一種用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置及檢測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置，通過(guò)在人工器官上設(shè)置電容傳感器，采用非物理接觸的檢測(cè)方式，運(yùn)用相鄰兩個(gè)電容傳感器間的邊緣效應(yīng)對(duì)凝血區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，電容的兩極板間產(chǎn)生靜電場(chǎng)，根據(jù)電容值的改變判斷是否發(fā)生凝血或者該區(qū)域是否有血液濃度突變，及早的判斷和檢測(cè)凝血。將電容傳感器以陣列的方式固定，可以更為精確的判斷具體凝血的位置，更好的判斷凝血發(fā)生情況，及時(shí)準(zhǔn)確的給醫(yī)生反饋信息。采用MEMS電容傳感器可以實(shí)現(xiàn)傳感器的微型化和高集成度，從而可以實(shí)現(xiàn)傳感器陣列的高密度，同時(shí)該微型傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于通過(guò)非物理接觸式檢測(cè)，且將電容傳感器設(shè)置于抗凝血涂層的下側(cè)，提高電容傳感器可靠性及使用壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)用檢測(cè)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置及檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人工器官是暫時(shí)或永久性地代替身體某些器官主要功能的人工裝置。使用較廣泛的有:①人工肺(氧合器)模擬肺進(jìn)行02與C02交換的裝置，通過(guò)氧合器使體內(nèi)含氧低的靜脈血氧合為含氧高的動(dòng)脈血。②人工心臟(血泵)。代替心臟排血功能的裝置，結(jié)構(gòu)與泵相似，能驅(qū)動(dòng)血流克服阻力沿單向流動(dòng)。人工心臟與人工肺合稱(chēng)人工心肺機(jī)，于1953年首次用于人體，主要適用于復(fù)雜的心臟手術(shù)。③人工腎(血液透析器)。人造器官在醫(yī)學(xué)中具有廣泛的應(yīng)用，對(duì)于患有各種組織、器官的功能喪失或者功能障礙癥的患者的治療具有重大意義。拓寬了疾病治療的途徑，增加了病人獲救的機(jī)會(huì)，已經(jīng)并仍在繼續(xù)使越來(lái)越多的患者受益。
[0003]人工器官中，以人工心臟為例，與人體組織、血液等還存在生物相容性問(wèn)題，其中人工器官表面與血液接觸造成的凝血問(wèn)題，對(duì)人工器官和人體都存在很大的危害。血液凝固是一系列復(fù)雜的化學(xué)連鎖反應(yīng)過(guò)程，人體內(nèi)具有維持血液正常流動(dòng)的機(jī)制，既不出血，也不會(huì)導(dǎo)致血栓形成。但是，當(dāng)機(jī)體全身或局部凝血系統(tǒng)加強(qiáng)或抗凝系統(tǒng)減弱，纖溶(溶栓)能力下降或抗纖溶性增強(qiáng)，在某些誘因(例如有人工器官的存在)的作用下，就可能導(dǎo)致血栓形成或形成的血栓不能被清出體外，血液無(wú)處不在，血栓或栓塞可以發(fā)生在身體的任何部位，引起血管血流明顯減少甚至完全中斷的一組疾病。如果血栓發(fā)生在動(dòng)脈，可導(dǎo)致供血的器官或組織嚴(yán)重缺血或血流中斷，如腦供血不足、不穩(wěn)定性心絞痛；還可導(dǎo)致器官或組織因缺血而壞死，如急性心肌梗死、腦卒中。如果血栓發(fā)生在靜脈，如下肢深靜脈血栓形成可引起下肢血液回流障礙，導(dǎo)致水腫和靜脈功能不全等。
[0004]栓塞是心臟或血管內(nèi)已形成的血栓，脫落后順血流堵塞其他重要臟器血管的綜合征。如心房纖顫病人常有左心房?jī)?nèi)血栓形成。血栓一旦脫落，則可順血流堵在腦血管，引起腦組織壞死(腦栓塞)；下肢深靜脈血栓脫落，可堵塞肺動(dòng)脈(肺栓塞)，引起急性右心衰竭，嚴(yán)重的可導(dǎo)致患者死亡。
[0005]如能將一些由凝血或血栓導(dǎo)致的疾病控制在疾病發(fā)生的“上游”階段，及早的判斷和檢測(cè)凝血，那么對(duì)于這些重大疾病預(yù)防的意義將不言而喻。
[0006]當(dāng)材料作為異物植入人體后引起諸如血栓、炎癥、毒性反應(yīng)、以及致癌等許多不良的反應(yīng)。其中當(dāng)植入物與血液接觸時(shí)，將產(chǎn)生蛋白質(zhì)的吸附和血小板的黏附。一般認(rèn)為，植入材料與血液接觸后，其蛋白質(zhì)和脂質(zhì)吸附于材料表面上，由于這些分子的構(gòu)象發(fā)生變化，導(dǎo)致血液中各成分發(fā)生相互作用，從而誘發(fā)以凝血因子活化的內(nèi)源性凝血反應(yīng)；繼之發(fā)生血小板、紅血球等細(xì)胞成分附著于蛋白質(zhì)表面，那些被黏附的血小板發(fā)生變性將釋放出第III因子而促使凝血系統(tǒng)的活化，產(chǎn)生凝血反應(yīng)，進(jìn)而形成血栓，血管內(nèi)血栓的形成還可引起致命的后果。因此，人工血管、人工心臟血囊、人工心瓣膜、人工肺等的生物醫(yī)用材料不僅要具有與人體血管相似的彈性和延展性以及良好的耐疲勞性等，更要具有良好的抗凝血性抗細(xì)菌黏附性，即在材料表面不產(chǎn)生血栓，不引起血小板變形，不發(fā)生以生物材料為中心的感染。
