基于冷光源的凝血檢測方法以及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于冷光源的凝血檢測方法，包括：LED激勵電路提供給紅外發(fā)光二極管恒流激勵信號，紅外發(fā)光二極管發(fā)出檢測光；將血液樣品放置在檢測通道中，零位自動設置電路測試血液樣品的本底透光性，并調節(jié)信號零點，然后添加測試試劑；紅外光敏二極管將實時接收來自被檢測的血液樣品散射出來的檢測光信號，并轉換成對應的電流信號；電流信號經過信號調理電路轉換為電壓信號；電壓信號經過信號放大電路將電壓信號放大，經過光電轉換、零點調節(jié)和放大后的電壓信號輸出給ADC單元，ADC單元將電壓信號轉換為對應的數(shù)字量信號；主機讀取測量的數(shù)字量信號，實時處理和分析，最終獲取凝血參數(shù)的測試數(shù)值。該方法檢測精度好，重復性好。
【專利說明】
基于冷光源的凝血檢測方法以及裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及凝血分析領域，具體涉及基于冷光源的凝血檢測方法以及裝置。
【背景技術】
[0002]隨著醫(yī)療技術的提高，凝血分析已經是醫(yī)院中常規(guī)的分析手段，凝血分析儀是一種常用的凝血分析儀，其主要分為磁珠法和光學法兩種，現(xiàn)在最常用的凝血分析儀是基于磁珠法，磁珠法凝血分析儀利用磁珠擺動過程中對磁力線的切割所產生的電信號，對磁珠擺動幅度進行監(jiān)控，當磁珠擺動幅度衰減到50%確定凝固終點。這種檢測方法存在問題是:每次檢測需要加磁珠，從而導致檢測檢測方法復雜、檢測成本高，因磁珠質量難有保障從而易導致測試誤差，且磁珠法對檢測杯壁光滑度要求很高。因此，基于磁珠法的凝血分析儀具有操作復雜、故障率高、準確度低、使用成本高等缺陷。
[0003]基于光學法的凝血分析儀，是根據(jù)血漿凝固過程中濁度的變化來測定凝血功能，它操作簡單、檢測精度高，且因檢測不需要加磁珠，檢測人工成本和材料成本明顯優(yōu)于磁珠法血凝儀。因此光學法凝血分析儀從各個方面都比磁珠法凝血分析儀有明顯優(yōu)勢。
[0004]但是，由于光學法對硬件質量有比較高的要求，導致光學法技術門檻比較高，如何創(chuàng)造一款采用光學檢測方法的檢測裝置，既能提高凝血儀的檢測精度、降低測試成本，又能減低對硬件的要求成為了行業(yè)中一個難題。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的以上問題，提供一種基于冷光源的凝血檢測方法以及裝置，本發(fā)明的檢測方法和裝置能夠進行光學凝固法、免疫法、發(fā)色底物法，可以用來檢測與血液相關的三十多種疾病，檢測精度好，重復性好。
[0006]實現(xiàn)本發(fā)明冷光源凝血檢測的基本檢測方法有光學凝固法、免疫比濁法和發(fā)色底物法，其中，光學凝固法是生物學檢測法，向血漿中加入不同的凝血成分，觀察纖維蛋白形成的速度，結果常以時間和相對活動度來表示。免疫比濁法，又稱乳膠凝集法，將被檢測與其相應抗體混合，使其形成復合物，且產生足夠大的膠體顆粒，通過透射比濁或者散射比濁進行測試，均是利用樣本吸光度的改變來判斷凝固終點，本發(fā)明裝置采用散射比濁法，散射比濁法檢測器位置要求檢測光路必須與光路成一定角度。發(fā)色底物法，是遵循光吸收基本定律的生物化學檢測法，首先人工合成可以被待測凝血活酶催化裂解的化合物，且化合物連接上產色物質，在檢測過程中，產色物質可以被解離下來，使被檢測樣品中出現(xiàn)顏色變化，根據(jù)顏色變化可以推算出被檢測凝血活酶的活性，產色物質一般選用連接對硝基苯胺(PNA)，游離的PNA呈黃色。
[0007]在本發(fā)明中采用冷光源進行凝血檢測，主要采用發(fā)光二極管，發(fā)光二極管是一種基于一個半導體的晶片，一端是負極，另一端是正極，晶片由兩部分組成，一部分空穴占主導地位是P型半導體，另一端主要是電子，將P-N連接起來，電流通過導線作用于這片晶體的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，而光的波長也就是光的顏色，是由形成的P-N的材料決定。
[0008]為實現(xiàn)上述技術目的，達到上述技術效果，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn):
