血液净化系统的高可靠性漏血监测方法研究

　　1 引 言

　　血液净化设备主要由血路、液路和监控电路 3 个部分组成。在液路系统中，透析液进入透析器通过透析膜与患者血液发生弥散和对流，移除患者体内多余的有害物质和水分。弥散和对流需要一定的跨膜压，当跨膜压过大并超出正常范围将导致破膜，引起血液渗漏，从而危及患者生命安全。因此，漏血检测是血液净化设备的一项基本要求[1]，需要在治疗过程中实时监控废液中的漏血情况。

　　目前，国内外漏血检测主要是采用光电式传感器进行检测的。美国 SPS550 血液净化设备的漏血检测采用由一个电桥电路和放大电路构成的检测电路，其中一个桥臂是光敏电阻，正常时，光敏电阻接收到光线后阻值变小到一定值，电桥电路平衡;出现管路漏血时，光敏电阻接收到的光线变弱，阻值增大，电桥电路失去平衡，产生报警信号[2]。

　　由于管内液体呈一定酸碱度，采用接触式测量易引起检测元器件的老化和损坏，影响漏血检测可靠性。德国 Fresenius2008A 血液净化设备的漏血检测采用发光二极管照射透析液，接收的光信号由光敏三极管(光电池)转变为电压信号，经放大、A/D 转换后与 CPU 储存的基准值进行比较，决定是否进行漏血报警[3]。当光电检测的液路横截面上有气泡时，将影响检测信号，会导致漏血检测的误报，降低设备稳定性，并且由于长期工作导致管壁污染，也将引起检测的误报以及漏报。本文研究 SWS 系列血液净化系统中主要针对气泡引起的检测噪声问题，将小波分析技术应用于光电信号转换后的信号去噪处理[4-7]，去除气泡通过时引起误报的噪声信号;并针对管壁污染问题，引入检测值漂移跟踪算法，以保证漏血报警阈值自适应调整，进一步减少检测的误报和漏报现象，以保障漏血检测的可靠性。

　　2 光电检测传感器

　　血液净化设备透析液通路框图如图1所示。破膜发生时，患者血液中的红细胞会穿过破损的膜而进入透析废液。在规定的最大透析液流量下，每分钟漏血超过一定值时，漏血监测单元会监测到，并会发出报警、关闭血泵、保证治疗安全。

　　正常情况下，流出透析器的透析废液是无色透明的;当透析膜破损时，光电投射式漏血检测传感器可检测出透析废液中的漏血情况，检测示意图如图 2 所示。血液渗透量与破损程度及膜间压力有关，渗透的血液会存在一个凝血过程，血液的凝固从物理上来讲就是非溶性纤维蛋白的数量会陡然增加，透析废液的透光率将会迅速降低(浊度升高)，一段时间后逐渐变缓[8]。为避免管路内部液体对检测器件的污损，采用非接触的光电方式来检测，在液体管路两端安装光电传感器，使光穿过管路中的液体，运用投射比浊法，利用血液在凝血过程中浊度突然升高原理实现漏血检测[9]。