[0007]目前人工器官與血液接觸面主要采用具有抗凝血性的材料進(jìn)行加工或者在表面進(jìn)行涂覆，不僅增加了器官的制造成本和難度，而且還不能完全起到抗凝血的功能，一旦發(fā)生凝血，只有到了較嚴(yán)重時(shí)才通過(guò)臨床表現(xiàn)反應(yīng)出來(lái)，往往對(duì)病人造成極大的痛苦和嚴(yán)重的后果。
[0008]因此，鑒于以上問(wèn)題，有必要提出一種凝血檢測(cè)裝置，可以更為精確的判斷具體凝血的位置，更好的判斷凝血發(fā)生情況，及時(shí)準(zhǔn)確的給醫(yī)生反饋信息，可將凝血或血栓導(dǎo)致的疾病控制在疾病發(fā)生的“上游”階段，及早的判斷和檢測(cè)凝血，保證患者的健康。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置及檢測(cè)方法。通過(guò)設(shè)置電容傳感器，可以更為精確的判斷具體凝血的位置，更好的判斷凝血發(fā)生情況，及時(shí)準(zhǔn)確的給醫(yī)生反饋信息，可將凝血或血栓導(dǎo)致的疾病控制在疾病發(fā)生的“上游”階段，及早的判斷和檢測(cè)凝血，保證患者的健康。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的目的提出的一種用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置，該裝置包括電容傳感器，所述電容傳感器固定于所述人工器官的表面，所述電容傳感器的外側(cè)涂覆有一層抗凝血涂層，所述電容傳感器為均勻分布的多個(gè)；
[0011]相鄰兩個(gè)電容傳 感器間存在邊緣效應(yīng)，使得電容的激勵(lì)極板與接收極板間產(chǎn)生靜電場(chǎng)，通過(guò)檢測(cè)電容的變化判斷人工器官表面的凝血現(xiàn)象。
[0012]優(yōu)選的，所述電容傳感器呈陣列形式分布。
[0013]優(yōu)選的，所述電容傳感器為MEMS電容傳感器。
[0014]優(yōu)選的，所述抗凝血涂層為金剛石涂層。
[0015]優(yōu)選的，所述人工器官采用具有抗凝血性的材料加工。
[0016]一種人工器官表面凝血檢測(cè)方法，采用所述的用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置，具體步驟如下:
[0017](一 )、加工成型人工器官，并在人工器官的表面固定設(shè)置電容傳感器，且電容傳感器呈陣列分布；
[0018]( 二)、在電容傳感器的外側(cè)涂覆一側(cè)抗凝血涂層，完全覆蓋電容傳感器；
[0019](三)、將人工器官應(yīng)用于人體中，電容的激勵(lì)極板與接收極板間產(chǎn)生靜電場(chǎng)，當(dāng)正常血液流經(jīng)人工器官表面時(shí)，激勵(lì)極板與接收極板間的電容為規(guī)律變化的值；當(dāng)有凝血塊或者凝血區(qū)域濃度發(fā)生變化時(shí)，將會(huì)改變電容兩極板間的電介質(zhì)，因此會(huì)導(dǎo)致電容產(chǎn)生較大改變，從而判斷是否發(fā)生凝血或者該區(qū)域是否有血液濃度突變；
[0020](四)、將電容變化信號(hào)反饋輸出，提供給醫(yī)生進(jìn)行前期判斷和診療，電容傳感器采用陣列的方式，可以準(zhǔn)確判斷人工器官凝血的具體位置。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開(kāi)的用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置及檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)是:
[0022]1、通過(guò)在人工器官上設(shè)置電容傳感器，采用非物理接觸的檢測(cè)方式，運(yùn)用相鄰兩個(gè)電容傳感器間的邊緣效應(yīng)對(duì)凝血區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，電容的激勵(lì)極板與接收極板間產(chǎn)生靜電場(chǎng)，根據(jù)電容值的改變判斷是否發(fā)生凝血或者該區(qū)域是否有血液濃度突變，及早的判斷和檢測(cè)凝血。
[0023]2、通過(guò)將電容傳感器以陣列的方式固定于抗凝血涂層下面，可以更為精確的判斷具體凝血的位置，更好的判斷凝血發(fā)生情況，及時(shí)準(zhǔn)確的給醫(yī)生反饋信息。
