CN107121413B - 血液样品提供装置及其血小板聚集功能检测仪、检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种血液样品提供装置及其血小板聚集功能检测仪、检测方法，该检测仪包括：抽血控制模块，设置于所述血液样品提供装置的第一气孔、第二气孔、第三气孔，其连接主控模块；光学检测模块，由主控模块控制于检测腔一侧发射光源，另一侧采集接收到的光通量，将接收到的光通量转换成电压信号，对该电压信号进行采样后传送至主控模块；主控模块，对抽血控制模块控制以完成对血液样品提供装置中各气孔的开关状态控制及充气状态控制，主控模块对光学检测模块的采样值进行分析建模，反演出血小板在抗凝药物的作用下发生血液聚集的程度，本发明提供了多通道全血检测系统，可反应不同抗凝药物以及同一种抗凝药物不同剂量的药效，检测速度快。

Description

血液样品提供装置及其血小板聚集功能检测仪、检测方法

技术领域

本发明涉及检验医学领域，特别是涉及一种血液样品提供装置及其血小板聚集功能检测仪、检测方法。

背景技术

血栓性疾病是指由于血液形成栓塞而引起的心梗、脑梗等多种疾病的总称。根据国际及我国卫生组织机构发布的资料，由血栓病导致的死亡率长期占据各病因死亡的首位，血栓病具有致死率高、发病率高、复发率、致残率高等特点，已成为目前对人类健康和生命危害最为严重的疾病。

血小板是血液中凝血和止血功能的重要成份，长期实验室研究和临床实践均证实：血小板是血栓形成中第一和关键的因素。血小板功能检测，不仅可以指导个体化抗血小板治疗、防治血栓，在诊断某些先天性和获得性血小板缺陷所导致的出血性疾病，在血栓性疾病发病机制、临床诊断、抗血栓疗法、监测抗血小板药物浓度等研究中也有重要意义，因此，有效地血小板功能检测具有十分重要的价值。

在现有的血小板聚集功能检测的方法中，上世纪发明的光学比浊法原理简单，易于实现，但不针对全血，需专门制备富血小板血浆，因此操作耗时长，检测结果重复性较差。因此，逐渐有研究提出全血检测，针对全血检测，重要难题是：由于红细胞占据整个检测的45％左右，红细胞及血红蛋白对于整个光学的吸收和散射特性会影响最后的吸收光。目前全血检测的两个通常手段是：(1)裂解红细胞，稀释最后的工作液；(2)通过离心或者膜过滤的方式机械分离红细胞。但这两种手段带来的问题是：(1)红细胞裂解，导致ADP(二磷酸腺苷)释放，ADP是血小板的激动剂，会促使血小板发生聚集；(2)使用有孔膜过滤红细胞，可能造成潜在的血小板损失，影响最后血小板功能的测定。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种血液样品提供装置及其血小板聚集功能检测仪、检测方法，其通过对全血血液中加入特殊材料的凝聚介质，模拟人体温度环境，通过特定波长的光波，采用光学检测的方法定量评估抗凝药物作用下血小板的聚集程度，提供了多通道全血检测系统，可反应不同抗凝药物以及同一种抗凝药物不同剂量的药效，检测速度快，可辅助医生针对不同患者指导用药。

本发明之另一目的在于提供一种血液样品提供装置及其血小板聚集功能检测仪、检测方法，可实现全自动化检测，检测迅速且检测结果可靠。

为达上述目的，本发明提出一种血液样品提供装置，包括：第一血液腔室、第二血液腔室以及若干检测腔，所述第一血液腔室内具有第一管道与第二管道，所述第一管道在该第一血液腔室内高于所述第二管道，所述第一管道于所述第一血液腔室外部的一端设有第一气孔，所述第一血液腔室通过所述第二管道连接所述第二血液腔室，所述第二血液腔室设有第二气孔，所述第二血液腔室通过管道连接若干检测腔，各检测腔通过管道连接第三气孔。

进一步地，所述第二血液腔室设有第一检测孔，用于检测所述第二血液腔室内的血液是否到位监测点，于各检测腔与所述第三气孔连接的管道上设置第二检测孔，用于检测各检测腔内的血液是否到位监测点。

