CN108201443B - 一种激光采血仪 - Google Patents

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Abstract

一种激光采血仪，包括壳体、设置在该壳体内的电源电路和激光控制电路，所述激光控制电路包括控制单元、与所述控制单元连接的阻抗检测电路、与所述控制单元连接的激光触发电路、与所述阻抗检测电路连接的检测电极以及与所述激光触发电路连接的激光头，所述激光头和检测电极设置于所述壳体外表面；所述阻抗检测电路通过所述检测电极检测待采血者的人体阻抗特征值，所述控制单元根据所述人体阻抗特征值控制所述激光触发电路触发所述激光头发射相应强度等级的激光，如此，根据不同人的皮肤特点，准确自动设定激光强度等级，避免了采血过程中过高的激光强度会造成的过度损伤，过低的激光强度会采血失败的问题。

Description

一种激光采血仪
技术领域
本发明涉及医疗器械，特别是涉及一种激光采血仪。
背景技术
作为医学临床检验，采集血液作为化验样品最常见的方式，是用一次性采血针快速刺入指尖部位，此法虽很简单，却存在着很多不足：一是它不规则地将皮肤组织撕裂开，二是与操作者的操作熟练程度关系密切，被采血者常常痛感非常强烈，特别是婴幼儿，时常哭闹，影响操作，而且通常导致表皮渗出大量的组织液、细胞外液等杂质，掺入血样后影响检测结果，还伴随皮肤表面出现局部水肿。因此，部分医院在病房采血已采用复杂和高成本的静脉血替代。但末梢血对病灶反映的灵敏度及取血方法的方便性是其它方法无法替代的，因此，末梢血的采集方式成为现代医学研究的主要课题。
随着科学技术的进步，对末梢血采用激光采血仪采集的方式已逐步推广使用，其工作原理是：仪器中的激光发射器发出一束单脉冲的激光束，细微的光束打在被采血者手指的滑囊处，在很短的时间内使皮肤组织溶解、挥发，出现一个小孔，而打孔后的残留物呈现出等离子状态并吸附在激光束镜头片的表面，去除第一滴血后，用毛细管吸取足够检测的血样。
而打孔后的残留物呈现出等离子状态并吸附在镜头片的表面，在二次使用的过程中容易产生血液交叉感染的医疗卫生安全问题。另外，目前的激光采血仪的激光强度是默认，使用过程中，对于皮肤柔弱的人群，默认的激光强度可能过高，会造成的过度损伤的伤害；而对于皮肤粗糙的人群，默认的激光强度可能过低，会出现采血失败的情况。
发明内容
本发明目的在于提供一种自动设置合理激光强度等级的激光采血仪，旨在解决目前的激光采血仪默认的激光强度会造成的过度损伤或采血失败的问题。
本发明提供了一种激光采血仪，包括壳体、设置在该壳体内的电源电路和激光控制电路，所述激光控制电路包括控制单元、与所述控制单元连接的阻抗检测电路、与所述控制单元连接的激光触发电路、与所述阻抗检测电路连接的检测电极以及与所述激光触发电路连接的激光头，所述激光头和检测电极设置于所述壳体外表面；
所述阻抗检测电路通过所述检测电极检测待采血者的人体阻抗特征值，所述控制单元根据所述人体阻抗特征值控制所述激光触发电路触发所述激光头发射相应强度等级的激光。
上述的激光采血仪通过所述检测电极检测待采血者的人体阻抗特征值，根据所述人体阻抗特征值发射相应强度等级的激光以待完成采血过程，如此，根据不同人的皮肤特点，准确自动设定激光强度等级，避免了采血过程中过高的激光强度会造成的过度损伤，过低的激光强度会采血失败的问题。
附图说明
图1为本发明较佳实施例中激光采血仪的电路结构示意图；
图2为本发明较佳实施例中激光采血仪的主视结构示意图
图3为图2所示激光采血仪的开盖状态结构示意图；
图4为图2所示激光采血仪的采血状态结构示意图；
图5为图2所示激光采血仪的爆炸图；
