A为吸光度，出射光强度I与入射光强度I0的对比比值；K为摩尔吸光系数，且与吸收物质的性质及检测光的波长λ有关；c为吸光物质的浓度，单位为mol/L；b为吸收层厚度，单位为cm。
按照指示剂稀释法原理，ICG注入体内后，将迅速与血浆蛋白结合，如果把血液作为光线的传播介质，那么其中的吸光物质除了血红蛋白(即Hb)以外，还包括吲哚菁绿(即ICG)，则吸光度A重新表示为
Figure BDA0002695063030000094
其中，Kh、Ki分别为Hb和ICG在血液中的吸光度，Ch、Ci分别为Hb和ICG在血液中的浓度。在检测光传播的过程中，血管会随着脉搏的搏动不断收缩与扩张，当这种变化引起检测光在血液中的传播距离增加Δb时，发射光线强度会减少ΔI，此时光密度也会产生ΔA的变化量。那么，在脉搏引起的光变化量为ΔI，则ΔA可以用公式表示为
Figure BDA0002695063030000101
若以两种不同形式波长的检测光(如波长为λ1的检测光L1和波长为λ2的检测光L2)进行测量，则可分别得到两组不同的光密度的变化量ΔA6和ΔA8，则可以消除Δb的影响并得到任意两类检测光透过情况下血液的脉动量比，比如第一类波长的检测光L1和第二类波长的检测光L2透过情况下血液的脉动量比表示为
Figure BDA0002695063030000102
这里仅考虑到了Hb和ICG对脉动量比的影响，前提是检测光在均匀介质中没有色散的情况发生。但是对于指端皮肤，血液引起的色散和外围组织的影响都是不可忽略的，如果将这两项因素考虑在内，则ΔA将重新表示为
Figure BDA0002695063030000103
其中，F为血液的散射系数(通常视为常数)，Δbb表示动脉血博动引起光线在血液中传播距离的变化，Zt为光线在组织中的衰减系数，Δbt表示脉搏搏动引起检测光在组织中传播距离的变化。
此时，第一类波长的检测光L1和第二类波长的检测光L2透过情况下血液的脉动量比将重新表示为
Figure BDA0002695063030000104
其中，Ki为ICG在血液针对任意类检测光的吸光度，Δbb为脉博搏动引起的检测光在血液中传播距离的变化量，Zt8、Zt9分别为第一类检测光、第二类检测光在人体受检部位中的衰减系数，Δbt为脉搏搏动引起的检测光在人体受检部位中传播距离的变化量。如果用传播影响因数
Figure BDA0002695063030000105
对公式进行简化，则能得到脉动量比与血红蛋白、ICG实时浓度、传播影响因数之间的关系，则脉动量比的公式简化表示为
Figure BDA0002695063030000111
在进行ICG清除试验之前，由于ICG实时浓度为零，那么就可以进一步对公式进行简化，从而得到任意两类检测光透过情况下血液的脉动量比，并联立形成方程组
Figure BDA0002695063030000112
Figure BDA0002695063030000113
Figure BDA0002695063030000114
由于方程组中
Figure BDA0002695063030000115
均是可以根据第二分光检测数据计算得到的量，那么容易联立各个方程计算得到Ex6、Ex8、Ex9，从而构建得到检测模型
Figure BDA0002695063030000116
根据该检测模型，只要在ICG清除试验开始之后，根据第一分光检测数据计算得到
Figure BDA0002695063030000117
那么就能够在得知其它参数值的情况下，计算出ICG实时浓度Ci。
本领域的技术人员可以理解，本实施例中由于根据探头的第二分光检测数据计算任意两类检测光透过情况下血液的脉动量比，以及计算人体受检部位对每类检测光的传播影响因数，如此容易利用血红蛋白浓度、脉动量比和传播影响因数构建检测模型，充分考虑到一些重要参数对检测模型的影响，能够提升检测模型的算法性能，并提高计算结果的准确度。
实施例三、
请参考图5，在实施例二中公开的检测模型的基础上，本实施例中公开一种有效肝功能的检测方法，其主要包括步骤S210-S230。
