CN204618247U - 血液透析尿素实时监控传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种血液透析尿素实时监控传感器，包括装置传感器外壳，所述装置传感器外壳两侧分别布置有进液管和出液管，所述传感器外壳内设置有储液空腔，所述进液管和出液管分别与储液空腔连通；所述传感器外壳顶部设置有PCB芯片装配槽，所述PCB芯片装配槽上开设有与储液空腔连通的通孔；所述PCB芯片装配在PCB芯片装配槽内，所述PCB芯片包括PCB板，在PCB板背面集成有离子场效应管、酶场效应管和信号转换器；所述传感器还包括有外接接口，所述PCB板的输入和输出端口固定在外接接口处。本实用新型结构简单、监测结果精确、临床操作便捷，能够对透析治疗过程进行实时监控，准确控制透析治疗时间，获取完成的治疗数据。

Description

血液透析尿素实时监控传感器

技术领域

    本实用新型涉及医疗器械领域的血液透析设备领域，具体地说，是一种血液透析尿素实时监控传感器。

背景技术

我国目前慢性肾衰的发病率比较高，每年每百万人口的发病率为100~200人，由于中国人口基数巨大，虽然目前没有准确的统计数字，但专家估计全国大约有数百万至一千万慢性肾衰患者；需进行透析治疗的病人数占到肾衰人数的60%。

血液透析是目前治疗肾衰的首选治疗方式，其治疗原理是利用血液透析设备将血液中的有害物分离，替代肾的作用辅助人体代谢。在我国，血液透析的开展已经非常普遍，约有1000家左右的医院开展了此项治疗。然而血液透析治疗对人体有着严重的损害，在分离有害物质的同时，血液内的很多人体必需物质也会在透析过程中流失。因此控制透析治疗时间，有效但不超时治疗，对透析治疗至关重要。

血清尿素作为对肾功能进行评价的常规指标，是目前临床监测透析治疗是否完全的重要指标。目前存在的尿素检测方法分为两大类：直接法和尿素酶法。直接法灵敏、简单，产生的颜色稳定，缺点是加热时有异味释放，一般临床很少使用。尿素酶法优点是反应专一，特异性强，不受尿素类似物的影响，缺点是操作费时，且受体液中氨的影响。

不论采用哪种方式检测，目前血清尿素的检测都是采血后在体外检测，需要耗费检测时间，不论采用哪种方式，透析治疗都会存在超时治疗的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种血液透析尿素实时监控传感器，该装置能够有效实时监控透析治疗患者的血清尿素含量，能够对透析治疗过程进行实时监控，准确控制透析治疗时间，并且能够获取完成的治疗数据。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种血液透析尿素实时监控传感器，包括装置传感器外壳，所述装置传感器外壳两侧分别布置有进液管和出液管，所述传感器外壳内设置有储液空腔，所述进液管和出液管分别与储液空腔连通；所述传感器外壳顶部设置有PCB芯片装配槽，所述PCB芯片装配槽上开设有与储液空腔连通的通孔；所述PCB芯片装配在PCB芯片装配槽内，所述PCB芯片包括PCB板，在PCB板背面集成有离子场效应管、酶场效应管和信号转换器，所述离子场效应管和酶场效应管输出端与信号转换器输入端相连，所述信号转换器输出端连接PCB板输出端，所述离子场效应管和酶场效应管的触脚均伸入储液空腔内；所述传感器还包括有外接接口，所述PCB板的输入和输出端口固定在外接接口处。

