CN102256545A - 带有血细胞沉淀控制机构的血液分析器及使用方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种具有血细胞沉淀控制机构的血液分析器，所述血液分析器包括：包括盒式隔仓和血液传感器的盒子接收接口，所述血液传感器可操作以检测可移除地放置在盒式隔仓内的一次性盒子中血液的存在；电气连接至血液传感器的系统控制；和连接至系统控制的血液测量组件，其适于与一次性盒子相连接。系统控制包括时间记录机构和预定沉淀时间控制标准。还公开了在血液分析器上样本制备过程期间控制血细胞沉淀的方法。

Description

带有血细胞沉淀控制机构的血液分析器及使用方法

技术领域

本发明涉及一种具有血细胞沉淀控制机构的血液分析器以及一种在血液分析器上样本制备过程期间控制血细胞沉淀的方法。

背景技术

血液样本的红细胞浓度和白细胞浓度，通常被称为红细胞计数(RBC)和白细胞计数(WBC)，是重要的临床诊断参数。对于血液学分析器，红细胞浓度通常利用一等分的基本上由血液稀释剂稀释的全血样本进行阻抗或光散射测量，白细胞浓度通常利用另一等份的与溶解试剂混合以溶解红细胞、但保留了用于一定测量程度的白细胞的全血样本进行阻抗或光散射测量。

对于全自动血液学分析器，在将血液吸到仪器中之前，不断地混合全血样本。在吸出后，血液被分成两份或两份以上预定量，每份立刻分别与用于特定测量的试剂混合，例如分别用于测量红细胞浓度、白细胞浓度和血红蛋白浓度的试剂。在自动运行期间，血液没有空闲或停滞时间，所以，实际上并不关心沉淀对测量精度的影响。

但是，对于其中样本制备过程需要技术人员手动操作的半自动血液学分析器而言，血液样本可能会在一个或一个以上工序中空闲或停滞一段时间，而在这段时间内，血细胞可能出现沉淀。一般来说，没有对空闲时长进行监测或控制，并且其依赖于操作人员。

在空闲或停滞时间过程中，红细胞和白细胞在重力的驱动下下沉。而诸如血小板的其他粒子可能向上移动。因此，在血液竖直方向的不同部分上，血细胞浓度可能不同。由此，在随后一部分血液分出用于测量的步骤中，所分出的部分的细胞浓度可能无法代表全血中那种细胞类型的原始浓度。随着沉淀程度增大，可能导致错误的测量结果。

因此希望提供一种具有用于在样本制备期间控制沉淀影响的机构的血液学分析器，由此减少操作人员依赖性，并确保血液分析器的测量精度。

发明内容

在一个方面，本发明涉及一种具有血细胞沉淀控制机构的血液分析器。在一个实施例中，血液分析器包括：包括盒式隔仓和血液传感器的盒子接收接口，所述血液传感器可操作以检测可移除地放置在盒式隔仓内的一次性盒子中血液的存在；电气连接至血液传感器的系统控制；和连接至系统控制的血液测量组件，其适于与一次性盒子相连接。系统控制包括时间记录机构和预定沉淀时间控制标准(criterion)。沉淀时间控制标准包括停留时间上限，所述停留时间被定义为血液传感器检测血液样本充注到盒子中的充注时间与预定量的血液样本在盒子中被隔离以便测量的取样时间之间的时间段。

系统控制还包括：沉淀评估机构，其可操作以参照预定沉淀控制标准评估血液样本的记录停留时间；和预定样本分析指令，包括进一步执行的指令、标记(flagging)指令、或中断指令。

在一个实施例中，盒子接收接口能在第一位置与第二位置之间移动，血液分析器还包括电气连接至系统控制的位置传感器，该位置传感器可操作以检测盒子接收接口的位置。盒子接收接口还包括电气连接于系统控制的盒子传感器，该盒子传感器可操作以检测盒式隔仓中一次性盒子的存在。

在又一个实施例中，沉淀时间控制标准包括第一停留时间上限和第二停留时间上限。第一停留时间被定义为血液传感器检测血液样本充注到盒子中的充注时间与盒子接收接口移动到第二位置的接合时间之间的时间段。第二停留时间被定义为接合时间与预定量的血液样本在盒子中被隔离以供测量的取样时间之间的时间段。

在另一方面，本发明还提供了一种在血液分析器上样本制备过程期间控制血细胞沉淀的方法。在一个实施例中，该方法包括：提供血液分析器，所述血液分析器包括：包括盒式隔仓和血液传感器的盒子接收接口、血液测量组件、和电气连接至血液传感器和血液测量组件的系统控制，系统控制包括时间记录机构和预定沉淀时间控制标准；将一次性盒子放入到盒式隔仓中，并将血液样本充注到一次性盒子中；在盒子中隔离预定体积的血液样本；利用时间记录机构记录停留时间；将所记录的血液样本的停留时间与预定沉淀时间控制标准中的停留时间上限进行比较；和基于比较或评估结果，生成样本分析决定。

从结合了显示本发明示例性实施例的附图的如下描述中将显见本发明的优点。

附图说明

图1和1A是本发明一个实施例中的血液分析器的示例性透视图，其盒子接收接口分别位于关闭和开启位置。

图2是图1所示血液分析器的盒子接收接口在水平位置的正面透视图。

图3是图1A所示血液分析器的盒子接收接口在水平位置的正面透视图，所述血液分析器具有放置在盒子接收接口的盒式隔仓内的一次性盒子。

图4是本发明另一个实施例的血液分析器的透视图，其中盒子接收接口为活动托盘形式，并位于开启位置。

图5是本发明一个实施例中的位于一次性盒子取样区中的检测区域、血液传感器的光源和光检测器的示例性剖视图。

图6是图3所示的一次性盒子的透视图。

图7是图3所示的一次性盒子的俯视图。

图8是图6所示的一次性盒子的取样滑板的透视图。

图9是一次性盒子的取样垫圈的底部透视图。

图10是一次性盒子的取样区沿图11的线2-2′剖取的放大剖视图，显示了充注入口、第一和第二取样空腔与排放孔之间在充注位置时的连通。

图11和11A是一次性盒子的取样区的示例性透明视图，其中取样滑板分别位于充注位置和冲洗位置。

图12是一次性盒子与血液分析器的血液测量组件的盒子接口的刺穿元件之间啮合的示例性视图。

图13显示了其中盒子具有在上方格(paned)上的通气口内配置的一对电极作为电传感器类型的血液传感器的电传感机构的实施例。图13A显示了充注了血液样本之后的一次性盒子的取样区。

