專利名稱：基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種人體血液中葡萄糖濃度連續(xù)監(jiān)測裝置。特別是涉及一種包括有微量血液的連續(xù)抽血管路、進樣管路、檢測管路和清洗管路的基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器。
背景技術：
隨著人們生活水平的提高，飲食結構的變化以及生活方式的改變，人口老齡化以及肥胖發(fā)生率的增加，糖尿病的發(fā)病率呈逐年上升趨勢。連續(xù)血糖監(jiān)測對糖尿病診治的重要意義越來越被人們所認識。如果能對患者進行無痛而又不間斷的連續(xù)血糖監(jiān)測，提供更為密切的血糖漂移變化的數據，就能夠反映患者的血糖“全貌”，測量出那些被忽略的血糖信息，揭示出隱藏的血糖狀態(tài)，發(fā)現那些無自覺癥狀的反復低血糖發(fā)作、黎明現象和高血糖 的峰值等，為擬定更加合理、個體化的降糖治療方案，提供有價值的臨床依據，從而更好地指導糖尿病的治療。目前的血糖監(jiān)測多采用快速指尖采血來檢測血糖。由于檢測方法的限制，血糖監(jiān)測只能在孤立的時間點完成，其結果反映的是一天中某幾個時刻的瞬間血糖，瞬間血糖值受運動、飲食、藥物、情緒波動等諸多因素的影響，存在著一定的片面性和不準確性。為了更全面地反映人體血糖濃度的變化，就必須實現血糖濃度的連續(xù)檢測。無創(chuàng)和微創(chuàng)檢測技術使得血糖濃度的連續(xù)檢測成為可能。無創(chuàng)血糖檢測技術不需要提取血液等體內物質，不需要將傳感器植入皮下，依靠光與人體特定部位組織的相互作用來檢測病人體內血糖濃度的變化，是最理想的人體血糖檢測方法。微創(chuàng)血糖濃度檢測技術是通過將傳感器植入皮下或通過組織液透皮抽取的方法來測量人體組織液中葡萄糖濃度，再根據組織液中葡萄糖濃度與血液中葡萄糖濃度的關系得到血液中葡萄糖濃度。微創(chuàng)血糖檢測技術在最大限度地減少創(chuàng)傷的基礎上，可實現人體血糖濃度的動態(tài)、連續(xù)監(jiān)測，技術原理相對簡單，具有可實現性強、使用方便、測量速度快等特點。無創(chuàng)和微創(chuàng)血糖測量科學研究中提出的新理論、新方法，必須通過實驗研究加以驗證，而在實驗驗證中只有知道了人體血糖濃度的真實值，才能對提出的新理論、新方法進行評價和表征。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種提供一種測量精度高、穩(wěn)定性好，能夠實現為無創(chuàng)和微創(chuàng)血糖測量的科學研究提供人體血糖濃度的參考值，以及ICU和手術中危重患者的血糖濃度實時、連續(xù)監(jiān)測的基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器。本發(fā)明所采用的技術方案是一種基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器，包括實現微量采血的連續(xù)抽血管路；與連續(xù)抽血管路的輸出端相連，實現血液與抗凝劑混合，并將混合后的液體送入檢測管路實現血液葡萄糖濃度的連續(xù)測量的進樣管路；與進樣管路的輸出端相連對血液進行檢測的檢測管路；分別連接進樣管路和檢測管路，實現對進樣管路和檢測管路進行清洗的第一清洗管路；以及與連續(xù)抽血管路相連，實現對連續(xù)抽血管路進行清洗的第二清洗管路。所述的連續(xù)抽血管路包括用于埋入人體的靜脈留置針、微型三通閥、微型蠕動泵和第一微型止回閥，其中，所述的微型三通閥的c閥位通過導液管連接靜脈留置針，微型三通閥的a閥位通過導液管連接微型蠕動泵的一端，微型蠕動泵的另一端連接第一微型止回閥的一端。