CN105866072A - 基于冷光源的凝血检测方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于冷光源的凝血检测方法，包括：LED激励电路提供给红外发光二极管恒流激励信号，红外发光二极管发出检测光；将血液样品放置在检测通道中，零位自动设置电路测试血液样品的本底透光性，并调节信号零点，然后添加测试试剂；红外光敏二极管将实时接收来自被检测的血液样品散射出来的检测光信号，并转换成对应的电流信号；电流信号经过信号调理电路转换为电压信号；电压信号经过信号放大电路将电压信号放大，经过光电转换、零点调节和放大后的电压信号输出给ADC单元，ADC单元将电压信号转换为对应的数字量信号；主机读取测量的数字量信号，实时处理和分析，最终获取凝血参数的测试数值。该方法检测精度好，重复性好。

Description

基于冷光源的凝血检测方法以及装置

技术领域

本发明涉及凝血分析领域，具体涉及基于冷光源的凝血检测方法以及装置。

背景技术

随着医疗技术的提高，凝血分析已经是医院中常规的分析手段，凝血分析仪是一种常用的凝血分析仪，其主要分为磁珠法和光学法两种，现在最常用的凝血分析仪是基于磁珠法，磁珠法凝血分析仪利用磁珠摆动过程中对磁力线的切割所产生的电信号，对磁珠摆动幅度进行监控，当磁珠摆动幅度衰减到50％确定凝固终点。这种检测方法存在问题是：每次检测需要加磁珠，从而导致检测检测方法复杂、检测成本高，因磁珠质量难有保障从而易导致测试误差，且磁珠法对检测杯壁光滑度要求很高。因此，基于磁珠法的凝血分析仪具有操作复杂、故障率高、准确度低、使用成本高等缺陷。

基于光学法的凝血分析仪，是根据血浆凝固过程中浊度的变化来测定凝血功能，它操作简单、检测精度高，且因检测不需要加磁珠，检测人工成本和材料成本明显优于磁珠法血凝仪。因此光学法凝血分析仪从各个方面都比磁珠法凝血分析仪有明显优势。

但是，由于光学法对硬件质量有比较高的要求，导致光学法技术门槛比较高，如何创造一款采用光学检测方法的检测装置，既能提高凝血仪的检测精度、降低测试成本，又能减低对硬件的要求成为了行业中一个难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种基于冷光源的凝血检测方法以及装置，本发明的检测方法和装置能够进行光学凝固法、免疫法、发色底物法，可以用来检测与血液相关的三十多种疾病，检测精度好，重复性好。

实现本发明冷光源凝血检测的基本检测方法有光学凝固法、免疫比浊法和发色底物法，其中，光学凝固法是生物学检测法，向血浆中加入不同的凝血成分，观察纤维蛋白形成的速度，结果常以时间和相对活动度来表示。免疫比浊法，又称乳胶凝集法，将被检测与其相应抗体混合，使其形成复合物，且产生足够大的胶体颗粒，通过透射比浊或者散射比浊进行测试，均是利用样本吸光度的改变来判断凝固终点，本发明装置采用散射比浊法，散射比浊法检测器位置要求检测光路必须与光路成一定角度。发色底物法，是遵循光吸收基本定律的生物化学检测法，首先人工合成可以被待测凝血活酶催化裂解的化合物，且化合物连接上产色物质，在检测过程中，产色物质可以被解离下来，使被检测样品中出现颜色变化，根据颜色变化可以推算出被检测凝血活酶的活性，产色物质一般选用连接对硝基苯胺(PNA)，游离的PNA呈黄色。

在本发明中采用冷光源进行凝血检测，主要采用发光二极管，发光二极管是一种基于一个半导体的晶片，一端是负极，另一端是正极，晶片由两部分组成，一部分空穴占主导地位是P型半导体，另一端主要是电子，将P-N连接起来，电流通过导线作用于这片晶体的时候，电子就会被推向P区，在P区里跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，而光的波长也就是光的颜色，是由形成的P-N的材料决定。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

基于冷光源的凝血检测方法以及装置，包括以下检测步骤：

S1发出检测光：LED激励电路提供给检测器中的红外发光二极管恒流激励信号，恒流激励信号使所述红外发光二极管发出检测光；

S2试样添加和信号零点调节：将被检测的血液样品放置在所述检测器中检测通道中，零位自动设置电路测试被检测血液样品的本底透光性，并通过所述零位自动设置电路调节信号零点，然后添加测试试剂；

