血流控制下時間門的人體血液參數(shù)無創(chuàng)檢測分析

任萌迪

摘 要：當(dāng)前，人體血液參數(shù)無創(chuàng)檢測技術(shù)正處于飛速發(fā)展階段，基于光子的檢測方法相對較多，而近年來血流控制下時間門的人體血液參數(shù)無創(chuàng)檢測快速發(fā)展，逐漸接近臨床血液成分及參數(shù)檢測的精確度要求。為此，本次研究對該技術(shù)的人體血液參數(shù)無創(chuàng)檢測發(fā)展現(xiàn)狀進行了分析，并總結(jié)了該檢測方法的人體血液參數(shù)無創(chuàng)檢測的基本原理與方法，探討了該技術(shù)的光譜選擇，旨在促進人體血液成分無創(chuàng)檢測技術(shù)不斷成熟與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：時間分辨透射測量；人體血液參數(shù)；血流控制；拉普拉斯變換

隨著醫(yī)療檢驗及診斷技術(shù)的不斷發(fā)展，臨床醫(yī)生及患者對于無創(chuàng)檢驗的需求也逐漸提高，迫切的需要同一種人體血液成分無創(chuàng)傷檢測方法替代傳統(tǒng)有創(chuàng)檢驗，并進一步降低患者痛苦、醫(yī)源性感染等風(fēng)險，提升醫(yī)療服務(wù)安全性。近年來，世界各國學(xué)者參與了人體血液相關(guān)無創(chuàng)檢測技術(shù)的研究，經(jīng)過各種技術(shù)方案的研究和甄選，各國醫(yī)學(xué)診斷專家普遍認(rèn)為利用光能量技術(shù)提取光學(xué)信息是最為理想的檢測方法，而這一技術(shù)與最新的時間門技術(shù)、拉普拉斯變換技術(shù)的結(jié)合，使得光信息提取更為易控、易得，可以有效測定人體血液中特定成分的濃度，血液參數(shù)獲取準(zhǔn)確性大大提升。

一、人體血液參數(shù)無創(chuàng)檢測的基本原理與發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，人體血液成分檢測主要依賴有創(chuàng)的、侵入性的檢測方法，雖然該檢測模式檢查方便、技術(shù)成熟，但是存在有創(chuàng)的各類風(fēng)險，因而對于某些患者并不適用或加重了并發(fā)癥的風(fēng)險，故醫(yī)療診斷領(lǐng)域開始廣泛開始無創(chuàng)人體血液成分研究。近年來，光子輔助檢測人體血液成分發(fā)展較快，并出現(xiàn)了相對成熟的產(chǎn)品，如ORSense公司，在2006～2008年期間研制了血糖無損精確測量儀器，通過光子投射與反射實現(xiàn)了無創(chuàng)傷測量，該儀器已經(jīng)得到歐洲CE認(rèn)可及認(rèn)證。

二、人體血液參數(shù)無創(chuàng)檢測的基本原理與方法

當(dāng)前，無創(chuàng)傷測量檢測準(zhǔn)確性、靈敏性不夠理想，而光子早期到達量是影響檢測效果的重要因素，需要從光子早期到達方面探討測量人體血液參數(shù)準(zhǔn)確性的提升方法。血糖無損精確測量儀作為相對成熟的檢測技術(shù)，其采用了血流控制下時間門的無創(chuàng)檢測技術(shù)。血糖無損精確測量儀采用動力雙波長時間分辨透射測量，將時間門技術(shù)和拉普拉斯變換方法有機的結(jié)合起來，而目前多數(shù)無創(chuàng)血液成分測量均基于此方法，其基本原理為創(chuàng)造血流受阻條件，然后透射光子，早期到達的光子符合檢測條件時，p>0，然后開始測量人體血液的各類參數(shù)。

當(dāng)前，多數(shù)無創(chuàng)檢測技術(shù)都在正常血流狀態(tài)下進行，但是受流動介質(zhì)的影響，光子到達及返回都受到一定影響，測量信號受到脈動信號的嚴(yán)重影響，故檢測準(zhǔn)確性較高。通過血流控制下時間門的短時間控制，模擬一個誘導(dǎo)血紅細(xì)胞的聚集時段，該時段內(nèi)人體受測部分血液壓力停止，紅細(xì)胞集聚后血液散射系數(shù)大大降低，早期到達的光子量顯著增強，透射信號量增強8～12倍以上，信噪比相對較小，測量準(zhǔn)確性顯著降低。當(dāng)前，最新的時間門技術(shù)可以模擬出受測部分血液暫時停止的狀態(tài)，而拉普拉斯變換技術(shù)可模擬壓力停止?fàn)顟B(tài)，兩種條件的結(jié)合創(chuàng)造了相對理想的檢測環(huán)境，此時盡快釋放光波，光子幾乎不受脈動情況影響，血流誘導(dǎo)的透射信號可迅速反射，獲得滿意的光能量型號。血流控制下時間門的人體血液參數(shù)無創(chuàng)檢測中，需要采用雙波長入射下的時間分辨透射信號，通過拉普拉斯變換技術(shù)選擇性手增加特定血液成分濃度條件，然后特異性測量該成分的濃度，增強特定的血流誘導(dǎo)透射信號。拉普拉斯變換方法利用血流誘導(dǎo)受測部分壓力停止作用，使得無創(chuàng)傷測量準(zhǔn)確性大大提升，雖然尚低于常規(guī)血常規(guī)及其他全自動生化檢測準(zhǔn)確性，但是其無創(chuàng)的效果臨床應(yīng)用價值較高。