所述的進樣管路包括抗凝劑容器、第一微型注射泵、第二微型止回閥、微六通閥和微進樣環(huán)，其中，所述的抗凝劑容器通過導液管連接第一微型注射泵的輸入端，所述的第一微型注射泵的輸出端通過導液管連接第二微型止回閥，所述第二微型止回閥的另一端分別連接連續(xù)抽血管路中的第一微型止回閥遠離微型蠕動泵的那一端，以及連接微六通閥的a閥位，所述的微六通閥的b閥位與e閥位通過微進樣環(huán)相連接所述的微六通閥的f閥位通過導液管連接第二廢液瓶。所述的檢測管路包括脫氣裝置、微樣品池和葡萄糖傳感器，其中，所述的脫氣裝·置的一端通過導液管連接進樣管路中微六通閥的c閥位，脫氣裝置的另一端通過導液管連接微樣品池，所述的葡萄糖傳感器設置在微樣品池內。所述的微樣品池還連接第一廢液瓶。所述的第一清洗管路包括第一緩沖液容器和第二微型注射泵，其中，所述的緩沖液容器通過導液管連接第二微型注射泵的輸入端，所述的第二微型注射泵的輸出端通過導液管連接進樣管路中微六通閥的d閥位。所述的第二清洗管路包括有第二緩沖液容器，所述第二緩沖液容器通過導液管連接連續(xù)抽血管路中微型三通閥的b閥位。本發(fā)明的基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器，具有如下特點I.本發(fā)明提出的微量連續(xù)采血，采血量在μ L量級，不會破壞人體血液循環(huán)的內環(huán)境，不會因為連續(xù)采血而引起取血處血液葡萄糖濃度的波動。2.本發(fā)明提出了一種微蠕動式人體微量血液的動態(tài)、連續(xù)采樣方法，設計了一種基于旁路管道注入的微量血液的體外無凝結流動傳輸方法及微流體系統。3.本發(fā)明提出了將微量血液連續(xù)抽取和血液中葡萄糖濃度檢測實時分離的方法及系統，實現了葡萄糖檢測過程中的不間斷、無干擾采血。4.本發(fā)明提出了將微量血液連續(xù)抽取和血液中葡萄糖濃度檢測實時分離的方法及系統，實現了進樣和檢測管路清洗過程中的不間斷、無干擾采血。5.本發(fā)明提出了基于微流體環(huán)路的微量液體的進樣方法，實現了緩沖液參考測量、血液葡萄糖濃度測量、進樣和檢測管路清洗等過程的一體化操作。


圖I是本發(fā)明的整體結構示意圖。圖中I :靜脈留置針2 :微型三通閥3 :微型蠕動泵4:第一微型止回閥5 :抗凝劑容器6 :第一微型注射泵
7:第二微型止回閥8 :微六通閥9 :微進樣環(huán)10 :脫氣裝置11 :樣品池12 :葡萄糖傳感器13 :第二廢液瓶14 :第一緩沖液容器15 :第二微型注射泵16 :第二緩沖液容器17 :第一廢液瓶
具體實施例方式下面結合實施例和附圖對本發(fā)明的基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器做出詳細說明。·針對科學前沿創(chuàng)新對科學儀器的這一應用需求，本發(fā)明提出研究一種基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器?；谖⒘坎裳娜梭w血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器，除了為無創(chuàng)和微創(chuàng)血糖測量的科學研究提供人體血糖濃度的參考值外，還有一個重要的臨床應用，就是為ICU(Intensive Care Unit,重癥加強護理病房)和手術中危重患者提供血糖濃度的實時、連續(xù)監(jiān)測，而這也一直是困擾臨床醫(yī)生的世界性難題，截止目前臨床上還沒有任何可用的精確的監(jiān)測儀器。