CN103398922B - 一种血栓弹力测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械的技术领域，更具体地，涉及一种血栓弹力测量装置及其测量方法。一种血栓弹力测量装置，包括驱动模块、设于驱动模块上且与其连接的可调恒温模块、设于可调恒温模块内的测试杯、设于测试杯上的测试针、固定于测试针上的反射镜、与反射镜连接的移动装置，可调恒温模块用于对测试杯加热或降温，血栓弹力测量装置还包括激光器、PSD位置传感器、与PSD位置传感器电连接的数据处理模块、与数据处理模块电连接的人机交互模块。本发明将光杠杆原理用于血栓弹力的测量，消除采用电磁传感器测量带来的摩擦力影响，提高了测量的精度。具有可调恒温模块，通过调整和控制实验样品的温度，从而真实模拟血液凝结时环境温度的影响，提高测量数据的准确度。

Description

一种血栓弹力测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及医疗器械的技术领域，更具体地，涉及一种血栓弹力测量装置及其测量方法。

背景技术

出凝血功能异常是临床上的常见症状，及时有效、准确测量病人血液凝固能力对于手术和临床操作有极其重要的作用。

目前检测血液凝血特性的仪器是利用简单的机械运动，模仿血液在活体的血管和动脉管中的自然流动。在低剪切环境下（类似缓慢的静态血流）被诱导，检测血液粘弹力的变化即血栓弹力的变化。血栓弹力图被广泛用于手术中检测凝血功能并指导输血及治疗，能够实现对凝血功能障碍性疾病的快速诊断、指导治疗并判断疗效。

血栓弹力图仪是一种从血小板聚集、凝血、纤溶等整个动态过程来检测凝血过程的分析仪。目前，在售的血栓弹力图仪产品主要有美国的TEG，意大利的TEM-A和苏格兰的TE，它们的工作原理是1948年Harter博士所提出的。美国专利US 6225126 B1公开了测量血栓弹力的装置。目前多数血栓弹力图仪采用电磁传感器测量血栓弹力，传感器的价格高昂。当前血栓弹力图仪存在的局限是：其血栓弹力检测是在37°条件下测定的，而某些手术，例如心血管手术，常采取低体温环境，当前血栓弹力图仪无法监测低体温条件下的凝血情况，因而无法反映病人的真实凝血状态。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的多种缺陷，提供一种血栓弹力测量装置及其测量方法，实现对血液凝固过程中血栓弹力的测量，在保证精度和灵敏度的情况下，简化装置，降低装置成本，同时通过可调的恒温系统提高装置的适应性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种血栓弹力测量装置，其中，包括驱动模块、设于驱动模块上且与其连接的可调恒温模块、设于可调恒温模块内的测试杯、设于测试杯上的测试针、固定于测试针上的反射镜、与反射镜连接的移动装置，可调恒温模块用于对测试杯加热或降温，血栓弹力测量装置还包括激光器、PSD位置传感器、与PSD位置传感器电连接的数据处理模块、与数据处理模块电连接的人机交互模块；激光器和PSD位置传感器设于反射镜外部。

数据处理模块的信号输入端连接PSD位置传感器的光电流信号输出端，对信号进行A/D转换，滤波放大，数据处理模块连接人机交互模块。人机交互模块包括键盘、鼠标、显示器和打印机等，人机交互模块完成信息输入输出。

进一步地，所述的可调恒温模块包括可调恒温模块壳体、设于可调恒温模块壳体内的加热装置、TEC制冷板、加热固定底板、温度传感器和TEC控制器，加热固定底板设于可调恒温模块壳体的底部，TEC制冷板设于加热固定底板上，加热装置设于TEC制冷板上，TEC制冷板、加热固定底板、加热装置三者通过螺钉固定连接；加热装置上设有凹槽，测试杯设于凹槽内，测试杯底部设有温度传感器，TEC控制器分别与温度传感器、TEC制冷板电连接。所述的可调恒温模块壳体与加热装置之间填充保温隔热材料。可调恒温模块的调温范围为25～40度。整个测试过程中，温度保持在实验初始设定值，加热装置材料为黄铜，温度传感器采集到的温度与实验温度设定值比较，采用PID控制通过TEC控制器来调整TEC制冷板的发热量，从而使可调恒温模块的温度保持在设定值。

