CN113588579A - 血液离子浓度探测装置和方法、钙离子浓度探测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了血液离子浓度探测装置和方法、钙离子浓度探测方法，属于血液净化领域，单色光源发出单色光分为第一单色光和第二单色光；第一单色光依次经血液管路、第一单色器滤镜组后传递至第一光信号转换器；第二单色光经第二单色器滤镜组传递至第二光信号转换器；第一光信号转换器、第二光信号转换器用于将光强度信号转换为电信号，控制器根据朗伯比尔定律计算血液离子浓度。本发明的血液离子浓度探测装置和方法、钙离子浓度探测方法，可在线对血液中的离子浓度进行监测，不需要手工抽血采用血气分析的方法监测血液中电解质浓度，方便省心，本发明利用光学原理进行离子浓度探测，不直接与血液接触，可避免血液被污染，精度高。
Description
技术领域
本发明属于血液净化领域，具体地说涉及血液离子浓度探测装置和方法、钙离子浓度探测方法。
背景技术
CRRT(continuous renal replacement therapy)为连续性肾脏替代治疗，是所有连续、缓慢清除水分与溶质的治疗方式总称，是支持人体器官功能的血液净化技术。连续性血液净化治疗是一个需要血液体外循环治疗的过程，体外的血液与管道和透析膜接触可触发机体的凝血机制，从而形成血栓阻塞管路和滤器。因此，血液净化治疗过程中必须使用肝素、枸橼酸等抗凝剂以防止血栓的形成，以免导致透析器和管道阻塞，从而被迫终止治疗。
枸橼酸抗凝原理：凝血过程需要游离钙参与，枸橼酸根离子与血液中的钙离子生成难解离的可溶性络合物枸橼酸钙，此络合物易溶于水不易解离，凝血过程受到抑制，从而阻止血液凝固。局部枸橼酸抗凝，特别是使用无钙置换液，透析器内钙离子通过弥散和滤过作用进入废液，会造成钙离子的大量丢失，从而造成患者低钙血症。故局部枸橼酸抗凝治疗时需要适当补充钙。
枸橼酸抗凝时可能存在以下不良反应：如果补钙过多，会出现高钙血症；如果补钙太少，会出现低钙血症；由于4％枸橼酸溶液钠离子浓度含量远高血液中钠离子浓度，可能会出现高钠血症。故治疗过程中需要每2h分别抽取滤器前和滤器后的血液进行血气分析，对电解质特别是钙离子浓度进行监测，并根据结果对治疗处方进行适当的调整，确保治疗过程中的患者安全。目前没有在线的离子浓度探测传感器，需要每2h手工抽取滤器前和滤器后的血液在血气分析仪上通过血气分析的方法监测患者血液中电解质浓度，操作繁琐。而且抽血后用于血气分析的血液被丢弃，患者的血液被浪费。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处提供血液离子浓度探测装置和方法、钙离子浓度探测方法，拟解决当前没有在线的离子浓度探测传感器，操作繁琐，血液被浪费等问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
血液离子浓度探测装置，包括光源驱动器1、单色光源2、切光器3、第一单色器滤镜组4、第一光信号转换器5、第二单色器滤镜组6、第二光信号转换器7和控制器8；所述控制器8分别和光源驱动器1、第一单色器滤镜组4、第一光信号转换器5、第二单色器滤镜组6、第二光信号转换器7电连接；所述光源驱动器1用于驱动单色光源2发出单色光；所述切光器3用于将单色光源2发出单色光分为第一单色光和第二单色光；所述第一单色光依次经血液管路14、第一单色器滤镜组4后传递至第一光信号转换器5；所述第二单色光经第二单色器滤镜组6传递至第二光信号转换器7；所述第一光信号转换器5、第二光信号转换器7用于将光强度信号转换为电信号。
进一步的，所述第一单色器滤镜组4包括第一红光单色器滤镜9和第一紫外光单色器滤镜10；所述第一红光单色器滤镜9和第一紫外光单色器滤镜10分别和控制器8电连接；所述第一单色光穿过第一红光单色器滤镜9和第一紫外光单色器滤镜10；所述第二单色器滤镜组6包括第二红光单色器滤镜11和第二紫外光单色器滤镜12；所述第二红光单色器滤镜11和第二紫外光单色器滤镜12分别和控制器8电连接；所述第二单色光穿过第二红光单色器滤镜11和第二紫外光单色器滤镜12。
