[發明專利]一種在血液凈化系統中用聲表面波實現漏血監測的裝置和方法

有效

• 申請號: 201811245338.8
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109507285B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 陳希;劉洋;陳趙江;王暉;張筱燕
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: G01N29/036
• 分類號: G01N29/036;G01N29/22;A61M1/14
• 代理公司: 濟南旌勵知識產權代理事務所(普通合伙) 31310
• 代理人: 王如意

1.一種在血液凈化系統中用聲表面波實現漏血監測的裝置，其特征在于：包括廢液進樣軟管（1）、莫菲氏滴管（2）、右引流管（3）、第一硅膠軟管（4）、第一微流控通道出入口（5）、左引流管（6）、廢液袋（7）、微流控平臺（8）、第一微流控通道（9）、第一叉指換能器（10）、第二叉指換能器（11）、第二微流控通道（12）、第二微流控通道出入口（13）、第二硅膠軟管（14）、第三微流控通道（15）、第一注射泵（16）、第三叉指換能器（17）、第三微流控通道出入口（18）、第三硅膠軟管（19）、第二注射泵（20）、第四叉指換能器（21）、驅動檢測電路（22）、微控制器（23），廢液進樣軟管（1）和莫菲氏滴管（2）連接，莫菲氏滴管（2）同時和右引流管（3）、左引流管（6）連接，右引流管（3）的另一端與第一硅膠軟管（4）的一端相連，第一硅膠軟管（4）的另一端與第一微流控通道出入口（5）相連，左引流管（6）的另一端連接廢液袋（7），莫菲氏滴管（2）垂直并高于微流控平臺（8）放置，在第三微流控通道（15）入口處有三叉口，第三微流控通道（15）通過三叉口分別和第一微流控通道（9）和第二微流控通道（12）連接，在三叉口之前第一微流控通道（9）出口兩邊設置第一叉指換能器（10）和第二叉指換能器（11），在第三微流控通道出入口（18）前，第三微流控通道（15）的出口兩邊設置第三叉指換能器（17）和第四叉指換能器（21），第一微流控通道（9）與第三微流控通道（15）均固定安裝在微流控平臺（8）上，第二微流控通道（12）和第三微流控通道（15）所對應的第二微流控通道出入口（13）、第三微流控通道出入口（18）分別通過第二硅膠軟管（14）、第三硅膠軟管（19）與第一注射泵（16）、第二注射泵（20）相連，第一叉指換能器（10）、第二叉指換能器（11）、第三叉指換能器（17）及第四叉指換能器（21）與驅動檢測電路（22）連接，驅動檢測電路（22）與微控制器（23）連接，微流控平臺（8）分為微通道層（30）、壓電層（31）和溫控層（32），在壓電層（31）和溫控層（32）之間夾有溫度傳感器熱電偶（33），溫度傳感器熱電偶（33）位于第一叉指換能器（10）下方。

2.根據權利要求1所述的一種在血液凈化系統中用聲表面波實現漏血監測的裝置，其特征在于：所述的壓電層（31）為鈮酸鋰（LiNbO３）。

3.根據權利要求1所述的一種在血液凈化系統中用聲表面波實現漏血監測的裝置，其特征在于：所述的溫控層（32）為半導體制冷片。

4.根據權利要求1所述的一種在血液凈化系統中用聲表面波實現漏血監測的裝置，其特征在于：所述的微控制器（23）控制恒流源（51）來驅動溫控層（32），熱電偶（33）和測溫電路（50）連接，測溫電路（50）和微控制器（23）連接。

5.根據權利要求1所述的一種在血液凈化系統中用聲表面波實現漏血監測的裝置，其特征在于：所述的第一微流控通道（9）、第三微流控通道（15）為蛇形。

6.根據權利要求1所述的一種在血液凈化系統中用聲表面波實現漏血監測的裝置，其特征在于：所述的第二微流控通道（12）為直線形。

7.根據權利要求1所述的一種在血液凈化系統中用聲表面波實現漏血監測的裝置，其特征在于：所述的第一叉指換能器（10）和第二叉指換能器（11）、第三叉指換能器（17）和第四叉指換能器（21）所產生的聲表面波方向與微流控通道液體流動方向垂直或成一角度。

8.根據權利要求1所述的一種在血液凈化系統中用聲表面波實現漏血監測的裝置，其特征在于：所述的驅動檢測電路（22）采用對稱電路，第一叉指換能器（10）、第二叉指換能器（11）、第一移相器（40）、第一放大器（41）組成第一振蕩電路（46），第三叉指換能器（17）和第四叉指換能器（21）、第二移相器（42）、第二放大器（43）組成第二振蕩電路（47）。

9.一種在血液凈化系統中用聲表面波實現漏血監測的方法，其特征在于：包括步驟：

ａ．按1：1比例配比鞣花酸試劑+0.025mol/L氯化鈣溶液，并在37℃水浴預溫，將配比溶液裝入第一注射泵（16）注射針筒內；

ｂ. 開啟裝置電源，加熱微流控平臺（8），使溫度維持在37℃；

ｃ. 血液凈化系統已工作的前提下，開啟第二注射泵（20）；

第二注射泵（20）工作在“拉”模式，使廢液從莫菲氏滴管（2）流入右引流管（3）、第一微流控通道（9）、第三微流控通道（15），并最終流入第二注射泵（20）；第二注射泵（20）的主要作用是防止血液凈化系統產生的壓力不足以使廢液通過莫菲氏滴管（2）進入右引流管（3）；第二注射泵（20）所使用的注射管容積視一次血液凈化所產生的廢液量決定；

ｄ.第一注射泵（16）向第二微流控通道（12）開始注射鞣花酸+0.025mol/L氯化鈣溶液配比試劑，注射速度可調節，默認流速3uL/s，廢液流過第一微流控通道（9）和第二微流控通道（12）的試劑混合后流入第三微流控通道（15）；

第一叉指換能器（10）和第二叉指換能器（11）構成的第一振蕩電路（46）的振蕩頻率隨著第一微流控通道（9）中溶液含量的變化而變化，第三叉指換能器（17）和第四叉指換能器（21）構成的第二振蕩電路（47）振蕩頻率除受到第一微流控通道（9）中溶液含量的影響外，還受到第二微流控通道（12）試劑的影響；

當廢液不含血液時，因第一微流控通道（9）和第二微流控通道（12）的溶液含量穩定，第一振蕩電路（46）和第二振蕩電路（47）的振蕩頻率基本穩定，期間的波動因混頻作用而相互抵消，因此混頻濾波后的頻率信號也趨于穩定；

當廢液含血液時，流入第三微流控通道（15）的溶液因血液和第二微流控通道（12）流入的試劑相互作用，導致第二振蕩電路（47）的振蕩頻率發生改變，從而使混頻濾波后的頻率信號發生改變，廢液中的血液含量和微控制器測得的頻率信號成比例關系；

ｅ.通過測量混頻濾波后的信號頻率，并根據廢液中的血液含量和頻率信號的比例關系，判斷是否超過限定值，若超過限定值，發出報警信號。