通过渡越时间算法改进尿液氧监测：助力心脏手术中急性肾损伤（AKI）的检测

急性肾损伤（AKI）影响 40 - 50% 的心脏手术患者，与肾髓质缺氧密切相关。为解决尿液经导尿管传输时间不固定影响尿氧分压（PuO2）测量准确性的问题，研究人员开展用离散粒子模型计算渡越时间算法的研究，结果显示该算法提升了测量准确性，有助于 AKI 检测。

　　急性肾损伤（Acute Kidney Injury，AKI）会影响 40 - 50% 的心脏手术患者，且与肾髓质缺氧紧密相连。虽然尿氧分压（Urinary Oxygen Partial Pressure，PuO₂）能够实时反映肾脏的氧合情况，但尿液通过导尿管的传输时间存在差异，这会降低测量的准确性。本研究旨在开发一种算法，将尿流模拟为离散粒子来计算传输时间，并评估其是否能提高 PuO₂的估算精度。该算法把尿流当作离散粒子进行模拟，追踪尿液在导尿管中的传输时间。利用这个传输时间，能够对导尿管出口处的氧测量值进行校正，减少因流速变化导致的测量偏差。研究采用了一个实验台系统进行验证，该系统包含流量传感器、一根模拟导尿管的 30 厘米玻璃管，以及放置在烧瓶内、导尿管入口和出口处的基于光极的氧传感器。实验中的流速范围为 20 - 450 毫升 / 小时，烧瓶内的氧分压为 15 - 120 毫米汞柱，将出口处与入口处的测量值进行对比。在未进行校正时，入口和出口氧测量值之间的均方根误差（Root Mean Square Error，RMSE）为 15.71 毫米汞柱。而加入传输时间校正后，RMSE 降低至 5.82 毫米汞柱。这一显著的改善表明，校正后的测量值能在各种流速条件下更准确地反映进入导尿管的真实氧含量。通过考虑动态的尿液传输时间，该算法大幅提高了尿液氧监测的准确性。这种对肾脏氧合估算的改进，可能有助于无创检测肾脏缺氧情况，进而及时采取干预措施，降低心脏手术患者 AKI 的发生率和严重程度。