基于阻抗测量技术的血液凝固时间监测系统的构建及其应用
0 前言在受伤时，血液会凝结成块，从而止血，这是好事，除非是在需要血液不停流动的手术期间（例如在心脏搭桥手术中安置人工心肺机时）。在这些情况下，需要在手术期间采用抗凝血剂，但是在手术完成后必须很快地进行一个相反的处理过程。在控制这个过程时，了解什么时候发生凝血反应非常重要，由此血液凝固时间监测系统为人们关注的热点。又因其血液凝固时间与阻抗测量响应有着一定的对应关系，则阻抗测量技术成为血液凝固监测系统的技术重点。作为设计人员构建出新型血液凝固时间监测系统，并由此将其血液凝固时间自动产生而又快速提供出相关数据及有效诊断以之改进医疗流程等重要事宜紧密相连。与此同时，对作为专业医务人员来说，使用好血液凝固时间监测系统以提高病患安全性也至关重要。为此本文将对血液凝固时间监测系统的构建与应用作分析说明。为此本文应先从血液凝固时间与阻抗测量的对应关系述起。 1 关于血液凝固时间与阻抗测量的对应关系面临医疗设备测试的挑战与机遇，当今的生物电阻抗技术是利用生物组织与器官的电特性及其变化规律提取与人体生理、病理状况相关的生物医学信息的检测技术。由此可通过监控凝血样本的整个阻抗，以测量出与凝血形成有关的传导率变化。所谓阻抗主要指电阻抗，是以电阻值为实部和电抗值为虚部的复数，单位为欧姆。血液从流动的液体状态变成不能流动的胶冻状凝块的过程即为血液凝固(blood coagulation)。这是由凝血因子参与的一系列蛋白质有限水解的过程。血液凝固的关键过程是血浆中的纤维蛋白原转变为不溶的纤维蛋白。血液在体外25摄氏度室温时的凝固时间正常是2.5s-5.0s，温度越低凝固时间越快。 通过理论与实践可获得如图1所示的血液凝固时间与阻抗测量的对应关系曲线（即阻抗响应曲线），纵坐标为阻抗，横坐标为凝固时间(S)。图1中兰、红、点、黑箭头表示不同血样的凝血时间。从图1看出，随着血样中肝磷脂浓度的增加（从0.5到1.5），血液凝固时间也随着增加（黑箭头血样的凝血时间最长）。从图1也看出凝固时间增加时的阻抗不同的比较，其兰色箭头示阻抗（绝对值）最小，到黑色箭头示阻抗（绝对值）为最大。
2 阻抗测量技术与方法既然已知血液凝固时间与阻抗测量存在一定的对应关系，因此从阻抗测量技术入手是可获得血液凝固时间监测的有效途径。应该说，阻抗测量基本方式是通过体表电极向检测对象施加安全的激励电流，并使用体表电极检测相应的电压变化，获取相关信息。该方法具有无创、无害、廉价的优点。据此阻抗测量技术是采用精度高的阻抗测量方法，利用比例测量，DFT数字解调，软件校准和补偿四项技术，在整体上可提高阻抗测量技术系统的测量精度。 |