进一步地，该第二检测孔设置于各检测腔与所述第三气孔连接的管道末端的第三腔室处。

进一步地，所述第一气孔、第二气孔及第三气孔由气泵和阀控制向小孔内充气或控制小孔的开关。

进一步地，于所述第一检测孔、第二检测孔所在腔室的两边板卡上分别装有光源以及光电晶体管，以实现血液到位的监测。

进一步地，各检测腔周围装有加热装置，以对检测腔内的血液样本进行加热。

为达到上述目的，本发明还提供一种血小板聚集功能检测仪，用于检测血液样品提供装置检测腔中的血液样本，包括：

抽血控制模块，设置于所述血液样品提供装置的第一气孔、第二气孔、第三气孔，其连接该主控模块；

光学检测模块，由所述主控模块控制于检测腔一侧发射光源，于检测腔另一侧采集接收到的光通量，并将接收到的光通量转换成电压信号，对该电压信号进行采样后传送至主控模块；

主控模块，对所述抽血控制模块控制以完成对该血液样品提供装置中各气孔的开关状态控制及充气状态控制，从而实现血液自动注入各检测腔，该主控模块对所述光学检测模块的采样值进行分析建模，反演出血小板在抗凝药物的作用下发生血液聚集的程度。

进一步地，所述光学检测模块包括：

光发射电路，连接所述主控模块，由该主控模块控制光源的发射；

光接收与电流-电压变换电路，利用光电池接收光通量，并利用光电池的光电转换特性，将光信号转换成电流信号，并将电流信号转换为电压信号；

信号采样电路，对所述光接收与电流-电压变换电路输出的电压信号进行采样，并进行模数转换后传送至主控模块。

进一步地，所述光接收与电流-电压变换电路还包括用于检测血液是否到位的光电二极管，分别对应血液样品提供装置的第一检测孔和第二检测孔。

进一步地，所述血小板聚集功能检测仪还包括加热控制模块，所述加热控制模块连接所述血液样品提供装置的加热装置与所述主控模块，以在所述主控模块的控制下，控制加热装置对检测腔内的血液加热，模拟人体温度环境。

进一步地，所述加热控制模块包括加热电路、温度检测和放大电路以及温度控制MCU，所述温度控制MCU控制所述加热电路开始对检测腔内的血液进行加热，所述温度检测和放大电路对血液温度进行检测，并将采集的温度放大后传送至所述温度控制MCU，由所述温度控制MCU控制所述加热电路的有效加热时间，从而使血液温度保持在人体温度环境。

进一步地，所述血小板聚集功能检测仪还包括血液搅拌控制模块，所述血液搅拌控制模块由主控模块控制，以于检测腔内的血液达到设定温度后，控制检测腔外磁力棒开始运动，带动检测腔内的磁珠运动，完成血液与所测试药物的搅拌功能。

为达到上述目的，本发明还提供一种血小板聚集功能检测方法，用于检测血液样品提供装置检测腔中的血液样本，包括如下步骤：

步骤一，通过对血液样品提供装置的各气孔的控制，实现血液自动注入各检测腔。

步骤二，主控模块控制光学检测模块于检测腔一侧发射光源，而于检测腔另一侧采集接收到的光通量，并将接收到的光通量转换成电压信号，对该电压信号进行采样后传送至该主控模块；

步骤三，对采样值进行分析建模，反演出血小板在抗凝药物的作用下发生血液聚集的程度。

进一步地，步骤一包括：

打开所述血液样本提供装置的第一气孔、第二气孔，关闭第三气孔，在气压的作用下将第一腔室内的血液通过第二管道的通道被压到第二腔室；

于通过第一检测孔检测到第二腔室的血液到达监测位时，控制关闭第一气孔，并打开第三气孔，在气压的作用下将第二腔室内的血液顺着管路分别注入各检测腔；

于通过第二检测孔检测到各检测腔的血液到达监测位时，关闭第二气孔与第三气孔。

进一步地，于各检测腔的血液到达监测位后，步骤一还包括控制加热装置对各检测腔内的血液进行加热，使各检测腔内的血液符合人体温度环境的步骤。

进一步地，于各检测腔内的血液达到设定温度后，步骤一还包括控制各检测腔外磁力棒开始运动，带动各检测腔内的磁珠运动，完成血液的搅拌功能，使各检测腔内的生物试剂充分溶解于血液中的步骤。

与现有技术相比，本发明一种血液样品提供装置及其血小板聚集功能检测仪、检测方法，其通过对全血血液中加入特殊材料的凝聚介质，模拟人体温度环境，通过特定波长的光波，采用光学检测的方法定量评估抗凝药物作用下血小板的聚集程度，提供了多通道全血检测系统，可反应不同抗凝药物以及同一种抗凝药物不同剂量的药效，检测速度快，可辅助医生针对不同患者指导用药，本发明可实现全自动化检测，检测迅速且检测结果可靠。