图6A和6B分别为为本发明较佳实施例中激光采血仪的采血帽的下表面和上表面结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1至图5，本发明较佳实施例中激光采血仪包括壳体10，设置在该壳体10内的电源电路11和激光控制电路12，设置在该壳体10表面的蜂鸣器13、操作按钮14以及显示屏15。
激光控制电路12包括控制单元121、与所述控制单元121连接的阻抗检测电路122、与所述控制单元121连接的激光触发电路123、与所述阻抗检测电路122连接的检测电极124以及与所述激光触发电路123连接的激光头125，所述激光头125和检测电极124设置于所述壳体10外表面；所述阻抗检测电路122通过所述检测电极124检测待采血者的人体阻抗特征值，并将该人体阻抗特征值输入到所述控制单元121，所述控制单元121根据所述人体阻抗特征值控制所述激光触发电路123触发所述激光头125发射相应强度等级的激光。
人体是由细胞组成的，细胞的阻抗可以等效为由电阻、电感和电容组成的等效生物阻抗，该阻抗值的大小可以反映人体的皮肤特性，如油性、水分等。本实施例中，阻抗检测电路122接收是所述控制单元121的控制信号在所述检测电极124上施加电压信号，测得检测电流后，根据所述电压信号和所述检测电流得到阻抗信号，并对所述阻抗信号进行变换得到人体阻抗特征值并存储。检测电极124在待采血者的皮肤上施加的电压信号为交流信号U，测得输入电流I，则阻抗信号就是Z＝U/I，Z为交流阻抗，其有效值反映生物阻抗的大小。控制单元121的控制信号是驱动阻抗检测电路124工作的频率信号。
本实施例中，阻抗检测电路122内部含有DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)内核和寄存器，以DSP内核对所述阻抗信号执行DFT(Discrete FourierTransform，离散傅里叶变换)处理得到所述人体阻抗特征值并存储在所述寄存器中。具体地，DFT算法在相应的扫描频率点上返回一个实部数字R，和一个虚部数字I，分别以二进制补码形式存储在两个16位寄存器中。经过校准后，可以容易得出各扫描频率点的阻抗幅值和相对相位。
如图1所示，人的手指接触检测电极124后，阻抗检测电路122检测出人体阻抗特征值，控制单元121通过I2C(Inter－Integrated Circuit，两线式串行总线)接口读取阻抗检测电路122中的寄存器数据。控制单元121通过读取的人体阻抗特征值，根据该特征值的大小，设置对应的激光发生强度等级。进一步地控制单元121对实部数字R和虚部数字I进行运行，求实部数字R和虚部数字I的平方和的平方根。
本实施例中，控制单元121可以为单片机或ARM芯片等。电源电路11包括充电接口，如USB接口；以及充电管理电路，可以使用现有的电池管理芯片；以及可充电电池。
激光触发电路123包括放电线圈1231、存储电容1232和升压模块1233。放电线圈1231连接在所述控制单元121与所述激光头125之间，控制单元121根据所述人体阻抗特征值控制所述放电线圈1231的放电电压；存储电容1232与所述激光头125连接，为所述激光头125供电；升压模块1233与所述控制单元121、电源电路11和存储电容1232连接，控制单元121控制所述电源电路11和升压模块1233为所述存储电容1232充电。升压模块1233可以为DC-DC的升压控制芯片。
控制单元121设置对应的激光发生强度等级后，控制升压模块1233对充电电池进行升压输出对存储电容1232进行充电，存储电容1232充满电荷后，控制单元121控制蜂鸣器13发出提示音，提示充电完成。其后，控制单元121触发放电线圈1231，放电线圈1231对激光头125进行触发放电，发射对应的强度等级的激光，以待完成采血过程。