进一步的，还包括反光镜13；所述反光镜13用于将第二单色光反射至第二单色器滤镜组6。
进一步的，所述第一单色光穿过血液管路14的轴心。
进一步的，还包括固定套16；所述固定套16上设有贯穿孔；所述血液管路14穿在贯穿孔上。
进一步的，所述血液管路14两侧设有关于轴心对称凸台15；所述凸台15外壁面和内壁面平行，且均垂直第一单色光；所述第一单色光依次经过一侧凸台15的外壁面、一侧凸台15的内壁面、血液管路14内部、另一侧凸台15的内壁面、另一侧凸台15的外壁面；所述贯穿孔内壁两侧设有和凸台15配合的凹槽；所述凸台15的外壁面上粘有铁皮；所述凹槽内设有磁面；所述磁面吸附对应凸台15的铁皮。
血液离子浓度探测方法，采用上述的血液离子浓度探测装置，具体步骤为：控制器8控制光源驱动器1驱动单色光源2发出血液待测离子对应的单色光，切光器3将单色光源2发出的单色光分为第一单色光和第二单色光；所述第一单色光依次经血液管路14、第一单色器滤镜组4后传递至第一光信号转换器5；所述第二单色光经第二单色器滤镜组6传递至第二光信号转换器7；第一光信号转换器5将第一单色光的光强I存储在控制器8的存储单元内；第二光信号转换器7将第二单色光的光强I0存储在控制器8的存储单元内；控制器8计算血液待测离子浓度c＝lg(I0/I)/(Kb)，K为摩尔吸光系数，b为第一单色光穿过的血液厚度。
血液钙离子浓度探测方法，采用上述的血液离子浓度探测装置，具体步骤包括：空管路标定步骤、数据库搭建步骤、浓度测量步骤和钙离子浓度计算步骤；
所述空管路标定步骤具体为：控制器8控制光源驱动器1驱动单色光源2发出红光，控制器8控制第一单色器滤镜组4、第二单色器滤镜组6作为红光单色器滤镜工作；所述第一单色光不经血液管路14直接到达第一单色器滤镜组4；第一光信号转换器5将第一单色光的光强Ir10存储在控制器8的存储单元内；第二光信号转换器7将第二单色光的光强Ir20存储在控制器8的存储单元内；控制器8控制光源驱动器1驱动单色光源2发出紫外光，控制器8控制第一单色器滤镜组4、第二单色器滤镜组6作为紫外光单色器滤镜工作；所述第一单色光不经血液管路14直接到达第一单色器滤镜组4；第一光信号转换器5将第一单色光的光强Iuv10存储在控制器8的存储单元内；第二光信号转换器7将第二单色光的光强Iuv20存储在控制器8的存储单元内；
所述数据库搭建步骤具体为：向血液管路14通入已知红细胞浓度为nrx、钙离子浓度为ncay的血液；控制器8控制光源驱动器1驱动单色光源2发出红光，控制器8控制第一单色器滤镜组4、第二单色器滤镜组6作为红光单色器滤镜工作；所述第一单色光经血液管路14到达第一单色器滤镜组4；第一光信号转换器5将第一单色光的光强Ir1x存储在控制器8的存储单元内；第二光信号转换器7将第二单色光的光强Ir2x存储在控制器8的存储单元内；控制器8控制光源驱动器1驱动单色光源2发出紫外光，控制器8控制第一单色器滤镜组4、第二单色器滤镜组6作为紫外光单色器滤镜工作；所述第一单色光经血液管路14到达第一单色器滤镜组4；第一光信号转换器5将第一单色光的光强Iuv1y存储在控制器8的存储单元内；第二光信号转换器7将第二单色光的光强Iuv2y存储在控制器8的存储单元内；控制器8计算并构建数据单元{lg[(Ir2x*Ir10/Ir20)/Ir1x]，nrx，lg[(Iuv2y*Iuv10/Iuv20)/Iuv1y]，ncay}存储至控制器8的存储单元内；更换不同的红细胞浓度为nrx的值、钙离子浓度为ncay值，重复上述步骤，控制器8计算并构建若干个数据单元；所有的数据单元构成数据库；