图14和14A是一次性盒子的取样区沿图8中的线A-A′剖取的局部放大剖视图，盒子分别位于水平和竖直位置，显示了充注在取样滑板的第一取样空腔和取样垫圈的凹部中的血液样本。

图15显示了不同停留时间下所获得的红细胞浓度(RBC)以及沉淀效应对血液样本中红细胞浓度的依赖关系。

应该注意到，附图中同样的参考标记表示同样的部件。

具体实施方式

在一个方面，本发明提供了一种具有血细胞沉淀控制机构的血液分析器。

参见图1-3，在一个实施例中，本发明的血液分析器10包括系统外壳12、盒子接收接口20、血液测量组件70、系统控制80和用户界面88。

在图1和1A所示的实施例中，盒子接收接口20具有门的形式，可在开启位置和关闭位置之间移动，这两个位置也被称为第一和第二位置。盒子接收接口20包括门面板22、盒式隔仓30和血液传感器40，在血液样本测量期间，血液传感器40可检测可移除地配置在盒式隔仓30内的一次性盒子中血液的存在。

图2显示了处于水平开启位置的盒子接收接口20，而图3显示了处于同样位置的盒子接收接口20，其中一次性盒子100放置在盒式隔仓30内。如图2所示，盒式隔仓30由在基本上平面的基座34上的两侧壁32A和32B、后壁33和前挡块39形成。在所示的实施例中，基座34为门面板22的内表面，但是，盒式隔室也可以是独立于门面板的单元。盒式隔室30在两侧壁之间的宽度与一次性盒子100的宽度互补(complimentary)。优选地，在尺寸上，壁的高度36大于盒子的厚度。通过盒式隔仓30的所述结构和尺寸，一次性盒子在血液分析器进行样本制备过程期间被牢固地保持在隔仓之内。

在图2所示的实施例中，血液传感器40是光学传感器，其包括光检测器44，并且还优选地包括光源42，如图5所示。在图2所示的实施例中，光源42和光检测器44位于门面板22内、盒式隔仓30的基座34下方。图5示出了本发明一个实施例中一次性盒子100的取样区120相对于光源42和光检测器44的局部剖视图。盒子100的结构如图6和7所示，这将在后面更加详细地描述。优选地，一次性盒子的外壳和配置在取样区120中的取样滑板150由透明材料制成。

如图5所示，光源42从一次性盒子100的取样滑板150下方将光投射到盒子取样区的检测区域46上，该区域的光由光检测器44检测。检测区46选自取样区120中的一个区域，当血液样本充注在该区域内时，该区域的表面由血液覆盖，并且该区域没有光阻挡。检测面积可以从约1mm²到约100mm²。当血液分析器工作时，血液样本通过取样垫圈190的充注入口194充注到盒子的取样滑板150与取样垫圈190之间的空间内(还是参见图13A)。血液覆盖检测区域46的表面，由此吸收光线并引起由光检测器44所感测的光线的减少。光强的变化指示血液的存在。可以理解，由于外壳和取样滑板是透明的，因此检测区域46从外界接收了一定程度的光照，然而来自自然光源的光强是随外界变化的。利用强度比外界光照大得多的光源42，使检测更一致并免受外界影响。

光源42和光检测器44可以具有各种不同的配置，只要血液传感器能够灵敏地检测盒子的血液取样区中血液的存在即可。在图5所示的实施例中，入射光的轴线与垂直轴(与基座34的表面成90°)之间的角度α以及检测到的光的轴线与所述垂直轴之间的角度β都为大约45°。一般来说，角度α的范围可以为大约0°到90°，角度β的范围可以为大约0°到小于80°，并且这两个角度不一定必须相同。例如，在一个配置中，角度α为大约0°，而角度β为大约45°。在该配置中，光源42笔直地向上地投射光。在另一个配置中，角度α大约为45°，而角度β为0°。在该配置中，光源42从侧面投射光，光检测器44直接在检测区域46的下方检测所述光。此外，在一替换布置中，入射光可以相相对于盒式隔仓30的基座34水平地发射，然后通过镜子反射以投射到检测区域46上。

本领域内已知的各种光源和光检测器都可以用于本发明的目的。适合的光源的例子包括但不限于：LED、激光器和灯，适合的光检测器的例子包括但不限于：光电二极管、光敏晶体管、光传感器阵列和CCD阵列。

血液传感器40的光检测器44连接至系统控制80及其时间记录机构，并且光检测器44生成的信号可用于确定血液停留时间，这将在下文详细描述。

在另一个实施例中，血液传感器为设置在盒子接收接口20的适当位置(例如盒式隔仓30的侧壁或后壁)上的电气传感器。电气传感器适于连接到要被放置在盒子接收接口20内的、一次性盒子中的感测机构，用以测量血液分析器上的血液样本。下文参考图13描述了一次性盒子的一个实施例中的感测机构。

优选地，血液分析器20还包括可操作以检测盒式隔仓30内一次性盒子的存在与否的盒子传感器50。盒子传感器50可以是位于盒式隔仓30的适当部位(例如基座34上、侧壁32A或32B上或后壁33)上的机械、电气或光学传感器。在图2所示的实施例中，盒子传感器50是位于基座34上的机械传感器。盒子传感器50电气连接到系统控制80，并且指示盒式隔仓30内一次性盒子的存在与否的信号可由系统控制80用于控制血液分析器的操作，这将在下文更加详细地描述。

血液分析器10还包括位置传感器60，该位置传感器60可操作以检测盒子接收接口20的位置。位置传感器60可以是位于盒子接收接口20的适当部位(例如其外周或者位于系统外壳12的前开口14周围)的机械、电气或光学传感器。在图2所示的实施例中，位置传感器60位于门铰链的端部。位置传感器60检测盒子接收接口20是处于关闭还是开启位置。位置传感器60电气连接到系统控制80，指示盒子接收接口20是开启还是关闭位置的信号可由系统控制80用于控制血液分析器的操作，这将在下文更加详细地描述。

