發(fā)布時(shí)間：2017-04-17 15:58

第 1 章 緒論

要獲得一個(gè)全面的凝血纖溶功能評價(jià)，僅僅依靠常規(guī)的幾個(gè)測試是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，尤其是在大型外科手術(shù)如心臟手術(shù)、肝臟移植中，準(zhǔn)確的凝血功能檢測意味著更高的手術(shù)成功率7]。而如果針對凝血纖溶進(jìn)程的每個(gè)生物事件進(jìn)行檢測，方法及設(shè)備眾多且測試繁瑣，很不實(shí)際。臨床醫(yī)生更需要一種簡單、直觀評價(jià)凝血全貌的測試方法，尤其是圍術(shù)期的凝血功能的床旁監(jiān)測方法及設(shè)備[8]。凝血級聯(lián)反應(yīng)中，纖維蛋白、血小板、血細(xì)胞形成三維交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，然后在纖溶酶的作用下，纖維蛋白溶解。伴隨整個(gè)凝血纖溶進(jìn)程，其血液粘彈性隨之變化[9]。血栓彈力測量技術(shù)是通過連續(xù)監(jiān)測血凝過程的血液粘彈性變化來研究凝血過程，通過數(shù)據(jù)處理，生成血栓彈力圖，可獲得從凝血到纖溶全過程血液各個(gè)成分之間相互作用的結(jié)果，可實(shí)現(xiàn)床旁化檢測，在圍術(shù)期幫助醫(yī)生掌握病患的凝血功能全貌并做出快速診斷及治療方案。但目前該技術(shù)在國外才剛剛興起，國內(nèi)在該方面的應(yīng)用才剛開始，由于國外先進(jìn)技術(shù)的壟斷，國內(nèi)的研究基礎(chǔ)薄弱，嚴(yán)重影響技術(shù)的國內(nèi)普及，因此對于血栓彈力測量方法及技術(shù)的研究對醫(yī)療水平的提高有重要意義。
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第 2 章 血栓彈力測量的理論模型及系統(tǒng)構(gòu)建

2.1 血液粘彈性理論

材料在外力作用下發(fā)生變形，其伸長或壓縮的程度與所受到的外力大小有確定的關(guān)系，其在外力消失后立即恢復(fù)原狀的特性稱為彈性，彈性是瞬時(shí)的響應(yīng)。而粘性只有在流體的各層相對運(yùn)動(dòng)時(shí)才得以表現(xiàn)，在外力消失后流體會(huì)流掉而無法恢復(fù)，從能量角度來看，彈性可以儲(chǔ)存起來做功，而粘性則只能把能量耗散變熱。與多數(shù)流體只有粘性不同，一些大分子液體和生物流體既有粘性又有彈性，如蛋清、口水、鼻涕、痰等。對血液而言，血漿是粘性流體，紅細(xì)胞膜是彈性體，白細(xì)胞可以看作粘彈性體。粘彈性與血液的流速有關(guān)，在流速較高時(shí)全血只有粘性，但在流速很低或者凝固時(shí)，則同時(shí)具有彈性。這是由于血液中的大分子都有長的分子鏈，在空間交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在緩慢力的作用下，分子間相互位置錯(cuò)動(dòng)形成流動(dòng)，從而表現(xiàn)出粘性。而在瞬時(shí)力的作用下，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)相互牽連，分子間位置來不及較大的變化，從而表現(xiàn)出彈性[79-80]。

2.2 血栓彈力測量原理及數(shù)學(xué)模型

本文只研究血液凝固及纖溶過程中血液彈性的變化。測量原理如圖 2.1 所示：在設(shè)定的恒定溫度下，測杯中的血液在小振幅振蕩剪切條件下（振幅 4.75°、周期 10 秒）逐漸凝固，血液中的纖維蛋白、血小板和血細(xì)胞逐漸形成三維交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（血凝塊）從而將測杯和探針耦合，帶動(dòng)血液中的探針往復(fù)振蕩，隨著凝血進(jìn)行，其振蕩幅度逐漸增大；當(dāng)纖維蛋白溶解機(jī)制啟動(dòng)，血凝塊收縮或溶解，探針與測杯的耦合逐漸減弱直至最終解除，測杯的運(yùn)動(dòng)傳遞給探針的剪切力也逐漸減小直至消除，相應(yīng)地探針振蕩幅度也逐漸減小。因此，探針的振蕩幅度與血凝塊的強(qiáng)度呈正相關(guān)。探針的扭轉(zhuǎn)角度被基于差動(dòng) PCB 電感的新型角位移傳感器探測并傳至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，經(jīng)包絡(luò)算法處理最終生成血栓彈力譜圖。

