一种用于流动血栓的电阻抗检测与在线治疗设备与方法

技术领域

本发明涉及一种电阻抗检测与在线治疗设备，特别涉及一种用于流动血栓的电阻抗检测与在线治疗设备与方法，属于医疗技术领域。

背景技术

体外循环设备对救治心力衰竭患者起到十分积极的作用，但目前由于制造体外循环设备的材料生物相容性差而容易产生血栓，血栓的出现可能导致体外循环设备的机械故障，造成设备停机，另一个严重的问题是在体外循环及其循环管路中形成的血栓在一旦随着血液循环流入人体可能会对人体造成严重损伤，甚至导致病人死亡，目前最常见的血栓预防手段是向人体内注射大量的抗凝剂阻止其形成，抗凝剂的使用能够有效缓解血栓形成，但是带来了一些新的问题，当注射抗凝剂的剂量过大时，会导致严重的出血现象，同样会威胁着病人的健康，因此，需要针对血栓的大小及数量对注射的抗凝剂剂量进行在线反馈控制，但目前并未有很好的血栓的在线检测手段，本发明针对以上情形提出一种基于电阻抗检测的血栓实时检测、给药控制以及在线诊断方法，用于促进智能化医疗设备的发展；

电阻抗成像（EIT）以及电阻抗频谱技术（EIS）是常见的电学检测手段,EIT技术优势在于能够直观展示血栓在血液回路中有无血栓，其形状以及位置信息，但不能检测其产生的可能性，不利于有梯度的控制抗凝剂的给药，EIS技术能够检测血栓产生的可能性，但不能够直接展示有无血栓，因此EIS技术无法针对突发血栓做出反应，电阻抗检测技术（EIST）是EIS与EIT的有机结合，同时具有EIT技术的直观性以及EIS技术的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于流动血栓的电阻抗检测与在线治疗设备与方法，以解决上述背景技术中提出的EIT技术优势在于能够直观展示血栓在血液回路中有无血栓，其形状以及位置信息，但不能检测其产生的可能性，不利于有梯度的控制抗凝剂的给药，EIS技术能够检测血栓产生的可能性，但不能够直接展示有无血栓，因此EIS技术无法针对突发血栓做出反应的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括设备壳体，所述设备壳体正面的顶部固定安装有触摸液晶屏，所述设备壳体正面的中部开设有封装槽，所述封装槽的内部封装有操作面板，所述操作面板与设备壳体之间安装有移动机构，所述设备壳体正面的底部开设有设备腔，所述设备腔的一侧绞接有密封门，所述设备腔的内部固定安装有控制电路板和EIST传感器，所述设备壳体两侧的中部均开设有散热孔，所述设备壳体一侧的底部等距固定安装有多个USB接口，所述USB接口通过数据线与云端服务器、体外循环系统和给药设备信号连接，所述设备壳体的背面固定安装有电源线，所述设备壳体底端的四个边角处均固定安装有万向轮，所述USB接口、触摸液晶屏、操作面板和EIST（电阻抗谱成像）传感器均与控制电路板电性连接，所述控制电路板表面分别安装有FPG-ARM处理芯片、网络连接模块、人机交互模块、信号采集模块、信号发生模块、VCCS（电压控制电流源）模块、多路复用模块和给药控制模块，所述网络连接模块、人机交互模块、信号采集模块、信号发生模块、VCCS模块、多路复用模块和给药控制模块均与FPG-ARM处理芯片电性连接，所述FPG-ARM处理芯片的内部封装有嵌入式操作系统和应用软件。

作为本发明的一种优选技术方案，所述移动机构包括伺服电机和齿轮，所述封装槽两侧的边角处均开设有电机槽，两个所述电机槽的内部均固定安装有同种型号的伺服电机，两个所述伺服电机的输出轴均固定安装有齿轮，所述操作面板的两侧均开设有滑槽，两个所述滑槽的槽底均开设有齿槽，两个所述齿轮与对应的齿槽啮合连接，且所述伺服电机与FPG-ARM处理芯片电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述网络连接模块包括信号接收单元和信号发送单元，用于控制电路板与云端服务器建立通信、上传数据文件和下载数据文件桥梁。

作为本发明的一种优选技术方案，所述人机交换模块用于触摸液晶屏、操作面板控制操作系统和应用软件工作。

作为本发明的一种优选技术方案，所述信号采集模块和信号发生模块采用高带宽、高速度、高精度的ADC系统及其信号调理电路用于信号采集和信号生成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述VCCS模块包括将信号发生电路产生电压信号转换为激励电流信号。