图4显示了本发明另一个实施例的血液分析器200.如图所示，血液分析器200包括滑动托盘形式的盒子接收接口220。盒子接收接口220具有前面板222、以及具有位于下方的滑动机构(未显示)的支撑件210，该滑动机构类似于用于开启和关闭致密盘驱动器的机构。在支撑面板210上方设置有盒式隔仓230。该盒式隔仓230的结构类似于血液分析器10的盒式隔仓30，并且具有基座234和侧壁，盒式隔仓230的尺寸基本上与盒式隔仓30相同。当盒子接收接口220处于如图4所示的开启位置时，一次性盒子100可被放置在盒式隔仓230内。当盒子接收接口220通过滑入血液分析器200的系统外壳212内而关闭时，盒式隔仓230由旋转机构(未显示)旋转至竖直位置，当盒子接收接口20处于关闭位置时，所述旋转机构使盒子100处于与其在血液分析器10中相同的方向。

在该实施例中，血液传感器240可以具有与血液分析器10的血液传感器40相同的结构。位置传感器260位于系统外壳211前开口的上边缘，其可以是机械、电气或光学传感器。当盒子接收接口220关闭时，通过前面板222与位置传感器260的直接接触，或者通过前面板222对光线的阻挡触发传感器，以指示盒子接收接口220关闭。然后，电气连接至传感器的系统控制380激活旋转机构，使盒式隔仓230旋转到竖直位置。所以，在该实施例中，为监测沉淀，盒子接收接口的第一位置位于如图4所示的开启位置，而第二位置则是盒式隔仓230位于竖直位置时。除了盒子接收接口外，在该实施例中，血液测量组件、压力致动器组件、系统控制和用户界面都与血液分析器10中的大体相同，这些将在下文更加详细地描述。

血液测量组件70包括一个或多个可操作以测量血液样本中的血细胞和/或成分的血液测量设备。在一个实施例中，血液测量组件70包括两个血液测量装置，其中一个用于测量血液样本中的红细胞和血小板，另一个则用于测量血液样本中的白细胞。血液测量装置包括具有孔的流动路径和邻接该孔设置以检测通过该孔的各个细胞的检测器。检测器可以是电气检测器或光学检测器。电气检测器测量在含水导电样本混合物中悬浮的每个血细胞通过该孔时产生的直流阻抗信号(DC)或射频阻抗信号(RF)。阻抗信号用于计数这些细胞并确定样本混合物中细胞的大小。光学检测器测量血细胞通过该孔所产生的光散射或吸收信号，这些信号用于计数这些细胞并确定样本混合物中细胞的大小。本领域中已知的用于测量血细胞的各种适合的电气检测器和光学检测器都可以用于本发明的目的。

血液测量组件70还包括血红蛋白测量装置，后者包括带有确定长度光程的透明小容器(cuvette)、光源和与该光程对齐以测量光穿过该透明小容器的吸收的光学检测器。优选地，该透明小容器可与用于测量白细胞的血液测量装置流体连接，由此就可以使用一个样本混合物来测量血液样本的血红蛋白浓度和白细胞。在测量白细胞和血红蛋白浓度时，一定量的血液样本与溶解试剂混合，以溶解红细胞，并释放血红蛋白分子，血红蛋白分子通常与溶解试剂中含有的血红蛋白配位体或稳定剂一起形成血红蛋白色原。所形成的样本混合物流过流动路径的孔以及透明小容器，由此就可以使用同一个样本混合物依次测量白细胞和血红蛋白浓度。

作为替换，可以制备两个分开的样本混合物，用于测量白细胞和血红蛋白浓度。在该布置中，血红蛋白测量装置与用于测量白细胞的流动路径分开。

测量红细胞、白细胞和血红蛋白浓度时产生的信号可通过数据处理器进行处理，所述数据处理器可以是独立的，也可以集成到系统控制80中。

血液测量组件70还包括盒子接口，其适于与一次性盒子100流体连接，并将一次性盒子100中所制备的样本混合物传送至血液测量组件70用以测量。在如图12所示的一个实施例中，盒子接口74包括一个或多个刺穿元件，例如针74A、74B和74C，其通过刺穿可操作地与一次性盒子100的第一和第二样本出口以及清洁剂出口接合，这将在下文进一步描述。

在一个实施例中，血液分析器10或200还包括压力致动器组件90，其适于在所选择的腔室上施加压力，从而混合血液与试剂以制备用于测量的样本混合物，这将在下文进一步描述。在如图12所示的一个实施例中，压力致动器组件90包括多个柱塞92、94、96和98，这些柱塞由一个或多个马达(未显示)控制。各个柱塞具有适于压紧在一次性盒子100各腔室中的一个腔室的蘑菇状头部。

为理解本发明血液分析器的血细胞沉淀控制机构，下文描述了可以在血液分析器10或200上使用的一次性盒子的例子。

如图6所示，一次性盒子100包括：外壳100，其具有上面板112和带有充注入口194的取样区120；多个腔室或插孔130、132、134、136和138，每个均由外壳110的上面板112的凹陷形成，并由隔膜116密封；和多个适于使所选择的腔室互连的通道140、142、144和146。在一个实施例中，腔室130和132互连成一对，用于制备红细胞样本混合物，其中两个腔室中的一个，例如图6所示的腔室132，预充注有预定量的血液稀释剂。类似地，腔室134和136互连成一对，用于制备白细胞样本混合物，其中两个腔室中的一个，例如图6所示的腔室134，预充注有预定量的溶解试剂。在所示的实施例中，腔室138预充注有用于在血液测量之后清洗血液测量组件70的血液测量装置的流动路径的清洁液。优选地，隔膜116密封上面板112的整个上侧，其焊接在腔室周围和通道周围的隆起边框(boarder)上，但是在隔膜与取样区120处的上面板112上侧之间，尤其是在上面板112的用于在血液充注期间释放取样区中的空气的通气口175上方存在空间172(参见图7和10)。

一次性盒子100还包括样本出口131和135，前者与腔室132和通道142相互连接，后者与腔室134和通道114相互连接。每个样本出口内均包括一分流器，所述分流器密封容纳在腔室132和134中的液体试剂以防止流出。盒子还具有连接到腔室138的清洁剂出口139。可选择地，一次性盒子100还可以具有用于识别每个盒子的条形码170。