步骤S210，获取探头的第一分光检测数据。这里的第一分光检测数据包括ICG清除试验开始之后第一类波长的检测光和第二类波长的检测光分别穿过人体受检部位的透光度。
比如，参见图1，在ICG清除试验开始之后，检测器12控制探头11以一定的周期连续发射第一类波长的检测光L1和第二类波长的检测光L2，然后检测器12接收探头11反馈的光强信号，从而处理的到第一类波长的检测光L1穿过人体受检部位的透光度，且表示为A8′；同时，处理得到第二类波长的检测光L2穿过人体受检部位的透光度，且表示A9′。
步骤S220，将第一分光检测数据输入至预设的检测模型，计算得到人体血液中的ICG实时浓度。
在一个具体实施例中，参见图6，该步骤S220可以具体包括步骤S221-S222，分别说明如下。
步骤S221，将第一分光检测数据中第一类波长的检测光和第二类波长的检测光分别穿过人体受检部位的透光度表示为A8′、A9′。
步骤S222，利用相邻两次透光度的变化量ΔA8′、ΔA9′替换检测模型中的ΔA8、ΔA9，从而计算得到ICG实时浓度且表示为Ci。
对于检测模型
Figure BDA0002695063030000121
将变化量ΔA′8、ΔA′9替换检测模型中的ΔA8、ΔA9之后，就可以计算得到
Figure BDA0002695063030000122
并在得知Kh8、Ki8、Kh9、Ki9、Ch、F的参数值的情况下，容易计算得到ICG实时浓度Ci。
需要说明的是，本实施例中的血红蛋白浓度Ch为预设的标准值或者实际检测值，这里不做限制。
步骤S230，在半对数坐标下对ICG实时浓度进行线性回归分析，得到人体内的ICG清除速率。这里的ICG清除速率用于表征人体的有效肝功能。
在一个具体实施例中，参见图7，该步骤S230可以具体包括步骤S231-S232，分别说明如下。
步骤S231，根据ICG实时浓度确定ICG在血液中的平均通过时间且表示为MTT，以及在MTT之后的时间内生成浓度分析区间。
参见图8，ICG注入人体后，随血液分布于全身，其首循环曲线如图中的曲线进行示意。由于得知了ICG实时浓度，那么可以绘制图8中的药时曲线，将首循环曲线自然延长形成封闭区域，将中心线位置对应的时间定义为平均分布时间，即MTT。
由于MTT表示的是ICG在血液中均匀分布的时间，其后ICG在血液中以一级速率进行清除，取MTT后的一定时间范围即可生成浓度分析区间。比如，取MTT后的2.5-5.5min的区间范围，就可生成浓度分析区间且表示为MTT+2.5-MTT+5.5，单位为min。
步骤S232，在浓度分析区间内将ICG实时浓度用半对数坐标进行表示，通过线性回归分析得到浓度的直线斜率，并将直线斜率作为人体内的ICG清除速率。
参见图9，将浓度分析区间内的ICG实时浓度用半对数坐标进行表示，这是浓度的衰减曲线将形成一条近乎直线形式，通过线性回归分析得到关于浓度的直线斜率，此时将直线斜率作为人体内的ICG清除速率。
需要说明的是，半对数坐标系的一个轴是分度均匀的普通坐标轴，另一个轴是分度不均匀的对数坐标轴；由于半对数坐标系是数学分析中常用的技术手段，所以这里不再进行说明。
进一步地，参见图5，本实施例中公开的检测方法还包括位于步骤S230之后的步骤S240。
步骤S240，在得到ICG清除速率之后，根据ICG清除速率计算特定时刻时血液中的ICG滞留率。这里的ICG滞留率(也可称为ICG K值)用于判断人体的有效肝功能的状态。
在一个具体实施中，ICG滞留率用公式表示为
Figure BDA0002695063030000131
其中，K为ICG清除速率，t为特定时刻的时间。可以理解，这里的ICGR15表示的是吲哚菁绿(ICG)注入人体后15分钟的滞留率，单位％。当然还可以计算5分钟、10分钟时刻的ICG滞留率，只要将时间t进行相应赋值即可。可以理解，在ICG滞留率计算过程中，能够避免引入C0，使得计算结果不受C0的影响，如此可以提高计算的准确性。