所述浓度测量步骤具体为：血液管路14内通入待测血液；控制器8控制光源驱动器1驱动单色光源2发出红光，控制器8控制第一单色器滤镜组4、第二单色器滤镜组6作为红光单色器滤镜工作；所述第一单色光经血液管路14到达第一单色器滤镜组4；第一光信号转换器5将第一单色光的光强Ir11存储在控制器8的存储单元内；第二光信号转换器7将第二单色光的光强Ir21存储在控制器8的存储单元内；控制器8控制光源驱动器1驱动单色光源2发出紫外光，控制器8控制第一单色器滤镜组4、第二单色器滤镜组6作为紫外光单色器滤镜工作；所述第一单色光经血液管路14到达第一单色器滤镜组4；第一光信号转换器5将第一单色光的光强Iuv11存储在控制器8的存储单元内；第二光信号转换器7将第二单色光的光强Iuv21存储在控制器8的存储单元内；控制器8计算lg[(Ir21*Ir10/Ir20)/Ir11]和lg[(Iuv21*Iuv10/Iuv20)/Iuv11]的值并存储至控制器8的存储单元内；
所述钙离子浓度计算步骤具体为：所述控制器8从存储单元内调取数据库，根据lg[(Ir21*Ir10/Ir20)/Ir11]和lg[(Iuv21*Iuv10/Iuv20)/Iuv11]的值分别与数据库中每个数据单元的lg[(Ir2x*Ir10/Ir20)/Ir1x]和lg[(Iuv2y*Iuv10/Iuv20)/Iuv1y]的值进行逐一比对，当完全对应时，该数据单元的nrx值即为待测血液的红细胞浓度，ncay值即为待测血液的钙离子浓度。
本发明的有益效果是：
本发明公开了血液离子浓度探测装置和方法、钙离子浓度探测方法，单色光源发出单色光分为第一单色光和第二单色光；第一单色光依次经血液管路、第一单色器滤镜组后传递至第一光信号转换器；第二单色光经第二单色器滤镜组传递至第二光信号转换器；第一光信号转换器、第二光信号转换器用于将光强度信号转换为电信号，控制器根据朗伯比尔定律计算血液离子浓度。本发明的血液离子浓度探测装置和方法、钙离子浓度探测方法，可在线对血液中的离子浓度进行监测，不需要手工抽血采用血气分析的方法监测血液中电解质浓度，方便省心，本发明利用光学原理进行离子浓度探测，不直接与血液接触，可避免血液被污染，精度高。
附图说明
图1是本发明原理示意图；
图2是本发明血液管路和固定套截面示意图；
图3是本发明血液管路侧面结构示意图；
附图中：1-光源驱动器、2-单色光源、3-切光器、4-第一单色器滤镜组、5-第一光信号转换器、6-第二单色器滤镜组、7-第二光信号转换器、8-控制器、9-第一红光单色器滤镜、10-第一紫外光单色器滤镜、11-第二红光单色器滤镜、12-第二紫外光单色器滤镜、13-反光镜、14-血液管路、15-凸台、16-固定套。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步详细说明，但是本发明不局限于以下实施例。
实施例一：
见附图1。血液离子浓度探测装置，包括光源驱动器1、单色光源2、切光器3、第一单色器滤镜组4、第一光信号转换器5、第二单色器滤镜组6、第二光信号转换器7和控制器8；所述控制器8分别和光源驱动器1、第一单色器滤镜组4、第一光信号转换器5、第二单色器滤镜组6、第二光信号转换器7电连接；所述光源驱动器1用于驱动单色光源2发出单色光；所述切光器3用于将单色光源2发出单色光分为第一单色光和第二单色光；所述第一单色光依次经血液管路14、第一单色器滤镜组4后传递至第一光信号转换器5；所述第二单色光经第二单色器滤镜组6传递至第二光信号转换器7；所述第一光信号转换器5、第二光信号转换器7用于将光强度信号转换为电信号。由上述结构可知，控制器8控制光源驱动器1驱动单色光源2发出单色光，单色光为特定波长的光，具体的波段与待测血液离子有关；所述切光器3用于将单色光源2发出单色光分为第一单色光和第二单色光；第一单色器滤镜组4和第二单色器滤镜组6用于过滤除单色光外其他波长光线的干扰；第一光信号转换器5用于监测经第一单色器滤镜组4过滤后第一单色光的光强度，并将光强度信号转换为电信号传递给控制器8；第二光信号转换器7用于监测经第二单色器滤镜组6过滤后第二单色光的光强度，并将光强度信号转换为电信号传递给控制器8；由于第一单色光经过透明的血液管路14，血液管路14中血液待测离子浓度含量不同，则第一光信号转换器5接收到的光强度不同，根据第一光信号转换器5和第二光信号转换器7接收到的光强度的值，利用朗伯比尔定律可以计算出待测血液离子浓度。