在一个实施例中，一次性盒子100包括位于取样区120内的取样滑板150，其可在充注位置与冲洗位置之间移动(参见图7和8)。如图8所示，取样滑板150具有平的上表面152、第一取样空腔154和第二取样空腔156。两个取样空腔都采用上表面82凹进形式，并且均具有预定体积。取样空腔154用来隔离预定量的血液样本用于红细胞测量，取样空腔156用来隔离预定量的血液样本用于白细胞测量。在一个示例性实施例中，取样空腔154具有约0.1微升的体积，取样空腔156具有约5微升的体积。因为血液样本中红细胞的浓度显著高于白细胞的浓度，所以取样空腔154远小于取样空腔156。取样滑板150通过缝隙155和157卡扣配合在外壳上面板112的下侧。取样滑板150具有推进器接口158，通过外壳20的推进器开口114可以进入该推进器接口158(参见图6)。

一次性盒子100还包括如图9所示的取样垫圈190，其设置在上面板112下侧的垫圈座内。取样垫圈190具有平坦下表面192，其直接靠在取样滑板150的上表面152上。在下表面192上，设有从充注入口194的外侧延伸到排放孔195的外侧的细长凹部197。由于该平坦下表面192靠在取样滑板150的平坦上表面152上，所以凹部197形成一血液充注空间。取样垫圈190包括由圆形边沿194a环绕的充注入口194和排放孔195。从盒子100的上侧可以直接进入充注入口94，以便充注血液样本。取样垫圈190包括连接至通道140和142的第一通孔196以及连接至通道144和146的第二通孔198。

图11和11A示出了样本体积隔离或分割机构。在图11中，取样滑板150位于其充注位置4A，而在图11A中，取样滑板150移动至冲洗位置4B，参见取样滑板150的线2-2′的相对位置。在充注位置4A，充注入口194、排放孔195和取样滑板150的第一和第二取样空腔154和156均与取样滑板150的线2-2′对齐。由此，当血液8通过充注入口194充注时，血液8流入第一取样空腔154和第二取样空腔156，并充注到凹部197中(参见图11阴影区域)。在显示了沿图11中线2-2′剖取的剖视图的图10中可进一步观察到充注入口194、凹部197、第一和第二取样空腔154和156与排放孔195之间的连通。在充注期间，盒子处于水平位置，充注入口194处于如图10所示的直立位置。

在充注之后，取样滑板150被推进器160或者被操作人员的手推至如图11A所示的冲洗位置4B。当取样滑板150的第一和第二取样空腔154和156离开凹部197时，第一和第二空腔154和156上方的血液被样品垫圈190的凹部97的边缘197a抵靠取样滑板的平坦上表面152而剪切下来。由此，分别在第一取样空腔154中分割或隔离一预定量的血液以进行红细胞测量，在第二取样空腔156中分割或隔离一预定量的血液以进行白细胞测量。如图11A所示，当所述取样滑板150位于所述冲洗位置4B时，第一空腔154与流体连通腔室130和132的通道140和142连通，并且第二空腔156与流体连通腔室134和136的通道144和146对齐。

在测量血液样本的过程中，将一次性盒子100放入处于其开启位置的盒子接收接口20的盒式隔仓30中，并且通过充注入口194将血液样本充注到盒子的取样区120内。随后，迅速将盒子接收接口20移动到关闭位置。这时，血液测量组件70的盒子接口74与一次性盒子100接合，同时针74A、74B和74C刺入样本出口131、135和清洁剂出口139(参见图12)。针74A和74B穿透样本出口内的分流器，由此在腔室与其相应通道之间建立流体连通。接着，血液分析器激活压力致动器组件90，压力致动器组件90移动柱塞94以在腔室132上施加压力，由此使得血液稀释剂从腔室132通过通道142、通孔196、通道140流入腔室130。压力致动器组件90还移动柱塞96以在腔室134上施加压力，由此使得溶解试剂从腔室134通过通道144、通孔198、通道146流入腔室136。因此，各通道、通孔和每对腔室中的各腔室灌满其中容纳的相应试剂，

这时，系统控制200激活推进器160作为血液分析器的取样激活机构，以将取样滑板150从充注位置4A推到冲洗位置4B。取样滑板的该移动使得分别在第一空腔154中分隔或隔离第一预定量的血液样品以及在第二空腔156中分隔或隔离第二预定量的血液样品。一旦取样滑板150位于冲洗位置，压力致动器组件90就朝前移动柱塞94和96以在腔室132和34上再次施加压力.这时，腔室132中的稀释剂流过通道142，将第一取样空腔154中的预定量的血液8冲洗到通道140中，并将血液运送至腔室130，如图11A所示。同样，腔室134中的溶解试剂流过通道144，将第二取样空腔156中的预定量的血液8冲洗到通道146中，并将血液运送至腔室136，参见图11A。然后，压力致动器组件90进一步在腔室130和132之间交替施加压力，混合血液与血液稀释剂以形成第一样本混合物，并且在腔室134和136室之间交替施加压力，混合血液与溶解试剂以形成第二样本混合物。注意，图12显示了盒子的假想图像用以例示接合。

随后，分别从样本出口131和135抽取第一和第二样本混合物通过针及与其相连的管道，进入两个血液测量装置，用以测量红细胞和白细胞浓度。在完成测量之后，腔室138中的清洁液通过出口139被抽取到与两个血液测量装置的流动路径相连的盒子接口的管道中，以清洗流动路径，并让样本混合物回流至腔室130、132和腔室134、136。随后，盒子接收接口20移动到开启位置，操作人员将用过的盒子丢弃。

