CN104665804B - 一种监测心排量的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种监测心排量的方法，包括加热过程和监测过程，所述加热过程利用漂浮导管上的热电阻进行加热；所述监测过程通过双处理器对加热过程进行双向同步限制，若有处理器检测到异常，则终止测量。本申请还公开了一种监测心排量的装置。在本申请的具体实施方式中，由于监测过程通过双处理器对加热过程进行双向同步限制，若有处理器检测到异常，则终止测量。本申请在加热及控制机制上采用限流、限时、双重监控的机制，再结合电压及加热时间的控制来确保加热的安全性，本申请以双同步加热限制措施确保了安全性，从而显著地改善了心排量监测的准确性和应用中的安全性，可实现周期性监测。

Description

一种监测心排量的方法及装置

技术领域

本申请涉及医疗器械，尤其涉及一种监测心排量的方法及装置。

背景技术

人体的生理活动重要参数之一是心排量，反映人体心脏功能的重要参数，心排量测量方法有很多种，目前临床上应用比较普及的是热稀释法，即通过使用漂浮导管(经静脉穿刺放置在心脏的心房)，并通过漂浮导管打入一定量的冰水，再借助于心排量测量仪，实现心排量的间断测量，这个方法是目前的心排量测量的金标准方法。通常热稀释法是采用漂浮导管，并通过静脉***到心脏内部(心房和肺动脉)，再通过漂浮导管的注入端口注入一定量的冰生理盐水(或室温下生理盐水)，实时监测对血温的影响，并利用热平衡进行心排量的测量，以下(1)式是计算公式：

式中，CO为心排量，K是转换系数，是与导管长度、TB-TI的温度差有关，N是血温变化的持续时间，TB为血液温度、TI为注射液温度、ΔTb为血温的变化。

近些年又发展一种加热的方式实现类似冰水的注入，利用漂浮导管的加热电阻实现快速加热，并同样能实现心排量的测量，由于这个加热是可控的，因此可以更好、并连续地实现心排量的监测，但是，正由于心排量的测量是需要向放置在心室中的传感器部分快速加热，增加局部的温升，这个温升值通常会小于摄氏1度，但是由于传感器故障可能导致这个温度上升超过摄氏2度从而产生危害，常规的做法是进行实时温度，加热时长的限制，这些措施仍不足以克服因为故障所产生的温升超过摄氏2度的危害。

发明内容

本申请提供一种监测心排量的方法及装置。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种监测心排量的方法，包括加热过程和监测过程，所述加热过程利用漂浮导管上的热电阻进行加热；所述监测过程通过双处理器对加热过程进行双向同步限制，若有处理器检测到异常，则终止测量。

上述方法，所述监测过程包括监控时间，所述监控时间包括监控加热时长和相邻两次测量的时间间隔。

上述方法，所述监测过程包括：

启动热电阻进行加热时，双处理器同步监测并实时通信；

一处理器监控时间，若加热时长超过第一阈值和/或相邻两次测量的时间间隔小于第二阈值，则停止所述加热过程；

另一处理器监控加热电压和时间，若加热电压异常和/或加热时长超过第一阈值和/或相邻两次测量的时间间隔小于第二阈值，则停止所述加热过程；

否则，进行血温变化测量，在血温变化结束时计算心排量。

上述方法，所述双处理器包括主处理器和从处理器，所述主处理器通过输入输出端设置高电平，并通过分压电路连接到从处理器，使从处理器获得高电位，启动从处理器的计时，同时通过开关电路连接到主处理器，使主处理器获得同步监控状态。

上述方法，所述监测过程还包括：

在测量或等待中，主处理器和从处理器通过通讯端口互报状态，并通过输入输出端进行查询和确认，并触发测量或停止状态，当出现异常时，触发终止测量。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种监测心排量的装置，包括加热模块和监测模块；

所述加热模块，用于利用漂浮导管上的热电阻进行加热；

所述监测模块，用于通过双处理器对加热过程进行双向同步限制，若有处理器检测到异常，则终止测量。

上述装置，所述监测模块还用于监控时间，所述监控时间包括监控加热时长和相邻两次测量的时间间隔。

上述装置，所述监测模块包括：

通信单元，用于在启动热电阻进行加热时，使双处理器同步监测并实时通信；

第一监控单元，用于监控时间，若加热时长超过第一阈值和/或相邻两次测量的时间间隔小于第二阈值，则停止所述加热过程；

第二监控单元，用于监控时间和加热电压，若加热电压异常和/或加热时长超过第一阈值和/或相邻两次测量的时间间隔小于第二阈值，则停止所述加热过程；

测量单元，用于进行血温变化测量，在血温变化结束时计算心排量。

上述装置，所述双处理器包括主处理器和从处理器，所述主处理器通过一输入输出端设置高电平，并通过分压电路连接到从处理器，使从处理器获得高电位，启动从处理器的计时，同时通过开关电路连接到主处理器，使主处理器获得同步监控状态。