朗伯-比尔定律：光被透明介质吸收的比例与入射光的强度无关；在光程上每等厚层介质吸收相同比例值的光，朗伯-比尔定律计算公式如下：
A＝lg(1/T)＝Kbc
其中，A为吸光度，T为透射比(透光度)，是出射光强度比入射光强度；K为摩尔吸收系数，它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关；c为吸光物质的浓度，b为吸收层厚度。根据朗伯-比尔定律，血液中待测离子浓度含量不同，则接收端接收到的光强度不同，计算经过透明管路后光强度的衰减比例并与标定数据进行对比可计算出血液中待测离子的浓度。
我们采用切光器3用于将单色光源2发出单色光分为第一单色光和第二单色光；监测第二单色光的光强度是为了推导出入射光强度，我们没有直接采用单色光源2标定的入射光强度，因为光源性能不稳定以及光源长时间使用后存在性能降低的问题，会影响入射光强度的真实值。所以，本发明测量血液离子浓度精度更高。
本发明可在线对血液中的离子浓度进行监测，不需要手工抽血采用血气分析的方法监测血液中电解质浓度，方便省心，本发明利用光学原理进行离子浓度探测，不直接与血液接触，可避免血液被污染，精度高。
实施例二：
见附图1～3。在实施例一的基础上，所述第一单色器滤镜组4包括第一红光单色器滤镜9和第一紫外光单色器滤镜10；所述第一红光单色器滤镜9和第一紫外光单色器滤镜10分别和控制器8电连接；所述第一单色光穿过第一红光单色器滤镜9和第一紫外光单色器滤镜10；所述第二单色器滤镜组6包括第二红光单色器滤镜11和第二紫外光单色器滤镜12；所述第二红光单色器滤镜11和第二紫外光单色器滤镜12分别和控制器8电连接；所述第二单色光穿过第二红光单色器滤镜11和第二紫外光单色器滤镜12。由上述结构可知，控制器8可以控制第一红光单色器滤镜9和第一紫外光单色器滤镜10工作或不工作，若第一红光单色器滤镜9工作，则第一紫外光单色器滤镜10不工作，可以过滤除红光单色光外其他波长光线的干扰；若第一红光单色器滤镜9不工作，则第一紫外光单色器滤镜10工作，可以过滤除紫外光单色光外其他波长光线的干扰；控制器8可以控制第二红光单色器滤镜11和第二紫外光单色器滤镜12工作或不工作的原理与上述相同。
还包括反光镜13；所述反光镜13用于将第二单色光反射至第二单色器滤镜组6。由上述结构可知，反光镜13可以改变第二单色光的路径，使第二单色器滤镜组6、第二光信号转换器7设置在合适的位置，使本装置更加紧凑。
所述第一单色光穿过血液管路14的轴心。由上述结构可知，由于待测血液离子浓度的计算和第一单色光穿过的血液厚度息息相关，第一单色光穿过血液管路14的轴心，确保第一单色光穿过的血液厚度为透明的血液管路14的内直径，使待测血液离子浓度的计算准确。如果第一单色光不穿过血液管路14的轴心，由于血液管路14的截面为圆形，很难保证每次第一单色光穿过的血液厚度相同。
还包括固定套16；所述固定套16上设有贯穿孔；所述血液管路14穿在贯穿孔上。由上述结构可知，固定套16起到固定和定位血液管路14的作用，使第一单色光顺利穿过血液管路14。
所述血液管路14两侧设有关于轴心对称凸台15；所述凸台15外壁面和内壁面平行，且均垂直第一单色光；所述第一单色光依次经过一侧凸台15的外壁面、一侧凸台15的内壁面、血液管路14内部、另一侧凸台15的内壁面、另一侧凸台15的外壁面；所述贯穿孔内壁两侧设有和凸台15配合的凹槽；所述凸台15的外壁面上粘有铁皮；所述凹槽内设有磁面；所述磁面吸附对应凸台15的铁皮。由上述结构可知，血液管路14穿在贯穿孔上，和贯穿孔存在一定的间隙，血液管路14和贯穿孔间隙配合方便血液管路14穿在贯穿孔上，血液管路14和贯穿孔不过盈配合，因为会导致血液管路14的形变；血液在血液管路14里流动会导致血液管路14的振动和形变，第一单色光不一定每次都穿过血液管路14的轴心，造成每次第一单色光穿过的血液厚度不相同，影响离子浓度测量精度；在血液管路14两侧设有关于轴心对称凸台15，凸台15配合凹槽，使血液管路14振动幅度变小，而且凸台15外壁面和内壁面平行，且均垂直第一单色光，所以即便是血液管路14有所振动，只要第一单色光穿过两侧凸台15，每次第一单色光穿过的血液厚度也都保持一致；另外，凸台15的外壁面上粘有铁皮，所述凹槽内设有磁面，所述磁面吸附对应凸台15的铁皮，通过铁皮和磁面的吸附，使两侧凸台15紧贴凹槽，血液管路14即使发生形变，两个凸台15的间距也不会改变，每次第一单色光穿过的血液厚度也都保持一致；提高血液离子浓度的测量精度。
