本發(fā)明涉及一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測方法及系統(tǒng)，特別是涉及一種采用近紅外光譜檢測的血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，血液凈化在臨床治療中被廣泛需要。以腎臟病透析治療為例，我國約有200萬終末期腎病患者，40萬在接受血液透析治療，每年以超過10％的速度遞增，患者對透析治療的需求很大。

血透療法是利用半透膜的原理，將患者的血液與透析液同時引進透析器的內(nèi)外側(cè)，借助于膜兩側(cè)的溶質(zhì)梯度、滲透梯度和彌散度，通過擴散、對流、清除毒素等，通過這種方法清除體內(nèi)潴留過多的水分和代謝廢物，同時留下所需要的物質(zhì)，糾正電解質(zhì)和酸堿平衡紊亂。

肌酐(cr)是人體肌肉代謝的產(chǎn)物，主要由肌酸通過不可逆的非酶脫水反應緩慢形成，再釋放到血液中，隨尿排泄，不易受飲食影響，可通過腎小球濾過，在腎小管內(nèi)很少會被再次吸收，肌酐包括血肌酐和尿肌酐，血肌酐衡量腎功能更有意義，血清肌酐濃度測定是評價腎小球濾過率的有效指標，可有效反映腎臟功能的實質(zhì)損傷程度，在臨床上檢測有助于判斷病情，具有重要意義。

對血液中肌酐含量超標患者進行血液透析治療時，需用到透析器。透析器可能出現(xiàn)堵塞或破損現(xiàn)象。透析器堵塞的原因主要有：a、血液離體離泵時間太長，這是透析器堵塞的主要原因；b、肝素用量不足，患者首次透析肝素的注入量十分重要，一般是0.2～0.5mg/kg，假如首次肝素化不充分，透析中追加肝素量再大也無明顯效果；c、透析者本身因疾病、腎病終末期，血液粘稠度增高。

透析器被堵塞后應及時更換，否則體外循環(huán)停止，動脈血路、靜脈血路也會隨之被堵，造成透析者血液大量丟失，危害極大。而觀察透析器被堵的過程一般5～10分鐘，為了及時發(fā)現(xiàn)透析器堵塞現(xiàn)象，有必要對透析過程進行在線監(jiān)測，尋找出透析液濃度的變化規(guī)律。如當透析膜逐步堵塞時，透析液中的肌酐含量會逐漸變低，當與正常肌酐含量超過一定限度時，可通過報警裝置及時提醒，有效避免危害的發(fā)生。

再者，通過在線監(jiān)測血透透析液中肌酐含量的變化，可及時發(fā)現(xiàn)透析器破損情況。如透析器的中空纖維膜發(fā)生破損時，透析液中的肌酐含量會明顯提高，通過監(jiān)測可以及時發(fā)現(xiàn)透析器破損，及時處理并避免事故的發(fā)生。

現(xiàn)有技術(shù)采用電導率檢測、透析液濃度監(jiān)測等進行預防，但也存在一定的缺點，如取樣檢測的及時性不夠且產(chǎn)生污染、濃度監(jiān)測需要高精度的傳感器、傳感器探頭可能發(fā)生腐蝕現(xiàn)象而導致測量值不準確等情況的發(fā)生。

近紅外光譜技術(shù)是近幾年才發(fā)展起來的新型技術(shù)，是用近紅外光譜儀快速掃描物質(zhì)在670～2526nm光譜區(qū)域的反射、漫反射或透射光譜的一種儀器分析手段。由于近紅外光譜分析技術(shù)具有分析速度快、效率高、樣品無化學污染、無需樣品預處理、在線無損檢測等優(yōu)點，目前在食品及農(nóng)產(chǎn)品檢測等領域得到了廣泛應用。但文獻檢索未發(fā)現(xiàn)其應用于血液透析在線監(jiān)測領域。

因此如何結(jié)合近紅外光譜檢測技術(shù)的優(yōu)點，在線監(jiān)測血透透析液中肌酐含量的變化，尋找血透時透析液中肌酐含量的變化規(guī)律，尋找血透時透析液中肌酐含量變化與患者心率、血壓、透析血液流量之間的相關性，尋找透析液中肌酐含量在特殊情況如堵塞或破損下的變化規(guī)律，成為該領域研究的課題之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測方法及系統(tǒng)，采用近紅外光譜儀建立透析液樣本檢驗模型并在線監(jiān)測血透透析液中肌酐的含量變化，達到預防血透事故發(fā)生、提高腎病治療水平的目的。