本發(fā)明的基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器，提出了一種微蠕動式人體微量血液的動態(tài)、連續(xù)采樣方法，設計了一種基于旁路管道注入的微量血液的體外無凝結流動傳輸方法及微流體系統；采用將微量血液連續(xù)抽取和血液中葡萄糖濃度檢測實時分離的方法及系統，實現了葡萄糖檢測過程中的不間斷、無干擾采血；還采用將微量血液連續(xù)抽取和進樣與檢測管路清洗實時分離的方法及系統，實現了進樣與檢測管路清洗過程中的不間斷、無干擾采血；提出了基于微流體環(huán)路的微量液體的進樣方法，實現了緩沖液參考測量、血液葡萄糖濃度測量、進樣和檢測管路清洗等過程的一體化操作。如圖I所示，本發(fā)明的基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器，包括實現微量采血的連續(xù)抽血管路；與連續(xù)抽血管路的輸出端相連，實現血液與抗凝劑混合，并將混合后的液體送入檢測管路實現血液葡萄糖濃度的連續(xù)測量的進樣管路，與進樣管路的輸出端相連對血液進行檢測的檢測管路，分別連接進樣管路和檢測管路，實現對進樣管路和檢測管路進行清洗的第一清洗管路，以及與連續(xù)抽血管路相連，實現對連續(xù)抽血管路進行清洗的第二清洗管路。所述的連續(xù)抽血管路包括用于埋入人體的靜脈留置針I(yè)、微型三通閥2、微型蠕動泵3和第一微型止回閥4，其中，所述的微型三通閥2的c閥位通過導液管連接靜脈留置針1，微型三通閥2的a閥位通過導液管連接微型蠕動泵3的一端，微型蠕動泵3的另一端連接第一微型止回閥4的一端。所述的進樣管路包括抗凝劑容器5、第一微型注射泵6、第二微型止回閥7、微六通閥8和微進樣環(huán)9，其中，所述的抗凝劑容器5通過導液管連接第一微型注射泵6的輸入端，所述的第一微型注射泵6的輸出端通過導液管連接第二微型止回閥7，所述第二微型止回閥7的另一端分別連接連續(xù)抽血管路中的第一微型止回閥4遠離微型蠕動泵3的那一端，以及連接微六通閥8的a閥位。所述的微六通閥8的b閥位與e閥位通過微進樣環(huán)9相連接。所述的微六通閥8的f閥位通過導液管連接第二廢液瓶13。所述的檢測管路包括脫氣裝置10、微樣品池11和葡萄糖傳感器12，其中，所述的脫氣裝置10的一端通過導液管連接進樣管路中微六通閥8的C閥位，脫氣裝置10的另一端通過導液管連接微樣品池11，所述的葡萄糖傳感器12設置在微樣品池11內，可以采用光纖傳感器，也可以采用酶電極傳感器等。所述的微樣品池11還連接第一廢液瓶17。所述的第一清洗管路包括第一緩沖液容器14和第二微型注射泵15，其中，所述的緩沖液容器14通過導液管連接第二微型注射泵15的輸入端，所述的第二微型注射泵15的輸出端通過導液管連接進樣管路中微六通閥8的d閥位。所述的第二清洗管路包括有第二緩沖液容器16，所述第二緩沖液容器16通過導液管連接連續(xù)抽血管路中微型三通閥2的b閥位。本發(fā)明的基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器的工作原理是連 續(xù)抽血管路通過靜脈留置針、微型三通閥、微型蠕動泵，實現勻速、連續(xù)、微量地不間斷抽血采樣，在微量血液體外流動傳輸過程中，針對抽血速率和微流體管道尺寸，依據臨床醫(yī)學的計算結果，利用第一微型注射泵將抗凝劑通過支路管道緩緩注入血液中，防止微量血液體外流動時的凝固，利用微型止回閥確保血液和抗凝劑無倒流。第二微型注射泵為推動緩沖液通過微進樣環(huán)進入檢測管路，實現參考測量和清洗管道，以及通過緩沖液推動微進樣環(huán)中的微量血液進入檢測管路，實現葡萄糖分子檢測提供統一的驅動力。通過微型六通閥和微進樣環(huán)的設計，使得微量血液的進樣、參考測量、葡萄糖分子檢測和清洗等四個環(huán)節(jié)基于一套微流體系統的分時處理成為了可能。血液和緩沖液在進入微樣品池前通過脫氣裝置進行除氣以減小測量誤差，提高檢測精度。