本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，尤其是涉及一種利用激光進(jìn)行代謝評(píng)估的儀器及其檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

泌尿系結(jié)石是一種復(fù)雜的、多病因的疾病，是環(huán)境和遺傳因素共同作用的結(jié)果。高復(fù)發(fā)率是該疾病的最大特點(diǎn)。多數(shù)草酸鈣結(jié)石患者均可以通過(guò)代謝評(píng)估找到病因，其結(jié)果對(duì)患者的進(jìn)一步治療和預(yù)防有著重要意義。國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家已達(dá)成共識(shí)，對(duì)泌尿系結(jié)石病患者應(yīng)進(jìn)行代謝評(píng)估。但由于傳統(tǒng)的代謝評(píng)估技術(shù)效率低下，操作繁瑣，所以在實(shí)踐中，國(guó)內(nèi)外除少數(shù)研究機(jī)構(gòu)外，臨床上很少對(duì)結(jié)石病患者進(jìn)行代謝評(píng)估。

在前期的研究中，我們?cè)O(shè)計(jì)了一款基于離子色譜儀的代謝評(píng)估裝置，可以自動(dòng)化測(cè)量尿液中主要的成石因子和結(jié)石抑制因子的濃度(草酸、尿酸、枸櫞酸、鈣離子和鎂離子)，并給予初步的診斷。但是，泌尿系結(jié)石病畢竟是一種多病因疾病，對(duì)其完整的病因診斷需要測(cè)量更多的尿液甚至血液指標(biāo)，上述五種離子的測(cè)量結(jié)果不能涵蓋所有的結(jié)石病因，只能對(duì)最常見(jiàn)的草酸鈣結(jié)石的病因進(jìn)行初步的診斷(遇到復(fù)雜的病例，仍需結(jié)合其他指標(biāo)的測(cè)量)。而目前自動(dòng)化程度最高的離子色譜儀或者生化分析儀無(wú)法完成尿液、血液中所有結(jié)石相關(guān)的有機(jī)小分子甚至大分子的測(cè)定。部分尿液中結(jié)石相關(guān)成分(如t-m骨橋蛋白、葡胺聚糖等)的測(cè)量方法僅停留在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用，因其測(cè)量效率低下，而無(wú)法應(yīng)用于臨床。而尿液中磷元素的測(cè)定，目前也存在困難。以離子色譜法來(lái)測(cè)量，因磷元素在水中的分子形態(tài)受ph值的影響會(huì)出現(xiàn)變化，而離子色譜儀在測(cè)量的過(guò)程中，從進(jìn)樣到洗脫過(guò)程，液體ph值一直會(huì)發(fā)生變化，因此無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量尿液中磷元素的濃度。而采用比色法測(cè)量的生化分析儀，雖然實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，但測(cè)量精度有限，臨床結(jié)果僅供參考。尿液中胱氨酸、黃嘌呤的物質(zhì)的檢測(cè)，目前也僅僅停留在實(shí)驗(yàn)室階段，無(wú)法大面積實(shí)際應(yīng)用于臨床。而且，收到技術(shù)的限制，傳統(tǒng)的結(jié)石病代謝評(píng)估法僅僅能用于代謝原因引起的結(jié)石，對(duì)于遺傳性結(jié)石如胱氨酸結(jié)石以及藥物性結(jié)石，如頭孢曲松結(jié)石需要做特殊的檢驗(yàn)、甚至結(jié)合患者病史推斷才能找到病因。無(wú)法為臨床高效、便捷的提供準(zhǔn)確而全面的實(shí)驗(yàn)室依據(jù)。