S3接收检测光：所述检测器中的红外光敏二极管将实时接收来自被检测的血液样品散射出来的检测光信号，并转换成对应的电流信号；

S4电流信号转换：S3中得到的所述电流信号经过信号调理电路转换为电压信号；

S5电压信号放大：S4中的所述电压信号经过信号放大电路将电压信号放大；

S6电压信号转换：经过光电转换、零点调节和放大后的电压信号输出给ADC单元，所述ADC单元将所述电压信号转换为对应的数字量信号；

S7读取处理：主机读取S6中测量的数字量信号，实时处理和分析，最终获取凝血参数的测试数值。

优选地，所述红外发光二极管为检测装置的发射光源，所述红外光敏二极管为检测装置的接收光源。

优选地，基于冷光源的凝血检测方法用于检测血液样本，包括光学凝固法、免疫比浊法、发色底物法。

优选地，光学凝固法和免疫比浊法采用峰值波长为800-950nm红外光作为光源；发色底物法采用测定波长400-450nm蓝光作为光源。

优选地，一种检测装置，其包括检测器本体，所述检测器本体呈长方体结构，所述检测器本体的正面至少设有一个V型槽，所述V型槽的槽壁上分别设有发射光通道和接收光通道，所述检测器本体的端面上设有若干检测通道，所述检测通道位圆形盲孔，所述检测通道设置在所述V型槽的中间位置，所述发射光通道、接收光通道与所述检测通道连通。

优选地，所述发射光通道中设有发射管，所述接收光通道中设有接收管，当用于光学凝固法和免疫比浊法检测时，所述发射管和接收管呈90度，当用于发色底物法检测时，所述发射管和接收管呈180度。

优选地，所述检测通道在所述检测器本体端面上呈直线排列。

优选地，还包括若干预温通道，所述预温通道设置在所述检测通道周围。

优选地，所述V型槽的数量为1-10。

本发明的有益效果是:

其一、本发明的检测方法和装置能够进行光学凝固法、免疫法、发色底物法，可以用来检测与血液相关的三十多种疾病，检测精度好，重复性好。

其二、本发明采用特定波长冷光源，选择峰值波长为800-950nm红外光作为光学凝固法和免疫比浊法用光源，选择测定波长400-450nm蓝光作为发色底物法用光源。目的是其能够很好的克服可见光、标本和试剂的干扰，确保测量精度。

其三、本发明的光学检测器采用半导体高效冷光源，90度或180度探测器，半导体高效冷光源具有很好的节能效果，能耗仅是传统发光材料的十分之一左右，并且光源的使用寿命可达十万小时，冷光源利用电能激发光源，发光时，它的温度并不比环境温度高，因此适合作为仪器测试用光源。

其四、本发明的检测方法采用软件系统控制，可同时进行多个相同或者不同的检测项目，效率高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的检测器的结构示意图；

图2是本发明检测器的原理框架图；

图3是本发明的检测装置的接线框图；

图4是本发明发射信号均衡一致的原理图；

图5是本发明接收信号均衡一致的原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参照图1所示，本实施例中公开了一种使用冷光源检测装置，该装置应用在凝血分析仪中，主要是一个检测器1，其主要包括一个检测器本体10，上述检测器本体10呈长方体结构。

在上述检测器本体1的正面至少设有一个V型槽101，上述V型槽101的槽壁上分别设有发射光通道102和接收光通道103，上述发射光通道102中设有发射管，上述接收光通道103中设有接收管。

在本实施例中，选择红外发光二极管为检测装置的发射光源，选择红外光敏二极管为检测装置的接收光源。采用半导体高效冷光源，90度探测器，半导体高效冷光源具有很好的节能效果，能耗仅是传统发光材料的十分之一左右，并且光源的使用寿命可达十万小时，冷光源利用电能激发光源，发光时，它的温度并不比环境温度高，因此适合作为仪器测试用光源。

上述检测装置可以用于检测血液样本，例如，光学凝固法、免疫比浊法、发色底物法。采用特定波长冷光源，选择峰值波长为800-950nm红外光作为光学凝固法和免疫比浊法用光源，选择测定波长400-450nm蓝光作为发色底物法光源。这些光源选择能够很好的克服可见光、标本和试剂的干扰，确保测量精度。

凝固法与免疫法要求散射比浊法，即发射光与接收光呈90度角，因此，上述发射管和接收管呈90度；发色底物法要求是透射比浊法，即发射光与接收光呈180度，因此，上述发射管和接收管呈180度。

在本实施例中，将上述检测器本体10设计成V型槽101的结构很好的满足了上述要求，例如，在同一个V型槽101槽壁上的发射管和接收管之间的角度是90度，一个V型槽上的发射管和相邻V型槽上的接收管呈180度。