在上述技术方案中，所述外接接口为RJ45接口或探针接口。

在上述技术方案中，所述离子场效应管为改进的栅极的金属氧化物半导体场效应管，所述栅极被参考电极和H⁺离子敏感层替代。

在上述技术方案中，所述参考电极和H⁺离子敏感层伸入储液空腔内。

在上述技术方案中，所述酶场效应管是一个功能化的离子选择场效应管，在传感器的敏感区域沉积了一层由酶、水和PVA混合的敏感层。

在上述技术方案中，所述由酶、水和PVA混合的敏感层伸入储液空腔内。

在上述技术方案中，所述信号转换器为将离子场效应管和酶场效应管提供的信号转换成可处理的通信信号的转换器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：1）采用离子场效应管和酶场效应管集成的检测传感器，能够实时监控血清尿素含量，准确控制透析治疗时间；2）能够有效获取完成的透析过程中血清尿素的变化数据，给医生提供能够判断病患者肾功能状况的数据支持；3）本实用新型采用离子场效应管和酶场效应管双检测，一个检测、一个校正，监测结果精确；4）本实用新型结构简单，操作方便，能够与PC等外接设备配合，临床操作十分便利。

附图说明

图1为本实用新型的的结构示意图；

图2为本实用新型的传感器外壳的结构示意图；

图3为本实用新型的PCB芯片的结构示意图；

图4为本实用新型的酶场效应管的电路原理示意图。

图中，1-传感器外壳，2-进液管，3-出液管，4-PCB芯片装配槽，5-储液空腔，6-PCB芯片，6.1- PCB板，6.2-离子场效应管，6.3-酶场效应管，6.4-信号转换器，7-外接接口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步的详细描述：

如图2所示，本实用新型所设计的血液透析尿素实时监控传感器，包括装置传感器外壳1，所述装置传感器外壳1两侧分别布置有进液管2和出液管3，所述传感器外壳1内设置有储液空腔5，所述进液管2和出液管3分别与储液空腔5连通。所述传感器外壳1顶部设置有PCB芯片装配槽4，所述PCB芯片装配槽4上开设有与储液空腔5连通的通孔。

如图1、图3所示，所述PCB芯片6装配在PCB芯片装配槽4内，所述PCB芯片6包括PCB板6.1，在PCB板6.1背面集成有离子场效应管6.2、酶场效应管6.3和信号转换器6.4，所述离子场效应管6.2和酶场效应管6.3输出端与信号转换器6.4输入端相连，所述信号转换器6.4输出端连接PCB板6.1输出端；所述传感器还包括有外接接口7，所述PCB板6.1的输入和输出端口固定在外接接口7处。为保证离子场效应管6.2和酶场效应管6.3能够充分与透析废液接触，所述离子场效应管6.2和酶场效应管6.3的触脚均伸入储液空腔内。

为了便于与外接设备连接，所述外接接口7为RJ45接口或探针接口。

本实用新型的传感器需要连接外接设备工作，外接接口7上有供电端口、信号输出端口等端口，分别与PCB板6.1的外接端口对应。供电端口为离子场效应管6.2、酶场效应管6.3和信号转换器6.4供电，而述离子场效应管6.2和酶场效应管6.3输出的电压信号经信号转换器6.4转换后通过外接接口7的信号输出端口输出至外接设备，由外接设备进行储存和数据处理。

对于血液透析治疗过程进行实时监控是透析治疗领域一直希望攻克的难题。而目前行之有效的直接法和尿素酶法两种检测方法均无法做到实时监测。发明人经过多年临床研究，发现可以将离子场效应原理引入到血液透析监测中来，这样能够将血清尿素含量转化为电信号进行实时获取和处理。然而发明人进行大量实验后发现，单纯的离子场效应检测，检测精度十分有限，会受到血液中其它物质的影响，导致检测结果存在较大偏差。而且病患者的不同、饮食等因素的影响，导致血液中其它物质的成分和含量是不确定的，因而很难做到实时精确检测。

经过多年实验研究后，发明人发现了可以采用两个场效应单元共同检测，一个检测一个用于修正在解决上述难题。因而本实用新型确定了由离子场效应管6.2和酶场效应管6.3共同集成形成传感器来监测尿素的方案。

酶场效应管6.3采用尿素酶检测，其检测结果相对准确，因而确定为检测单元。而离子场效应管6.2容易受到其它物质的影响，导致检测结果偏差，因而用于检测离子总数变化，作为修正单元。这样将两个单元检测的数据进行整合处理，就能够精确地获得血清尿素的含量，用于实时监控。