作为本发明的一种优选技术方案，所述多路复用模块采用分时复用的方式，将信号采集模块、VCCS模块与EIST传感器相连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述应用软件包括EIS扫频及拟合功能，EIT成像功能，抗凝剂给药控制功能，体外循环系统控制功能。

作为本发明的一种优选技术方案，包括以下步骤：

S1：首先使用EIS（电阻抗谱）技术从EIST传感器检测得到总体血液凝聚状态，结合之前存入的血细胞凝聚度-血栓形成概率-抗凝剂给药量的数据，得到给药量的第一部分判断标准；

S2：使用EIT（电阻抗成像）技术检测循环管路内是否存在流动血栓，此时出现四种状态，a、EIS无凝聚，EIT无血栓；b、EIS有凝聚，EIT无血栓；c、EIS无凝聚，EIT有血栓；d、EIS有凝聚，EIT有血栓；

S3：针对EIS无凝聚，EIT无血栓状态，FPG-ARM处理芯片控制给药控制模块停止抗凝剂给药，进入下一个检测循环；

S4：针对EIS有凝聚，EIT无血栓状态，FPG-ARM处理芯片控制给药控制模块按照血细胞凝聚度-血栓形成概率-抗凝剂给药量的数据给药，EIS主导控制；

S5：针对EIS无凝聚，EIT有血栓状态，此时说明循环管路内有血液淤积不畅的地方，局部出现血栓，则循环管路布置不合理，通知医生后，根据其诊断，EIST设备控制切换备用循环回路，同时加大给药量，EIT主导；

S6：针对EIS有凝聚，EIT有血栓状态，此时为整体血液环境均为高凝结态，需要紧急处理，EIST设备通过云端服务器报告通知医生，控制加大给药剂量暂时控制病情，控制切换备用循环管路，持续监测直到医生到达。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明一种用于流动血栓的电阻抗检测与在线治疗设备与方法，能够准确检测体外循环系统内部的血液状态；能够准确检测体外循环系统内部流动血栓的大小、数量、在循环管路横截面的位置信息。有利于对循环管路内血液环境进行把控。

2.本发明一种用于流动血栓的电阻抗检测与在线治疗设备与方法，通过对检测到的信息用于控制抗凝剂的给药剂量，有利于自动调控给药量，减轻给药过多对病人的损伤或给药不足带来的治疗失效。

3.本发明一种用于流动血栓的电阻抗检测与在线治疗设备与方法，通过对检测信息上传云端，方便医生对病人情况进行在线监测与诊断，减轻医生前往现场的次数以及工作量。

4.本发明一种用于流动血栓的电阻抗检测与在线治疗设备与方法，检测的信息用于评估循环系统的工作状态，可以及时判断是否需要切换至备用循环管路，有利于保障整个体外循环系统的可靠性。最终，该方法能够保障使用体外循环设备的病人身体健康状况不受其循环管路中产生的血栓的影响，大大提高设备的治疗效果与应用范围。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明操作面板连接结构示意图；

图3为本发明的设备模块框图；

图4为本发明的连接模块框图；

图5为本发明流程框图。

图中：1、设备壳体；2、触摸液晶屏；3、封装槽；4、操作面板；5、设备腔；6、密封门；7、散热孔；8、USB接口；9、电源线；10、万向轮；11、电机槽；12、伺服电机；13、齿槽；14、齿轮。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供了一种用于流动血栓的电阻抗检测与在线治疗设备与方法的技术方案：

根据图1-5所示，包括设备壳体1，设备壳体1正面的顶部固定安装有触摸液晶屏2，设备壳体1正面的中部开设有封装槽3，封装槽3的内部封装有操作面板4，操作面板4与设备壳体1之间安装有移动机构，设备壳体1正面的底部开设有设备腔5，设备腔5的一侧绞接有密封门6，设备腔5的内部固定安装有控制电路板和EIST传感器，设备壳体1两侧的中部均开设有散热孔7，设备壳体1一侧的底部等距固定安装有多个USB接口8，USB接口8通过数据线与云端服务器、体外循环系统和给药设备信号连接，设备壳体1的背面固定安装有电源线9，设备壳体1底端的四个边角处均固定安装有万向轮10，USB接口8、触摸液晶屏2、操作面板4和EIST（电阻抗谱成像）传感器均与控制电路板电性连接，控制电路板表面分别安装有FPG-ARM处理芯片、网络连接模块、人机交互模块、信号采集模块、信号发生模块、VCCS（电压控制电流源）模块、多路复用模块和给药控制模块，网络连接模块、人机交互模块、信号采集模块、信号发生模块、VCCS模块、多路复用模块和给药控制模块均与FPG-ARM处理芯片电性连接，FPG-ARM处理芯片的内部封装有嵌入式操作系统和应用软件。