[0009]基于冷光源的凝血檢測方法以及裝置，包括以下檢測步驟:
[0010]SI發(fā)出檢測光:LED激勵電路提供給檢測器中的紅外發(fā)光二極管恒流激勵信號，恒流激勵信號使所述紅外發(fā)光二極管發(fā)出檢測光；
[0011]S2試樣添加和信號零點調節(jié):將被檢測的血液樣品放置在所述檢測器中檢測通道中，零位自動設置電路測試被檢測血液樣品的本底透光性，并通過所述零位自動設置電路調節(jié)信號零點，然后添加測試試劑；
[0012]S3接收檢測光:所述檢測器中的紅外光敏二極管將實時接收來自被檢測的血液樣品散射出來的檢測光信號，并轉換成對應的電流信號；
[0013]S4電流信號轉換:S3中得到的所述電流信號經過信號調理電路轉換為電壓信號；
[0014]S5電壓信號放大:S4中的所述電壓信號經過信號放大電路將電壓信號放大；
[0015]S6電壓信號轉換:經過光電轉換、零點調節(jié)和放大后的電壓信號輸出給ADC單元，所述ADC單元將所述電壓信號轉換為對應的數(shù)字量信號；
[0016]S7讀取處理:主機讀取S6中測量的數(shù)字量信號，實時處理和分析，最終獲取凝血參數(shù)的測試數(shù)值。
[0017]優(yōu)選地，所述紅外發(fā)光二極管為檢測裝置的發(fā)射光源，所述紅外光敏二極管為檢測裝置的接收光源。
[0018]優(yōu)選地，基于冷光源的凝血檢測方法用于檢測血液樣本，包括光學凝固法、免疫比濁法、發(fā)色底物法。
[0019]優(yōu)選地，光學凝固法和免疫比濁法采用峰值波長為800-950nm紅外光作為光源;發(fā)色底物法采用測定波長400-450nm藍光作為光源。
[0020]優(yōu)選地，一種檢測裝置，其包括檢測器本體，所述檢測器本體呈長方體結構，所述檢測器本體的正面至少設有一個V型槽，所述V型槽的槽壁上分別設有發(fā)射光通道和接收光通道，所述檢測器本體的端面上設有若干檢測通道，所述檢測通道位圓形盲孔，所述檢測通道設置在所述V型槽的中間位置，所述發(fā)射光通道、接收光通道與所述檢測通道連通。
[0021]優(yōu)選地，所述發(fā)射光通道中設有發(fā)射管，所述接收光通道中設有接收管，當用于光學凝固法和免疫比濁法檢測時，所述發(fā)射管和接收管呈90度，當用于發(fā)色底物法檢測時，所述發(fā)射管和接收管呈180度。
[0022]優(yōu)選地，所述檢測通道在所述檢測器本體端面上呈直線排列。
[0023 ] 優(yōu)選地，還包括若干預溫通道，所述預溫通道設置在所述檢測通道周圍。
[0024]優(yōu)選地，所述V型槽的數(shù)量為1-10。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:
[0026]其一、本發(fā)明的檢測方法和裝置能夠進行光學凝固法、免疫法、發(fā)色底物法，可以用來檢測與血液相關的三十多種疾病，檢測精度好，重復性好。
[0027]其二、本發(fā)明采用特定波長冷光源，選擇峰值波長為800_950nm紅外光作為光學凝固法和免疫比濁法用光源，選擇測定波長400-450nm藍光作為發(fā)色底物法用光源。目的是其能夠很好的克服可見光、標本和試劑的干擾，確保測量精度。
[0028]其三、本發(fā)明的光學檢測器采用半導體高效冷光源，90度或180度探測器，半導體高效冷光源具有很好的節(jié)能效果，能耗僅是傳統(tǒng)發(fā)光材料的十分之一左右，并且光源的使用壽命可達十萬小時，冷光源利用電能激發(fā)光源，發(fā)光時，它的溫度并不比環(huán)境溫度高，因此適合作為儀器測試用光源。
[0029]其四、本發(fā)明的檢測方法采用軟件系統(tǒng)控制，可同時進行多個相同或者不同的檢測項目，效率高。
[0030]上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。本發(fā)明的【具體實施方式】由以下實施例及其附圖詳細給出。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例技術中的技術方案，下面將對實施例技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1是本發(fā)明的檢測器的結構示意圖；
