椎管内麻醉操作中便携高效鉴别脑脊液的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及医疗卫生技术领域，提供了一种椎管内麻醉操作中便携高效鉴别脑脊液的方法及装置，包括以下步骤：步骤一、了解脑脊液、局麻药物和生理盐水的光谱学特征；步骤二、探索脑脊液、局麻药物和生理盐水的ATR

【技术实现步骤摘要】
椎管内麻醉操作中便携高效鉴别脑脊液的方法及装置


[0001]本专利技术涉及医疗卫生
，更具体地说，是涉及一种椎管内麻醉操作中便携高效鉴别脑脊液的方法及装置。

技术介绍

[0002]椎管内麻醉主要用于适宜腹部、盆腔和下肢手术的患者。在椎管内的操作过程中，首先使用局麻药物(利多卡因)进行逐层浸润麻醉，避免后续操作给患者带来的痛感。局麻妥当后，采用较粗的硬膜外穿刺针(17G)依次通过皮肤、皮下组织、棘上韧带、棘间韧带和黄韧带，到达硬膜外腔，拔出针芯。通过无阻力针向硬膜外腔注入生理盐水气泡，当无阻力时，确定针尖已经到达硬膜外腔。若仅需要进行硬膜外麻醉，则此时注入硬膜外局麻药物。若需要进行蛛网膜下腔阻滞，则在明确定位硬膜外腔后，继而换用更细的穿刺针，套入硬膜外穿刺针内，向前进针突破蛛网膜，到达蛛网膜下腔。此时拔出细针针芯，观察有无脑脊液流出。若脑脊液流出通畅，可通过向蛛网膜下腔注入不同配比的局麻药物(如罗哌卡因、布比卡因等)达到椎管内麻醉效果。随后拔出蛛网膜穿刺针，将硬膜外导管送入硬膜外针管芯中，可进行持续硬膜外阻滞。根据临床实际需求，对患者实施不同麻醉方式，如单纯硬膜外、单纯蛛网膜下腔或腰硬联合麻醉。
[0003]由于生理盐水、局麻药物和脑脊液均为清亮液体，肉眼很难分辨。若穿刺过程不顺利，很容易出现无法判断流出的液体是哪一种。例如：在穿刺过程中，由于解剖不清，当出现意外穿破蛛网膜而未察觉的情况(如穿刺针尖刺破或留置的硬膜外导管在置管过程中刺穿蛛网膜)，此时盲目予以硬膜外药物，由于硬膜外给药量大而导致药物全部或部分进入蛛网膜下腔发生危及生命的全脊麻。此外，在局麻过程中注入的大剂量局麻药，或在硬膜外注入的盐水，会干扰对流出脑脊液的判断，甚至误认为穿刺针已在蛛网膜下腔，盲目给药，导致没有麻醉阻滞平面，无麻醉效果，影响手术实施。更常见的情况是不能确定是否为脑脊液，反复穿刺致损伤，穿破硬脊膜风险增高，产妇易发生常见的产后严重低颅压性头痛，给孕产妇及其家庭带来极大痛苦与心理压力。
[0004]当前并没有很好的鉴别方法，仅通过操作者肢体感知判断流出液体的温度协助鉴别，而这非常不准确，且有违无菌操作原则。如何能通过客观准确的方法，快速鉴别穿刺针是否到达蛛网膜下腔，流出的液体是局麻药、生理盐水还是脑脊液是当前需要解决的临床问题。
[0005]此外，脊柱手术后有部分患者发生脑脊液漏并发症，影响伤口愈合。如何判别流出的液体是否为脑脊液或单纯为组织渗液，达到早期鉴别、及时处理的目的也是临床需要解决的问题。
[0006]综上所述，现有技术的缺陷为：
[0007]当前没有能够有效、客观、准确判断流出液体为何种成分(局麻药物、脑脊液或生理盐水)的技术。多数情况下仅凭临床医师经验，缺乏客观依据。由于判别不清而导致反复穿刺损伤，穿刺失败，甚至穿破硬膜出现大量脑脊液漏，导致患者术后出现相关并发症。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种椎管内麻醉操作中便携高效鉴别脑脊液的方法及装置，以解决
技术介绍
中提出的技术问题中的至少一项。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种椎管内麻醉操作中便携高效鉴别脑脊液的方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一、了解脑脊液、局麻药物和生理盐水的光谱学特征：对所述的脑脊液、局麻药物和生理盐水的样本进行稀释，应用光谱仪获得所述脑脊液、局麻药物和生理盐水的样本的光谱图像，并对获得的光谱图像进行质量控制；分析所述的脑脊液、局麻药物和生理盐水样本各自的特征光谱条带中包含的物质成分与结构的信息；