通过对本发明一次性盒子及其在血液分析器上的使用的描述，现参考图13和13A描述可与电气传感器类型的血液传感器一起操作的电气传感机构。如图13所示，一次性盒子100还可以包括配置在上面板112的通气口175内的一对电极176a和176b。电极的上端176a′和176b′位于外壳20的侧壁上或者位于上面板22上，以形成其周围通过隔膜116密封的被暴露用于电接触的电极接口。该电极接口适于在血液分析器使用该盒子时，连接到血液分析器的盒子接口20中的电气传感器(未显示)。如图13A所示，当血液8通过充注入口194充注到取样区内时，血液流到第一和第二空腔154和156中，进一步充注到通气口175内的空间，并且通常少量充注通气口上方的进入空间172。所以，在充注过程中，电极176a和176b将浸没到血液中，从而使电路闭合。所产生的指示盒子中存在血液的电信号可以由血液分析器的电气传感器检测。电气传感器连接到系统控制80及其时间记录机构上，电气传感器生成的所述信号可用于确定血液停留时间，这将在下文描述。

血液分析器10的系统控制80包括时间记录机构和预定沉淀时间控制标准。时间记录机构记录样本制备过程中的一个或多个所选择的时间段，以便控制血液沉淀。在一个实施例中，时间记录机构是可由血液传感器、位置传感器和/或如上所述的样本激活机构激活或停用的数字或模拟计时器。

在本发明的一个实施例中，可以记录第一血液停留时间和第二血液停留时间，用于控制样本制备期间的血液沉淀。第一停留时间被定义为血液传感器在血液样本充注到盒子100的取样区120时检测到样本存在的充注时间与盒子接收接口20移动到关闭位置或者盒子接收接口220的盒式隔仓230移动到其竖直位置的接合时间之间的时间段。第二停留时间被定义为所述接合时间与预定量的血液样本在取样区120处被隔离以供测量的取样时间之间的时间段。当样本滑板150的移动被血液分析器激活时，取样时间可以是血液分析器激活样本激活机构的时间，因为预定体积的血液样本的隔离或分割在激活时立刻发生。

从上述样本制备过程可以理解，在充注时间，盒子接收接口20处于大体水平的开启位置，一次性盒子100也处于大体水平的位置。在操作人员将血液样本通过充注入口194引入之后，血液充注到取样区120内的整个可用空间中。图14和14A示出了盒子的取样区沿图8中取样滑板的线A-A′剖取的局部放大剖视图，图中盒子分别位于水平和竖直位置，并且显示了充注在第一取样空腔154和凹部197内的血液样本(未显示第二取样空腔)。如图所示，在水平位置，第一空腔154上方的一定体积血液中的血细胞在重力驱动下向下移动，并且在盒子保留在该位置时降到该空腔里。已经发现，如果盒子在水平位置保留大约20秒的时间段，换句话说，第一停留时间超过这个时间，血细胞的沉淀足以引起血液分析器报告的红细胞浓度的增大。第一停留时间的进一步延长可能导致增大到超过临床诊断目的所要求容许误差范围的程度。

可以理解，用于计量白细胞的第二空腔156中的血液也会出现同样的沉淀现象。但是，在待测量的细胞中，即在红细胞、血小板和白细胞中，临床诊断分析所要求的红细胞浓度测量精确度明显要高于其他细胞测量精确度，该精确度通常具有必要的小于1％的变动系数(CV)。一般而言，血小板浓度测量的必要的CV小于5％。所以，对沉淀效应来说，红细胞浓度(RBC)是最敏感的参数。

图15示出了上述在血液分析器中测量红细胞浓度时的沉淀效应，其显示了在样本制备过程中不同的第一停留时间下的所报告的血液样本红细胞浓度(RBC)。注意，通过使用本发明的用于测量血液样本的一次性盒子100和血液分析器，对于具有常规临床实验技能的操作人员来说，平均第一停留时间大约为10-15秒，其在测量红细胞浓度时具有最小的沉淀效应，并且测量结果很好地处于必要的精度和精确度范围之内。但是，为了评估和说明延长的停留时间的潜在影响，图15所示结果是在第一停留时间比常规过程延长更长的情况下得到的，其模拟了较差的操作人员工作操作或不注意的情形。如图15所示，所报告的RBC基本上随着第一停留时间线性增大。可以进一步明白，第一停留时间下的所报告的RBC的增长率随着血液样本的红细胞浓度的降低而增加。换句话说，沉淀似乎对红细胞浓度较低的血液样本具有更大的影响。

图14A示出了在盒子接收接口20移动到其关闭位置时一次性盒子100的取样区120的竖直定向。换句话说，在第二停留时间期间，血液8处于这一定向。可以理解，此时，最初在第一空腔154和第二空腔156(未显示)上方的血液体积此刻位于空腔的侧面。由此，第二停留时间期间的血细胞沉淀对所报告的血细胞浓度的影响比第一停留时间期间小得多。在取样时间，第一空腔154和第二空腔156外的血液被刮落，空腔内部的血液不再接触取样区120中其他部分的血液样本。所以，在隔离之后，在被隔离的血液与试剂混合之前的任何停滞时间期间，不再有沉淀效应能够影响所报告的血细胞浓度。换句话说，空腔内部的血细胞数量保持恒定，无论血细胞均匀悬浮还是在盒子的竖直定向上朝着空腔的下侧沉降。因此，应当明白，所关心的沉淀效应只存在于第一和第二停留时间期间，不存在于预定体积的血液被隔离之后。

下文描述了系统控制的有关控制样本制备流程和血液分析器测量以防止血细胞沉淀影响血液样本测量精度的其他部件及其功能。

系统控制80可以是带有系统控制程序的微处理器。在一个实施例中，系统控制程序包括预定沉淀时间控制标准，该控制标准包括第一停留时间上限。所述预定沉淀时间控制标准还可以包括其他适合的参数，例如，第二停留时间上限，这将在后面进一步描述。系统控制还包括：沉淀评估机构，其可操作以参照预定沉淀控制标准评估血液样本的记录的停留时间；和预定样本分析指令，例如进一步执行的指令、标记指令和中断指令，沉淀评估机构基于所评估的结果生成一个或多个预定样本分析指令，这将在下面详细描述。

在上述样本分析过程中，当操作人员通过充注入口194将血液样本引入到盒子10的取样区120中时，时间记录机构被血液传感器40激活以记录第一停留时间。然后，系统控制80的沉淀评估机构将所记录的第一停留时间与沉淀时间控制标准中预设的上限进行比较，并基于比较或评估结果，生成样本分析指令。当所记录的第一停留时间没有超过上限时，沉淀评估机构发出进一步执行的指令。通过该指令，血液测量组件70执行与一次性盒子的接合，以将第一和第二样本混合物传送至用于测量红细胞、白细胞浓度和血红蛋白浓度的流动路径。在血液分析报告中报告所述测量的结果。