本实用新型的酶场效应管6.3优选采用如下结构：其是一个功能化的离子选择场效应管，在传感器的敏感区域沉积了一层由酶、水和PVA混合的敏感层。如图4所示，流经传感器的透析废液中的尿素会与传感器沉积层发生酶促反应，酶促反应导致pH值的变化。然后，pH值的变化转变为离子选择场效应管的电压变化。这样一来，就能通过电压的变化检测出尿素的含量。

本实用新型的离子场效应管6.2则优选采用改进的栅极的金属氧化物半导体场效应管，该管的栅极被参考电极和H⁺离子敏感层替代。随着透析的进行，血清尿素的含量会逐渐减少，这样一来透析废液的PH值也会随之发生变化，H⁺离子敏感层能够捕获的离子数量也会发生变化。这样一来，离子场效应管6.2的栅极源极电压会随着透析废液的PH值变化而变化，就能通过电压的变化检测出透析废液的PH值，从而判断尿素的含量变化。

将上述两组数据进行处理，就能修正偏差，精确地获取血清尿素的含量。这些数据处理一般在外接设备上完成。比如，可采用差动原理对于上述两组测量数据进行处理，克服两种测量方式的误差。

上述离子场效应管6.2的参考电极和H⁺离子敏感层伸入储液空腔5内；上述酶场效应管6.3的由酶、水和PVA混合的敏感层伸入储液空腔5内。

而所述信号转换器6.4则优选能将离子场效应管6.2和酶场效应管6.3提供的信号转换成可处理的通信信号的转换器。

本实用新型的核心是利用离子场效应管6.2和酶场效应管6.3双管检测，实时监测血清尿素，除上述实施例外还有多种实施方式。在本实用新型原理的基础上，任何的改变或变形，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种血液透析尿素实时监控传感器，其特征在于：包括装置传感器外壳（1），所述装置传感器外壳（1）两侧分别布置有进液管（2）和出液管（3），所述传感器外壳（1）内设置有储液空腔（5），所述进液管（2）和出液管（3）分别与储液空腔（5）连通；所述传感器外壳（1）顶部设置有PCB芯片装配槽（4），所述PCB芯片装配槽（4）上开设有与储液空腔（5）连通的通孔；所述PCB芯片（6）装配在PCB芯片装配槽（4）内，所述PCB芯片（6）包括PCB板（6.1），在PCB板（6.1）背面集成有离子场效应管（6.2）、酶场效应管（6.3）和信号转换器（6.4），所述离子场效应管（6.2）和酶场效应管（6.3）输出端与信号转换器（6.4）输入端相连，所述信号转换器（6.4）输出端连接PCB板（6.1）输出端，所述离子场效应管（6.2）和酶场效应管（6.3）的触脚均伸入储液空腔（5）内；所述传感器还包括有外接接口（7），所述PCB板（6.1）的输入和输出端口固定在外接接口（7）处。

2.根据权利要求1所述的血液透析尿素实时监控传感器，其特征在于：所述外接接口（7）为RJ45接口或探针接口。

3.根据权利要求1或2所述的血液透析尿素实时监控传感器，其特征在于：所述离子场效应管（6.2）为改进的栅极的金属氧化物半导体场效应管，所述栅极被参考电极和H⁺离子敏感层替代。

4.根据权利要求3所述的血液透析尿素实时监控传感器，其特征在于：所述参考电极和H⁺离子敏感层伸入储液空腔（5）内。

5.根据权利要求1或2所述的血液透析尿素实时监控传感器，其特征在于：所述酶场效应管（6.3）是一个功能化的离子选择场效应管，在传感器的敏感区域沉积了一层由酶、水和PVA混合的敏感层。

6.根据权利要求5所述的血液透析尿素实时监控传感器，其特征在于：所述由酶、水和PVA混合的敏感层伸入储液空腔（5）内。

7.根据权利要求1或2所述的血液透析尿素实时监控传感器，其特征在于：所述信号转换器（6.4）为将离子场效应管（6.2）和酶场效应管（6.3）提供的信号转换成可处理的通信信号的转换器。