需要说明的是，本实施例中公开的检测方法(即步骤S210-S240)需要配合实施例二中的检测模型进行实现，如果检测模型事先没有在检测装置中配置，则在开展本实施例中各步骤之前还需要先执行实施例二中的步骤；如果检测模型事先已经在检测装置中配置完成，则无需执行实施例二中的步骤，直接执行本实施例中的各步骤即可。
本领域的技术人员可以理解，在本实施例中，由于只要将探头的第一分光检测数据输入至预设的检测模型就可计算得到人体血液中的ICG实时浓度，使得ICG清除试验的检测过程得以大大简化，具有患者无创伤、实时浓度检测性能强的优势。并且，由于在半对数坐标下对ICG实时浓度进行线性回归分析来得到人体内的ICG清除速率，如此可以更精准地测量ICG K值，避免现有粗糙检测方式带来的误差，从而全面提升有效肝功能的评估的准确性。此外，为准确测定ICG R15，本实施例中公开的技术方案明确了ICG K值的计算过程，可以绕开动脉血和静脉血血氧饱和度等复杂计算参数，从而有效简化检测过程的计算逻辑，通过对计算方法进行明确优化的方式为有效肝功能的评估提供了新方法，能够提升用户对检测设备的使用体验。
实施例四、
参见图10，本实施例中公开一种有效肝功能的检测装置，其包括存储器21和处理器22。
其中，存储器21用于存储程序，存储器21可以认为计算机可读存储介质，内部存储的程序可以是实施例二中构建方法和实施例三中检测方法对应的软件代码。
其中，处理器22与存储器21连接，用于执行存储器21中存储的程序并实现实施例二和实施例三中介绍的方法。
本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种有效肝功能的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取探头的第一分光检测数据；所述第一分光检测数据包括ICG清除试验开始之后第一类波长的检测光和第二类波长的检测光分别穿过人体受检部位的透光度；
将所述第一分光检测数据输入至预设的检测模型，计算得到人体血液中的ICG实时浓度；
在半对数坐标下对所述ICG实时浓度进行线性回归分析，得到人体内的ICG清除速率；所述ICG清除速率用于表征人体的有效肝功能。
2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在开始ICG清除试验之前还包括所述检测模型的构建步骤，所述构建步骤包括：
获取探头的第二分光检测数据，以及获取人体血液中的血红蛋白浓度；所述第二分光检测数据包括ICG清除试验开始之前第一类波长的检测光、第二类波长的检测光和第三类波长的检测光分别穿过人体受检部位的透光度；
根据所述第二分光检测数据计算任意两类检测光透过情况下血液的脉动量比，以及计算人体受检部位对每类检测光的传播影响因数；
利用所述血红蛋白浓度、所述脉动量比和所述传播影响因数构建所述检测模型；所述检测模型包括脉动量比与ICG实时浓度、血红蛋白浓度、传播影响因数之间的函数关系。
3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述第二分光检测数据计算任意两类检测光透过情况下血液的脉动量比，以及计算人体受检部位对每类检测光的传播影响因数，包括：
将所述第二分光检测数据中第一类波长的检测光、第二类波长的检测光和第三类波长的检测光分别穿过人体受检部位的透光度表示为A8、A9、A6，其中下标8、9、6分别为第一类波长、第二类波长、第三类波长的标识；
第一类波长的检测光和第二类波长的检测光透过情况下血液的脉动量比表示为
Figure FDA0002695063020000011
第二类波长的检测光和第三类波长的检测光透过情况下血液的脉动量比表示为
Figure FDA0002695063020000012
第一类波长的检测光和第三类波长的检测光透过情况下血液的脉动量比表示为
Figure FDA0002695063020000013
其中Δ为相邻两次透光度的变化量；
通过联立脉动量比的方程组计算人体受检部位对每类检测光的传播影响因数；所述方程组用公式表示为
Figure FDA0002695063020000021