附图说明

图1(a)与图1(b)为本发明利用光学检测血小板聚集功能的原理示意图；

图2为本发明一种血液样品提供装置之较佳实施例的结构示意图；

图3为本发明较佳实施例中各检测腔前后两端的加热片结构示意图；

图4为本发明较佳实施例中各检测腔前后两端加热铝板示意图；

图5为本发明一种血小板聚集功能检测仪第一实施例的结构示意图；

图6为本发明第一实施例中光学检测模块51的细部结构示意图；

图7为本发明一种血小板聚集功能检测仪第二实施例的结构示意图；

图8为本发明第二实施例的加热控制模块73的细部结构示意图；

图9为本发明一种血小板聚集功能检测仪第三实施例的结构示意图；

图10为本发明一种血小板聚集功能检测仪第四实施例的结构示意图；

图11为本发明具体实施例中主控板的硬件框图；

图12为本发明具体实施例中光发射与温度控制板的硬件框图；

图13为本发明具体实施例中光接收与信号采样板硬件框图；

图14为本发明一种血小板聚集功能检测方法的步骤流程图；

图15为本发明具体实施例设计的系统框图；

图16为本发明具体实施例设计的应用层流程图；

图17为本发明具体实施例设计的系统界面结构图；

图18为本发明具体实施例设计的系统校准任务流程图；

图19为本发明具体实施例设计的抽血任务流程图；

图20为本发明具体实施例设计的温度控制算法流程图；

图21为本发明具体实施例设计的数据采集与显示任务流程图；

图22为本发明具体实施例设计的数据处理与存储任务流程图；

图23为本发明具体实施例设计的数据查询任务流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

在介绍本发明之前，先说明本发明利用光学检测血小板聚集功能的原理：

图1(a)与图1(b)为本发明利用光学检测血小板聚集功能的原理示意图。如图所示，在全血样本中加入抗凝药物和激活剂，激活剂是诱发样本中的血小板聚集，抗凝药物是抑制血小板的聚集功能，如果抗凝药物有效，则血小板不与凝聚介质发生聚集，如图1(a)，因此有效样本区域内，光透射率低；而图1(b)是血小板聚集功能正常的血液样本，这时抗凝药物无效，血小板在激活剂的作用下与聚集介质发生聚集，有效样本区域内，光透射率高。建立有效区域内透射光强度与血小板聚集功能之间的定量关系，也就可以定量评估抗凝药物的疗效。

图2为本发明一种血液样品提供装置之较佳实施例的结构示意图。如图2所示，本发明一种血液样品提供装置，包括：第一血液腔室1、第二血液腔室2以及若干检测腔31-3N。

第一血液腔室1内具有第一管道4与第二管道5，第一管道4在第一血液腔室1内的高度高于第二管道5，第一血液腔室1内具有一刻度线，该刻度线低于该第一管道4而高于该第二管道5，第一管道4一端置于第一血液腔室1内部，另一端处于第一血液腔室1外部，该第一管道4置于第一血液腔室1内部的一端高于处于第一血液腔室1外部的一端，且置于第一血液腔室1外部的一端设有第一气孔6，第一气孔6由气泵和阀控制以向小孔内充气或开关状态控制，在本发明较佳实施例中，该第一管道4呈U型，但不以此为限，第一血液腔室1通过第二管道5连接第二血液腔室2，较佳地，该第一管道4与第二管道5分别为长、短针头；第二血液腔室2设有第二气孔7，该第二气孔7由气泵和阀控制以向小孔内充气或开关状态控制，较佳地，第二气孔7设置于第二血液腔室2远离第二管道5的另一侧上端，该第二血液腔室2通过管道连接各检测腔31-3N，以将血液注入各检测腔，各检测腔通过管道连接第三气孔8，该第三气孔由气泵和阀控制以向小孔内充气或开关状态控制。

较佳地，该第二血液腔室2还设有第一检测孔9，该第一检测孔9用于检测第二血液腔室2内的血液是否到位监测点，本发明之血液样品提供装置还包括第二检测孔10，用于检测各检测腔31-3N内的血液是否到位监测点，在本发明具体实施例中，第二检测孔10设置于各检测腔31-3N与第三气孔8连接的管道上，为保证检测腔中充满血液，仅当第二检测孔10检测血液到位后，停止向第二气孔7充气，在惯性作用下，血液可能高于第二检测孔10的位置，较佳地，第三气孔8的位置应高于第二检测孔10的位置。