本發(fā)明提供一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測方法，包括如下步驟：

1)配制不同肌酐含量的血透透析液樣本；

2)采用近紅外光譜儀對上述透析液樣本進行光譜采集；

3)建立基于近紅外光譜的血透透析液中肌酐含量定量鑒別模型；

4)利用在線監(jiān)測探頭對血透透析器出口透析液進行近紅外光譜采集，將采集的透析器出口透析液中肌酐含量的近紅外光譜與步驟3)建立的透析液中肌酐含量定量鑒別模型進行比對，確定待檢透析器出口透析液中的肌酐含量。

另外，本發(fā)明還提供一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括，血液側(cè)循環(huán)、透析液側(cè)循環(huán)和透析器4；血液側(cè)循環(huán)包括，人體動脈血液輸出側(cè)1、血泵2、動脈血液循環(huán)導管3、靜脈血液循環(huán)導管6、和人體靜脈血液輸入側(cè)8；動脈血液循環(huán)導管3連接人體動脈血液輸出側(cè)1和透析器4的血液入口，血泵2設置在動脈血液循環(huán)導管3上；靜脈血液循環(huán)導管6連接透析器4的血液出口和人體靜脈血液輸入側(cè)8；透析液側(cè)循環(huán)包括，透析液桶9、透析液泵10、透析液進口管線11、透析液監(jiān)測探頭14、透析液出口管線13、透析液回收桶15、近紅外光譜檢測數(shù)據(jù)線路16、近紅外光譜監(jiān)測儀17；透析液進口管線11連接透析液桶9和透析器4的透析液入口，透析液泵10設置在透析液進口管線11上；透析液出口管線13連接透析器4的透析液出口和透析液回收桶15；透析液監(jiān)測探頭14設置在透析液出口管線13上，近紅外光譜檢測數(shù)據(jù)線路16連接透析液監(jiān)測探頭14和近紅外光譜監(jiān)測儀17；透析液監(jiān)測探頭14采集從透析器4出來的透析液中肌酐含量的近紅外光譜。

進一步，本發(fā)明還提供一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測系統(tǒng)，具有如下特征：近紅外光譜監(jiān)測儀17從透析液監(jiān)測探頭14獲取透析液中肌酐含量的近紅外光譜，基于近紅外光譜的血透透析液中肌酐含量定量鑒別模型比對得到血透透析液中肌酐含量并實時記錄。

進一步，本發(fā)明還提供一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測系統(tǒng)，具有如下特征：基于近紅外光譜的血透透析液中肌酐含量定量鑒別模型是指配制不同肌酐含量的血透透析液樣本，采用近紅外光譜儀對該透析液樣本進行光譜采集，從而建立起基于近紅外光譜的血透透析液中肌酐含量定量鑒別模型。

進一步，本發(fā)明還提供一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測系統(tǒng)，具有如下特征：血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測系統(tǒng)設有氣泡捕捉監(jiān)測器7，設置在靜脈血液循環(huán)導管6上。

進一步，本發(fā)明還提供一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測系統(tǒng)，具有如下特征：透析液監(jiān)測探頭14包括探頭殼體21、透析液通道24、近紅外接收室29和近紅外發(fā)射室32；近紅外接收室29和近紅外發(fā)射室32分別設在探頭殼體21兩側(cè)，中間由透析液通道24貫穿探頭殼體21，近紅外接收室29和近紅外發(fā)射室32分別通過近紅外接收孔25和近紅外發(fā)射孔30連通透析液通道24，近紅外接收孔25和近紅外發(fā)射孔30同軸；近紅外發(fā)射室32在近紅外發(fā)射孔30的位置設有近紅外發(fā)射管31；近紅外接收室29在近紅外接收孔25的位置設有近紅外接收管27；近紅外接收室29設有電路板28與近紅外接收管27連通；透析液通道24與透析器4透析液出口或透析液出口管線13相連并輸送到用過的透析液回收桶15；探頭殼體21外部設有連接頭23，連接頭23通過導線孔22連通近紅外接收室29、近紅外發(fā)射室32和外部；透析液通道24設有石英玻璃33覆蓋近紅外接收孔25和近紅外發(fā)射孔30；透析液監(jiān)測探頭14還包括兩個密封蓋26連接探頭殼體21分別形成近紅外接收室29和近紅外發(fā)射室32；近紅外光線監(jiān)測透析液通道24中的透析液，采集的光譜信號經(jīng)透析液監(jiān)測探頭14內(nèi)部導線通過連接頭23從導線管引出，經(jīng)近紅外光譜檢測數(shù)據(jù)線路16、近紅外光譜監(jiān)測儀17得到血透透析液中肌酐含量并實時記錄。

進一步，本發(fā)明還提供一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測系統(tǒng)，具有如下特征：密封蓋26與探頭殼體21通過密封螺紋連接。