[0033]圖2是本發(fā)明檢測器的原理框架圖；
[0034]圖3是本發(fā)明的檢測裝置的接線框圖；
[0035]圖4是本發(fā)明發(fā)射信號均衡一致的原理圖；
[0036]圖5是本發(fā)明接收信號均衡一致的原理圖。
【具體實施方式】
[0037]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0038]實施例1
[0039]參照圖1所示，本實施例中公開了一種使用冷光源檢測裝置，該裝置應用在凝血分析儀中，主要是一個檢測器I，其主要包括一個檢測器本體10，上述檢測器本體10呈長方體結構。
[0040]在上述檢測器本體I的正面至少設有一個V型槽101，上述V型槽101的槽壁上分別設有發(fā)射光通道102和接收光通道103，上述發(fā)射光通道102中設有發(fā)射管，上述接收光通道103中設有接收管。
[0041]在本實施例中，選擇紅外發(fā)光二極管為檢測裝置的發(fā)射光源，選擇紅外光敏二極管為檢測裝置的接收光源。采用半導體高效冷光源，90度探測器，半導體高效冷光源具有很好的節(jié)能效果，能耗僅是傳統(tǒng)發(fā)光材料的十分之一左右，并且光源的使用壽命可達十萬小時，冷光源利用電能激發(fā)光源，發(fā)光時，它的溫度并不比環(huán)境溫度高，因此適合作為儀器測試用光源。
[0042]上述檢測裝置可以用于檢測血液樣本，例如，光學凝固法、免疫比濁法、發(fā)色底物法。采用特定波長冷光源，選擇峰值波長為800-950nm紅外光作為光學凝固法和免疫比濁法用光源，選擇測定波長400-450nm藍光作為發(fā)色底物法光源。這些光源選擇能夠很好的克服可見光、標本和試劑的干擾，確保測量精度。
[0043]凝固法與免疫法要求散射比濁法，即發(fā)射光與接收光呈90度角，因此，上述發(fā)射管和接收管呈90度;發(fā)色底物法要求是透射比濁法，即發(fā)射光與接收光呈180度，因此，上述發(fā)射管和接收管呈180度。
[0044]在本實施例中，將上述檢測器本體10設計成V型槽101的結構很好的滿足了上述要求，例如，在同一個V型槽101槽壁上的發(fā)射管和接收管之間的角度是90度，一個V型槽上的發(fā)射管和相鄰V型槽上的接收管呈180度。
[0045]同時，上述檢測器本體的端面上設有若干檢測通道，上述檢測通道位圓形盲孔，上述檢測通道設置在上述V型槽的中間位置，上述發(fā)射光通道、接收光通道與上述檢測通道連通。并且上述述檢測通道在上述檢測器本體端面上呈直線排列。
[0046]因為本實施例中的檢測裝置與恒溫控制單元配合，因此在上述檢測器本體10上還設有若干預溫通道105，上述預溫通道105也設置在上述檢測器本體的端面上，并且將上述預溫通道105設置在上述檢測通道104周圍，采用上述預溫通道105為檢測通道預溫。
[0047]如圖1中所示，本實施例中的V型槽的數(shù)量為6，即采用上述檢測裝置的凝血分析儀為六通道凝血分析儀。
[0048]實施例2
[0049]實施例2中的檢測裝置結構和檢測原理與實施例1中的檢測裝置相同，不同之處在于，實施例2中的V型槽數(shù)量可以是I，即實施例2中的檢測裝置可以作為單通道凝血分析儀的檢測器。
[0050]實施例3
[0051]實施例3中的檢測裝置結構和檢測原理與實施例1中的檢測裝置相同，不同之處在于，實施例3中的V型槽數(shù)量可以是2，即實施例3中的檢測裝置可以作為雙通道凝血分析儀的檢測器。
[0052]實施例4
[0053]實施例4中的檢測裝置結構和檢測原理與實施例1中的檢測裝置相同，不同之處在于，實施例4中的V型槽的數(shù)量可以是4，即實施例4中的檢測裝置可以作為四通道凝血分析儀的檢測器。
[0054]實施例5
[0055]實施例5中的檢測裝置結構和檢測原理與實施例1中的檢測裝置相同，不同之處在于，實施例5中的V型槽的數(shù)量可以是8，即實施例5中的檢測裝置可以作為八通道凝血分析儀的檢測器。
[0056]實施例6
[0057]實施例6中的檢測裝置結構和檢測原理與實施例1中的檢測裝置相同，不同之處在于，實施例6中的V型槽的數(shù)量可以是10，即實施例6中的檢測裝置可以作為十通道凝血分析儀的檢測器。