[0011]步骤二、探索脑脊液、局麻药物和生理盐水的ATR
‑
FTIR光谱特征，提出判别标准，并建立诊断依据：选择适宜的多模式统计学方法分析所述的脑脊液、局麻药物和生理盐水样本，并交叉验证；初步构建椎管内麻醉操作时判别生物样本分类的ATR
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FTIR光谱判别标准；
[0012]步骤三、进一步扩充并构建特征性图谱数据库：在已有的判别模型基础上，不断扩充ATR
‑
FTIR图谱分析，达到完善诊断数据库的目的；
[0013]步骤四、采用手持便携式红外光谱仪对椎管内麻醉操作中获得的液体样本进行傅里叶变换红外光谱分析，根据所述液体样本的分子内部原子间的相对振动和分子转动信息获得相应的液体样本图谱，将所述的液体样本图谱与所述的特征性图谱数据库中的图谱进行比较，得到比较结果，通过所述的ATR
‑
FTIR光谱判别标准，判断所述的液体样本是脑脊液、局麻药物还是生理盐水。
[0014]步骤一中所述的对获得的光谱图像进行质量控制具体包括：
[0015]应用光谱仪，采用衰减全反射模式，设置采样条件和加样方法，并精确调控采样参数，保证液态ATR
‑
FTIR图谱质量；通过光谱质量分析排除不合格光谱后，选取890
‑
4000cm
‑1范围内光谱，继而进行基线校正，通过Savitsky
‑
Golay二阶求导得到二阶倒数，以及通过平滑处理消除背景干扰，增大光谱信噪比和表观分辨率，从而突出不同光谱特征之间的差异；随后，应用OPUS软件对得到的二阶倒数进行向量归一化处理；将处理后的光谱储存并应用Euclidean距离计算法和Ward
’
s算法进行分层聚类分析；对不符合质量控制要求的样本图谱进行剔除。
[0016]步骤一中所述的脑脊液、局麻药物和生理盐水样本各自的特征光谱条带中包含的物质成分与结构的信息具体包括：
[0017]对获得的光谱进行初步数据处理，利用OMINIC E.S.P.ver.5.0软件对特征性峰位、峰强、半峰宽及相关比值进行统计分析，所有参数进行方差齐性检验和正态分布检验；对于方差齐且为正态分布的数据，采用t检验来检验两组之间的差异，而对于非正态分布数据，则采用Mann
‑
Whitney U检验；定性资料采用百分位数法，并使用卡方检验；通过分析具有差异的ATR
‑
FTIR光谱特征性峰位、峰强、峰宽、半峰高及相关峰的比值，分析差异谱带所对应的物质含量及结构信息，初步获得ATR
‑
FTIR光谱谱带所代表的光谱学特征。
[0018]优选地，步骤一中所述的光谱质量分析包括吸收强度阈值测试、信噪比测试和含水量测试。
[0019]优选地，步骤一中利用OMINIC E.S.P.ver.5.0软件进行统计分析的内容还包括9
个峰位和12个相对峰强比。
[0020]步骤二中所述的选择适宜的多模式统计学方法分析所述的脑脊液、局麻药物和生理盐水的样本具体包括：
[0021]应用MATLAB软件对有差异的所有特征光谱数据纳入统计分析；在排除极端值后，应用扩展的多元散射矫正对所有原始光谱数据进行质量检查、基线校正和归一化处理；使每个获得的光谱表示为目标光谱的加权和，将所有光谱的平均光谱作为目标光谱，选择多项式函数对光散射效应作四阶求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种椎管内麻醉操作中便携高效鉴别脑脊液的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、了解脑脊液、局麻药物和生理盐水的光谱特征：对所述的脑脊液、局麻药物和生理盐水的样本进行稀释，应用光谱仪获得所述脑脊液、局麻药物和生理盐水样本的光谱图像，并对获得的光谱图像进行质量控制；分析所述的脑脊液、局麻药物和生理盐水样本各自的特征光谱条带中包含的物质成分与结构信息；步骤二、探索脑脊液、局麻药物和生理盐水的ATR