当所记录的第一停留时间超过上限时，沉淀评估机构生成标记指令。在该指令下，血液测量组件70继续进行上述测量，但是，在血液分析报告中生成沉淀警告，或者，仅生成沉淀警告而没有测量结果。

此外，当所记录的第一停留时间超过上限时，沉淀评估机构也可以发出中断指令，而不是发出标记指令。在该指令下，样本制备的后续步骤，例如预定体积血液的隔离、血液与试剂的混合以及通过血液测量组件70对血液样本混合物的测量，都完全中断。在这种情形下，还可以通过用户界面88提供错误信息，以要求操作人员用新的盒子重新运行该血液样本。

系统控制的沉淀评估机构可以是包括一算法的计算机程序，该算法被设计成执行所记录的停留时间与所限定的上限的比较、和/或预定沉淀控制标准的其他参数的评估以及生成样本分析指令或决定。

如上所述，预定沉淀时间控制标准还可以包括第二停留时间上限。在这种情形下，系统控制的沉淀评估机构将所记录的第一停留时间和所记录的第二停留时间与沉淀时间控制标准中预设的各自上限进行比较，并基于比较结果，生成样本分析指令，如上所述。

在上述的实施例中，由系统控制80激活的推进器160将样本滑板150从充注位置4A移动至冲洗位置4B。为了自动操作，系统控制80还包括取样指令，当位置传感器60检测到盒子接收接口20已经移入关闭位置时，所述取样指令激活样本激活机构。可以理解，通过自动操作，第二停留时间对于所有血液分析器制备的血液样本都基本上为一恒定值，除非出现仪表故障。所以，第二停留时间上限还可以起到仪表可靠性判定的作用。

在一替换实施例中，当一次性盒子100位于水平位置且盒子接收接口20位于其开启位置时，操作人员可以手动将样本滑板150从充注位置4A移动至冲洗位置4B。在该实施例中，盒式隔仓的侧壁32A可以具有用于操作人员进入的孔。在这种情形下，在第一空腔154和第二空腔156处于如图13A和14所示的水平位置时，进行预定体积的血液的隔离。在隔离之后，两个空腔上方的血液被刮落，所以，如果盒子在盒子接收接口20移动至关闭位置后在水平位置保持额外的一段时间或者在额外的一段时间内保持空闲，也不会有沉淀效应影响血细胞浓度测量。在这样的情况下，上述第一停留时间成了其间沉淀需要被考虑的唯一的停留时间。

为了自动操作，系统控制80还包括起动标准，其包括用于启动血液样本分析(即在完成在先血液样本测量之后启动新的样本制备和测量循环)的就绪指示。在一个实施例中，当位置传感器60检测到盒子接收接口20不在关闭位置且盒子传感器50检测到盒式隔仓30中不存在一次性盒子100时，这意味着用过的盒子已经被移除并且盒子接收接口20位于接收新盒子的开启位置，则系统控制80可以发出就绪指示，用于重置计时器和数据处理器，以便起动对新样本的分析。应当明白，这时，血液传感器40应当还检测到没有血液。

此外，为防止操作人员在工作台(bench)上充注血液样本然后将充注的盒子装载到血液分析器上，系统控制80的起动标准可以包括关于将盒子装载到盒式隔仓30和充注血液样本的顺序和/或两者之间的时间间隔的先决条件。该先决条件需要盒子传感器在血液传感器检测到血液样本充注到盒子中之前检测盒子装载到盒式隔仓30中。否则，系统控制80禁止血液样本分析的起动。如果操作人员在工作台上将血液样本充注到盒子中接着将已充注的盒子装载到盒式隔仓30中，盒子传感器和血液传感器将同时检测到盒子和血液的存在。不满足该先决条件，系统控制80不会起动如上所述的样本制备流程。

另外，本发明的血液分析器还可以包括一个或多个用户限制机构。在一个实施例中，血液分析器还包括连接于时间记录机构或系统控制80的报警装置。当血液样本充注到盒子中时，一旦所记录的时间超过预定警报界限，例如10秒，时间记录机构或系统控制80就触发报警装置，提醒操作人员将盒子接收接口移动至关闭位置。作为替换，一旦所记录的时间超过预定警报界限，盒子接收接口也可以自动移动到关闭位置。在又一个实施例中，血液分析器可以包括弹簧加载的门面板，而非如图2所述的铰接门面板.通过弹簧加载的门面板，操作人员需要用一只手保持门面板开启，以便充注血液样本，一旦操作人员放手，门将关闭。该结构可以自然地减少归因于操作人员的延迟的延长的第一停留时间的发生率。

除了上述沉淀控制机构外，可选地，盒子接收接口20还可包括运动致动器，例如设置在门面板内的振动器，以引起充注在取样区120内的血液中血细胞的运动，延缓沉淀。

可以理解，本发明的血液分析器具有如上所述的沉淀控制机构，可以监控血液停留时间，防止沉淀影响报告参数的精度。应当明白，虽然已经参照与细胞颗粒计数直接相关的血液学分析器具体描述了本发明，但是本发明的沉淀控制机构也可用于计及血液样本中细胞颗粒沉淀的其他血液分析仪器上。此外，本发明的沉淀控制机构还可以用于监控样本隔离和测量过程中其他颗粒悬浮体、生物或非生物颗粒悬浮体的颗粒沉淀。

虽然参照附图已经详细描述和图示地显示了本发明，但是不应当将这些看作是对本发明范围的限制，而应当看作是其优选实施例的范例。但是，显而易见的是可以在如上说明书所述的以及附带权利要求书中所限定的本发明的精神和范围及其法定等同物内做出各种改进和变化。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种血液分析器，包括：

