李祖國，陳 吉，邱慶明，王虎林，袁麗萍

傳統(tǒng)的間斷測量尿比重、滲透壓、尿常規(guī)、手工目視計量等方法，是臨床監(jiān)測評估血容量和腎功能的重要內(nèi)容， 但難以滿足重癥醫(yī)學的實時監(jiān)測、自動計量要求。 一些對集尿裝置精細化改進的研究，仍然需要進行目測和手工定時計量[1-4]。 盡管近年來出現(xiàn)了以光電傳感儀記錄尿液滴數(shù)[5]、以尿液壓力差和流經(jīng)時間計算尿液流速[6]、手工輸入尿比重并稱重自動計量尿量的裝置，但尿液濃度的動態(tài)變化仍被忽視。因此，筆者研制了一種自動計量并實時顯示尿液流速和電導(dǎo)率的裝置，方便臨床連續(xù)監(jiān)測，提高醫(yī)師對尿量和尿液濃度這兩個無創(chuàng)參數(shù)的重視程度。

1 裝置結(jié)構(gòu)（圖1）

1.1 尿液測量池 有機玻璃制作，包括尿液進、出接口，均與軟管（導(dǎo)尿管）連接，內(nèi)部安裝有電導(dǎo)率測量電極、溫度測量電極和液位電極。

1.2 測量電路 由單片機控制各測量電極的測量及電磁閥的啟閉。

1.3 電磁夾管閥 尿液進管常開，出管常閉，其動作由測量電路控制。

1.4 控制/顯示觸摸屏系統(tǒng) 可輸入?yún)?shù)如患者姓名、體重、住院號等，與測量電路之間采用WIFI無線通訊，可計量尿液流速、報警上下限、光聲報警等設(shè)置功能。 數(shù)據(jù)在顯示觸摸屏上，以坐標折線和單位數(shù)據(jù)的形式雙重實時顯示并保存，顯示最近第1、4、8、12、24 h（可調(diào)）的累計尿量（ml）、平均尿流速（ml/h）；當輸入患者體重參數(shù)時,平均尿流速顯示為ml/(kg·h)，見圖2。

1.5 電源 內(nèi)置可充電電池，外接12 V 交流電源。

2 工作原理

測量池內(nèi)尿液達到液面感應(yīng)電極平面時，觸發(fā)測量和尿液排空一次。 測量指標包括尿液容積、電導(dǎo)率、溫度。 由電磁閥的軟管夾上緣至感應(yīng)電極尖端的固定容量決定每次測量的容積，固定容積除以兩次測量的間隔時間即為當前尿液流速。 瞬時測量完成后，控制電路開啟尿液出管電磁閥（常閉型）和關(guān)閉尿液進管電磁閥（常開型）達預(yù)設(shè)時間，使尿液排空，然后進入下一次測量。

電導(dǎo)率測試原始值經(jīng)溫度補償后，直接輸出顯示在顯示屏圖表上， 同時可以導(dǎo)出為EXCEL 表格文件。

系統(tǒng)軟件具備事件標示功能， 便于科研記錄、拓展報警內(nèi)容及綜合評價患者情況。

3 對比實驗及結(jié)果

由于尿液流速沒有標準測量設(shè)備對比， 并且自研裝置計算尿液流速是固定容積除以兩次測量間隔時間得出當前尿液流速，客觀上是準確的，所以本研究未進行尿液流速測定的對比實驗， 重點評估其測定尿液電導(dǎo)率的準確性。以DDS-307 型電導(dǎo)率儀（上海儀電科學儀器股份有限公司）和PM-8000Express便攜式多參數(shù)監(jiān)護儀（數(shù)字化溫度顯示，深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司）為參照，與自研裝置對比測試同一時點、同一容器中任意濃度和溫度的鹽溶液，共17 份。 溶液的配制為高濃度NaCl 注射液依次加入不同溫度蒸餾水稀釋而成。

在不同溫度條件下，自研裝置與電導(dǎo)率儀（經(jīng)溫度補償后） 測得的同一份鹽溶液的電導(dǎo)率值近似（n=17,r = 0.999，P ＜0.01）。 圖3 更直觀顯示了自研裝置與電導(dǎo)率儀測定不同溫度和濃度同一鹽溶液時電導(dǎo)率測定值和變化趨勢高度一致。

4 討論

尿量監(jiān)測能反映腎臟灌注狀態(tài)和尿液濃縮功能，而腎功能支持是防止危重病程向多器官功能障礙發(fā)展、進而死亡的重要一環(huán)。 常用的手工計量尿量、 尿比重和滲透壓測量是間斷性檢測送檢標本，且操作復(fù)雜、設(shè)備昂貴，難以滿足危重病救治時自動連續(xù)監(jiān)測的要求。 雖然近年有基于滴數(shù)和稱重的尿液自動計量裝置問世，但危重病人尿液濃度和比重的多變性對這些計量方法的準確性有影響，且重要的尿液濃度未能得以反映。

圖1 裝置結(jié)構(gòu)圖

圖2 連續(xù)監(jiān)測屏幕截圖

圖3 自研裝置與標準設(shè)備對比測定鹽溶液電導(dǎo)率的值

有研究報道， 正常人尿液電導(dǎo)率的正常參考范圍為(22.9±12.9 )mS/cm，尿電導(dǎo)率與比重、滲透壓的相關(guān)性很好[7-8]，且電導(dǎo)率主要受帶電粒子（電解質(zhì)）濃度的影響，很少或不受有機分子（蛋白、細胞、糖）、造影劑、結(jié)晶鹽的影響。 其反映腎臟的濃縮和稀釋功能較穩(wěn)定，可以替代傳統(tǒng)的尿比重和滲透壓檢測[9-10]。

本研究研制的尿液自動連續(xù)監(jiān)測裝置，選用電極常數(shù)為10 的電導(dǎo)率電極，測量范圍為2～200 mS/cm，涵蓋了病理和生理狀態(tài)下人體尿液電導(dǎo)率范圍，能自動計算和顯示尿液流量和電導(dǎo)率，計量準確且反映尿液電解質(zhì)濃度，能更好滿足危重病臨床救治的現(xiàn)實需要，提高效率、減少誤差。 實驗結(jié)果驗證了自研裝置性能的可靠性，但其臨床實用性、整體性能等仍需后續(xù)研究來驗證提高。

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