上述装置，在测量或等待中，主处理器和从处理器通过通讯端口互报状态，并通过输入输出端进行查询和确认，并触发测量或停止状态，当出现异常时，触发终止测量。

由于采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：

在本申请的具体实施方式中，由于监测过程通过双处理器对加热过程进行双向同步限制，若有处理器检测到异常，则终止测量。本申请在加热及控制机制上采用限流、限时、双重监控的机制，再结合电压及加热时间的控制来确保加热的安全性，本申请以双同步加热限制措施确保了安全性，从而显著地改善了心排量监测的准确性和应用中的安全性，可实现周期性监测。

附图说明

图1为本申请方法在一种实施方式中的心排量测量的流程图；

图2为本申请在一种实施方式中的加热与控制电路；

图3为申请中的实时温度监测电路；

图4为本申请的装置在一种实施方式中的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

本申请采用加热方法来替代冰水注入，通过加热使得血温上升，通过血温传感器进行监测，同样再利用公式(1)计算心排量，并利用程序限制加热的时间和相邻二次测量的时间间隔，以确保因为心排量测量对患者的影响降低到可以接受的程度，同时也实现了周期性监测。因为加热会带来过热的应用风险，所以为进一步保证安全，在本申请还增加另一路独立的具有加热时长限制、加热电压采样，同时也增加加热电路限制电路，进一步限制可能的温升效应，以多种安全措施共同作用完备克服可能的过热问题，提升***应用时的可靠性，同时因为增加固定形式的受控加热，消除人工操作的影响。

实施例一：

本申请的监测心排量的方法，其一种实施方式，包括加热过程和监测过程，加热过程利用漂浮导管上的热电阻进行加热；监测过程通过双处理器对加热过程进行双向同步限制，若有处理器检测到异常，则终止测量。终止测量时，首先需停止加热，以免对人体造成伤害。本申请中，双处理器独立供电。

在一种实施方式中，监测过程包括监控时间。监控时间包括监控加热时长和/或相邻两次测量的时间间隔。加热时长和相邻两次测量的时间间隔可以根据需要进行设置。

在一种实施方式中，监测过程包括以下步骤：

步骤102：启动热电阻进行加热时，双处理器同步监测并实时通信。

步骤104：一处理器监控时间，若加热时长超过第一阈值和/或相邻两次测量的时间间隔小于第二阈值，则停止所述加热过程。

第一阈值和第二阈值可以根据需要进行设置，以保证安全为前提。第一阈值为20～40秒，第二阈值为100～140秒。在本实施方式中，第一阈值为30秒，第二阈值为120秒，第二阈值为相邻二次测量的最小间隔，一般需确保每一次测量结束到下一次测量之间，有60秒以上的恢复期。第一阈值和第二阈值也可以设置根据经验设置为其他数值，只要确保安全即可。

步骤106：另一处理器监控加热电压和时间，若加热电压异常和/或加热时长超过第一阈值和/或相邻两次测量的时间间隔小于第二阈值，则停止所述加热过程。

步骤108：否则，进行血温变化测量，在血温变化结束时计算心排量。

由于采用了加热实现血温改变的心排量测试模式，为克服加热所可能产生的过热应用风险，在本申请采用了以下的控制手段：第一在加热程序中，增加一个定时时间限制，确保在最大的加热时长限制，第二是增加另一路针对加热电压监测以及加热时长限制，并且是分别运行在一个独立微处理器中。

在一种实施方式中，双处理器包括主处理器和从处理器，主处理器通过输入输出端设置高电平，并通过分压电路连接到从处理器，使从处理器获得高电位，启动从处理器的计时，同时通过开关电路连接到主处理器，使主处理器获得同步监控状态。处理器可以选用CPU、MCU、FPGA或是其他控制器，在本实施方式中，处理器选用MCU。