[0024]3、通過(guò)采用MEMS電容傳感器可以實(shí)現(xiàn)傳感器的微型化和高集成度，從而可以實(shí)現(xiàn)傳感器陣列的高密度，同時(shí)該微型傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不會(huì)對(duì)人工器官結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生大的影響。
[0025]4、由于通過(guò)非物理接觸式檢測(cè)，而且將電容傳感器設(shè)置于抗凝血涂層的下側(cè)，保證電容傳感器高的可靠性和長(zhǎng)的使用壽命。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本發(fā)明公開(kāi)的一種用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2為電容傳感器局部放大分布圖。 [0029]圖中的數(shù)字或字母所代表的相應(yīng)部件的名稱(chēng):
[0030]1、人工器官2、抗凝血涂層3、電容傳感器4、凝血塊
[0031]A、激勵(lì)極板B、接收極板C、電場(chǎng)
【具體實(shí)施方式】
[0032]目前人工器官與血液接觸面主要采用具有抗凝血性的材料進(jìn)行加工或者在表面進(jìn)行涂覆，不僅增加了器官的制造成本和難度，而且還不能完全起到抗凝血的功能，一旦發(fā)生凝血，只有到了較嚴(yán)重時(shí)才通過(guò)臨床表現(xiàn)反應(yīng)出來(lái)，往往對(duì)病人造成極大的痛苦和嚴(yán)重的后果。
[0033]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置及檢測(cè)方法。通過(guò)設(shè)置電容傳感器，可以更為精確的判斷具體凝血的位置，更好的判斷凝血發(fā)生情況，及時(shí)準(zhǔn)確的給醫(yī)生反饋信息，可將凝血或血栓導(dǎo)致的疾病控制在疾病發(fā)生的“上游”階段，及早的判斷和檢測(cè)凝血，保證患者的健康。
[0034]下面將通過(guò)【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0035]如圖1所示，一種用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置，該裝置包括電容傳感器3，電容傳感器3固定于人工器官I(mǎi)的表面，電容傳感器3的外側(cè)涂覆有一層抗凝血涂層2，電容傳感器3為均勻分布的多個(gè)。其中抗凝血涂層可為金剛石涂層，實(shí)現(xiàn)抗凝血特性，避免血液在其表面產(chǎn)生凝血現(xiàn)象，抗凝血涂層還可其他抗凝血材料，具體不做限制。[0036]由于相鄰兩個(gè)電容傳感器間存在邊緣效應(yīng)，使得電容的激勵(lì)極板A與接收極板B間產(chǎn)生靜電場(chǎng)，通過(guò)檢測(cè)電容的變化判斷人工器官表面的凝血現(xiàn)象。電容激勵(lì)極板與接收極板間產(chǎn)生靜電場(chǎng)，當(dāng)正常血液流經(jīng)人工器官表面時(shí)，激勵(lì)極板與接收極板間的電容為規(guī)律變化的值。當(dāng)有凝血塊或者凝血區(qū)域濃度發(fā)生變化時(shí)，將會(huì)改變電容兩極板間的電介質(zhì)，因此會(huì)導(dǎo)致電容產(chǎn)生較大改變，從而判斷是否發(fā)生凝血或者該區(qū)域是否有血液濃度突變。
[0037]此外，由于通過(guò)非物理接觸式檢測(cè)，而且將電容傳感器設(shè)置于抗凝血涂層的下側(cè)，保證電容傳感器的高可靠性和長(zhǎng)的使用壽命。
[0038]如圖2所示，電容傳感器呈陣列形式分布，可以更為精確的判斷具體凝血的位置，更好的判斷凝血發(fā)生情況，及時(shí)準(zhǔn)確的給醫(yī)生反饋信息。
[0039]電容傳感器為MEMS電容傳感器，可以實(shí)現(xiàn)傳感器的微型化和高集成度，從而可以實(shí)現(xiàn)傳感器陣列的高密度，同時(shí)該微型傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不會(huì)對(duì)人工器官結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生大的影響。
[0040]人工器官采用具有抗凝血性的材料加工。
[0041]人工器官表面凝血檢測(cè)方法，具體步驟如下:
[0042](一 )、加工成型人工器官，并在人工器官的表面固定設(shè)置電容傳感器，且電容傳感器呈陣列分布；
[0043]( 二)、在電容傳感器的外側(cè)涂覆一側(cè)抗凝血涂層，完全覆蓋電容傳感器；
[0044](三)、將人工器官應(yīng)用于人體中，電容的激勵(lì)極板與接收極板間產(chǎn)生靜電場(chǎng)，當(dāng)正常血液流經(jīng)人工器官表面時(shí)，激勵(lì)極板與接收極板間的電容為規(guī)律變化的值；當(dāng)有凝血塊或者凝血區(qū)域濃度發(fā)生變化時(shí)，將會(huì)改變電容兩極板間的電介質(zhì)，因此會(huì)導(dǎo)致電容產(chǎn)生較大改變，從而判斷是否發(fā)生凝血或者該區(qū)域是否有血液濃度突變；