进一步地，操作按钮14可以用于手动设定激光强度等级，操作按钮14包括“+”、“START”“-”等键位，用于设置待发射的激光强度等级，及确定发射功能。显示屏15用于显示人机界面。
在优选的实施方式中，请参阅图4、图5、图6A和图6B，激光采血仪还包括一次性的采血帽20。所述采血帽20包括具有透光孔21的插接件22和设置在所述透光孔21上的透光滤膜23，壳体10一侧表面开设有一供所述插接件22插入的插槽101，所述激光头125设置在所述插槽101的底面，所述插接件22插接于所述插槽101时，所述激光头125与所述透光孔21对齐。本实施例中，插槽101为倒“T”型槽。壳体10包括相互配合形成空腔的两个盖体102、103，激光头125设置在其中一个盖体的一端。本实施例中，其中一个为前盖102，另一个为后盖103，前盖102和后盖103通过螺钉40紧固。上述的显示屏15和操作按钮14设置在前盖102上。插槽101和激光头125设置在后盖103的端部。在其他实施方式中，插槽101和激光头125也可以设置在后盖103的其他位置或前盖102的其他位置，在此不作赘述。
激光采血仪在使用时，在激光头125处安置采血帽20。采血时，激光头125发出一束波长为2940nm的单脉冲的激光，细微的光束作用在采血者手指滑囊处，其瞬间温度可达1000℃，在很短的时间内使组织溶解挥发，出现一个小孔，可以获取足够的供检查的血样。打孔后的人体组织残留物呈现气态等离子状态，如果没有采血帽20，残留物会残留在激光头125上，污染激光头125，影响光路，使激光头125能量降低，同时还有污染其他采血者的风险。所以，使用一次性采血帽20有利于保护激光头125，吸附残留组织，防止血液感染。
在进一步的实施方式中，为方便检测采血者的人体阻抗特征值，还在插接件22上设置裸露于表面可被采血者的手指触碰的外电极24。此时，检测电极124布置在所述插槽101的表面，所述插接件22插接于所述插槽101时，所述检测电极124与所述外电极24电性连接。使得采血者的手指在待激光束作用的同时，检测其人体阻抗特征值。另外，在采血帽20上设置与采血者的手指直接接触外电极24，对比将检测电极124设置在插槽101之外与采血者的手指直接接触，而不能置换的情况，好处在于避免人体组织残留物会残留在检测电极124，解决了检测电极124带来的医疗卫生安全问题，防止血液交叉感染染。当然，在其他实施方式中，检测电极124可以设置在远离激光头125的位置以防止被污染，如后盖103的另一端，或前盖102上。
在一个实施方式中，请参阅图3、图5、图6A和图6B，检测电极124布置在所述插槽101的底面，所述外电极24为穿透于所述插接件22上下表面22A、22B的电极插针。在其他实施方式中，检测电极124布置在插槽101的侧边，外电极24可以是镶嵌在插接件22上表面22A延伸到边缘可以与检测电极124电接触的电极片。本实施例中，检测电极124和外电极24点采用模内注塑的方式分别设置在壳体10和插接件22上。
在进一步的实施方式中，请参阅图2、3、4和图5，激光采血仪还包括与所述壳体10滑动连接的保护滑盖30，所述保护滑盖30能够滑动盖合于所述壳体10设置所述插槽101的一侧外表面，本实施例中为后盖103的端部。保护滑盖30用于保护设置在插槽101的激光头125，以及防止激光发射误伤以及被污染或损坏，产品具有闭合保护功能，滑盖闭合后，激光头125无法触发发射，安全防护。
具体地，保护滑盖30包括盖合部31和与该盖合部31连接的连接部32，壳体10外表面开设有与所述连接部32滑动连接的滑轨104，所述盖合部31与所述壳体10设有所述插槽101的一侧外表面相对。如上述，壳体10包括相互配合形成空腔的两个盖体(前盖102和后盖103)，其中一个所述盖体(本实施例中为后盖103)的边框部分凹陷，与另一个所述盖体(前盖102)的边框形成与所述保护滑盖30的连接部32滑动连接的所述滑轨104。滑轨104由前盖102和后盖103盖合后形成，如此设置，方便保护滑盖30的拆装；同时，设置保护滑盖30与壳体10滑动连接一是方便使用，另一个是防止滑盖丢失。在其他实施方式中，可以在前盖102的边框设置部分凹陷以与后盖103的边框形成滑轨104；或者在在其他位置设置独立的滑轨104。