三、人體血液參數(shù)無創(chuàng)檢測技術(shù)的光譜選擇

光的波長而不同能量不同，其穿透人體組織和反射能力也不同，必須選擇透皮、透過肌肉組織及其他組織能力較強的波長。紅外光譜是臨床應(yīng)用作為廣泛的光波長范圍，在紅外線/遠紅外線治療技術(shù)中，均已證實兩者透過皮膚、肌肉的能力較高，可達組織深層，穿透深度在3～5cm之間，已經(jīng)可以基本滿足深層組織中血管透射的需要，為此紅外光譜和中（遠）紅外光譜是人體血液參數(shù)無創(chuàng)檢測技術(shù)的首選方式。此外，紅外光譜和中（遠）紅外光譜直接作用于人體，幾乎無明顯組織損傷能力，副作用較小，雖然紅外/中（遠）紅外光譜會產(chǎn)出局部熱效應(yīng)，但是考慮到檢測時間較短，臨床應(yīng)用相對可靠安全性。國外臨床研究發(fā)現(xiàn)，血流控制下時間門的人體血液參數(shù)無創(chuàng)檢測應(yīng)用紅外/中（遠）紅外光譜檢測，檢測靈敏性、可靠性相對較好。紅外/中（遠）紅外光譜檢測受檢測部位限制較小，目前可知耳垂、人體四肢、指腹、指尖、頭部、前額等位置應(yīng)用紅外/中（遠）紅外光譜檢測，獲取光信息效果較好。

人體血液參數(shù)無創(chuàng)檢測技術(shù)對于血液和組織液等不同檢測介質(zhì)的要求不同，因而近年來在紅外光譜基礎(chǔ)上，增加了拉曼光譜、光聲光譜、光散射、毫米波檢測等，可以適應(yīng)眼、房水、汗水、人體積液等不同介質(zhì)的穿透與反射需求。但是這類光的穿透能力較弱，故適用于人體表淺組織血管的檢測，如眼球、耳垂、面部皮下等，實現(xiàn)了體組織直接檢測。為進一步提高光信息的重現(xiàn)性、靈敏度，顏色法和偏振光旋光等光波類型也應(yīng)用于無創(chuàng)檢測中，可根據(jù)個體及檢測位置靈活調(diào)整檢測波長及指標(biāo)。

四、結(jié)束語

事實上，多數(shù)無創(chuàng)傷檢測獲得的光信息數(shù)據(jù)在靈敏度、準(zhǔn)確性、個體適應(yīng)性方面，與有創(chuàng)檢測差距較大，尚不能直接應(yīng)用于臨床治療，但是可為臨床診療提供大體的方向，具有一定應(yīng)用價值。血流控制下時間門的人體血液參數(shù)無創(chuàng)檢測技術(shù)進一步提升了無創(chuàng)檢測準(zhǔn)確性，但是其檢測結(jié)果僅相當(dāng)于微創(chuàng)傷檢測，多數(shù)條件下低于微創(chuàng)傷檢測，但是其為人體血液參數(shù)無創(chuàng)開辟了新的發(fā)展途徑，未來應(yīng)進一步完善該檢測技術(shù)，使其靈敏性與準(zhǔn)確性與臨床診療要求真正相符，減少醫(yī)學(xué)檢驗的痛苦和風(fēng)險。

參考文獻：

[1]吳金鵬，孫美秀，康美玲，李剛，李迎新.血流控制下時間門的人體血液參數(shù)無創(chuàng)檢測研究[J].光譜學(xué)與光譜分析.2013（09）.

[2]林凌，李剛.人體血液成分無創(chuàng)測量取得突破，即將進入實用[J].中國醫(yī)療器械信息.2009（08）.

[3]王會清，駱清銘.人體血糖微創(chuàng)和無創(chuàng)傷快速檢測方法[J].現(xiàn)代儀器.2006（06）.