进一步地，血栓弹力测量装置还包括固定块和横梁，激光器通过固定块和横梁固定于血栓弹力测量装置上。上述的固定块和横梁均是可调节的结构，将激光器固定于横梁上后，可调节其位置，方便使用。血栓弹力测量装置还包括旋转支柱固定架、与旋转支柱固定架连接的固定板，PSD位置传感器设于固定板上，PSD位置传感器前端还设有窄带滤波片。同样的，可通过旋转支柱固定架和固定板调节PSD位置传感器的位置，方便使用，且PSD位置传感器前端放置窄带滤波片，减少杂散光、自然光对PSD位置传感器的精度影响。

进一步地，所述的驱动模块包括伺服电机、与伺服电机连接的联轴器、与联轴器连接的旋转台，可调恒温模块与旋转台之间还固定有散热装置。旋转台、散热装置、可调恒温模块三者是固定在一起的，散热装置可对可调恒温模块产生的热量进行散热，伺服电机启动，通过联轴器带动旋转台周期性转动，设于可调恒温模块内的测试杯也以每周期10s，每周期转动角度为4°45′，模拟静态血流。所述的散热装置包括散热装置支架、设于散热装置支架内的热管和散热片，散热装置支架的两侧部还设有风扇。TEC制冷板在工作过程中会发出大量的热量，通过热管把TEC制冷板的热量传导过来，然后通过散热片把热量传导到外部，而且增加了风扇，进一步增加了散热的效果。另外，TEC制冷板的效率跟散热快慢有很大的关系，散热越快速，TEC制冷板的工作效率越高，所以增加散热装置可以快速、相对更稳定使测试杯达到设定的温度值。

进一步地，所述的移动装置包括钨丝、移动板、移动支架，钨丝一端与反射镜连接，另一端固定于移动板下部，移动支架上设有导轨，移动板与导轨连接。钨丝、反射镜、测试针三者是固定在一起的，当测试时，移动板可沿导轨上下移动，需要更换测试杯时，移动板向上移动，从而钨丝、反射镜、测试针一起向上移动，这样可方便的更换测试杯。

进一步地，所述的测试杯上部设有U型结构，U型结构的作用是装卸测试杯的时候夹持方便。所述的测试杯圆柱有1°的倾角，方便装卸。血栓弹力测量装置还包括壳体，壳体上设有显示面板和开关窗。显示面板上分布检测开、关按钮，温度调节升降按钮和急停开关，显示面板实时显示温度，开关窗用于实验装、卸样品时使用，实验过程中，开关窗关闭。

一种血栓弹力测量方法，应用所述的血栓弹力测量装置，包括以下步骤：

S1．可调恒温模块对测试杯加热或降温，使血液温度达到实验的设定值；

S2．驱动模块带动可调恒温模块振荡运动，设于可调恒温模块内的测试杯也进行振荡运动；

S3．测试杯内盛有血液，在血液凝固过程中，测试针受到血栓弹力而发生转动，固定在测试针上的反射镜随之发生转动，激光器的光线经过反射镜的反射，光线汇聚在PSD位置传感器上，PSD位置传感器的光电流信号输出端连接数据处理模块的输入端，数据处理模块进行数据处理，计算出测试针转动的角度，数据处理模块将此信息输出到人机交互模块中显示。

与现有技术相比，有益效果是：本发明将光杠杆原理用于血栓弹力的测量，是一种间接测量方法，是非接触测量，消除采用电磁传感器测量带来的摩擦力影响，提高了测量的精度。具有可调恒温模块，可以根据实际的需要调整和控制实验样品的温度，从而真实模拟血液凝结时环境温度的影响，提高测量数据的准确度。

附图说明

图1是本发明整体模块示意图。

图2是本发明整体流程示意图。

图3是本发明整体结构示意图。

图4是本发明图3的局部结构放大示意图。

图5是本发明可调恒温模块结构剖面示意图。

图6是本发明测试杯结构示意图。

图7是本发明散热装置结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1、2所示，一种血栓弹力测量装置，其中，包括驱动模块6、设于驱动模块6上且与其连接的可调恒温模块5、设于可调恒温模块5内的测试杯4、设于测试杯4上的测试针3、固定于测试针3上的反射镜2、与反射镜2连接的移动装置，可调恒温模块5用于对测试杯4加热或降温，血栓弹力测量装置还包括激光器7、PSD位置传感器8、与PSD位置传感器8电连接的数据处理模块10、与数据处理模块10电连接的人机交互模块15；激光器7和PSD位置传感器8设于反射镜2外部。数据处理模块10的信号输入端连接PSD位置传感器8的光电流信号输出端，对信号进行A/D转换，滤波放大，数据处理模块10连接人机交互模块15。人机交互模块15包括键盘、鼠标、显示器和打印机等，人机交互模块15完成信息输入输出。