特别地，激光头125固定于所述其中一个所述盖体(本实施例中为后盖103)的端部，该端部开设有用于容置所述保护滑盖30的盖合部31的凹槽105，所述凹槽105环绕所述插槽101，即插槽101开设在凹槽105的底面之内。本实施例中，该凹槽105延伸到了前盖102对应的端部。在其他实施方式中，设置激光头125可以设置凸起，盖合部31可以设置成内凹的罩体以将凸起收容盖合。设置有激光头125的端部与盖合部31的形状相互匹配，为了对激光头进行防尘防水。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种激光采血仪，包括壳体、设置在该壳体内的电源电路和激光控制电路，其特征在于，所述激光控制电路包括控制单元、与所述控制单元连接的阻抗检测电路、与所述控制单元连接的激光触发电路、与所述阻抗检测电路连接的检测电极以及与所述激光触发电路连接的激光头，所述激光头和检测电极设置于所述壳体外表面；
所述阻抗检测电路通过所述检测电极检测待采血者的人体阻抗特征值，所述控制单元根据所述人体阻抗特征值控制所述激光触发电路触发所述激光头发射相应强度等级的激光；
所述阻抗检测电路在所述检测电极上施加电压信号，测得检测电流后，根据所述电压信号和所述检测电流得到阻抗信号，并对所述阻抗信号进行变换得到人体阻抗特征值并存储；
所述阻抗检测电路包括DSP内核和寄存器，所述DSP内核对所述阻抗信号进行DFT变换得到所述人体阻抗特征值并存储在所述寄存器中；
控制单元通过读取的人体阻抗特征值，根据该特征值的大小，设置对应的激光发生强度等级，控制单元对实部数字R和虚部数字I进行运行，求实部数字R和虚部数字I的平方和的平方根；
所述壳体一侧表面开设有一插槽，所述激光采血仪还包括与所述壳体滑动连接的保护滑盖，所述保护滑盖能够滑动盖合于所述壳体设置所述插槽的一侧外表面，所述保护滑盖包括盖合部和与该盖合部连接的连接部，所述壳体外表面开设有与所述连接部滑动连接的滑轨，所述盖合部与所述壳体设有所述插槽的一侧外表面相对，所述激光头固定于盖体的端部，该端部开设有用于容置所述保护滑盖的盖合部的凹槽，所述凹槽环绕所述插槽。
2.如权利要求1所述的激光采血仪，其特征在于，还包括采血帽，所述采血帽包括具有透光孔的插接件和设置在所述透光孔上的透光滤膜，所述插接件插入所述插槽，所述激光头设置在所述插槽的底面，所述插接件插接于所述插槽时，所述激光头与所述透光孔对齐。
3.如权利要求2所述的激光采血仪，其特征在于，所述插接件上具有裸露于表面的外电极，所述检测电极布置在所述插槽的表面，所述插接件插接于所述插槽时，所述检测电极与所述外电极电性连接。
4.如权利要求3所述的激光采血仪，其特征在于，所述检测电极布置在所述插槽的底面，所述外电极为穿透于所述插接件上下表面的电极插针。
5.如权利要求1所述的激光采血仪，其特征在于，所述激光触发电路包括：
放电线圈，其连接在所述控制单元与所述激光头之间，所述控制单元根据所述人体阻抗特征值控制所述放电线圈的放电电压；
存储电容，其与所述激光头连接，为所述激光头供电；
升压模块，其与所述控制单元、电源电路和存储电容连接，所述控制单元控制所述电源电路和升压模块为所述存储电容充电。
6.如权利要求1所述的激光采血仪，其特征在于，还包括设置在所述壳体外表面用于设定激光强度等级的操作按钮。
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