较佳地，各检测腔31-3N周围装有加热装置，以对检测腔内的血液样本进行加热，加热温度可以设置在36.5到38.5摄氏度之间，以模拟人体温度环境。图3为本发明较佳实施例中各检测腔前后两端的加热片结构示意图，图4为本发明较佳实施例中各检测腔前后两端加热铝板示意图，利用该加热结构，将加热温度控制在36.5到38.5摄氏度之间，以使各检测腔内的血液更符合人体温度环境。

以下将配合图2通过一具体实施例来说明本发明之血液样品提供装置的工作原理：

1、首先把血样注入第一血液腔室1到达刻度线的位置，在本具体实施例中，该第一管道4为一长针头，第二管道5为一短针头，其刻度线的设计高于短针头的位置，低于长针头的位置；长针头与第一气孔6相通，第一气孔6由气泵来控制向小孔内充气，此时第二气孔7打开，第三气孔8关闭。在气压的作用下第一血液腔室1内的血液通过短针头的通道被压到第二血液腔室2内。

2、第一检测孔9为第二血液腔室2内血液是否到位监测点，本发明在第二血液腔室2的两边板卡上分别装有420nm的光源(光发射)以及光电晶体管(光接收)，由于血液对420nm的光有明显的阻挡作用，因此可以用光电晶体管来检测血液是否到位，当检测第二血液腔室2中血液到达检测位，则控制第一气孔6的气泵停止工作，血液不再由第一血液腔室1注入第二血液腔室2。

3、当第一检测孔9检测第二血液腔室2中的血液到位之后，第二气孔7由气泵控制向小孔内充气，此时第一气孔6关闭，第三气孔8打开，在气压的作用下第二血液腔室2内的血液顺着管道分别注入检测腔31，检测腔32、检测腔33、检测腔34(本发明具体实施例中，检测腔为4个，但不以此为限)；第二检测孔10为各检测腔内血液是否到位监测点，同样，在第三血液腔室11的两边板卡上分别装有420nm的光源(光发射)以及光电晶体管(光接收)，利用光电晶体管来检测血液是否到位，当第二检测孔10检测到血液到位后，气泵停止向第二气孔7充气。

4、检测腔31-34周围装有由加热铝板实现的加热装置，加热温度设置在36.5到38.5摄氏度之间，当血液达到设定温度后，检测腔外磁力棒开始运动，带动检测腔内的磁珠运动，则完成血液的搅拌功能，使4个检测腔内的生物试剂充分溶解于血液中。

抗凝药物、激活剂、及凝集介质(bead)是本发明生物试剂的关键，在特定的测定波长处，凝集介质(bead)相对于红细胞要有更高的吸收特性。

图5为本发明一种血小板聚集功能检测仪第一实施例的结构示意图。如图5所示，本发明一种血小板聚集功能检测仪，用于检测前述血液样品提供装置的检测腔中血液样本，包括：抽血控制模块50、光学检测模块51以及主控模块52。

其中，抽血控制模块50主要由由阀和泵组成，设置于血液样品提供装置的第一气孔6、第二气孔7、第三气孔8，其连接主控模块52，由主控模块52对抽血控制模块50(阀和泵)进行控制以完成对血液样品提供装置中各气孔的开关状态控制及充气状态的控制，从而实现血液自动注入各检测腔；光学检测模块51，由主控模块52控制于检测腔一侧发射光源，而于检测腔另一侧采集接收到的光通量，并将接收到的光通量转换成电压信号，对该电压信号进行采样后传送至主控模块52，由主控模块52对采样值进行分析建模，反演出血小板在抗凝药物的作用下发生血液聚集的程度。