第 3 章 差動(dòng)電感式角位移傳感器的設(shè)計(jì)及性能試驗(yàn)................40

3.1 角位移傳感器物理數(shù)學(xué)模型.............40
3.2 角位移傳感器的有限元分析.............42
 3.3 試驗(yàn)及討論 ............51
 3.4 本章小結(jié) ............56 
第 4 章 血栓體外形成的環(huán)境特性分析及..57

4.1 體外凝血過程的溫度場分析...57

 4.2 振蕩機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析 ...............67
 4.3 血栓彈力測量單元的振動(dòng)特性分析...........79
 4.4 本章小結(jié) ............89 
第 5 章 血栓彈力測量系統(tǒng)精度分析及試驗(yàn)........90
5.1 引言 ............90
5.2 誤差來源分析及計(jì)算 ...............90
5.3 系統(tǒng)誤差合成 .........104 
5.4 儀器定標(biāo)、試驗(yàn)及討論 ..........105
5.5 本章小結(jié) ........110

 第 6 章 彈力譜圖在內(nèi)毒素檢測中的應(yīng)用

6.1 內(nèi)毒素檢測的意義

內(nèi)毒素是一種脂多糖，由格蘭仕陰性菌在生長過程中或者在抗生素作用下從外膜釋放出來[94-95]。內(nèi)毒素廣泛污染各種各樣的物質(zhì)，例如水、食物、藥品和胃腸外制劑。如果被內(nèi)毒素污染的輸液、注射藥劑、血液等進(jìn)入人體，則存在引起內(nèi)毒素血癥的發(fā)熱、敗血癥、敗血癥性休克或多器官衰竭等重度副作用的可能。因此，注射用醫(yī)藥品等中的內(nèi)毒素的檢測極為重要，日本、美國、歐洲和中國的藥典中都收錄了內(nèi)毒素試驗(yàn)方法。另外，在臨床上，由 G-菌所引起的內(nèi)毒素血癥目前仍是臨床上的主要死亡原因之一。根據(jù)有關(guān)資料，正常人血中內(nèi)毒素濃度＜0.1 EU·mL-1（EU 是內(nèi)毒素活度的單位），超過此值即可診斷為內(nèi)毒素血癥[96-97]。準(zhǔn)確測定血液中的內(nèi)毒素，對于內(nèi)毒素血癥、敗血癥的早期診斷和治療效果的判定是極為重要的。

6.2 彈力圖法測量內(nèi)毒素含量的機(jī)理

對于鱟試劑凝集反應(yīng)機(jī)制的分析，一直到 上個(gè)世紀(jì)70 年代后期才由日本學(xué)者所闡明，鱟試劑的凝固涉及了酶促級聯(lián)反應(yīng)[112]。鱟試劑中有很多能被內(nèi)毒素激活的凝固系統(tǒng)，如凝固酶原、C 因子、B 因子及凝固蛋白原等，內(nèi)毒素首先激活 C 因子，活化的 C 因子再激活 B 因子，，或者由(1-3)-β-D-葡聚糖激活 G 因子(G 因子系統(tǒng))，緊接著激活的 B 因子或激活的 G 因子，再去激活凝固酶原，使其活化成為凝固酶，該酶切斷凝固蛋白原中特定的精氨肽鏈，最終形成凝固蛋白，產(chǎn)生膠凝�，F(xiàn)有的電化學(xué)法或者壓電傳感法都是基于該過程的信號(hào)變化來建立測量方法[113-114]，而本文提出的基于彈性變化的彈力圖檢測法，其原理如圖 6.1 所示。
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第 7 章 結(jié)論與展望

基于差動(dòng) PCB 電感的原理設(shè)計(jì)了血栓彈力探測的核心器件-新型角位移傳感器。分別根據(jù)電磁學(xué)理論推導(dǎo)、有限元仿真和試驗(yàn)得到差動(dòng)電感與角位關(guān)系滿足 0.1877 。差動(dòng)電感與角位移呈正比關(guān)系，并且差動(dòng)傳感器的靈敏度比單線圈增加一倍，非線性失真小，同時(shí)溫度變化、外界干擾等對傳感器的影響由于能夠相互抵消而減��；差動(dòng)電感信號(hào)經(jīng)本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集電路處理后，其定標(biāo)曲線方程 1559.5 85.8，相關(guān)指數(shù) R2為 0.9998；在測量范圍-6°~6°內(nèi)非線性誤差（線性度）為 0.86%，靈敏度1559.5 signal/°，鑒別力閾和分辨力均為 0.01°，最大量程為-10°~10°。

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參考文獻(xiàn)（略）

本文編號(hào)：313762