其中，Ex8、Ex9、Ex6分别表示各类检测光的传播影响因数，Kh为血红蛋白在血液针对任意类检测光的吸光度，F为血液的散射系数。
4.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述利用所述血红蛋白浓度、所述脉动量比和所述传播影响因数构建所述检测模型，包括：
若用Ch表示所述血红蛋白浓度，用Ci表示ICG实时浓度，则所述检测模型用公式表示为
Figure FDA0002695063020000022
其中，Ex8＝Zt8Δbt/(ChΔbb)，Ex9＝Zt9Δbt/(ChΔbb)；Ki为ICG在血液针对任意类检测光的吸光度，Δbb为脉博搏动引起的检测光在血液中传播距离的变化量，Zt8、Zt9分别为第一类检测光、第二类检测光在人体受检部位中的衰减系数，Δbt为脉搏搏动引起的检测光在人体受检部位中传播距离的变化量。
5.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述将所述第一分光检测数据输入至预设的检测模型，计算得到人体血液中的ICG实时浓度，包括：
将所述第一分光检测数据中第一类波长的检测光和第二类波长的检测光分别穿过人体受检部位的透光度表示为A′8、A′9；
利用相邻两次透光度的变化量ΔA′8、ΔA′9替换所述检测模型中的ΔA8、ΔA9，从而计算得到ICG实时浓度且表示为Ci；
所述检测模型中的血红蛋白浓度Ch为预设的标准值或者实际检测值。
6.如权利要求1-5中任一项所述的检测方法，其特征在于，所述在半对数坐标下对所述ICG实时浓度进行线性回归分析，得到人体内的ICG清除速率，包括：
根据所述ICG实时浓度确定ICG在血液中的平均通过时间且表示为MTT，以及在MTT之后的时间内生成浓度分析区间；
在所述浓度分析区间内将所述ICG实时浓度用半对数坐标进行表示，通过线性回归分析得到浓度的直线斜率，并将所述直线斜率作为人体内的ICG清除速率。
7.如权利要求1-5中任一项所述的检测方法，其特征在于，在得到所述ICG清除速率之后，还包括：
根据所述ICG清除速率计算特定时刻时血液中的ICG滞留率；所述ICG滞留率用于判断人体的有效肝功能的状态，且所述ICG滞留率用公式表示为
Figure FDA0002695063020000031
其中，K为所述ICG清除速率，t为特定时刻的时间。
8.一种有效肝功能的检测装置，其特征在于，包括探头、检测器和显示器；
所述探头用于夹持在人体受检部位，且通过第一类波长的检测光、第二类波长的检测光和第三类波长的检测光分别穿过人体受检部位时测量对应的透光度；
所述检测器与所述探头连接，用于根据权利要求1-6中任一项所述的检测方法计算得到人体内的ICG清除速率，和/或，根据权利要求7中所述的检测方法计算得到血液中的ICG滞留率；
所述显示器与所述检测器连接，用于对所述ICG实时浓度、所述ICG清除速率和/或所述ICG滞留率进行显示。
9.如权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述检测器包括：
获取模块，用于获取探头的第一分光检测数据；所述第一分光检测数据包括ICG清除试验开始之后第一类波长的检测光和第二类波长的检测光分别穿过人体受检部位的透光度；
计算模块，与所述获取模块连接，用于将所述第一分光检测数据输入至预设的检测模型，计算得到人体血液中的ICG实时浓度；
分析模块，与所述计算模块连接，用于在半对数坐标下对所述ICG实时浓度进行线性回归分析，得到人体内的ICG清除速率，以及根据所述ICG清除速率计算特定时刻时血液中的ICG滞留率；
所述ICG清除速率用于表征人体的有效肝功能，所述ICG滞留率用于判断人体的有效肝功能的状态。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-7中任一项所述的检测方法。
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