图6为本发明第一实施例中光学检测模块51的细部结构示意图。在本发明中，光学检测模块51进一步包括：光发射电路510、光接收与电流-电压变换电路511以及信号采样电路512，其中，光发射电路510设置于检测腔的一侧，其连接主控模块52，由主控模块52控制光源的发射；光接收与电流-电压变换电路511与信号采样电路512设置于检测腔的另一侧，光接收与电流-电压变换电路511利用光电池接收光通量，并利用光电池的光电转换特性，将光信号转换成电流信号，并将电流信号转换为电压信号，即，光电转换特性是将光电池表面接收到的光通量转换成了光电流，考虑到本发明中采用的硅光电池输出的是弱电流信号，采样之前需将电流信号转换成电压信号，光接收与电流-电压变换电路511还包括用于检测血液是否到位的光电二极管；信号采样电路512，对光接收与电流-电压变换电路511输出的电压信号进行采样，并进行AD(模数)转换后传送至主控模块52，主控模块52则对获得的采样值进行分析建模，反演出血小板在抗凝药物的作用下发生血液聚集的程度。

图7为本发明一种血小板聚集功能检测仪第二实施例的结构示意图。在本实施例中，血小板聚集功能检测仪除包括抽血控制模块70、光学检测模块71以及主控模块72外，还包括加热控制模块73，该加热控制模块73连接血液样品提供装置的加热装置与主控模块72，以在主控模块72的控制下，控制加热装置对检测腔内的血液加热，模拟人体温度环境。

图8为本发明第二实施例的加热控制模块73的细部结构示意图。如图8所示，加热控制模块73包括加热电路730、温度检测和放大电路731以及温度控制MCU732，其中温度控制MCU732控制加热电路730开始对检测腔内的血液进行加热，温度检测和放大电路731对血液温度进行检测，并将采集的温度放大后传送至温度控制MCU732，由温度控制MCU732控制加热电路730的有效加热时间，从而使血液温度保持在人体温度环境(例如36.5-38.5度之间)。

图9为本发明一种血小板聚集功能检测仪第三实施例的结构示意图。在本发明第三实施例中，除包含抽血控制模块90、光学检测模块91、主控模块92及加热控制模块93，该血小板聚集功能检测仪还包括血液搅拌控制模块94，该血液搅拌控制模块94由主控模块92控制，以于检测腔内的血液达到设定温度后，控制检测腔外磁力棒开始运动，带动检测腔内的磁珠运动，完成血液的搅拌功能，使检测腔内的生物试剂充分溶解于血液中。

图10为本发明一种血小板聚集功能检测仪第四实施例的结构示意图。在本发明第四实施例中，除包含抽血控制模块100、光学检测模块101、主控模块102、加热控制模块103以及血液搅拌控制模块104外，该血小板聚集功能检测仪还包括显示与输入模块105以及存储模块106，显示与输入模块105用于实现人机交互，即将检测结果进行显示以及接收用户的系统参数设置等，在本发明第四实施例中，显示与输入模块105采用触摸屏，显示检测结果并接收系统参数设置；存储模块106则用于存储检测数据与系统校准结果。

以下将通过一具体实施例子来进一步说明本发明之血小板聚集功能检测仪：在该具体实例中，将上述血小板聚集功能检测仪各部分设计为如下三个独立的板子：

1、主控板：其示意图见图11，负责控制TFT-LCD触摸屏、抽血控制模块和血液搅拌控制模块、光发射与温度控制板光源的开关和加热电路的加热、光接收与信号采样板AD芯片的采样，同时向这两块板供电，该主控板主要包括：电源模块110、主控芯片模块111、TFT-LCD模块112、抽血控制模块113和血液搅拌控制模块114、存储模块115、UART116以及与光发射与温度控制板的接口117、与光接收与信号采样板的接口118。

2、光发射与温度控制板：光发射与温度控制板受控于主控板，用于打开光源和开始加热及恒温控制，其示意图见图12。主控板和加热控制模块之间通过UART通信。同时光发射与温度控制板上有单独的MCU用于PID温度的控制以及单独EEPROM用于设定温度的存储。

该板主要有两个模块：光发射模块和加热控制模块。加热控制模块由MCU、加热电路、温度检测和放大电路组成。具体过程为MCU控制加热电路开始对血液进行加热，同时对血液温度进行检测并控制加热电路有效加热时间，从而使血液温度保持在36.5-38.5度之间。光发射与温度控制板和主控板之间用线缆连接，该板可以自由向光检测板挤压，用于压紧检测样本容器，同时加热板上的MCU与主控板上的MCU通过UART通信。