現(xiàn)有的草酸、枸櫞酸的測(cè)定方法——離子色譜法也存在固有的缺陷。從原理上講，離子色譜法是一種20年前的技術(shù)，通過(guò)檢測(cè)器檢測(cè)液體中離子交換所產(chǎn)生的電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)液體中物質(zhì)濃度的測(cè)定。由于液體中電信號(hào)檢測(cè)固有的缺陷，離子色譜法雖然理論上精度很高，但實(shí)際操作過(guò)程中存在信號(hào)不穩(wěn)定，測(cè)量結(jié)果誤差大等缺陷，實(shí)際過(guò)程中有時(shí)候測(cè)量誤差可以達(dá)到30％以上。特別是對(duì)于陽(yáng)離子的測(cè)定，由于陽(yáng)離子峰值小，峰值下面積也相對(duì)較小，很多時(shí)候陽(yáng)離子峰與其它峰處于融合狀態(tài)，需要通過(guò)圖形處理將其分離出來(lái)，無(wú)疑加大了陽(yáng)離子測(cè)量的誤差。而使用比色法，第一，因誤差較大，無(wú)法有效測(cè)量有機(jī)小分子；第二，陽(yáng)離子測(cè)量結(jié)果雖然能滿(mǎn)足臨床需求，但仍存在誤差較大甚至導(dǎo)致誤診的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中代謝評(píng)估所存在的缺陷，提供一種利用激光進(jìn)行代謝評(píng)估的儀器來(lái)解決上述問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種激光代謝評(píng)估儀，包括激光誘導(dǎo)光譜儀，其特征在于，所述激光誘導(dǎo)光譜儀檢測(cè)人體血液和尿液中與結(jié)石病因相關(guān)的成分，并且所述激光誘導(dǎo)光譜儀包括可調(diào)整入射光的光波長(zhǎng)和光強(qiáng)度的激光頭、聚焦透鏡、收集透鏡、輸入光纖和光譜儀，所述激光頭輸出激光至聚焦透鏡上，收集透鏡收集反射回來(lái)的激光，并且通過(guò)輸入光纖傳輸至光譜儀。

上述的一種激光代謝評(píng)估儀，其特征在于，還包括拉曼光譜儀和中央控制計(jì)算機(jī)，所述拉曼光譜儀檢測(cè)結(jié)石中與結(jié)石病因相關(guān)的成分。

上述的一種激光代謝評(píng)估儀，其特征在于，還包括熒光檢測(cè)器，所述熒光檢測(cè)器檢測(cè)結(jié)石中與結(jié)石病因相關(guān)的成分。

上述的一種激光代謝評(píng)估儀，其特征在于，所述激光誘導(dǎo)光譜儀檢測(cè)人體全血標(biāo)本，所述光譜儀為下列其中之一：光電檢測(cè)器、廣譜光譜儀和ccd檢測(cè)器。

上述的一種激光代謝評(píng)估儀，其特征在于，所述激光誘導(dǎo)光譜儀檢測(cè)人體至少24小時(shí)以上的尿液中與結(jié)石病因相關(guān)的成分。

上述的一種激光代謝評(píng)估儀，其特征在于，所述激光誘導(dǎo)光譜儀檢測(cè)人體單次尿液中與結(jié)石病因相關(guān)的成分。

上述的一種激光代謝評(píng)估儀，其特征在于，所述激光誘導(dǎo)光譜儀還包括自動(dòng)進(jìn)樣裝置。

一種激光代謝評(píng)估儀的檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)確定目前已知的所有結(jié)石相關(guān)成分；

(2)通過(guò)調(diào)整激光誘導(dǎo)光譜儀的激光頭的光波長(zhǎng)與光強(qiáng)度，得到目前已知的所有結(jié)石相關(guān)成分的激光譜圖；

(3)通過(guò)激光誘導(dǎo)光譜儀對(duì)被測(cè)人體血液和尿液標(biāo)本進(jìn)行檢測(cè)，得到被人體血液和尿液標(biāo)本中的結(jié)石相關(guān)成分含量。

上述的一種激光代謝評(píng)估儀的檢測(cè)方法，其特征在于，所述激光誘導(dǎo)光譜儀檢測(cè)人體全血標(biāo)本。

上述的一種激光代謝評(píng)估儀，其特征在于，所述激光誘導(dǎo)光譜儀檢測(cè)人體至少24小時(shí)以上的尿液中與結(jié)石病因相關(guān)的成分。