(a)包括盒式隔仓和血液传感器的盒子接收接口，所述血液传感器可操作以检测可移除地放置在所述盒式隔仓内的一次性盒子中血液的存在；

(b)连接到所述血液传感器的系统控制，所述系统控制包括时间记录机构和预定沉淀时间控制标准；和

(c)连接至所述系统控制的血液测量组件，其适于与所述一次性盒子相连接。

2.如权利要求1所述的血液分析器，其中，所述血液传感器包括光学传感器或电气传感器。

3.如权利要求1所述的血液分析器，其中，所述沉淀时间控制标准包括停留时间上限，所述停留时间被定义为所述血液传感器检测到血液样本被充注到所述盒子中的充注时间与预定体积的所述血液样本在所述盒子中被隔离以便测量的取样时间之间的时间段。

4.如权利要求3所述的血液分析器，其中，所述系统控制还包括沉淀评估机构，其可操作以参照所述预定沉淀控制标准评估所记录的所述血液样本的停留时间。

5.如权利要求1所述的血液分析器，其中，所述盒子接收接口能在第一位置与第二位置之间移动，所述血液分析器还包括连接至所述系统控制的位置传感器，该位置传感器可操作以检测所述盒子接收接口的位置。

6.如权利要求5所述的血液分析器，其中，所述位置传感器包括机械、电气或光学传感器。

7.如权利要求5所述的血液分析器，还包括适于与所述盒子接合以启动充注到所述盒子中的预定体积血液样本的隔离的取样激活机构。

8.如权利要求5所述的血液分析器，其中，所述沉淀时间控制标准包括第一停留时间上限，所述第一停留时间被定义为所述血液传感器检测到血液样本被充注到所述盒子中的充注时间与所述盒子接收接口移动到所述第二位置的接合时间之间的时间段。

9.如权利要求8所述的血液分析器，其中，所述系统控制还包括沉淀评估机构，其可操作以参照所述预定沉淀控制标准评估所记录的所述血液样本的停留时间。

10.如权利要求9所述的血液分析器，其中，所述系统控制还包括预定样本分析指令，该预定样本分析指令包括进一步执行的指令、标记指令、或中断指令。

11.如权利要求8所述的血液分析器，其中，所述系统控制还包括取样指令，所述取样指令在所述盒子接收接口移入所述第二位置时启动所述样本激活机构，以在所述盒子中隔离所述预定体积的所述血液样本以供测量。

12.如权利要求11所述的血液分析器，其中，所述沉淀时间控制标准还包括第二停留时间上限，所述第二停留时间被定义为所述接合时间与预定体积的所述血液样本在所述盒子中被隔离以供测量的取样时间之间的时间段。

13.如权利要求8所述的血液分析器，其中，一旦所记录的第一停留时间超过所述上限，所述盒子接收接口就自动移动到所述第二位置。

14.如权利要求13所述的血液分析器，其中，所述系统控制还包括预定样本分析指令，该预定样本分析指令包括进一步执行的指令、标记指令或中断指令。

15.如权利要求11所述的血液分析器，其中，所述盒子接收接口还包括电气连接至所述系统控制的盒子传感器，该盒子传感器可操作以检测所述盒式隔仓中所述一次性盒子的存在。

16.如权利要求15所述的血液分析器，其中，所述系统控制还包括起动标准，所述起动标准包括用于在所述位置传感器检测到所述盒子接收接口不在所述第二位置且所述盒子传感器检测到所述盒式隔仓中没有所述一次性盒子时起动样本分析的就绪指示。

17.如权利要求15所述的血液分析器，其中，所述系统控制还包括关于将所述盒子放置到所述盒式隔仓中和向所述盒子中充注血液样本的顺序和/或两者之间的时间间隔的先决条件。

18.如权利要求1所述的血液分析器，其中，所述盒子接收接口还包括运动致动器，所述运动致动器适于影响所述盒式隔仓内放置的所述一次性盒子，以引起所述盒子中所述血液内颗粒的运动，延缓沉淀。

19.一种在血液分析器上样本制备过程期间控制血细胞沉淀的方法，包括：

(a)提供血液分析器，所述血液分析器包括：包括盒式隔仓和血液传感器的盒子接收接口；血液测量组件；和电气连接至所述血液传感器和所述血液测量组件的系统控制，所述系统控制包括时间记录机构和预定沉淀时间控制标准；

(b)将一次性盒子放置在所述盒式隔仓内，并将血液样本充注到所述一次性盒子中；

(c)在所述盒子中隔离预定体积的所述血液样本；

(d)利用所述时间记录机构记录停留时间，所述停留时间被定义为所述血液传感器检测血液样本充注到所述盒子中的充注时间与预定体积的所述血液样本在所述盒子中被隔离以供测量的取样时间之间的时间段；

(e)将所记录的所述血液样本的停留时间与所述预定沉淀时间控制标准中的所述停留时间的上限进行比较；和

(f)基于(e)中获得的结果，生成样本分析决定。

20.如权利要求19所述的方法，还包括：在所述样本分析决定是所记录的停留时间没有超过所述上限时产生的进一步执行的指令的情况下，测量所述血液测量组件中的所述血液样本。

21.如权利要求19所述的方法，还包括：在所述样本分析决定是所记录的停留时间超过所述上限时产生的标记指令的情况下，测量所述血液测量组件中的所述血液样本，并在血液分析报告中生成沉淀警告。

22.如权利要求19所述的方法，还包括：在所述样本分析决定是所记录的停留时间超过所述上限时产生的中断指令的情况下，中断所述血液测量组件中所述血液样本的测量。

23.一种在血液分析器上样本制备过程期间控制血细胞沉淀的方法，包括：

(a)提供血液分析器，所述血液分析器包括：

(i)盒子接收接口，所述盒子接收接口包括血液传感器和用于接收一次性盒子的盒式隔仓；所述盒子接收接口能在血液样本将充注到所述盒子的第一位置与预定体积的所述血液样本要被隔离在所述盒子内的第二位置之间移动；

(ii)血液测量组件；和

(iii)连接至所述血液传感器和所述血液测量组件的系统控制，所述系统控制包括时间记录机构和预定沉淀时间控制标准；所述沉淀时间控制标准包括第一停留时间上限，所述第一停留时间被定义为所述血液传感器检测血液样本充注到所述盒子中的充注时间与所述盒子接收接口从所述第一位置移动到所述第二位置的接合时间之间的时间段；