[0045](四)、將電容變化信號(hào)反饋輸出，提供給醫(yī)生進(jìn)行前期判斷和診療，電容傳感器采用陣列的方式，可以準(zhǔn)確判斷人工器官凝血的具體位置。
[0046]本發(fā)明公開(kāi)了一種用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置及檢測(cè)方法，通過(guò)在人工器官上設(shè)置電容傳感器，采用非物理接觸的檢測(cè)方式，運(yùn)用相鄰兩個(gè)電容傳感器間的邊緣效應(yīng)對(duì)凝血區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，電容的激勵(lì)極板與接收極板間產(chǎn)生靜電場(chǎng)，根據(jù)電容值的改變判斷是否發(fā)生凝血或者該區(qū)域是否有血液濃度突變，及早的判斷和檢測(cè)凝血。通過(guò)將電容傳感器以陣列的方式固定于抗凝血涂層下面，可以更為精確的判斷具體凝血的位置，更好的判斷凝血發(fā)生情況，及時(shí)準(zhǔn)確的給醫(yī)生反饋信息。
[0047]通過(guò)采用MEMS電容傳感器可以實(shí)現(xiàn)傳感器的微型化和高集成度，從而可以實(shí)現(xiàn)傳感器陣列的高密度，同時(shí)該微型傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不會(huì)對(duì)人工器官結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生大的影響。
[0048]由于通過(guò)非物理接觸式檢測(cè)，而且將電容傳感器設(shè)置于抗凝血涂層的下側(cè)，保證電容傳感器的高可靠性和長(zhǎng)的使用壽命。
[0049]對(duì)所公開(kāi) 的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置，其特征在于，該裝置包括電容傳感器，所述電容傳感器固定于所述人工器官的表面，所述電容傳感器的外側(cè)涂覆有一層抗凝血涂層，所述電容傳感器為均勻分布的多個(gè)； 相鄰兩個(gè)電容傳感器間存在邊緣效應(yīng)，使得電容的激勵(lì)極板與接收極板間產(chǎn)生靜電場(chǎng)，通過(guò)檢測(cè)電容的變化判斷人工器官表面的凝血現(xiàn)象。
2.如權(quán)利要求1所述的用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置，其特征在于，所述電容傳感器呈陣列形式分布。
3.如權(quán)利要求1所述的用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置，其特征在于，所述電容傳感器為MEMS電容傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置，其特征在于，所述抗凝血涂層為金剛石涂層。
5.如權(quán)利要求1所述的用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置，其特征在于，所述人工器官采用具有抗凝血性的材料加工。
6.一種人工器官表面凝血檢測(cè)方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的用于人工器官表面凝血檢測(cè)的裝置，具體步驟如下: (一)、加工成型人工器官，并在人工器官的表面固定設(shè)置電容傳感器，且電容傳感器呈陣列分布； (二 )、在電容傳感器的外側(cè)涂覆一側(cè)抗凝血涂層，完全覆蓋電容傳感器； (三)、將人工器官應(yīng)用于人體中，電容的激勵(lì)極板與接收極板間產(chǎn)生靜電場(chǎng)，當(dāng)正常血液流經(jīng)人工器官表面時(shí)，激勵(lì)極板與接收極板間的電容為規(guī)律變化的值；當(dāng)有凝血塊或者凝血區(qū)域濃度發(fā)生變化時(shí)，將會(huì)改變電容兩極板間的電介質(zhì)，因此會(huì)導(dǎo)致電容產(chǎn)生較大改變，從而判斷是否發(fā)生凝血或者該區(qū)域是否有血液濃度突變； (四)、將電容變化信號(hào)反饋輸出，提供給醫(yī)生進(jìn)行前期判斷和診療，電容傳感器采用陣列的方式，可以準(zhǔn)確判斷人工器官凝血的具體位置。
【文檔編號(hào)】A61B19/00GK103919616SQ201410187452
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】陳濤, 孫立寧, 劉會(huì)聰, 楊湛, 王蓬勃, 潘明強(qiáng), 劉吉柱, 王陽(yáng)俊 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)