清洗管路分為抽取管路的清洗和進樣、檢測管路的清洗兩部分，通過微型三通閥切換，利用微型蠕動泵抽取緩沖液進入抽血管路對其進行清洗，通過微型六通閥和微進樣環(huán)，實現利用微型注射泵將緩沖液注入進樣和檢測管路對其進行清洗的過程中，血液連續(xù)抽取的同步進行。本發(fā)明的本發(fā)明的基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器測量過程如下初始化I)管道清洗。開啟微型三通閥，使其a、b閥位導通。開啟微型六通閥，使其a與f、b與c、d與e閥位導通。開啟微型蠕動泵，抽取第一緩沖液，使其流經微型三通閥a、b閥位、微型蠕動泵、第一微型止回閥、微型六通閥a與f閥位，廢液流入第一廢液瓶，實現抽血管路的清洗。開啟第二注射泵，使第二緩沖液容器中的緩沖液依次經過微型六通閥d與e閥位、微進樣環(huán)、b與c閥位，然后流經脫氣裝置和微樣品池進入第一廢液瓶，實現進樣和檢測管路的清洗。清洗一段時間后關閉微型蠕動泵和第二微型注射泵。2)微量連續(xù)抽血。將微型三通閥切換至a、b閥位導通，微型六通閥a與f閥位導通。將靜脈留置針(一次性)一端與微型三通閥接口聯通，一端插入人體靜脈血管。開啟微型蠕動泵和第一微型注射泵，微量血液和抗凝劑混合液緩緩流入第二廢液瓶。測量3)獲取測量參考值。開啟第二微型注射泵，微型六通閥a與f閥位、b與c閥位、d與e閥位導通，使緩沖液經微進樣環(huán)流經脫氣裝置及微樣品池，通過葡萄糖傳感器測量，獲取測量參考值。
4)微進樣環(huán)取血采樣。關閉第二微型注射泵，切換微型六通閥使a與b閥位、c與d閥位、e與f閥位導通。血液流經微型六通閥a、b閥位進入微進樣環(huán)，血液的量不超過微進樣環(huán)的總體積，一段時間后切換微型六通閥使其a與f閥位、b與c閥位、d與e閥位導通，連續(xù)抽取的血液繼續(xù)直接流入第二廢液瓶。5)測量微量血液中的葡萄糖濃度。開啟第二微型注射泵，緩沖液進入微進樣環(huán)推動血液流經脫氣裝置及微樣品池，通過葡萄糖傳感器測量血液中的葡萄糖分子濃度。6)清洗測量管路。測量完血液中葡萄糖濃度后，繼續(xù)開啟第二注射泵一段時間，通過緩沖液對微進樣環(huán)和檢測管路進行清洗 。結束7)關閉第一微型注射泵和第二微型注射泵。8)切換微型三通閥使a、b閥位導通，拔出靜脈留置針。第一緩沖液容器的緩沖液流經微型三通閥、微型蠕動泵、第一微型止回閥、微型六通閥a與f閥位，進入第二廢液瓶，對連續(xù)抽血管路進行清洗。清洗一段時間后關閉蠕動泵、微型三通閥和微型六通閥。本發(fā)明公開和揭示的所有組合可以通過借鑒本文公開內容產生，盡管本發(fā)明的組合已通過詳細實施過程進行了描述，但是本領域技術人員明顯能在不脫離本發(fā)明內容、精神和范圍內對本文所述的裝置進行拼接或改動，或增減某些部件，更具體地說，所有相類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內容之中。
權利要求
1.一種基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器，其特征在于，包括實現微量采血的連續(xù)抽血管路；與連續(xù)抽血管路的輸出端相連，實現血液與抗凝劑混合，并將混合后的液體送入檢測管路實現血液葡萄糖濃度的連續(xù)測量的進樣管路；與進樣管路的輸出端相連對血液進行檢測的檢測管路；分別連接進樣管路和檢測管路，實現對進樣管路和檢測管路進行清洗的第一清洗管路；以及與連續(xù)抽血管路相連，實現對連續(xù)抽血管路進行清洗的第二清洗管路。
2.根據權利要求I所述的基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器，其特征在于，所述的連續(xù)抽血管路包括用于埋入人體的靜脈留置針(I)、微型三通閥(2)、微型蠕動泵(3)和第一微型止回閥(4)，其中，所述的微型三通閥(2)的c閥位通過導液管連接靜脈留置針(1)，微型三通閥(2)的a閥位通過導液管連接微型蠕動泵(3)的一端，微型蠕動泵(3)的另一端連接第一微型止回閥(4)的一端。