同时，上述检测器本体的端面上设有若干检测通道，上述检测通道位圆形盲孔，上述检测通道设置在上述V型槽的中间位置，上述发射光通道、接收光通道与上述检测通道连通。并且上述述检测通道在上述检测器本体端面上呈直线排列。

因为本实施例中的检测装置与恒温控制单元配合，因此在上述检测器本体10上还设有若干预温通道105，上述预温通道105也设置在上述检测器本体的端面上，并且将上述预温通道105设置在上述检测通道104周围，采用上述预温通道105为检测通道预温。

如图1中所示，本实施例中的V型槽的数量为6，即采用上述检测装置的凝血分析仪为六通道凝血分析仪。

实施例2

实施例2中的检测装置结构和检测原理与实施例1中的检测装置相同，不同之处在于，实施例2中的V型槽数量可以是1，即实施例2中的检测装置可以作为单通道凝血分析仪的检测器。

实施例3

实施例3中的检测装置结构和检测原理与实施例1中的检测装置相同，不同之处在于，实施例3中的V型槽数量可以是2，即实施例3中的检测装置可以作为双通道凝血分析仪的检测器。

实施例4

实施例4中的检测装置结构和检测原理与实施例1中的检测装置相同，不同之处在于，实施例4中的V型槽的数量可以是4，即实施例4中的检测装置可以作为四通道凝血分析仪的检测器。

实施例5

实施例5中的检测装置结构和检测原理与实施例1中的检测装置相同，不同之处在于，实施例5中的V型槽的数量可以是8，即实施例5中的检测装置可以作为八通道凝血分析仪的检测器。

实施例6

实施例6中的检测装置结构和检测原理与实施例1中的检测装置相同，不同之处在于，实施例6中的V型槽的数量可以是10，即实施例6中的检测装置可以作为十通道凝血分析仪的检测器。

上述V型槽的数量可以根据实际凝血分析仪的功能来设计，这里不作限制。

实施例7

实施例7公开了实施例1-6中涉及的检测装置的检测方法，其检测原理步骤如2-3所示：包括以下检测步骤：

S1发出检测光：LED激励电路提供给检测器中的红外发光二极管恒流激励信号，恒流激励信号使上述红外发光二极管发出检测光。

S2试样添加和信号零点调节：将被检测的血液样品放置在上述检测器中检测通道中，零位自动设置电路测试被检测血液样品的本底透光性，并通过上述零位自动设置电路调节信号零点，然后添加测试试剂。

S3接收检测光：上述检测器中的红外光敏二极管将实时接收来自被检测的血液样品散射出来的检测光信号，并转换成对应的电流信号。

S4电流信号转换：S3中得到的上述电流信号经过信号调理电路转换为电压信号。

S5电压信号放大：S4中的上述电压信号经过信号放大电路将电压信号放大。

S6电压信号转换：经过光电转换、零点调节和放大后的电压信号输出给ADC单元，上述ADC单元将上述电压信号转换为对应的数字量信号。

S7读取处理：主机读取S6中测量的数字量信号，实时处理和分析，最终获取凝血参数的测试数值。

实现实施例7冷光源凝血检测的基本检测原理有光学凝固法、免疫比浊法和发色底物法，其中，光学凝固法是生物学检测法，向血浆中加入相关的凝血试剂，观察血浆的凝固速度，结果常以时间和相对活动度来表示。免疫比浊法，又称乳胶凝集法，将被检测血浆与其相应抗体试剂混合，使其形成复合物产生足够大的胶体颗粒，通过散射比浊进行测试，散射比浊法是利用样本散射光的强度改变来判断凝固终点。当采用光学凝固法和免疫比浊法时，采用红外发光二极管为检测装置的发射光源，采用红外光敏二极管为检测装置的接收光源。

发色底物法，首先人工合成可以被待测凝血活酶催化裂解的化合物，且化合物连接上产色物质，在检测过程中，产色物质可以被解离下来，使被检测样品中出现颜色变化，根据颜色变化可以推算出被检测凝血活酶的活性，产色物质一般选用连接对硝基苯胺(PNA)，游离的PNA呈黄色，其测定波长选用405nm。当采用发色底物法时，采用紫外发光二极管为检测装置的发射光源，采用紫外光敏二极管为检测装置的接收光源。

凝固法、免疫法与发色底物法检测器要求发射光位置与接受光位置成一定角度，它们都遵循光吸收基本定律，实施例7中采用冷光源进行凝血检测，主要采用发光二极管，发光二极管是一种基于一个半导体的晶片，一端是负极，另一端是正极，晶片由两部分组成，一部分空穴占主导地位是P型半导体，另一端主要是电子，将P-N连接起来，电流通过导线作用于这片晶体的时候，电子就会被推向P区，在P区里跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N的材料决定的。