3、光接收与信号采样板：光接收与信号采样板同样受控于主控板，用于进行光电转换和采样，示意图见图13。

光接收板主要由光接收和电流-电压变换电路、信号采样电路组成，同时还包括用于检测血液是否到位的光电二极管。光接收主要利用光电池的光电转换特性，将光信号转换成电信号，实际上是器件表面接收到的光通量转换成了光电流。考虑到光电池输出的是弱电流信号，采样之前需将电流信号转换成电压信号。主控板将3.3V、5V、12V电源电压提供给光接收板，同时对光接收板的采样电路进行控制。主控芯片通过SPI总线与采样芯片通信，通信内容包括主控芯片对开始采样的时间、采样频率、工作模式选择等。

图14为本发明一种血小板聚集功能检测方法的步骤流程图。如图14所示，本发明一种血小板聚集功能检测方法，检测前述血液样品提供装置的检测腔中血液样本，包括如下步骤：

步骤141，通过对血液样品提供装置的各气孔的控制，实现血液自动注入各检测腔。

步骤142,主控模块控制光学检测模块于检测腔一侧发射光源，而于检测腔另一侧采集接收到的光通量，并将接收到的光通量转换成电压信号，对该电压信号进行采样后传送至主控模块；

步骤143，对采样值进行分析建模，反演出血小板在抗凝药物的作用下发生血液聚集的程度。

具体地，步骤141进一步包括如下步骤：

打开第一气孔、第二气孔，关闭第三气孔，在气压的作用下将第一腔室内的血液通过第二管道的通道被压到第二腔室；

于通过第一检测孔检测到第二腔室的血液到达监测位时，控制关闭第一气孔，并打开第三气孔，在气压的作用下将第二腔室内的血液顺着管路分别注入各检测腔；

于通过第二检测孔检测到各检测腔的血液到达监测位时，关闭第二气孔与第三气孔。

较佳地，于各检测腔的血液到达监测位后，步骤141还包括如下步骤：

控制加热装置对各检测腔内的血液进行加热，使各检测腔内的血液符合人体温度环境，较佳地，控制加热温度在36.5到38.5摄氏度之间。

较佳地，于各检测腔内的血液达到设定温度后，步骤141还包括如下步骤：

控制各检测腔外磁力棒开始运动，带动各检测腔内的磁珠运动，完成血液的搅拌功能，使各检测腔内的生物试剂充分溶解于血液中。

较佳地，步骤141中，于血液与生物试剂充分溶解后，打开检测通道上的红外发射二极管，进入步骤142。

具体地，步骤142进一步包括：

控制检测腔一侧的光发射电路进行光源发射；

利用检测腔另一侧的光电池接收光通量，并利用光电池的光电转换特性，将光信号转换成电流信号，并将电流信号转换为电压信号，即，光电转换特性是将光电池表面接收到的光通量转换成了光电流，考虑到本发明中采用的硅光电池输出的是弱电流信号，采样之前需将电流信号转换成电压信号；

对电压信号进行采样，并进行AD(模数)转换后传送至主控模块。

以下将通过一具体实施例来说明本发明一种血小板聚集功能检测方法的具体实现。在本发明的具体实现中，选择嵌入式操作系统作为本发明的系统平台，嵌入式用户界面作为系统界面平台。本发明方法的实现包括三个层次：底层驱动层、嵌入式操作系统中间层、由嵌入式用户界面搭建的用户界面以及用户任务组成的应用层，如图15所示。

其中，底层驱动层包括：光发射驱动、光接受驱动、AD采样驱动、温度控制驱动、泵驱动、阀驱动、RTC驱动、EEPROM驱动、LCD驱动、触摸屏驱动。

中间层由嵌入式操作系统组成，嵌入式操作系统用于系统任务创建和管理。

应用层包括4大模块：用户界面模块、系统设置模块、血液管理模块、数据处理模块。图16所示为本发明应用层的实现流程图。

下面分别介绍应用层的4大模块：

A、用户界面模块：用户界面使用嵌入式用户界面搭建。本发明设计时将所有功能以界面的形式显示给用户。该软件的界面包括：主界面、系统设置界面、病历号输入界面、数据查询界面、样本检测界面。用户界面结构见图17，本发明将界面分为三层。主界面为第一层界面，样本检测确认界面、系统设置界面、病历号输入界面为第二层界面，样本检测界面、时间设置界面、温度设置界面、系统校准界面、病人信息显示界面为第三层界面。三层界面通过各界面回调函数进行切换。

B、系统设置模块：系统设置模块中包括了时间设置、系数校准、温度设置。时间设置主要用来设置系统时间；系数校准用于将4通道采样数据统一化，从而减小硬件误差对样本检测造成的影响；温度设置用于设置血液加热温度，温度可在36.5-38.5摄氏度范围内调节。图18是本发明具体实施例中系统校准任务流程图。