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FTIR光谱特征性判别指标，并建立诊断标准：选择适宜的多变量统计学方法分析所述的脑脊液、局麻药物和生理盐水样本；交叉验证，初步构建椎管内麻醉操作时判别生物样本分类的ATR
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FTIR光谱判别标准；步骤三、进一步扩充并构建特征性图谱数据库：在已有的判别模型基础上，不断扩充ATR
‑
FTIR图谱分析数据库，达到完善诊断数据库的目的；步骤四、采用手持便携式红外光谱仪对椎管内麻醉操作中获得的液体样本进行傅里叶变换红外光谱分析，根据所述液体样本的分子内部原子间的相对振动和分子转动信息获得相应的液体样本图谱，将所述的液体样本图谱与所述的特征性图谱数据库中的图谱进行比较，得到比较结果；通过所述的ATR
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FTIR光谱判别标准，根据所述的比较结果判断所述的液体样本是脑脊液、局麻药物还是生理盐水。2.如权利要求1所述的椎管内麻醉操作中便携高效鉴别脑脊液的方法，其特征在于，步骤一中所述的对获得的光谱图像进行质量控制具体包括：应用光谱仪，采用衰减全反射模式，设置采样条件和加样方法，并精确调控采样参数，保证液态ATR
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FTIR图谱质量；通过光谱质量分析排除不合格光谱后，选取890
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4000cm
‑1范围内光谱，继而进行基线校正，通过Savitsky
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Golay二阶求导得到二阶倒数，以及通过平滑处理消除背景干扰，增大光谱信噪比和表观分辨率，从而突出不同光谱特征之间的差异；随后，应用OPUS软件对得到的二阶倒数进行向量归一化处理；将处理后的光谱储存并应用Euclidean距离计算法和Ward
’
s算法进行分层聚类分析；对不符合质量控制要求的样本图谱进行剔除。3.如权利要求1所述的椎管内麻醉操作中便携高效鉴别脑脊液的方法，其特征在于，步骤一中所述的分析所述的脑脊液、局麻药物和生理盐水样本各自的特征光谱条带中包含的物质成分与结构信息具体包括：(上面的内容请客户不要改动，因为涉及到“所述”，需要跟权1中的说法完全一致)对获得的光谱进行初步数据处理，利用OMINIC E.S.P.ver.5.0软件对特征性峰位、峰强、半峰宽及相关比值进行统计分析，所有参数进行正态分布和方差齐性检测；对于正态分布数据，采用t检验来检验两组之间的差异，而对于非正态分布数据，则采用Mann
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Whitney U检验；定性资料采用百分位数法，使用卡方检验；通过分析具有差异的ATR
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FTIR光谱特征性峰位、峰强、峰宽、半峰高及相关峰的比值，分析差异谱带所对应的物质含量及结构信息，初步获得不同类型样本ATR
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FTIR光谱学特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小青，曾鸿，宋春风，宗亚楠，袁洪福，郭向阳，江伟，
申请(专利权)人：北京大学第三医院北京大学第三临床医学院，
类型：发明
国别省市：