血流控制下時間門的人體血液參數無創檢測分析

任萌迪

摘 要：當前，人體血液參數無創檢測技術正處于飛速發展階段，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無創檢測快速發展，逐漸接近臨床血液成分及參數檢測的精確度要求。為此，本次研究對該技術的人體血液參數無創檢測發展現狀進行了分析，并總結了該檢測方法的人體血液參數無創檢測的基本原理與方法，探討了該技術的光譜選擇，旨在促進人體血液成分無創檢測技術不斷成熟與發展。

關鍵詞：時間分辨透射測量；人體血液參數；血流控制；拉普拉斯變換

隨著醫療檢驗及診斷技術的不斷發展，臨床醫生及患者對于無創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傷檢測方法替代傳統有創檢驗，并進一步降低患者痛苦、醫源性感染等風險，提升醫療服務安全性。近年來，世界各國學者參與了人體血液相關無創檢測技術的研究，經過各種技術方案的研究和甄選，各國醫學診斷專家普遍認為利用光能量技術提取光學信息是最為理想的檢測方法，而這一技術與最新的時間門技術、拉普拉斯變換技術的結合，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，血液參數獲取準確性大大提升。

一、人體血液參數無創檢測的基本原理與發展現狀

當前，人體血液成分檢測主要依賴有創的、侵入性的檢測方法，雖然該檢測模式檢查方便、技術成熟，但是存在有創的各類風險，因而對于某些患者并不適用或加重了并發癥的風險，故醫療診斷領域開始廣泛開始無創人體血液成分研究。近年來，光子輔助檢測人體血液成分發展較快，并出現了相對成熟的產品，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了無創傷測量，該儀器已經得到歐洲CE認可及認證。

二、人體血液參數無創檢測的基本原理與方法

當前，無創傷測量檢測準確性、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準確性的提升方法。血糖無損精確測量儀作為相對成熟的檢測技術，其采用了血流控制下時間門的無創檢測技術。血糖無損精確測量儀采用動力雙波長時間分辨透射測量，將時間門技術和拉普拉斯變換方法有機的結合起來，而目前多數無創血液成分測量均基于此方法，其基本原理為創造血流受阻條件，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。

當前，多數無創檢測技術都在正常血流狀態下進行，但是受流動介質的影響，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重影響，故檢測準確性較高。通過血流控制下時間門的短時間控制，模擬一個誘導血紅細胞的聚集時段，該時段內人體受測部分血液壓力停止，紅細胞集聚后血液散射系數大大降低，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，測量準確性顯著降低。當前，最新的時間門技術可以模擬出受測部分血液暫時停止的狀態，而拉普拉斯變換技術可模擬壓力停止狀態，兩種條件的結合創造了相對理想的檢測環境，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無創檢測中，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透射信號。拉普拉斯變換方法利用血流誘導受測部分壓力停止作用，使得無創傷測量準確性大大提升，雖然尚低于常規血常規及其他全自動生化檢測準確性，但是其無創的效果臨床應用價值較高。

三、人體血液參數無創檢測技術的光譜選擇

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。紅外光譜是臨床應用作為廣泛的光波長范圍，在紅外線/遠紅外線治療技術中，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無創檢測技術的首選方式。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）紅外光譜會產出局部熱效應，但是考慮到檢測時間較短，臨床應用相對可靠安全性。國外臨床研究發現，血流控制下時間門的人體血液參數無創檢測應用紅外/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。

人體血液參數無創檢測技術對于血液和組織液等不同檢測介質的要求不同，因而近年來在紅外光譜基礎上，增加了拉曼光譜、光聲光譜、光散射、毫米波檢測等，可以適應眼、房水、汗水、人體積液等不同介質的穿透與反射需求。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，實現了體組織直接檢測。為進一步提高光信息的重現性、靈敏度，顏色法和偏振光旋光等光波類型也應用于無創檢測中，可根據個體及檢測位置靈活調整檢測波長及指標。

四、結束語

事實上，多數無創傷檢測獲得的光信息數據在靈敏度、準確性、個體適應性方面，與有創檢測差距較大，尚不能直接應用于臨床治療，但是可為臨床診療提供大體的方向，具有一定應用價值。血流控制下時間門的人體血液參數無創檢測技術進一步提升了無創檢測準確性，但是其檢測結果僅相當于微創傷檢測，多數條件下低于微創傷檢測，但是其為人體血液參數無創開辟了新的發展途徑，未來應進一步完善該檢測技術，使其靈敏性與準確性與臨床診療要求真正相符，減少醫學檢驗的痛苦和風險。

參考文獻：

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