[0058]上述V型槽的數(shù)量可以根據(jù)實際凝血分析儀的功能來設計，這里不作限制。
[0059]實施例7
[0060]實施例7公開了實施例1-6中涉及的檢測裝置的檢測方法，其檢測原理步驟如2-3所示:包括以下檢測步驟:
[0061]SI發(fā)出檢測光:LED激勵電路提供給檢測器中的紅外發(fā)光二極管恒流激勵信號，恒流激勵信號使上述紅外發(fā)光二極管發(fā)出檢測光。
[0062]S2試樣添加和信號零點調節(jié):將被檢測的血液樣品放置在上述檢測器中檢測通道中，零位自動設置電路測試被檢測血液樣品的本底透光性，并通過上述零位自動設置電路調節(jié)信號零點，然后添加測試試劑。
[0063]S3接收檢測光:上述檢測器中的紅外光敏二極管將實時接收來自被檢測的血液樣品散射出來的檢測光信號，并轉換成對應的電流信號。
[0064]S4電流信號轉換:S3中得到的上述電流信號經過信號調理電路轉換為電壓信號。
[0065]S5電壓信號放大:S4中的上述電壓信號經過信號放大電路將電壓信號放大。
[0066]S6電壓信號轉換:經過光電轉換、零點調節(jié)和放大后的電壓信號輸出給ADC單元，上述ADC單元將上述電壓信號轉換為對應的數(shù)字量信號。
[0067]S7讀取處理:主機讀取S6中測量的數(shù)字量信號，實時處理和分析，最終獲取凝血參數(shù)的測試數(shù)值。
[0068]實現(xiàn)實施例7冷光源凝血檢測的基本檢測原理有光學凝固法、免疫比濁法和發(fā)色底物法，其中，光學凝固法是生物學檢測法，向血漿中加入相關的凝血試劑，觀察血漿的凝固速度，結果常以時間和相對活動度來表示。免疫比濁法，又稱乳膠凝集法，將被檢測血漿與其相應抗體試劑混合，使其形成復合物產生足夠大的膠體顆粒，通過散射比濁進行測試，散射比濁法是利用樣本散射光的強度改變來判斷凝固終點。當采用光學凝固法和免疫比濁法時，采用紅外發(fā)光二極管為檢測裝置的發(fā)射光源，采用紅外光敏二極管為檢測裝置的接收光源。
[0069]發(fā)色底物法，首先人工合成可以被待測凝血活酶催化裂解的化合物，且化合物連接上產色物質，在檢測過程中，產色物質可以被解離下來，使被檢測樣品中出現(xiàn)顏色變化，根據(jù)顏色變化可以推算出被檢測凝血活酶的活性，產色物質一般選用連接對硝基苯胺(PNA)，游離的PNA呈黃色，其測定波長選用405nm。當采用發(fā)色底物法時，采用紫外發(fā)光二極管為檢測裝置的發(fā)射光源，采用紫外光敏二極管為檢測裝置的接收光源。
[0070]凝固法、免疫法與發(fā)色底物法檢測器要求發(fā)射光位置與接受光位置成一定角度，它們都遵循光吸收基本定律，實施例7中采用冷光源進行凝血檢測，主要采用發(fā)光二極管，發(fā)光二極管是一種基于一個半導體的晶片，一端是負極，另一端是正極，晶片由兩部分組成，一部分空穴占主導地位是P型半導體，另一端主要是電子，將P-N連接起來，電流通過導線作用于這片晶體的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N的材料決定的。
[0071]檢測器裝置的性能一個重要的判斷依據(jù)是要保證任意一通道的檢測結果偏差控制在允許的范圍內，因此需要圖4和圖5總所示的是發(fā)射信號均衡一致和接收信號均衡一致的電路圖。
[0072]本實施例的工作原理如下:
[0073]MCU單元根據(jù)預先設置的測試流程參數(shù)，給測量部分發(fā)送各種命令，測量部分根據(jù)接收到的命令進行測量單元的跟蹤點設置、增益控制，執(zhí)行相應的凝血測量測試操作，并根據(jù)需要返回執(zhí)行的結果給MCU單元。
[0074]LED激勵電路提供給檢測器單元中的紅外發(fā)光二極管穩(wěn)定的恒流激勵信號，使檢測器單元中的紅外發(fā)光二極管能夠發(fā)出穩(wěn)定的檢測光。被檢測的血液樣品被放置在檢測器中的檢測孔中。
[0075]測試試劑添加后，檢測器單元中的紅外光敏二極管將實時接收來自被測試樣散射出的檢測光信號，并轉換為對應的電流信號。這個電流信號再經過信號調理電路變換為電壓信號，然后通過信號放大電路將電壓信號放大到合適值后輸出給ADC單元(模擬數(shù)字轉換單元)。放大電路具有增益調節(jié)功能，MCU單元通過增益控制電路調節(jié)用于適應較大動態(tài)范圍的電流信號。