本发明使用EIST技术进行血栓在线检测以及抗凝剂给药量控制，其中EIS用于持续检测循环系统内整体血细胞的凝结度，根据细胞凝结度数据与血栓形成概率、抗凝剂注射量之间的关系，调节抗凝剂给药量，EIT技术用于检测循环管路内是否存在血栓，当发现血栓时综合EIS整体环境血细胞凝结度检测结果，判断是否为抗凝剂给药量不足产生的血栓；

a、若EIS显示环境血细胞凝结度高，则为抗凝剂给药量不足，加大给药量，同时上报云端，使医生得到实时信息并判断是否需要切换备用线路。

b、若EIS显示环境血细胞凝结度低，则为循环管路内局部流通不畅导致，上报云端，并及时切换备用循环管路，同时提醒医生对循环环路布置的合理性进行检查。

根据图1和图2所示，移动机构包括伺服电机12和齿轮14，封装槽3两侧的边角处均开设有电机槽11，两个电机槽11的内部均固定安装有同种型号的伺服电机12，两个伺服电机12的输出轴均固定安装有齿轮14，操作面板4的两侧均开设有滑槽，两个滑槽的槽底均开设有齿槽13，两个齿轮14与对应的齿槽13啮合连接，且伺服电机12与FPG-ARM处理芯片电性连接；

通过FPG-ARM处理芯片控制伺服电机12的工作，通过伺服电机12转动带动齿轮14的转动，通过齿轮14的转动控制操作面板4的移动，便于在不使用时将操作面板4移动至封装槽3的内部，降低灰尘积落在操作面板4表面，影响操作面板4的灵敏度

根据图1、图3和图4所示，网络连接模块包括信号接收单元和信号发送单元，用于控制电路板与云端服务器建立通信、上传数据文件和下载数据文件桥梁，人机交换模块用于触摸液晶屏2、操作面板4控制操作系统和应用软件工作，信号采集模块和信号发生模块采用高带宽、高速度、高精度的ADC系统及其信号调理电路用于信号采集和信号生成，VCCS模块包括将信号发生电路产生电压信号转换为激励电流信号，多路复用模块采用分时复用的方式，将信号采集模块、VCCS模块与EIST传感器相连接，应用软件包括EIS扫频及拟合功能，EIT成像功能，抗凝剂给药控制功能，体外循环系统控制功能。

具体使用时，本发明一种用于流动血栓的电阻抗检测与在线治疗设备与方法，首先通过电源线9接通电源，通过USB接口8分别与云端服务器、体外循环系统、给药设备建立信号连接，然后打开伺服电机12，通过伺服电机12转动带动齿轮14转动，通过齿轮14转动带动操作面板4移动，从而将操作面板4移出封装槽3，接着使用EIS（电阻抗谱）技术从EIST传感器检测得到总体血液凝聚状态，结合之前存入的血细胞凝聚度-血栓形成概率-抗凝剂给药量的数据，得到给药量的第一部分判断标准，使用EIT（电阻抗成像）技术检测循环管路内是否存在流动血栓，此时出现四种状态，a、EIS无凝聚，EIT无血栓；b、EIS有凝聚，EIT无血栓；c、EIS无凝聚，EIT有血栓；d、EIS有凝聚，EIT有血栓，针对EIS无凝聚，EIT无血栓状态，FPG-ARM处理芯片控制给药控制模块停止抗凝剂给药，进入下一个检测循环，针对EIS有凝聚，EIT无血栓状态，FPG-ARM处理芯片控制给药控制模块按照血细胞凝聚度-血栓形成概率-抗凝剂给药量的数据给药，EIS主导控制，针对EIS无凝聚，EIT有血栓状态，此时说明循环管路内有血液淤积不畅的地方，局部出现血栓，则循环管路布置不合理，通知医生后，根据其诊断，EIST设备控制切换备用循环回路，同时加大给药量，EIT主导，针对EIS有凝聚，EIT有血栓状态，此时为整体血液环境均为高凝结态，需要紧急处理，EIST设备通过云端服务器报告通知医生，控制加大给药剂量暂时控制病情，控制切换备用循环管路，持续监测直到医生到达。

在本发明的描述中，需要理解的是，为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。