检测器装置的性能一个重要的判断依据是要保证任意一通道的检测结果偏差控制在允许的范围内，因此需要图4和图5总所示的是发射信号均衡一致和接收信号均衡一致的电路图。

本实施例的工作原理如下：

MCU单元根据预先设置的测试流程参数，给测量部分发送各种命令，测量部分根据接收到的命令进行测量单元的跟踪点设置、增益控制，执行相应的凝血测量测试操作，并根据需要返回执行的结果给MCU单元。

LED激励电路提供给检测器单元中的红外发光二极管稳定的恒流激励信号，使检测器单元中的红外发光二极管能够发出稳定的检测光。被检测的血液样品被放置在检测器中的检测孔中。

测试试剂添加后，检测器单元中的红外光敏二极管将实时接收来自被测试样散射出的检测光信号，并转换为对应的电流信号。这个电流信号再经过信号调理电路变换为电压信号，然后通过信号放大电路将电压信号放大到合适值后输出给ADC单元(模拟数字转换单元)。放大电路具有增益调节功能，MCU单元通过增益控制电路调节用于适应较大动态范围的电流信号。

同时由于被测试样的本底透光性具有很大的变化范围，电路中还特别设计了零位自动设置电路。在每次对被测试样添加测试试剂前，测量试样的本底透光性，并通过本电路调节到合适的信号零点。测试信号经过光电变换、零点调节和信号放大后，测试电压信号(模拟信号)经过ADC单元变换为对应的数字量信号，即测量数据。然后由主机部分的主控单元进行读取。

主机在读取到测量数据后，对数据实时进行处理和分析，并最终获取各项凝血参数的测试数值。

检测方法和装置能够进行光学凝固法、免疫法、发色底物法检测，可以用来检测与血液相关的三十多种疾病，检测精度好，重复性好。上述检测方法采用特定软件系统控制，可同时进行多个相同或者不同的检测项目，效率高。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.基于冷光源的凝血检测方法，其特征在于，包括以下检测步骤：

S1 发出检测光：LED激励电路提供给检测器中的红外发光二极管恒流激励信号，恒流激励信号使所述红外发光二极管发出检测光；

S2 试样添加和信号零点调节：将被检测的血液样品放置在所述检测器中检测通道中，零位自动设置电路测试被检测血液样品的本底透光性，并通过所述零位自动设置电路调节信号零点，然后添加测试试剂；

S3 接收检测光：所述检测器中的红外光敏二极管将实时接收来自被检测的血液样品散射出来的检测光信号，并转换成对应的电流信号；

S4 电流信号转换：S3中得到的所述电流信号经过信号调理电路转换为电压信号；

S5 电压信号放大：S4中的所述电压信号经过信号放大电路将电压信号放大；

S6 电压信号转换：经过光电转换、零点调节和放大后的电压信号输出给ADC单元，所述ADC单元将所述电压信号转换为对应的数字量信号；

S7 读取处理：主机读取S6中测量的数字量信号，实时处理和分析，最终获取凝血参数的测试数值。

2.根据权利要求1所述的基于冷光源的凝血检测方法，其特征在于，所述红外发光二极管为检测装置的发射光源，所述红外光敏二极管为检测装置的接收光源。

3.根据权利要求1所述的基于冷光源的凝血检测方法，其特征在于，基于冷光源的凝血检测方法用于检测血液样本，包括光学凝固法、免疫比浊法、发色底物法。

4.根据权利要求3所述的基于冷光源的凝血检测方法，其特征在于，光学凝固法和免疫比浊法测定血液凝血系统项目、血液纤溶系统项目，采用峰值波长为800-950nm红外光作为光源；发色底物法测定血液抗凝系统项目，采用测定波长400-450nm蓝光作为光源。

5.一种检测装置，通过该装置实现权利要求1-4任意一项中所述的基于冷光源的凝血检测方法，其特征在于，其包括检测器本体，所述检测器本体呈长方体结构，所述检测器本体的正面至少设有一个V型槽，所述V型槽的槽壁上分别设有发射光通道和接收光通道，所述检测器本体的端面上设有若干检测通道，所述检测通道位圆形盲孔，所述检测通道设置在所述V型槽的中间位置，所述发射光通道、接收光通道与所述检测通道连通。

6.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述发射光通道中设有发射管，所述接收光通道中设有接收管，当用于光学凝固法和免疫比浊法检测时，所述发射管和接收管呈90度；当用于发色底物法检测时，所述发射管和接收管呈180度。

7.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述检测通道在所述检测器本体端面上呈直线排列。

8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于，还包括若干预温通道，所述预温通道设置在所述检测通道周围。

9.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述V型槽的数量为1-10。