细胞疗法联合氢氧负离子的循环系统调理健康管理方法与流程

本发明涉及健康管理与生物医学工程，尤其涉及细胞疗法联合氢氧负离子的循环系统调理健康管理方法。

背景技术：

1、随着生理监测、微循环评估及细胞健康管理技术的发展，基于血氧状态、组织氧合状态、心输出量等生理参数评估循环系统供氧与灌注能力，已逐渐应用于个体化健康管理场景。此类技术能够连续反映人体循环状态，为干预时机选择和过程调节提供数据基础，对提高健康管理的精细化程度具有积极意义。

2、但循环系统的实际供氧状态同时受到动脉血氧水平、静脉端氧残留、心输出量及微血管舒张状态等多因素影响，单一血氧或血流参数无法区分供氧不足与组织耗氧增强形成的状态差异，因而难以精准表征动态氧摄取率。同时，细胞悬液进入微循环后的受力状态随血流量、血管舒张程度等因素变化，固定输注速率不能针对微血管壁面剪切力变化进行调整，容易造成介入时机与局部循环状态不匹配。

3、现有健康干预方案通常分别执行氧合状态调节、细胞导入及后续生理监测，较多依赖预设时长或固定参数，缺少依据动态氧摄取率连续变化确定细胞疗法介入时间窗的控制机制，也难以结合微循环状态动态调整细胞导入速率；此外，对干预结束后的维持状态多采用固定周期管理，缺少基于个体化干预效应时间衰减常数的持续评估。因此，现有技术对不同循环状态下干预时机、导入过程及后续管理的动态协同效果有限，无法满足个体化循环系统调理健康管理需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的细胞疗法联合氢氧负离子的循环系统调理健康管理方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、细胞疗法联合氢氧负离子的循环系统调理健康管理方法，包括：

4、获取双波长透射光强特征吸光度比值参数、组织氧合指数及微小血管舒张物理特征参数，由瞬时心率序列与单次心室搏出量算出心输出量推算数据流；

5、根据双波长透射光强特征吸光度比值参数与组织氧合指数推算动脉血氧含量与混合静脉血氧含量，结合心输出量推算数据流计算动态氧摄取率；

6、当动态氧摄取率大于预设安全氧摄取率上限数学阈值时输出氢氧负离子，并在动态氧摄取率低于预设安全氧摄取率上限数学阈值时生成细胞疗法介入时间窗开启触发信号；

7、接收细胞疗法介入时间窗开启触发信号后，由心输出量推算数据流与微小血管舒张物理特征参数估算微血管壁面剪切力动态数值，结合动态氧摄取率得出电机推进控制脉冲频率指令值并控制精密注射泵；

8、基于干预前后的动态氧摄取率及心输出量推算数据流得出联合干预效益指数，结合个体化干预效应时间衰减常数推演下一次建议干预绝对物理时间点。

9、优选地，所述获取双波长透射光强特征吸光度比值参数的过程为：

10、采用时分复用技术交替驱动处于红光光谱频段的第一中心波长激励光源与处于近红外光谱频段的第二中心波长激励光源，利用光电接收器捕获透射光强，并经低噪声跨阻放大器与模数转换通道提取交流光强分量及直流光强分量；

11、获取微小血管舒张物理特征参数的过程为：

12、从交流光强分量及直流光强分量构成的光电脉搏波特征中提取；

13、获取组织氧合指数的过程为：

14、利用宽频带近红外光源发射端与沿同一直线等间距排列的多个光电检测器，对接收到的光强衰减梯度进行空间微分衰减率计算，结合氧合血红蛋白和还原血红蛋白的特异性吸收峰对光谱吸收系数进行光谱线性解混计算，得出组织氧合指数。

15、优选地，所述由瞬时心率序列与单次心室搏出量算出心输出量推算数据流的过程如下：

16、向胸腔注入高频恒流微交流电并摄取胸腔表面的电压降波动，利用级联的数字带通滤波器消除基线漂移，提取消除基线漂移后的胸腔阻抗随时间变化波形；

17、针对胸腔阻抗随时间变化波形进行一阶时间微分数学运算生成阻抗变化率时域特征曲线，获取绝对最大峰值点幅度以及左心室射血持续物理时间，结合人体标准血液的基础电阻率常数参数相乘得出单次心室搏出量；

18、求取相邻射血峰值点之间的时间间隔计算瞬时心率序列，并将瞬时心率序列与单次心室搏出量进行对应时间戳的乘积运算，生成心输出量推算数据流。

19、优选地，所述推算动脉血氧含量与混合静脉血氧含量的过程为：

20、通过二阶多项式物理校准方程将双波长透射光强特征吸光度比值参数映射为无创动脉血氧饱和度估算百分比，结合血红蛋白克数标定值及物理溶解氧分压求得动脉血氧含量；

21、引入固定血管床静脉权重系数对组织氧合指数进行缩放提取混合静脉血氧饱和度百分比参数，结合血红蛋白克数标定值及物理溶解氧分压求得混合静脉血氧含量。

22、优选地，所述计算动态氧摄取率的过程为：

23、依据物理扩散原理，将心输出量推算数据流与动脉血氧含量相乘得出氧输送量；求取动脉血氧含量与混合静脉血氧含量的差值，并将差值与心输出量推算数据流相乘得出氧消耗量；