進一步，本發(fā)明還提供一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測系統(tǒng)，具有如下特征：連接頭23、探頭殼體21和密封蓋26采用不銹鋼材質(zhì)。

進一步，本發(fā)明還提供一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測系統(tǒng)，具有如下特征：近紅外光線垂直透射透析液通道24中的透析液。

進一步，本發(fā)明還提供一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測系統(tǒng)，具有如下特征：血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測系統(tǒng)設有肝素泵20設置在動脈血液循環(huán)導管3上；配制的注射液經(jīng)肝素泵20注入血液。

本發(fā)明中未說明的技術(shù)特征及實驗步驟等采用成熟的現(xiàn)有技術(shù)進行配套。

發(fā)明的有益效果

1、通過在線實時監(jiān)測透析液中肌酐的含量，能夠快速判斷透析器是否發(fā)生堵塞或破損現(xiàn)象，從而及時處理、防止醫(yī)療事故的發(fā)生；

2、在線監(jiān)測的檢測時間短，獲得的透析液中肌酐含量數(shù)據(jù)多，有助于找出血透時透析液中肌酐含量的變化規(guī)律，有助于尋找出血透時透析液中肌酐含量變化與患者心率、血壓、透析血液流量之間的相關性，從而為尿毒癥患者的治療提供科學依據(jù)；

3、真正實現(xiàn)快速無損檢測，與其他監(jiān)測方法相比，人為誤差及系統(tǒng)誤差有效降低，模型準確率高，提高了工作效率；

4、為腎病的預防、救治、急救提供了可靠的技術(shù)保證，經(jīng)濟、社會意義巨大。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測系統(tǒng)示意圖。

圖2為本發(fā)明中的透析液監(jiān)測探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記:

1-人體動脈血液輸出側(cè)；2-血泵；3-動脈血液循環(huán)導管；4-透析器；5-中空纖維膜；6-靜脈血液循環(huán)導管；7-氣泡捕捉監(jiān)測器；8-人體靜脈血液輸入側(cè)；9-干凈透析液桶；10-透析液泵；11-透析液進口管線；12-透析器透析液側(cè)；13-透析液出口管線；14-透析液監(jiān)測探頭；15-用過的透析液回收桶；16-近紅外光譜檢測數(shù)據(jù)線路；17-近紅外光譜監(jiān)測儀；20-肝素泵；21-探頭殼體；22-導線孔；23-連接頭；24-透析液通道；25-近紅外接收孔；26-密封蓋；27-近紅外接收管；28-電路板；29-近紅外接收室；30-近紅外發(fā)射孔；31-近紅外發(fā)射管；32-近紅外發(fā)射室；33-石英玻璃。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的描述。

一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測方法，該方法包括如下步驟：

1)配制不同肌酐含量的血透透析液樣本，樣本數(shù)量滿足建立樣本檢驗模型的要求；

2)采用近紅外光譜儀對上述透析液樣本進行光譜采集；

3)建立基于近紅外光譜的血透透析液中肌酐含量定量鑒別模型；

4)利用在線監(jiān)測探頭對血透透析器出口透析液進行近紅外光譜采集，將采集的透析器出口透析液中肌酐含量的近紅外光譜與步驟3)建立的透析液中肌酐含量定量鑒別模型進行比對，快速確定待檢透析器出口透析液中的肌酐含量。

圖1為本發(fā)明的一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測系統(tǒng)示意圖。

如圖1所示，一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括，血液側(cè)循環(huán)、透析液側(cè)循環(huán)和透析器4。透析器4具有中空纖維膜5和透析液側(cè)12。

血液側(cè)循環(huán)包括，人體動脈血液輸出側(cè)1、血泵2、動脈血液循環(huán)導管3靜脈血液循環(huán)導管6和人體靜脈血液輸入側(cè)8。動脈血液循環(huán)導管3連接人體動脈血液輸出側(cè)1和透析器4的血液入口，血泵2設置在動脈血液循環(huán)導管3上；靜脈血液循環(huán)導管6連接透析器4的血液出口和人體靜脈血液輸入側(cè)8。

透析液側(cè)循環(huán)包括，透析液桶9、透析液泵10、透析液進口管線11、透析液監(jiān)測探頭14、透析液出口管線13透析液回收桶15、近紅外光譜檢測數(shù)據(jù)線路16和近紅外光譜監(jiān)測儀17。透析液進口管線11連接透析液桶9和透析器4的透析液入口，透析液泵10設置在透析液進口管線11上；透析液出口管線13連接透析器4的透析液出口和透析液回收桶15；透析液監(jiān)測探頭14設置在透析液出口管線13上，近紅外光譜檢測數(shù)據(jù)線路16連接透析液監(jiān)測探頭14和近紅外光譜監(jiān)測儀17；透析液監(jiān)測探頭14采集從透析器4出來的透析液中肌酐含量的近紅外光譜；近紅外光譜監(jiān)測儀17從透析液監(jiān)測探頭14獲取透析液中肌酐含量的近紅外光譜，基于近紅外光譜的血透透析液中肌酐含量定量鑒別模型比對得到血透透析液中肌酐含量并實時記錄。