上述的一種激光代謝評(píng)估儀，其特征在于，所述激光誘導(dǎo)光譜儀檢測(cè)人體單次尿液中與結(jié)石病因相關(guān)的成分。

本發(fā)明的有益效果為：1、拓展了泌尿系結(jié)石自動(dòng)化代謝評(píng)估的測(cè)量范圍；2、提高了檢測(cè)效率和精度；3、對(duì)尿液中大分子結(jié)石相關(guān)因子、胱氨酸、磷元素等指標(biāo)的測(cè)量由不可能變?yōu)榭赡?，而這些指標(biāo)對(duì)于搞清楚結(jié)石病因并改進(jìn)預(yù)防方案尤為重要；4、將結(jié)石成分分析和結(jié)石代謝評(píng)估作為一個(gè)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)為臨床病因診斷提供參考。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為激光誘導(dǎo)光譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，用以較佳的實(shí)施例及附圖配合詳細(xì)的說(shuō)明，說(shuō)明如下：

參看圖1和圖2，一種激光代謝評(píng)估儀，包括激光誘導(dǎo)光譜儀100、拉曼光譜儀200和中央控制計(jì)算機(jī)300，激光誘導(dǎo)光譜儀100檢測(cè)人體血液和尿液中與結(jié)石病因相關(guān)的成分，拉曼光譜儀200或熒光檢測(cè)器檢測(cè)結(jié)石中與結(jié)石病因相關(guān)的成分。由于拉曼光譜用于檢測(cè)人體液樣本時(shí)信號(hào)弱，在檢測(cè)液體樣本時(shí)需加入特異性表面增強(qiáng)劑，不僅增加了操作的復(fù)雜程度，易導(dǎo)致測(cè)量誤差存在，也增加的測(cè)量成本，降低檢測(cè)效率，因此在本發(fā)明中不用于拉曼光譜儀200或熒光檢測(cè)器檢測(cè)人體液樣本。而激光誘導(dǎo)光譜雖然有光子進(jìn)入液體時(shí)濺射效應(yīng)較強(qiáng)，干擾測(cè)量的問(wèn)題，但可以通過(guò)調(diào)節(jié)光波長(zhǎng)來(lái)改善這一問(wèn)題，因此采用激光誘導(dǎo)光譜儀100來(lái)檢測(cè)人體液樣本。拉曼光譜測(cè)量固體，無(wú)需表面增強(qiáng)劑，不僅可以測(cè)量固體成分，還可測(cè)量固體結(jié)構(gòu)，因而在結(jié)石成分分析領(lǐng)域具有一定的優(yōu)勢(shì)，因而采用拉曼光譜儀200或熒光檢測(cè)器檢測(cè)結(jié)石中與結(jié)石病因相關(guān)的成分。

激光誘導(dǎo)光譜儀100包括可調(diào)整入射光的光波長(zhǎng)和光強(qiáng)度的激光頭110、聚焦透鏡120、收集透鏡130、輸入光纖140和光譜儀150，激光頭110輸出激光至聚焦透鏡120上，然后再聚焦到被測(cè)標(biāo)本上，而收集透鏡130收集反射回來(lái)的激光，并且通過(guò)輸入光纖140傳輸至光譜儀150，光譜儀為光電檢測(cè)器、廣譜光譜儀或ccd檢測(cè)器。而對(duì)于激光頭110，其光波長(zhǎng)調(diào)整范圍覆蓋300-1000nm，其光強(qiáng)度通過(guò)調(diào)整激光功率實(shí)現(xiàn)，功率覆蓋10w-300w，通過(guò)調(diào)整光強(qiáng)度和光波長(zhǎng)，使得針對(duì)不同指標(biāo)的測(cè)量，背景噪音均可以降到最低，被檢測(cè)物質(zhì)的光譜圖最為明顯，測(cè)量精度最高。

在本發(fā)明中，激光誘導(dǎo)光譜儀100檢測(cè)人體全血標(biāo)本，而在以往的現(xiàn)有技術(shù)中，在檢測(cè)人體血液中各元素成分含量時(shí)，需要對(duì)血液進(jìn)行離心，離心過(guò)程中，紅細(xì)胞破裂，大量的草酸釋放入血漿，從而導(dǎo)致血草酸濃度無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定。