实施例三：
见附图1。血液离子浓度探测方法，采用上述的血液离子浓度探测装置，具体步骤为：控制器8控制光源驱动器1驱动单色光源2发出血液待测离子对应的单色光，切光器3将单色光源2发出的单色光分为第一单色光和第二单色光；所述第一单色光依次经血液管路14、第一单色器滤镜组4后传递至第一光信号转换器5；所述第二单色光经第二单色器滤镜组6传递至第二光信号转换器7；第一光信号转换器5将第一单色光的光强I存储在控制器8的存储单元内；第二光信号转换器7将第二单色光的光强I0存储在控制器8的存储单元内；控制器8计算血液待测离子浓度c＝lg(I0/I)/(Kb)，K为摩尔吸光系数，b为第一单色光穿过的血液厚度。控制器8控制光源驱动器1驱动单色光源2发出单色光，单色光为特定波长的光，具体的波段与待测血液离子有关；所述切光器3用于将单色光源2发出单色光分为第一单色光和第二单色光；第一单色器滤镜组4和第二单色器滤镜组6用于过滤除单色光外其他波长光线的干扰；第一光信号转换器5用于监测经第一单色器滤镜组4过滤后第一单色光的光强度，并将光强度信号转换为电信号传递给控制器8；第二光信号转换器7用于监测经第二单色器滤镜组6过滤后第二单色光的光强度，并将光强度信号转换为电信号传递给控制器8；由于第一单色光经过透明的血液管路14，血液管路14中血液待测离子浓度含量不同，则第一光信号转换器5接收到的光强度不同，根据第一光信号转换器5和第二光信号转换器7接收到的光强度的值，利用朗伯比尔定律可以计算出待测血液离子浓度。此时，直接将第二单色光的光强作为入射光强，第一单色光的光强作为出射光强，这里需要切光器3均等分割第一单色光和第二单色光。K为摩尔吸光系数，它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关，b为第一单色光穿过的血液厚度，这些常数均可以采用预先测算出的值直接代入。
实施例四：
见附图1～3。钙离子对422.7nm波长光灵敏度较高，该特定波长的紫外光透过含血液的透明管路后的衰减比例，与血液中有型成分血细胞的含量和血浆中钙离子浓度有关。根据该特定波长的紫外光衰减比例和标定数据进行比较可计算出钙离子浓度大小。为了排除血液中有型成分血细胞对钙离子浓度探测的干扰，我们还需要测量出血液中血细胞的含量。使用对应离子敏感波长的光源即可实现不同离子浓度探测。
血液中有型成分中所占比例最高的是红细胞占比70％以上，测出血液中红细胞的含量即可推算出血液中血细胞的含量。红细胞对波长为760～622nm的红光敏感，将光源切换为红光，然后计算透过血液管路后红光的衰减比例可计算出血液中红细胞的含量。
血液钙离子浓度探测方法，采用上述的血液离子浓度探测装置，具体步骤包括：空管路标定步骤、数据库搭建步骤、浓度测量步骤和钙离子浓度计算步骤；
所述空管路标定步骤具体为：控制器8控制光源驱动器1驱动单色光源2发出红光，控制器8控制第一单色器滤镜组4、第二单色器滤镜组6作为红光单色器滤镜工作；所述第一单色光不经血液管路14直接到达第一单色器滤镜组4；第一光信号转换器5将第一单色光的光强Ir10存储在控制器8的存储单元内；第二光信号转换器7将第二单色光的光强Ir20存储在控制器8的存储单元内；控制器8控制光源驱动器1驱动单色光源2发出紫外光，控制器8控制第一单色器滤镜组4、第二单色器滤镜组6作为紫外光单色器滤镜工作；所述第一单色光不经血液管路14直接到达第一单色器滤镜组4；第一光信号转换器5将第一单色光的光强Iuv10存储在控制器8的存储单元内；第二光信号转换器7将第二单色光的光强Iuv20存储在控制器8的存储单元内；我们进行空管路标定步骤，是因为切光器3不一定完全均等分割第一单色光和第二单色光。