一种血液粘度检测方法及仪器技术

一种用于检测人体血粘度的方法及仪器，可在无创伤的情况下快速测得血粘度，其方法是在肘、腕关节处设置两个气袖，利用传感器与气袖相连，且在被测手臂的拇指上设置拇指传感器，测量时两气袖压力同步下降，在下降过程中通过传感器测得肘、腕处收缩压、舒张压和脉搏传播时间，将传感器信号送入放大器，放大的信号再送入Ａ／Ｄ转换器、脉搏及压力、时间信号被转换成数字信号，数字信号经计算机处理后，即可得到血粘度等数值。该方法和仪器测得的数据为不离体血液粘度，因此可真实的反映人体内的血液实际粘度，与离体化验有本质的区别。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种医疗检测方法及其仪器，特别是用于血液粘度的检测方法及仪器。目前，世界各国都是采用抽血化验的方法来检测人体的血液粘度指标，可血液离开了人体血管，其成分要发生变化，导致化验结果存在偏差，对诊断治疗都有不同程度的影响。本专利技术提供的血液粘度检测方法及仪器，能够直接对人体血管中的流动血液进行血液粘度快速检测，不需要抽血样。本专利技术依据水力学原理，如果在简单管中，已知水力坡、流速和管路半径，可计算了血液粘度。用Poiseuille定理(翁维良、廖福龙、吴云鹏著《血液流变学研究方法及其应用》，第一版，科学出版社，1989，p48)可得以下关系式η＝R2·J/8V(1)式中η-粘度，单位mPa.s；R-血管半径，单位m；V-血液流速，单位m/s；J-水力坡，单位Pa/m。在人体的肘关节和腕关节处布置测量点，测量R、J、V。将肱动脉、挠动脉和尺动脉看作水力学中的二分支均匀泄露锥管，由于挠动脉和尺动脉有分支血管，在肘关节测点的血液流入量大于在腕关节测点处挠、尺动脉的血液流出量，差值进入分支血管，不能直接利用式(1)计算血粘度，特作以下基本要求和假设1、取肘、腕关节间测量点间的平均流速或流量表示为系统流量；所谓平均意指时间和距离的两个方面的平均量。2、根据Doppler仪测得数据，认为肘关节上2-3cm处的肱动脉面积约等于腕关节上1-2cm处挠、尺动脉面积之和。即肘关节测点处血管面积可代表受测段的平均面积。根据以上两点要求和假设受测系统可看作一等截面简单管。只要测出肘、腕关节测点的水力坡J、平均流速V，平均面积S后，即可用式(1)计算血液粘度。在人体的肘关节上2-3cm处和腕关节上1-2cm处设两个测量点，在两个测量点上设置两个测血压用的气袖，每个气袖连有相应的压力传感器、脉搏传感器。两气袖通过胶管和细管都与排气阀相连，通过胶管都与空气阀门相连，在被测手臂的姆指上连有指尖脉搏传感器，测量时两气袖压力同步下降，在下降的过程中通过相关传感器测得肘、腕处收缩压、舒张压和脉搏传播时间，量出两气袖间距离将测得的数据用相关公式计算出水力坡J。在测以上数据的同时，测量出两测量点间血液的流速和血管的面积，利用有关公式计算出血液粘度η和血管壁切应力τ。实现上述方法的仪器是两个测量血压用的气袖，即肘关节气袖、腕关节气袖；压气橡皮球、两个压力传感器，两个脉搏传感器，指尖脉搏传感器，细管、排气阀、空气阀门，以上各部件组成仪器的测量部分，除此而外还有放大器、A/D转换器、计算机及外设(打印机)。本专利技术能够在无刨伤的条件下，直接对人体血管内流动的血液进行“血粘度”的测量，在计算机屏幕上直接读取有关数据，误差较小，检测迅速，仪器成本低。下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明附图说明图1为血液粘度测量方法示意图；图2为血管截面受力分析图；图3为血管截面受力分析图；图4为血液粘度检测仪工作原理示意图。实施例1，如图1所示，在肘关节和腕关节处设置气袖1、2，打开空气阀门11使气袖1、2相通，通过压气橡皮球4向气袖1、2中注入空气。随空气压力增加，动脉血管被压扁，使肘关节以下无血液流动，这时指尖脉搏传感器3上的脉搏信号和气袖2上的脉搏信号消失。停止加压，关闭空气阀门11。两气袖1、2中的空气通过细管7，由排气阀8排出，气袖1、2中的压力同步逐渐降低。随着气袖1中的压力逐渐降低且达到收缩压时，气袖2中的脉搏传感器10收到脉搏信号，此时压力传感器5所显示的压力值为气袖1处肱动脉的收缩压p1。随着气袖1、2中的压力进一步同步下降且达到挠、尺动脉的收缩压时，指尖脉搏传感器3出现脉搏信号，此时的压力传感器9上的示值为挠、尺动脉收缩压p2。将p1、p2代入公式J＝p1-p2/l，其中l为气袖1、2所在的肘关节和腕关节测点间的距离，单位为m，可求出J。测量水力坡J时，细管7只是排出气袖1、2中的空气，不得传导脉搏信号，否则气袖1、2中的脉搏信号将叠加，而无法判别。利用Doppler仪可测量出此刻肘关节和腕关节测点间的血管流速V和面积S，利用式(1)可计算出血液粘度η。