[0076]同時由于被測試樣的本底透光性具有很大的變化范圍，電路中還特別設計了零位自動設置電路。在每次對被測試樣添加測試試劑前，測量試樣的本底透光性，并通過本電路調節(jié)到合適的信號零點。測試信號經過光電變換、零點調節(jié)和信號放大后，測試電壓信號(模擬信號)經過ADC單元變換為對應的數(shù)字量信號，即測量數(shù)據(jù)。然后由主機部分的主控單元進行讀取。
[0077]主機在讀取到測量數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)實時進行處理和分析，并最終獲取各項凝血參數(shù)的測試數(shù)值。
[0078]檢測方法和裝置能夠進行光學凝固法、免疫法、發(fā)色底物法檢測，可以用來檢測與血液相關的三十多種疾病，檢測精度好，重復性好。上述檢測方法采用特定軟件系統(tǒng)控制，可同時進行多個相同或者不同的檢測項目，效率高。
[0079]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.基于冷光源的凝血檢測方法，其特征在于，包括以下檢測步驟: SI發(fā)出檢測光:LED激勵電路提供給檢測器中的紅外發(fā)光二極管恒流激勵信號，恒流激勵信號使所述紅外發(fā)光二極管發(fā)出檢測光； S2試樣添加和信號零點調節(jié):將被檢測的血液樣品放置在所述檢測器中檢測通道中，零位自動設置電路測試被檢測血液樣品的本底透光性，并通過所述零位自動設置電路調節(jié)信號零點，然后添加測試試劑； S3接收檢測光:所述檢測器中的紅外光敏二極管將實時接收來自被檢測的血液樣品散射出來的檢測光信號，并轉換成對應的電流信號； S4電流信號轉換:S3中得到的所述電流信號經過信號調理電路轉換為電壓信號； S5電壓信號放大:S4中的所述電壓信號經過信號放大電路將電壓信號放大； S6電壓信號轉換:經過光電轉換、零點調節(jié)和放大后的電壓信號輸出給ADC單元，所述ADC單元將所述電壓信號轉換為對應的數(shù)字量信號； S7讀取處理:主機讀取S6中測量的數(shù)字量信號，實時處理和分析，最終獲取凝血參數(shù)的測試數(shù)值。2.根據(jù)權利要求1所述的基于冷光源的凝血檢測方法，其特征在于，所述紅外發(fā)光二極管為檢測裝置的發(fā)射光源，所述紅外光敏二極管為檢測裝置的接收光源。3.根據(jù)權利要求1所述的基于冷光源的凝血檢測方法，其特征在于，基于冷光源的凝血檢測方法用于檢測血液樣本，包括光學凝固法、免疫比濁法、發(fā)色底物法。4.根據(jù)權利要求3所述的基于冷光源的凝血檢測方法，其特征在于，光學凝固法和免疫比濁法測定血液凝血系統(tǒng)項目、血液纖溶系統(tǒng)項目，采用峰值波長為800-950nm紅外光作為光源;發(fā)色底物法測定血液抗凝系統(tǒng)項目，采用測定波長400-450nm藍光作為光源。5.—種檢測裝置，通過該裝置實現(xiàn)權利要求1-4任意一項中所述的基于冷光源的凝血檢測方法，其特征在于，其包括檢測器本體，所述檢測器本體呈長方體結構，所述檢測器本體的正面至少設有一個V型槽，所述V型槽的槽壁上分別設有發(fā)射光通道和接收光通道，所述檢測器本體的端面上設有若干檢測通道，所述檢測通道位圓形盲孔，所述檢測通道設置在所述V型槽的中間位置，所述發(fā)射光通道、接收光通道與所述檢測通道連通。6.根據(jù)權利要求5所述的檢測裝置，其特征在于，所述發(fā)射光通道中設有發(fā)射管，所述接收光通道中設有接收管，當用于光學凝固法和免疫比濁法檢測時，所述發(fā)射管和接收管呈90度;當用于發(fā)色底物法檢測時，所述發(fā)射管和接收管呈180度。7.根據(jù)權利要求5所述的檢測裝置，其特征在于，所述檢測通道在所述檢測器本體端面上呈直線排列。8.根據(jù)權利要求7所述的檢測裝置，其特征在于，還包括若干預溫通道，所述預溫通道設置在所述檢測通道周圍。9.根據(jù)權利要求5所述的檢測裝置，其特征在于，所述V型槽的數(shù)量為1-10。
【文檔編號】G01N21/51GK105866072SQ201610177273
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】丁鴻
【申請人】丁鴻