如果直接将第二单色光的光强作为入射光强，可能会影响血液离子浓度的测算。我们根据比例来计算入射光强，而不直接将第二单色光的光强作为入射光强，也不采用自身标定的光强参数，以消除如果实际应用时光源自身光强度发生变化以补偿光源性能的改变，以及切光器3的分割不精确的问题，单色光为红光，第二单色光的光强为Ir2x，则入射光强应该是Ir2x*Ir10/Ir20，第二单色光的光强为Iuv2y，则入射光强应该是Iuv2y*Iuv10/Iuv20。
所述数据库搭建步骤具体为：向血液管路14通入已知红细胞浓度为nrx、钙离子浓度为ncay的血液；控制器8控制光源驱动器1驱动单色光源2发出红光，控制器8控制第一单色器滤镜组4、第二单色器滤镜组6作为红光单色器滤镜工作；所述第一单色光经血液管路14到达第一单色器滤镜组4；第一光信号转换器5将第一单色光的光强Ir1x存储在控制器8的存储单元内；第二光信号转换器7将第二单色光的光强Ir2x存储在控制器8的存储单元内；控制器8控制光源驱动器1驱动单色光源2发出紫外光，控制器8控制第一单色器滤镜组4、第二单色器滤镜组6作为紫外光单色器滤镜工作；所述第一单色光经血液管路14到达第一单色器滤镜组4；第一光信号转换器5将第一单色光的光强Iuv1y存储在控制器8的存储单元内；第二光信号转换器7将第二单色光的光强Iuv2y存储在控制器8的存储单元内；控制器8计算并构建数据单元{lg[(Ir2x*Ir10/Ir20)/Ir1x]，nrx，lg[(Iuv2y*Iuv10/Iuv20)/Iuv1y]，ncay}存储至控制器8的存储单元内；更换不同的红细胞浓度为nrx的值、钙离子浓度为ncay值，重复上述步骤，控制器8计算并构建若干个数据单元；所有的数据单元构成数据库；不断调整已知红细胞浓度nrx、钙离子浓度ncay的组合的血液，都会有对应的lg[(Ir2x*Ir10/Ir20)/Ir1x]的值、lg[(Iuv2y*Iuv10/Iuv20)/Iuv1y]的值；所以，数据库覆盖所有可能的红细胞浓度nrx、钙离子浓度ncay的组合的血液。
所述浓度测量步骤具体为：血液管路14内通入待测血液；控制器8控制光源驱动器1驱动单色光源2发出红光，控制器8控制第一单色器滤镜组4、第二单色器滤镜组6作为红光单色器滤镜工作；所述第一单色光经血液管路14到达第一单色器滤镜组4；第一光信号转换器5将第一单色光的光强Ir11存储在控制器8的存储单元内；第二光信号转换器7将第二单色光的光强Ir21存储在控制器8的存储单元内；控制器8控制光源驱动器1驱动单色光源2发出紫外光，控制器8控制第一单色器滤镜组4、第二单色器滤镜组6作为紫外光单色器滤镜工作；所述第一单色光经血液管路14到达第一单色器滤镜组4；第一光信号转换器5将第一单色光的光强Iuv11存储在控制器8的存储单元内；第二光信号转换器7将第二单色光的光强Iuv21存储在控制器8的存储单元内；控制器8计算lg[(Ir21*Ir10/Ir20)/Ir11]和lg[(Iuv21*Iuv10/Iuv20)/Iuv11]的值并存储至控制器8的存储单元内；
所述钙离子浓度计算步骤具体为：所述控制器8从存储单元内调取数据库，根据lg[(Ir21*Ir10/Ir20)/Ir11]和lg[(Iuv21*Iuv10/Iuv20)/Iuv11]的值分别与数据库中每个数据单元的lg[(Ir2x*Ir10/Ir20)/Ir1x]和lg[(Iuv2y*Iuv10/Iuv20)/Iuv1y]的值进行逐一比对，当完全对应时，该数据单元的nrx值即为待测血液的红细胞浓度，ncay值即为待测血液的钙离子浓度。