如图5所示，可调恒温模块5包括可调恒温模块壳体54、设于可调恒温模块壳体54内的加热装置51、TEC制冷板52、加热固定底板53、温度传感器55和TEC控制器，加热固定底板53设于可调恒温模块壳体54的底部，TEC制冷板52设于加热固定底板53上，加热装置51设于TEC制冷板52上，TEC制冷板52、加热固定底板53、加热装置51三者通过螺钉固定连接；加热装置51上设有凹槽，测试杯4设于凹槽内，测试杯4底部设有温度传感器55，TEC控制器分别与温度传感器55、TEC制冷板52电连接。可调恒温模块壳体54与加热装置51之间填充保温隔热材料。可调恒温模块5的调温范围为25～40度。整个测试过程中，温度保持在实验初始设定值，加热装置51材料为黄铜，温度传感器55采集到的温度与实验温度设定值比较，采用PID控制通过TEC控制器来调整TEC制冷板52的发热量，而使可调恒温模块5的温度保持在设定值，从而对测试杯4加热或降温。

如图6中，测试杯4上部设有U型结构41，U型结构41的作用是装卸测试杯4的时候夹持方便。测试杯圆柱有1°的倾角，在图5中，测试杯4外壁与加热装置51的凹槽之间有间隙，间隙是1°的倾角与凹槽形成的，这样可方便装卸测试杯4。

如图3、4中，血栓弹力测量装置还包括固定块71和横梁72，激光器7通过固定块71和横梁72固定于血栓弹力测量装置上。上述的固定块71和横梁72均是可调节的结构，将激光器7固定于横梁72上后，可调节其位置，方便使用。血栓弹力测量装置还包括旋转支柱固定架81、与旋转支柱固定架81连接的固定板82，PSD位置传感器8设于固定板82上，PSD位置传感器8前端还设有窄带滤波片。同样的，可通过旋转支柱固定架81和固定板82调节PSD位置传感器8的位置，方便使用，且PSD位置传感器8前端放置窄带滤波片，减少杂散光、自然光对PSD位置传感器的精度影响。

驱动模块6包括伺服电机61、与伺服电机61连接的联轴器62、与联轴器62连接的旋转台63，可调恒温模块5与旋转台63之间还固定有散热装置20。旋转台63、散热装置20、可调恒温模块5三者是固定在一起的，散热装置20可对可调恒温模块5产生的热量进行散热，伺服电机61启动，通过联轴器62带动旋转台63周期性转动，设于可调恒温模块5内的测试杯4也以每周期10s，每周期转动角度为4°45′，模拟静态血流，本实施例中，此测试杯4的周期性转动即为振荡，可模拟静态血流在人体中的实际情况。

如图7中，散热装置20包括散热装置支架21、设于散热装置支架21内的热管22和散热片23，散热装置支架的两侧部还设有风扇24。TEC制冷板在工作过程中会发出大量的热量，通过热管22把TEC制冷板的热量传导过来，然后通过散热片23把热量传导到外部，而且增加了风扇24，进一步增加了散热的效果。另外，TEC制冷板的效率跟散热快慢有很大的关系，散热越快速，TEC制冷板的工作效率越高，所以增加散热装置可以快速、相对更稳定使测试杯达到设定的温度值。

图4中，移动装置包括钨丝1、移动板13、移动支架12，钨丝1一端与反射镜2连接，另一端固定于移动板13下部，移动支架12上设有导轨，移动板13与导轨连接。钨丝1作为反射镜2的轴线，反射镜2可绕钨丝1旋转，而且钨丝1较为稳定，不容易折断，钨丝1、反射镜2、测试针3三者是固定在一起的，当测试时，移动板13可沿导轨上下移动，需要更换测试杯时，移动板13向上移动，从而钨丝1、反射镜2、测试针3一起向上移动，这样可方便的更换测试杯4。

图3中，血栓弹力测量装置还包括壳体9，壳体9上设有显示面板91和开关窗92。显示面板91上分布检测开、关按钮，温度调节升降按钮和急停开关，显示面板91实时显示温度，开关窗92用于实验装、卸样品使使用，实验过程中，开关窗92关闭。