24、将氧消耗量除以氧输送量，得出动态氧摄取率。

25、优选地，所述当动态氧摄取率大于预设安全氧摄取率上限数学阈值时输出氢氧负离子，并在动态氧摄取率低于预设安全氧摄取率上限数学阈值时生成细胞疗法介入时间窗开启触发信号，具体包括：

26、系统通过调控施加在电解腔室两侧电极上的直流驱动电压幅度生成氢气，同时向高压电晕放电针束阵列施加负极性直流脉冲高压产生负氧离子流，通过质量流量控制器将氢气与负氧离子流物理混合并作为氢氧负离子输出；

27、生成细胞疗法介入时间窗开启触发信号的前提条件包括：

28、设置连续时间窗阈值常量，仅当动态氧摄取率连续低于预设安全氧摄取率上限数学阈值的状态在时间轴上不间断地维持超过连续时间窗阈值常量时，执行生成细胞疗法介入时间窗开启触发信号动作。

29、优选地，所述计算直流驱动电压幅度及负极性直流脉冲高压的驱动电压指令特征值的公式为：

30、；

31、其中，为驱动电压指令特征值；为针对当前氧摄取率偏差设立的比例增益常数；为动态氧摄取率；为预设安全氧摄取率上限数学阈值；为积分增益物理常数；为连续虚拟物理时间自参数；为单体负离子在单位体积血液中引起的电荷量物理增益理论常数；为干预剂量补偿物理常量。

32、优选地，所述估算微血管壁面剪切力动态数值时：

33、提取微循环血液的表观黏滞度推算量、结合心输出量推算数据流换算得出靶向微循环床的自体血液体积流量特征值，以及获取精密注射泵向循环系统注入含有外源细胞的外部营养介质溶液的容积流率；

34、利用表观黏滞度推算量与自体血液体积流量特征值及容积流率之和相乘，并除以受微小血管舒张物理特征参数影响的等效物理半径动态推算值的三次方参量，得出微血管壁面剪切力动态数值。

35、优选地，所述采用以下公式得出电机推进控制脉冲频率指令值：

36、；

37、其中，为电机推进控制脉冲频率指令值；为脉冲频率转换比例物理常数；为磷脂双分子层膜结构发生物理破裂的临界壁面剪切力常数；为微血管壁面剪切力动态数值；为以自然常数为底的指数运算函数；为氧摄取率波动敏感性物理调节系数；为动态氧摄取率；为预设安全氧摄取率上限数学阈值。

38、优选地，所述基于干预前后的动态氧摄取率及心输出量推算数据流得出联合干预效益指数，结合个体化干预效应时间衰减常数推演下一次建议干预绝对物理时间点，具体包括：

39、利用离散数值积分算法对反映动态氧摄取率降低的离散时间序列点进行面积微元代数累加，结合基于心输出量推算数据流获取的大循环血流动力学改善幅度，算出联合干预效益指数；

40、提取绝对物理身高、体重与年龄，利用基础热力学经验公式推算基础代谢率常量，借由线性标度变换算子映射输出个体化干预效应时间衰减常数；

41、依照预设时间域预测数学模型，利用以下公式推演下一次建议干预绝对物理时间点：

42、；

43、其中，为下一次建议干预绝对物理时间点；为当下绝对日历物理时间戳；为个体化干预效应时间衰减常数；为以自然常数为底的对数运算函数；为联合干预效益指数；为效益安全下限数学常量。

44、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

45、1、本发明通过同步获取双波长透射光强特征吸光度比值参数、组织氧合指数及心输出量推算数据流，计算动态氧摄取率，并依据其变化控制氢氧负离子输出及细胞疗法介入时间窗，既能够综合反映循环供氧与组织耗氧状态，又能够避免仅依据单一生理参数或固定时序确定介入时机，减少介入状态与循环状态不匹配，进而提升了循环系统健康管理的时序协同控制性能。

46、2、本发明通过心输出量推算数据流与微小血管舒张物理特征参数估算微血管壁面剪切力，并结合动态氧摄取率调节细胞导入速率，同时根据干预前后状态及个体化干预效应时间衰减常数确定后续管理时间，既能够减少局部循环状态变化引起的输注速率不匹配，又能够实现个体差异下的持续管理，避免固定泵速和固定周期带来的适配不足，进而提升了循环系统健康管理的个体适配性能。