在一种实施方式中，监测过程还包括：

在测量或等待中，主处理器和从处理器通过通讯端口互报状态，并通过输入输出端进行查询和确认，并触发测量或停止状态，当出现异常时，触发终止测量。

为确保在单一故障下的绝对安全控制，本申请使用双控制器双向通讯机制，通过I/O状态和通讯双重机制来实现双控制器独立工作机制的。

如图2所示，A1是主控制器，A2是从控制器，由A1发出测量指令，I/O0设置高电平，由R1、R2分压后并由A2的AD1获取高电位，启动A2的计时，同时通过I/O1和R7、R8打开Q3，R7、R8的分压又连接到A1的AD1，由A1获取同步监控状态，同理A1也通过I/O5和R9、R10打开Q3，R11、R12的分压又连接到A2的AD0，由A2获取同步监控状态，同时又通过A1和A2的一个串口Rx、Tx连接实现双方的状态通讯关联，以实现本文的IO口、通讯端口的多重时间、工作状态的监控。

前面的描述是启动测量状态，首先由A1发出，再由A2协同和互相监控以获取加热通路的开放,Q2、Q3导通，之后再由A1的DA0端口输出驱动信号，通过R3、R4，A3，R5，R6和Q1构成横流源驱动，电流由决定，其中IDA0为DA0的电流，为了进一步保障电流可能的异常过大，在电源正端还提供限流措施，由Q4、Q5、R13和R14组成，正常时，Q4导通，Q5截止，当电流过大时，Q5导通，并触发Q4截止，实现过流的保护措施。

如图3所示，B点接入30μA的恒流源，Rt是用于温度测量的热敏电阻，R21是标准电阻，用于***校准的，R22是校零电阻，用于***零点参考校正。通过IO0_A1，IO1_A1，IO2_A1，IO3_A1四个端口的控制来实现对温度的快速测量、***校准和***的零点参考校正。

实施例二：

本申请的监测心排量的装置，其一种实施方式，包括加热模块和监测模块；加热模块，用于利用漂浮导管上的热电阻进行加热；监测模块，用于通过双处理器对加热过程进行双向同步限制，若有处理器检测到异常，则终止测量。

在一种实施方式中，监测模块还用于监控时间，监控时间包括监控加热时长和相邻两次测量的时间间隔。

监测模块包括通信单元、第一监控单元、第二监控单元和测量单元。通信单元，用于在启动热电阻进行加热时，使双处理器同步监测并实时通信。第一监控单元，用于监控时间，若加热时长超过第一阈值和/或相邻两次测量的时间间隔小于第二阈值，则停止所述加热过程。第二监控单元，用于监控时间和加热电压，若加热电压异常和/或加热时长超过第一阈值和/或相邻两次测量的时间间隔小于第二阈值，则停止所述加热过程。测量单元，用于进行血温变化测量，在血温变化结束时计算心排量。

在一种实施方式中，双处理器包括主处理器和从处理器，主处理器通过一输入输出端设置高电平，并通过分压电路连接到从处理器，使从处理器获得高电位，启动从处理器的计时，同时通过开关电路连接到主处理器，使主处理器获得同步监控状态。

在一种实施方式中，在测量或等待中，主处理器和从处理器通过通讯端口互报状态，并通过输入输出端进行查询和确认，并触发测量或停止状态，当出现异常时，触发终止测量。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (3)

1.一种监测心排量的装置，其特征在于，包括加热模块和监测模块；

所述加热模块，用于利用漂浮导管上的热电阻进行加热；

所述监测模块，用于通过双处理器对加热过程进行双向同步限制，若有处理器检测到异常，则终止测量；

所述监测模块还用于监控时间，所述监控时间包括监控加热时长和相邻两次测量的时间间隔；

所述监测模块包括：

通信单元，用于在启动热电阻进行加热时，使双处理器同步监测并实时通信；

第一监控单元，用于监控时间，若加热时长超过第一阈值和/或相邻两次测量的时间间隔小于第二阈值，则停止所述加热过程；

第二监控单元，用于监控时间和加热电压，若加热电压异常和/或加热时长超过第一阈值和/或相邻两次测量的时间间隔小于第二阈值，则停止所述加热过程；

测量单元，用于进行血温变化测量，在血温变化结束时计算心排量。

2.如权利要求1所述的监测心排量的装置，其特征在于，所述双处理器包括主处理器和从处理器，所述主处理器通过一输入输出端设置高电平，并通过分压电路连接到从处理器，使从处理器获得高电位，启动从处理器的计时，同时通过开关电路连接到主处理器，使主处理器获得同步监控状态。

3.如权利要求2所述的监测心排量的装置，其特征在于，在测量或等待中，主处理器和从处理器通过通讯端口互报状态，并通过输入输出端进行查询和确认，并触发测量或停止状态，当出现异常时，触发终止测量。