如图2中，一种血栓弹力测量方法，应用血栓弹力测量装置，包括以下步骤：

S1．可调恒温模块5对测试杯4加热或降温，使血液温度达到实验的设定值；

S2．驱动模块6带动可调恒温模块5振荡运动，设于可调恒温模块5内的测试杯4也进行振荡运动，模拟静态血流；

S3．测试杯4内盛有血液，在血液凝固过程中，测试针3受到血栓弹力而发生转动，固定在测试针3上的反射镜2随之发生转动，激光器7的光线经过反射镜2的反射，光线汇聚在PSD位置传感器8上，PSD位置传感器8的光电流信号输出端连接数据处理模块10的输入端，数据处理模块10进行数据处理，计算出测试针3转动的角度，数据处理模块10将此信息输出到人机交互模块15中显示。人机交互模块15中可显示计算出来的血栓弹力数据。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种血栓弹力测量装置，其特征在于，包括驱动模块（6）、设于驱动模块（6）上且与其连接的可调恒温模块（5）、设于可调恒温模块（5）内的测试杯（4）、设于测试杯（4）上的测试针（3）、固定于测试针（3）上的反射镜（2）、与反射镜（2）连接的移动装置，可调恒温模块（5）用于对测试杯（4）加热或降温，血栓弹力测量装置还包括激光器（7）、PSD位置传感器（8）、与PSD位置传感器（8）电连接的数据处理模块（10）、与数据处理模块（10）电连接的人机交互模块（15）；激光器（7）和PSD位置传感器（8）设于反射镜（2）外部；

所述的可调恒温模块（5）包括可调恒温模块壳体（54）、设于可调恒温模块壳体（54）内的加热装置（51）、TEC制冷板（52）、加热固定底板（53）、温度传感器（55）和TEC控制器，加热固定底板（53）设于可调恒温模块壳体（54）的底部，TEC制冷板（52）设于加热固定底板（53）上，加热装置（51）设于TEC制冷板（52）上，TEC制冷板（52）、加热固定底板（53）、加热装置（51）三者通过螺钉固定连接；加热装置（51）上设有凹槽，测试杯（4）设于凹槽内，测试杯（4）底部设有温度传感器（55），TEC控制器分别与温度传感器（55）、TEC制冷板（52）电连接；

所述的可调恒温模块壳体（54）与加热装置（51）之间填充保温隔热材料；

血栓弹力测量装置还包括固定块（71）和横梁（72），激光器（7）通过固定块（71）和横梁（72）固定于血栓弹力测量装置上；

血栓弹力测量装置还包括旋转支柱固定架（81）、与旋转支柱固定架（81）连接的固定板（82），PSD位置传感器（8）设于固定板（82）上，PSD位置传感器（8）前端还设有窄带滤波片；

所述的驱动模块（6）包括伺服电机（61）、与伺服电机（61）连接的联轴器（62）、与联轴器（62）连接的旋转台（63），可调恒温模块（5）与旋转台（63）之间还固定有散热装置（20），所述的散热装置（20）包括散热装置支架（21）、设于散热装置支架（21）内的热管（22）和散热片（23），散热装置支架（21）的两侧部还设有风扇（24）；

所述的移动装置包括钨丝（1）、移动板（13）、移动支架（12），钨丝（1）一端与反射镜（2）连接，另一端固定于移动板（13）下部，移动支架（12）上设有导轨，移动板（13）与导轨连接；

所述的测试杯（4）上部设有U型结构（41），可调恒温模块（5）的调温范围为25～40度；

血栓弹力测量装置还包括壳体（9），壳体（9）上设有显示面板（91）和开关窗（92）。

2.一种血栓弹力测量方法，其特征在于应用权利要求1所述的血栓弹力测量装置，包括以下步骤：

S1．可调恒温模块（5）对测试杯（4）加热或降温，使血液温度达到实验的设定值；

S2．驱动模块（6）带动可调恒温模块（5）振荡运动，设于可调恒温模块（5）内的测试杯（4）也进行振荡运动；

S3．测试杯（4）内盛有血液，在血液凝固过程中，测试针（3）受到血栓弹力而发生转动，固定在测试针（3）上的反射镜（2）随之发生转动，激光器（7）的光线经过反射镜（2）的反射，光线汇聚在PSD位置传感器（8）上，PSD位置传感器（8）的光电流信号输出端连接数据处理模块（10）的输入端，数据处理模块（10）进行数据处理，计算出测试针（3）转动的角度，数据处理模块（10）将此信息输出到人机交互模块（15）中显示。