当血液管路14内通入待测血液，可以快速计算出lg[(Ir21*Ir10/Ir20)/Ir11]和lg[(Iuv21*Iuv10/Iuv20)/Iuv11]的值，当某个数据单元的lg[(Ir2x*Ir10/Ir20)/Ir1x]的值与待测血液的lg[(Ir21*Ir10/Ir20)/Ir11]相等或接近，且该数据单元的lg[(Iuv2y*Iuv10/Iuv20)/Iuv1y]的值与待测血液的lg[(Iuv21*Iuv10/Iuv20)/Iuv11]相等或接近，该数据单元的nrx值即为精确的待测血液的红细胞浓度，ncay值即为精确的待测血液的钙离子浓度。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.血液离子浓度探测装置，其特征在于：包括光源驱动器(1)、单色光源(2)、切光器(3)、第一单色器滤镜组(4)、第一光信号转换器(5)、第二单色器滤镜组(6)、第二光信号转换器(7)和控制器(8)；所述控制器(8)分别和光源驱动器(1)、第一单色器滤镜组(4)、第一光信号转换器(5)、第二单色器滤镜组(6)、第二光信号转换器(7)电连接；所述光源驱动器(1)用于驱动单色光源(2)发出单色光；所述切光器(3)用于将单色光源(2)发出单色光分为第一单色光和第二单色光；所述第一单色光依次经血液管路(14)、第一单色器滤镜组(4)后传递至第一光信号转换器(5)；所述第二单色光经第二单色器滤镜组(6)传递至第二光信号转换器(7)；所述第一光信号转换器(5)、第二光信号转换器(7)用于将光强度信号转换为电信号。
2.根据权利要求1所述的血液离子浓度探测装置，其特征在于：所述第一单色器滤镜组(4)包括第一红光单色器滤镜(9)和第一紫外光单色器滤镜(10)；所述第一红光单色器滤镜(9)和第一紫外光单色器滤镜(10)分别和控制器(8)电连接；所述第一单色光穿过第一红光单色器滤镜(9)和第一紫外光单色器滤镜(10)；所述第二单色器滤镜组(6)包括第二红光单色器滤镜(11)和第二紫外光单色器滤镜(12)；所述第二红光单色器滤镜(11)和第二紫外光单色器滤镜(12)分别和控制器(8)电连接；所述第二单色光穿过第二红光单色器滤镜(11)和第二紫外光单色器滤镜(12)。
3.根据权利要求1所述的血液离子浓度探测装置，其特征在于：还包括反光镜(13)；所述反光镜(13)用于将第二单色光反射至第二单色器滤镜组(6)。
4.根据权利要求1所述的血液离子浓度探测装置，其特征在于：所述第一单色光穿过血液管路(14)的轴心。
5.根据权利要求1所述的血液离子浓度探测装置，其特征在于：还包括固定套(16)；所述固定套(16)上设有贯穿孔；所述血液管路(14)穿在贯穿孔上。
6.根据权利要求5所述的血液离子浓度探测装置，其特征在于：所述血液管路(14)两侧设有关于轴心对称凸台(15)；所述凸台(15)外壁面和内壁面平行，且均垂直第一单色光；所述第一单色光依次经过一侧凸台(15)的外壁面、一侧凸台(15)的内壁面、血液管路(14)内部、另一侧凸台(15)的内壁面、另一侧凸台(15)的外壁面；所述贯穿孔内壁两侧设有和凸台(15)配合的凹槽；所述凸台(15)的外壁面上粘有铁皮；所述凹槽内设有磁面；所述磁面吸附对应凸台(15)的铁皮。
7.血液离子浓度探测方法，其特征在于：采用权利要求1或3或4或5或6任一权利要求所述的血液离子浓度探测装置，具体步骤为：控制器(8)控制光源驱动器(1)驱动单色光源(2)发出血液待测离子对应的单色光，切光器(3)将单色光源(2)发出的单色光分为第一单色光和第二单色光；所述第一单色光依次经血液管路(14)、第一单色器滤镜组(4)后传递至第一光信号转换器(5)；所述第二单色光经第二单色器滤镜组(6)传递至第二光信号转换器(7)；第一光信号转换器(5)将第一单色光的光强I存储在控制器(8)的存储单元内；第二光信号转换器(7)将第二单色光的光强I0存储在控制器(8)的存储单元内；控制器(8)计算血液待测离子浓度c＝lg(I0/I)/(Kb)，K为摩尔吸光系数，b为第一单色光穿过的血液厚度。
8.血液钙离子浓度探测方法，其特征在于：采用权利要求1～6任一权利要求所述的血液离子浓度探测装置，具体步骤包括：空管路标定步骤、数据库搭建步骤、浓度测量步骤和钙离子浓度计算步骤；