(b)允许使用者将所述一次性盒子放置在所述盒式隔仓内，并在所述盒子接收接口处于所述第一位置时，将血液样本充注到所述一次性盒子中；

(c)利用所述时间记录机构，记录所述血液样本的所述第一停留时间；和

(d)当所记录的第一停留时间超过所述上限时，启动限制所述血液样本的所述第一停留时间的动作。

24.如权利要求23所述的方法，其中，所述动作包括：一旦所记录的第一停留时间超过所述上限，就自动移动所述盒子接收接口至所述第二位置。

25.如权利要求23所述的方法，其中，所述动作包括：一旦所记录的第一停留时间超过所述上限，所述系统控制就触发报警装置。

Claims (22)

1.一种血液分析器，包括：

(a)包括盒式隔仓和血液传感器的盒子接收接口，所述血液传感器可操作以检测可移除地放置在所述盒式隔仓内的一次性盒子中血液的存在；

(b)连接到所述血液传感器的系统控制，所述系统控制包括时间记录机构和预定沉淀时间控制标准；和

(c)连接至所述系统控制的血液测量组件，其适于与所述一次性盒子相连接。

2.如权利要求1所述的血液分析器，其中，所述血液传感器包括光学传感器或电气传感器。

3.如权利要求1所述的血液分析器，其中，所述沉淀时间控制标准包括停留时间上限，所述停留时间被定义为所述血液传感器检测到血液样本被充注到所述盒子中的充注时间与预定体积的所述血液样本在所述盒子中被隔离以便测量的取样时间之间的时间段。

4.如权利要求3所述的血液分析器，其中，所述系统控制还包括沉淀评估机构，其可操作以参照所述预定沉淀控制标准评估所记录的所述血液样本的停留时间。

5.如权利要求1所述的血液分析器，其中，所述盒子接收接口能在第一位置与第二位置之间移动，所述血液分析器还包括电气连接至所述系统控制的位置传感器，该位置传感器可操作以检测所述盒子接收接口的位置。

6.如权利要求5所述的血液分析器，其中，所述位置传感器包括机械、电气或光学传感器。

7.如权利要求5所述的血液分析器，还包括适于与所述盒子接合以启动充注到所述盒子中的预定体积血液样本的隔离的取样激活机构。

8.如权利要求7所述的血液分析器，其中，所述沉淀时间控制标准包括第一停留时间上限，所述第一停留时间被定义为所述血液传感器检测到血液样本被充注到所述盒子中的充注时间与所述盒子接收接口移动到所述第二位置的接合时间之间的时间段。

9.如权利要求8所述的血液分析器，其中，所述系统控制还包括沉淀评估机构，其可操作以参照所述预定沉淀控制标准评估所记录的所述血液样本的停留时间。

10.如权利要求9所述的血液分析器，其中，所述系统控制还包括预定样本分析指令，该预定样本分析指令包括进一步执行的指令、标记指令、或中断指令。

11.如权利要求8所述的血液分析器，其中，所述系统控制还包括取样指令，所述取样指令在所述位置传感器检测到所述盒子接收接口移入所述第二位置时启动所述样本激活机构，以在所述盒子中隔离所述预定体积的所述血液样本以供测量。

12.如权利要求11所述的血液分析器，其中，所述沉淀时间控制标准还包括第二停留时间上限，所述第二停留时间被定义为所述接合时间与预定体积的所述血液样本在所述盒子中被隔离以供测量的取样时间之间的时间段。

13.如权利要求12所述的血液分析器，其中，所述系统控制还包括沉淀评估机构，其可操作以参照所述预定沉淀控制标准评估所记录的所述血液样本的停留时间。

14.如权利要求13所述的血液分析器，其中，所述系统控制还包括预定样本分析指令，该预定样本分析指令包括进一步执行的指令、标记指令或中断指令。

15.如权利要求11所述的血液分析器，其中，所述盒子接收接口还包括电气连接至所述系统控制的盒子传感器，该盒子传感器可操作以检测所述盒式隔仓中所述一次性盒子的存在。

16.如权利要求15所述的血液分析器，其中，所述系统控制还包括起动标准，所述起动标准包括用于在所述位置传感器检测到所述盒子接收接口不在所述第二位置且所述盒子传感器检测到所述盒式隔仓中没有所述一次性盒子时起动样本分析的就绪指示。

17.如权利要求15所述的血液分析器，其中，所述系统控制还包括关于将所述盒子放置到所述盒式隔仓中和向所述盒子中充注血液样本的顺序和/或两者之间的时间间隔的先决条件。

18.如权利要求1所述的血液分析器，其中，所述盒子接收接口还包括运动致动器，所述运动致动器适于影响所述盒式隔仓内放置的所述一次性盒子，以引起所述盒子中所述血液内颗粒的运动，延缓沉淀。

19.一种在血液分析器上样本制备过程期间控制血细胞沉淀的方法，包括：

(a)提供血液分析器，所述血液分析器包括：包括盒式隔仓和血液传感器的盒子接收接口；血液测量组件；和电气连接至所述血液传感器和所述血液测量组件的系统控制，所述系统控制包括时间记录机构和预定沉淀时间控制标准；

(b)将一次性盒子放置在所述盒式隔仓内，并将血液样本充注到所述一次性盒子中；

(c)在所述盒子中隔离预定体积的所述血液样本；

(d)利用所述时间记录机构记录停留时间，所述停留时间被定义为所述血液传感器检测血液样本充注到所述盒子中的充注时间与预定体积的所述血液样本在所述盒子中被隔离以供测量的取样时间之间的时间段；

(e)将所记录的所述血液样本的停留时间与所述预定沉淀时间控制标准中的所述停留时间的上限进行比较；和

(f)基于(e)中获得的结果，生成样本分析决定。

20.如权利要求19所述的方法，还包括：在所述样本分析决定是所记录的停留时间没有超过所述上限时产生的进一步执行的指令的情况下，测量所述血液测量组件中的所述血液样本。

21.如权利要求19所述的方法，还包括：在所述样本分析决定是所记录的停留时间超过所述上限时产生的标记指令的情况下，测量所述血液测量组件中的所述血液样本，并在血液分析报告中生成沉淀警告。

22.如权利要求19所述的方法，还包括：在所述样本分析决定是所记录的停留时间超过所述上限时产生的中断指令的情况下，中断所述血液测量组件中所述血液样本的测量。

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