C、血液管理模块：血液管理模块包括自动抽血、加热和自动搅拌。抽血控制模块用于将血液样本自动导入检测容器中，其抽血任务流程图见图19。加热模块用于将血液进行加热。该设计时将抽血模块设计成一个任务进行管理。加热模块由光发射板上的MCU进行控制，为使加热温度保持稳定，温度控制用PID算法进行，PID温度控制算法流程图见图20。血液搅拌模块用于将血液与试剂药均匀混合。

D、数据处理模块：数据处理模块包括数据的采集、处理、存储、历史数据查询。数据处理模块由三个任务管理：数据采集与显示任务、数据处理与存储任务、数据查询任务。

图21所示为本发明具体实施例中数据采集与显示任务流程图。数据采集与显示任务在任务创建以后从存储器中读取4个校准后的比例系数，并将自己挂起。数据采集与显示任务在确认界面的回调函数中被恢复。当任务恢复以后开始对4通道采样，同时将采样计数变量加1，并将4通道采样值解码转换成对应电压值放入4通道相应数组中。判断采样次数是否为10，若为10则用冒泡排序算法分别取出4个数组中前5个最大的数并求出平均值，将平均值乘上比例系数用消息队列发送给数据处理与存储任务，同时将这4个采样值对应到LCD相应的像素点处并清空4个数组和采样计数变量。若判断出采用次数不为10或者检测时间小于5min则挂起50ms。若采集时间超过5min则将自己挂起，结束数据采集。

图22所示为本发明具体实施例中数据处理与存储任务流程图，数据处理与存储任务的运行完全依赖于AD采样和显示任务所发出的消息队列。数据处理与存储任务创建后被放入任务挂起表中，等待AD采样和显示任务发出的消息队列。当数据处理任务接收到消息队列时首先将接收消息队列次数的变量加1，并与上一次接收到的对应值进行比较，保留每个通道的最大值，当标志位为20时，每个通道保留的最大值减去前10s保留的值，从而得到mv/10s的值并存储。数据处理与存储任务运行结束以后释放消息队列并被重新放入任务挂起表中等待下一个消息队列的到来。

图23所示为本发明具体实施例中数据查询任务流程图，数据查询任务用于病人历史数据浏览。和数据处理任务一样，数据查询任务在创建后被放入挂起表中，等待病历号输入界面的回调函数发出的消息队列。当接收到消息队列时，数据查询任务开始运行并从EEPROM中地址为0x00+i的地址中读取数据并进行对比，因EEPROM中最多存储100个病人数据，则最多比较100次。若数据一致则在LCD上显示出病人信息和数据，否则显示没有该病人数据。数据查询任务在执行完所有操作后会释放消息队列并挂起任务。

综上所述，本发明一种血液样品提供装置及其血小板聚集功能检测仪、检测方法，其通过对全血血液中加入特殊材料的凝聚介质，模拟人体温度环境，通过特定波长的光波，采用光学检测的方法定量评估抗凝药物作用下血小板的聚集程度，提供了多通道全血检测系统，可反应不同抗凝药物以及同一种抗凝药物不同剂量的药效，检测速度快，可辅助医生针对不同患者指导用药，本发明可实现全自动化检测，检测迅速且检测结果可靠。

任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种血小板聚集功能检测仪，用于检测血液样品提供装置检测腔中的血液样本，其特征在于，所述血液样品提供装置包括：第一血液腔室、第二血液腔室以及若干检测腔，所述第一血液腔室内具有第一管道与第二管道，所述第一管道在该第一血液腔室内高于所述第二管道，所述第一管道于所述第一血液腔室外部的一端设有第一气孔，所述第一血液腔室通过所述第二管道连接所述第二血液腔室，所述第二血液腔室设有第二气孔，所述第二血液腔室通过管道连接若干检测腔，各检测腔通过管道连接第三气孔，所述血小板聚集功能检测仪包括：

抽血控制模块，设置于所述血液样品提供装置的第一气孔、第二气孔、第三气孔，其连接主控模块；

光学检测模块，由主控模块控制于检测腔一侧发射光源，于检测腔另一侧采集接收到的光通量，并将接收到的光通量转换成电压信号，对该电压信号进行采样后传送至主控模块；

主控模块，对所述抽血控制模块控制以完成对该血液样品提供装置中各气孔的开关状态控制及充气状态控制，从而实现血液自动注入各检测腔，该主控模块对所述光学检测模块的采样值进行分析建模，反演出血小板在抗凝药物的作用下发生血液聚集的程度。