而同時(shí)，激光誘導(dǎo)光譜儀100檢測(cè)人體至少24小時(shí)以上的尿液中與結(jié)石病因相關(guān)的成分或者單次尿液中與結(jié)石病因相關(guān)的成分。在進(jìn)行結(jié)石病因分析代謝評(píng)估時(shí)，一般需要收集病人24小時(shí)尿液進(jìn)行酸化或堿化后再進(jìn)行成分檢測(cè)，而對(duì)于感染性結(jié)石、單次測(cè)量尿液中尿素分解酶的含量即可確診，避免了結(jié)石成分分析需要結(jié)石標(biāo)本、尿液細(xì)菌培養(yǎng)干擾較大，易漏診和誤診。對(duì)于藥物性結(jié)石，如頭孢曲松結(jié)石，單次尿液中藥物濃度更具有診斷意義。

為了便于進(jìn)樣，本發(fā)明的激光誘導(dǎo)光譜儀100還包括自動(dòng)進(jìn)樣裝置400，自動(dòng)進(jìn)樣裝置400能夠自動(dòng)進(jìn)樣，提高了本發(fā)明的自動(dòng)化程度。

一種激光代謝評(píng)估儀的檢測(cè)方法，包括以下步驟：

(1)確定目前已知的所有結(jié)石相關(guān)成分；

(2)通過(guò)調(diào)整激光誘導(dǎo)光譜儀的激光頭的光波長(zhǎng)與光強(qiáng)度，得到目前已知的所有結(jié)石相關(guān)成分的激光譜圖；

(3)通過(guò)激光誘導(dǎo)光譜儀對(duì)被測(cè)人體血液和尿液標(biāo)本進(jìn)行檢測(cè)，得到被人體血液和尿液標(biāo)本中的結(jié)石相關(guān)成分含量。

在本發(fā)明中，激光誘導(dǎo)光譜儀100檢測(cè)人體全血標(biāo)本，而在以往的現(xiàn)有技術(shù)中，在檢測(cè)人體血液中各元素成分含量時(shí)，需要對(duì)血液進(jìn)行離心，離心過(guò)程中，紅細(xì)胞破裂，大量的草酸釋放入血漿，從而導(dǎo)致血草酸濃度無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定。

而同時(shí)，激光誘導(dǎo)光譜儀100檢測(cè)人體至少24小時(shí)以上的尿液中與結(jié)石病因相關(guān)的成分或者單次尿液中與結(jié)石病因相關(guān)的成分。在進(jìn)行結(jié)石病因分析代謝評(píng)估時(shí)，一般需要收集病人24小時(shí)尿液進(jìn)行酸化或堿化后再進(jìn)行成分檢測(cè)，而對(duì)于感染性結(jié)石、單次測(cè)量尿液中尿素分解酶的含量即可確診，避免了結(jié)石成分分析需要結(jié)石標(biāo)本、尿液細(xì)菌培養(yǎng)干擾較大，易漏診和誤診。對(duì)于藥物性結(jié)石，如頭孢曲松結(jié)石，單次尿液中藥物濃度更具有診斷意義。

比較上一代的自動(dòng)化代謝評(píng)估儀而言，新型代謝評(píng)估儀基于光譜設(shè)計(jì)，有如下創(chuàng)新點(diǎn)：

老一代代謝評(píng)估儀以離子色譜儀和液相色譜儀為硬件基礎(chǔ)，通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)樣品檢測(cè)的自動(dòng)化，但基于液相色譜/離子色譜法的檢測(cè)方法應(yīng)用于尿液中，其檢驗(yàn)精度僅能達(dá)到ppm級(jí)別，勉強(qiáng)達(dá)到測(cè)量精度的下限，因此，實(shí)際應(yīng)用中測(cè)量的穩(wěn)定性較差，往往需要多次測(cè)量校對(duì)。