3.根據權利要求I所述的基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器，其特征在于，所述的進樣管路包括抗凝劑容器(5)、第一微型注射泵(6)、第二微型止回閥(7)、微六通閥(8)和微進樣環(huán)(9)，其中，所述的抗凝劑容器(5)通過導液管連接第一微型注射泵(6)的輸入端，所述的第一微型注射泵(6)的輸出端通過導液管連接第二微型止回閥(7)，所述第二微型止回閥(7)的另一端分別連接連續(xù)抽血管路中的第一微型止回閥(4)遠離微型蠕動泵(3)的那一端，以及連接微六通閥(8)的a閥位，所述的微六通閥(8)的b閥位與e閥位通過微進樣環(huán)(9)相連接。
4.根據權利要求3所述的基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器，其特征在于，所述的微六通閥(8)的f閥位通過導液管連接第二廢液瓶(13)。
5.根據權利要求I所述的基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器，其特征在于，所述的檢測管路包括脫氣裝置(10)、微樣品池(11)和葡萄糖傳感器(12)，其中，所述的脫氣裝置(10)的一端通過導液管連接進樣管路中微六通閥(8)的c閥位，脫氣裝置(10)的另一端通過導液管連接微樣品池(11)，所述的葡萄糖傳感器(12)設置在微樣品池(11)內。
6.根據權利要求5所述的基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器，其特征在于，所述的微樣品池(11)還連接第一廢液瓶(17)。
7.根據權利要求I所述的基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器，其特征在于，所述的第一清洗管路包括第一緩沖液容器(14)和第二微型注射泵(15)，其中，所述的緩沖液容器(14)通過導液管連接第二微型注射泵(15)的輸入端，所述的第二微型注射泵(15)的輸出端通過導液管連接進樣管路中微六通閥(8)的d閥位。
8.根據權利要求I所述的基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器，其特征在于，所述的第二清洗管路包括有第二緩沖液容器(16)，所述第二緩沖液容器(16)通過導液管連接連續(xù)抽血管路中微型三通閥(2)的b閥位。
全文摘要
一種基于微量采血的人體血糖濃度的連續(xù)高精度檢測儀器，包括實現微量采血的連續(xù)抽血管路；與連續(xù)抽血管路的輸出端相連，實現血液與抗凝劑混合，并將混合后的液體送入檢測管路實現血液葡萄糖濃度的連續(xù)測量的進樣管路；與進樣管路的輸出端相連對血液進行檢測的檢測管路；分別連接進樣管路和檢測管路，實現對進樣管路和檢測管路進行清洗的第一清洗管路；以及與連續(xù)抽血管路相連，實現對連續(xù)抽血管路進行清洗的第二清洗管路。本發(fā)明不會因為微量連續(xù)采血而引起血液葡萄糖濃度的波動。實現了葡萄糖檢測過程中的不間斷、無干擾采血，進樣和檢測管路清洗過程中的不間斷、無干擾采血，以及緩沖液參考測量、血液葡萄糖濃度測量、進樣和檢測管路清洗等過程的一體化操作。
文檔編號A61B5/157GK102894981SQ20121036448
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權日2012年9月26日
發(fā)明者栗大超, 伍鵬, 王日東, 徐可欣 申請人:天津大學