所述空管路标定步骤具体为：控制器(8)控制光源驱动器(1)驱动单色光源(2)发出红光，控制器(8)控制第一单色器滤镜组(4)、第二单色器滤镜组(6)作为红光单色器滤镜工作；所述第一单色光不经血液管路(14)直接到达第一单色器滤镜组(4)；第一光信号转换器(5)将第一单色光的光强Ir10存储在控制器(8)的存储单元内；第二光信号转换器(7)将第二单色光的光强Ir20存储在控制器(8)的存储单元内；控制器(8)控制光源驱动器(1)驱动单色光源(2)发出紫外光，控制器(8)控制第一单色器滤镜组(4)、第二单色器滤镜组(6)作为紫外光单色器滤镜工作；所述第一单色光不经血液管路(14)直接到达第一单色器滤镜组(4)；第一光信号转换器(5)将第一单色光的光强Iuv10存储在控制器(8)的存储单元内；第二光信号转换器(7)将第二单色光的光强Iuv20存储在控制器(8)的存储单元内；
所述数据库搭建步骤具体为：向血液管路(14)通入已知红细胞浓度为nrx、钙离子浓度为ncay的血液；控制器(8)控制光源驱动器(1)驱动单色光源(2)发出红光，控制器(8)控制第一单色器滤镜组(4)、第二单色器滤镜组(6)作为红光单色器滤镜工作；所述第一单色光经血液管路(14)到达第一单色器滤镜组(4)；第一光信号转换器(5)将第一单色光的光强Ir1x存储在控制器(8)的存储单元内；第二光信号转换器(7)将第二单色光的光强Ir2x存储在控制器(8)的存储单元内；控制器(8)控制光源驱动器(1)驱动单色光源(2)发出紫外光，控制器(8)控制第一单色器滤镜组(4)、第二单色器滤镜组(6)作为紫外光单色器滤镜工作；所述第一单色光经血液管路(14)到达第一单色器滤镜组(4)；第一光信号转换器(5)将第一单色光的光强Iuv1y存储在控制器(8)的存储单元内；第二光信号转换器(7)将第二单色光的光强Iuv2y存储在控制器(8)的存储单元内；控制器(8)计算并构建数据单元{lg[(Ir2x*Ir10/Ir20)/Ir1x]，nrx，lg[(Iuv2y*Iuv10/Iuv20)/Iuv1y]，ncay}存储至控制器(8)的存储单元内；更换不同的红细胞浓度为nrx的值、钙离子浓度为ncay值，重复上述步骤，控制器(8)计算并构建若干个数据单元；所有的数据单元构成数据库；
所述浓度测量步骤具体为：血液管路(14)内通入待测血液；控制器(8)控制光源驱动器(1)驱动单色光源(2)发出红光，控制器(8)控制第一单色器滤镜组(4)、第二单色器滤镜组(6)作为红光单色器滤镜工作；所述第一单色光经血液管路(14)到达第一单色器滤镜组(4)；第一光信号转换器(5)将第一单色光的光强Ir11存储在控制器(8)的存储单元内；第二光信号转换器(7)将第二单色光的光强Ir21存储在控制器(8)的存储单元内；控制器(8)控制光源驱动器(1)驱动单色光源(2)发出紫外光，控制器(8)控制第一单色器滤镜组(4)、第二单色器滤镜组(6)作为紫外光单色器滤镜工作；所述第一单色光经血液管路(14)到达第一单色器滤镜组(4)；第一光信号转换器(5)将第一单色光的光强Iuv11存储在控制器(8)的存储单元内；第二光信号转换器(7)将第二单色光的光强Iuv21存储在控制器(8)的存储单元内；控制器(8)计算lg[(Ir21*Ir10/Ir20)/Ir11]和lg[(Iuv21*Iuv10/Iuv20)/Iuv11]的值并存储至控制器(8)的存储单元内；
所述钙离子浓度计算步骤具体为：所述控制器(8)从存储单元内调取数据库，根据lg[(Ir21*Ir10/Ir20)/Ir11]和lg[(Iuv21*Iuv10/Iuv20)/Iuv11]的值分别与数据库中每个数据单元的lg[(Ir2x*Ir10/Ir20)/Ir1x]和lg[(Iuv2y*Iuv10/Iuv20)/Iuv1y]的值进行逐一比对，当完全对应时，该数据单元的nrx值即为待测血液的红细胞浓度，ncay值即为待测血液的钙离子浓度。
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