2.如权利要求1所述的一种血小板聚集功能检测仪，其特征在于，所述光学检测模块包括：

光发射电路，连接所述主控模块，由该主控模块控制光源的发射；

光接收与电流-电压变换电路，利用光电池接收光通量，并利用光电池的光电转换特性，将光信号转换成电流信号，并将电流信号转换为电压信号；

信号采样电路，对所述光接收与电流-电压变换电路输出的电压信号进行采样，并进行模数转换后传送至主控模块。

3.如权利要求2所述的一种血小板聚集功能检测仪，其特征在于：所述光接收与电流-电压变换电路还包括用于检测血液是否到位的光电二极管，分别对应血液样品提供装置的第一检测孔和第二检测孔。

4.如权利要求2所述的一种血小板聚集功能检测仪，其特征在于：所述血小板聚集功能检测仪还包括加热控制模块，所述加热控制模块连接所述血液样品提供装置的加热装置与所述主控模块，以在所述主控模块的控制下，控制加热装置对检测腔内的血液加热，模拟人体温度环境。

5.如权利要求4所述的一种血小板聚集功能检测仪，其特征在于，所述加热控制模块包括加热电路、温度检测和放大电路以及温度控制MCU，所述温度控制MCU控制所述加热电路开始对检测腔内的血液进行加热，所述温度检测和放大电路对血液温度进行检测，并将采集的温度放大后传送至所述温度控制MCU，由所述温度控制MCU控制所述加热电路的有效加热时间，从而使血液温度保持在人体温度环境。

6.如权利要求4所述的一种血小板聚集功能检测仪，其特征在于：所述血小板聚集功能检测仪还包括血液搅拌控制模块，所述血液搅拌控制模块由主控模块控制，以于检测腔内的血液达到设定温度后，控制检测腔外磁力棒开始运动，带动检测腔内的磁珠运动，完成血液与所测试药物的搅拌功能。

7.一种血小板聚集功能检测方法，用于检测血液样品提供装置检测腔中的血液样本，其特征在于，所述血液样品提供装置包括：第一血液腔室、第二血液腔室以及若干检测腔，所述第一血液腔室内具有第一管道与第二管道，所述第一管道在该第一血液腔室内高于所述第二管道，所述第一管道于所述第一血液腔室外部的一端设有第一气孔，所述第一血液腔室通过所述第二管道连接所述第二血液腔室，所述第二血液腔室设有第二气孔，所述第二血液腔室通过管道连接若干检测腔，各检测腔通过管道连接第三气孔，所述血小板聚集功能检测方法包括如下步骤：

步骤一，通过对血液样品提供装置的各气孔的控制，实现血液自动注入各检测腔；

步骤二，主控模块控制光学检测模块于检测腔一侧发射光源，而于检测腔另一侧采集接收到的光通量，并将接收到的光通量转换成电压信号，对该电压信号进行采样后传送至该主控模块；

步骤三，对采样值进行分析建模，反演出血小板在抗凝药物的作用下发生血液聚集的程度。

8.如权利要求7所述的一种血小板聚集功能检测方法，其特征在于，步骤一进一步包括：

打开所述血液样本提供装置的第一气孔、第二气孔，关闭第三气孔，在气压的作用下将第一腔室内的血液通过第二管道的通道被压到第二腔室；

于通过第一检测孔检测到第二腔室的血液到达监测位时，控制关闭第一气孔，并打开第三气孔，在气压的作用下将第二腔室内的血液顺着管路分别注入各检测腔；

于通过第二检测孔检测到各检测腔的血液到达监测位时，关闭第二气孔与第三气孔。

9.如权利要求8所述的一种血小板聚集功能检测方法，其特征在于：于各检测腔的血液到达监测位后，步骤一还包括控制加热装置对各检测腔内的血液进行加热，使各检测腔内的血液符合人体温度环境的步骤。

10.如权利要求9所述的一种血小板聚集功能检测方法，其特征在于：于各检测腔内的血液达到设定温度后，步骤一还包括控制各检测腔外磁力棒开始运动，带动各检测腔内的磁珠运动，完成血液的搅拌功能，使各检测腔内的生物试剂充分溶解于血液中的步骤。