老一代代謝評(píng)估儀以草酸鈣結(jié)石患者為主要檢測(cè)/評(píng)估對(duì)象，對(duì)于少見(jiàn)的遺傳性結(jié)石——如胱氨酸結(jié)石/黃嘌呤結(jié)石以及藥物性結(jié)石——如頭孢曲松結(jié)石等卻無(wú)能為力。對(duì)于這一部分結(jié)石患者而言，如結(jié)石已經(jīng)較大，尚可通過(guò)外科手術(shù)、進(jìn)而取出結(jié)石進(jìn)行成分分析的方式確定其病因。但當(dāng)結(jié)石較小時(shí)，臨床醫(yī)生沒(méi)有辦法利用老一代代謝評(píng)估儀篩選出其病因，也無(wú)法通過(guò)外科手術(shù)的方式獲得標(biāo)本。因此臨床醫(yī)生所能采用的方法有限，或者選擇觀察等待，坐視結(jié)石長(zhǎng)大；或者通過(guò)詢(xún)問(wèn)病史及家族史的方法粗略的估計(jì)結(jié)石的病因，這會(huì)帶來(lái)預(yù)防方案上的偏差；或者通過(guò)其他實(shí)驗(yàn)室的檢查手段來(lái)篩查病因——如檢測(cè)尿液中胱氨酸或黃嘌呤的排泄。但問(wèn)題是，一來(lái)不是所有的醫(yī)院都能夠有這種檢測(cè)能力的配置，因?yàn)槟蛞褐须装彼峄螯S嘌呤等物質(zhì)的排泄量檢測(cè)目前多停留在科研院所或教學(xué)醫(yī)院的實(shí)驗(yàn)室，無(wú)法大面積應(yīng)用于臨床——特別是基層醫(yī)院的臨床檢測(cè)。這樣，患者就會(huì)像沒(méi)頭蒼蠅一樣的游走于各個(gè)實(shí)驗(yàn)室之間，甚至部分指標(biāo)的檢測(cè)方法僅僅停留于實(shí)驗(yàn)室級(jí)別(如尿液中的gags、tf蛋白等，僅能通過(guò)蛋白質(zhì)譜等方法檢測(cè)，檢測(cè)費(fèi)用高昂)，無(wú)法應(yīng)用于臨床，對(duì)于這些少見(jiàn)結(jié)石的患者，能否查出病因只能依賴(lài)時(shí)間和運(yùn)氣了，患者往往花費(fèi)很多時(shí)間，等找到了病因，結(jié)石也長(zhǎng)大了。激光誘導(dǎo)光譜測(cè)量物質(zhì)的種類(lèi)覆蓋面大，應(yīng)用于臨床可以對(duì)少見(jiàn)結(jié)石病患者進(jìn)行篩選，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)少見(jiàn)結(jié)石患者的早期精準(zhǔn)預(yù)防。

傳統(tǒng)的代謝評(píng)估方法存在一個(gè)診斷及測(cè)量的盲區(qū)——血液中草酸濃度的測(cè)定。論文中所謂的血草酸濃度測(cè)定其實(shí)是不準(zhǔn)確的，因?yàn)閭鹘y(tǒng)測(cè)量方法需要進(jìn)行血液的離心，離心過(guò)程中，紅細(xì)胞破裂，大量的草酸釋放入血漿，從而導(dǎo)致血草酸濃度無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定。但激光誘導(dǎo)光譜/拉曼光譜可以實(shí)現(xiàn)無(wú)痕/痕量檢測(cè)，激光照射過(guò)程中甚至可以不損傷紅細(xì)胞，這樣就避免了紅細(xì)胞破裂釋放草酸，從而實(shí)現(xiàn)了血草酸濃度的精準(zhǔn)測(cè)定。

本發(fā)明的有益效果為：1、拓展了泌尿系結(jié)石自動(dòng)化代謝評(píng)估的測(cè)量范圍；2、提高了檢測(cè)效率和精度；3、對(duì)尿液中大分子結(jié)石相關(guān)因子、胱氨酸、磷元素等指標(biāo)的測(cè)量由不可能變?yōu)榭赡?，而這些指標(biāo)對(duì)于搞清楚結(jié)石病因并改進(jìn)預(yù)防方案尤為重要；4、將結(jié)石成分分析和結(jié)石代謝評(píng)估作為一個(gè)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)為臨床病因診斷提供參考。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。