由于人们挠、尺动脉的切变率不同，而粘度又是切变率的函数，上述粘度无可比性，血管壁的切变率γ由Hagen-Poiseuille公式(翁维良、廖福龙、吴云鹏著《血液流变学研究方法及其应用》，第一版，科学出版社，1989，p50)得出γ＝4V/R式中符号意义同前。按牛顿粘性定律，血管切应力为τ＝η·γ＝J·R/2式中符号意义同前。τ不仪表示血液和血管壁间的切应力，若以其除以某一单位切变率时，则τ可看作同一切变率下的血粘度，可用于比较受测者的血液粘度。实施例2、水力坡J的测量方法同例1，血液流速和血管面积的测量除用Doppler仪外，还可用以下方法测量。血液流速的测量通过气袖1的脉搏传感器6和气袖2的脉搏传感器10或指尖传感器3测量同一脉搏同相位的时差Δt。量出两传感器6和10或6和3的距离l，利用下式可计算出脉搏波的平均波速C＝l/Δt；众所周知，脉搏波是水锤波，水锤波的动能与血管弹性势能和血液的压力势能互相转换并以波动形式向全身传播。由于血液的弹性模量远远大于血管的弹性模量，故可略血液的压力势能，按ЖуКОВСКЙ公式(К·А·Михайдов《水力学·水文学·水文测验学》，商务印书馆，1953，p311)V＝ΔP/ρ·C式中ΔP-压力变化量，单位Pa；ρ-血液密度，单位Kg/m3；C-脉搏波波速，单位m/s；V-血液平均流速，单位m/s。以压差ΔP和C，且令ρ≈1000Kg/m3代入V＝ΔP/ρ·C中、可求出气袖1、2间的平均流速V。血管面积的测量方法在气袖压力下，血管被压扁，为表示方便，血管截面留一小缝，其受力情况如图2，血管内壁受血压Pt作用，血管外壁受气袖压力qt作用。如按O-O断面切开血管，A、B两点分别受未知力P和力矩M作用，在πR长度内受气袖匀布压力qt和血压Pt作用，见图3。显然图3的力学模型与两端固定梁相似，故位移可表示为 ut＝k(qt-Pt)R4式中ut-血管壁中点最大位移；R-血管半径；k-力学常数。对上式求导，有ut′＝dut/dqt＝kR4，该式说明ut＝f(qt)曲线的斜率与血管半径的4次方成正比。由于脉搏幅值等于测试系统的传递函数乘以血管位移，因此血管的半径平方可表示为R2＝M(dut/dqt)1/2式中M-系数，由Doppler仪和本系统同时测血管直径回归得到。当M为已知量，可根据上式求出血管半径的平方，乘π后得到血管面积。如图4所示，将图1中的指尖脉搏传感器3、脉搏传感器6、10分别接入图4中的12、13、14各点。其中脉搏传感器为压电晶体式传感器，放大器芯片型号为OP07，A/D转换器采用AD0801芯片，脉搏传感器的信号经放大器单级放大后送入A/D转换器的输入端，A/D转换器的输出端与计算机数据总线相接。将压力传感器5、9接入图中15、16点。压力传感器采用美国摩托罗拉公司生产的专用电子血压计的压力传感器和其提供的放大器。压力传感器的信号经摩托罗拉公司提供的放大器放大后，进入A/D转换器。A/D转换器将接收的信号转换成数字信号并送入计算机的数据总线，向计算机输入各传感器间距。按前面所述方法进行测量，利用计算机可在显示器和打印机上直接读出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种血液粘度检测方法，其特征在于由以下步骤组成：ａ．在人体的肘关节上２－３ｃｍ处和腕关节上１－２ｃｍ处设两个测量点，在每个测量点上设置一个测血压用的气袖，即肘关节气袖（１）和腕关节气袖（２），每个气袖连有相应的传感器，即压力传感器（５） 、脉搏传感器（６）和压力传感器（９）、脉搏传感器（１０），两气袖（１）、（２）通过胶管和细管（７）都与排气阀（８）相连，通过胶管都与空气阀门（１１）相连，在被测手臂的姆指上连有指尖脉搏传感器（３）；ｂ．测量时，肘关节气袖（１）和腕关节气 袖（２）压力同步下降，在下降的过程中通过相关压力传感器测得肘、腕测量点处收缩压ｐ↓［１］、ｐ↓［２］，通过脉搏传感器（６）和脉搏传感器（１０）或指尖脉搏传感器（３）测量同一脉搏同相位的时差Δｔ，量出两传感器（６）和（１０）或（６）和（３）的距离１，测量出当时两测量点间的血液流速Ｖ和血管截面积Ｓ；ｃ．利用公式Ｊ＝ｐ↓［１］－ｐ↓［２］／ｌ计算出水力坡Ｊ；由血管截面积Ｓ可得血管半径Ｒ，将Ｊ和Ｒ、血液流速Ｖ代入式η＝Ｒ↑［２］.Ｊ／８Ｖ可求出血粘度η，将Ｖ、Ｒ、η代入公式λ＝４ Ｖ／Ｒ和τ＝η.γ可求出血管壁切变率γ和血液与血管壁间切应力τ。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李锡润，
申请(专利权)人：李锡润，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]