一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測系統(tǒng)，還包括氣泡捕捉監(jiān)測器7和肝素泵20。氣泡捕捉監(jiān)測器7設置在靜脈血液循環(huán)導管6上。肝素泵20設置在動脈血液循環(huán)導管3上。

一種血透透析液中肌酐含量在線監(jiān)測系統(tǒng)的工作流程：血液側(cè)循環(huán)的人體動脈血液輸出側(cè)1輸出的血液經(jīng)血泵2、動脈血液循環(huán)導管3進入透析器4，血液經(jīng)透析器4中的中空纖維膜5與透析液進行溶質(zhì)交換，再經(jīng)靜脈血液循環(huán)導管6、人體靜脈血液輸入側(cè)8回到人體；透析液側(cè)循環(huán)的干凈透析液桶9中的透析液經(jīng)透析液泵10、透析液進口管線11進入透析器透析液側(cè)12，與中空纖維膜5中的血液進行溶質(zhì)交換，再經(jīng)透析液監(jiān)測探頭14中的透析液通道、透析液出口管線13進入用過的透析液回收桶15；透析液監(jiān)測探頭14采集從透析器4出來的透析液的近紅外光譜，經(jīng)近紅外光譜檢測數(shù)據(jù)線路16、近紅外光譜監(jiān)測儀17，跟基于近紅外光譜的血透透析液中肌酐含量定量鑒別模型比對得到血透透析液中肌酐含量并實時記錄。

基于近紅外光譜的血透透析液中肌酐含量定量鑒別模型是指配制不同肌酐含量的血透透析液樣本，采用近紅外光譜儀對該透析液樣本進行光譜采集，從而建立起基于近紅外光譜的血透透析液中肌酐含量定量鑒別模型。

從透析器4出來的血液經(jīng)靜脈血液循環(huán)導管6、氣泡捕捉監(jiān)測器7、人體靜脈血液輸入側(cè)8回到人體。

人體動脈血液輸出側(cè)1輸出的血液經(jīng)血泵2、肝素泵20、動脈血液循環(huán)導管3進入透析器4；配制的注射液經(jīng)肝素泵20注入血液。

圖2為本發(fā)明中的透析液監(jiān)測探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖2所示，透析液監(jiān)測探頭14包括探頭殼體21、透析液通道24、近紅外接收室29和近紅外發(fā)射室32；近紅外接收室29和近紅外發(fā)射室32分別設在探頭殼體21兩側(cè)，中間由透析液通道24貫穿探頭殼體21，近紅外接收室29和近紅外發(fā)射室32分別通過近紅外接收孔25和近紅外發(fā)射孔30連通透析液通道24，近紅外接收孔25和近紅外發(fā)射孔30同軸；近紅外發(fā)射室32在近紅外發(fā)射孔30的位置設有近紅外發(fā)射管31；近紅外接收室29在近紅外接收孔25的位置設有近紅外接收管27；近紅外接收室29設有電路板28與近紅外接收管27連通；透析液通道24與透析器4透析液出口或透析液出口管線13相連并輸送到用過的透析液回收桶15。

探頭殼體21外部設有連接頭23，連接頭23通過導線孔22連通近紅外接收室29、近紅外發(fā)射室32和外部；透析液通道24設有石英玻璃33覆蓋近紅外接收孔25和近紅外發(fā)射孔30；透析液監(jiān)測探頭14還包括兩個密封蓋26連接探頭殼體21分別形成近紅外接收室29和近紅外發(fā)射室32。

近紅外光線監(jiān)測透析液通道24中的透析液，采集的光譜信號經(jīng)透析液監(jiān)測探頭14內(nèi)部導線通過連接頭23從導線管引出，經(jīng)近紅外光譜檢測數(shù)據(jù)線路16、近紅外光譜監(jiān)測儀17得到血透透析液中肌酐含量并實時記錄。

密封蓋26與探頭殼體21通過密封螺紋連接。

連接頭23、探頭殼體21和密封蓋26采用不銹鋼材質(zhì)。

近紅外光線垂直透射透析液通道24中的透析液。

本發(fā)明中未說明的技術(shù)特征及實驗步驟等采用成熟的現(xiàn)有技術(shù)進行配套。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但它們并不是用來限定本發(fā)明，任何熟悉本領域?qū)I(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，做出的變化、改型、添加或替換，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。