CN109238965A - 一种干化学血细胞成分分析光学系统 - Google Patents

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李抄
陈锋
杜耀华
程智
吕蒙
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    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging

Abstract

本发明公开了一种干化学血细胞成分分析光学系统。该光学系统包括：被测毛细样本管、第一检测通道以及第二检测通道；第一检测通道内的匀光板置于红光LED阵列和被测毛细样本管之间，被测毛细样本管的透射光信号经由半透半反射镜反射后进入第一成像镜头，并在第一面阵相机中聚焦成像，获得透射光信号；第二检测通道内的激发光源倾斜角度阈值通过滤光片对被测毛细样本管内白细胞区域以及血小板层区域进行照明；被测毛细样本管发出荧光经由半透半反射镜透射后进入第二成像镜头，并在第二面阵相机中聚焦成像，获得荧光信号；根据所述透射光信号以及所述荧光信号确定干化学血细胞成分。本发明所提供的光学系统能够提高干化学血细胞成分分析的工作效率。

Description

一种干化学血细胞成分分析光学系统
技术领域
本发明涉及医疗领域，特别是涉及一种干化学血细胞成分分析光学系统。
背景技术
全血分析是医生对患者病情进行诊断和分析的重要环节，直接指导着后续医疗行为的开展，血细胞分析仪就是专门针对全血进行分析的仪器。当前临床使用的各类型血细胞分析仪主要基于两类方法：湿式分析技术和干式分析技术。前者根据不同种类血细胞在物理和生化性质方面的差异，基于流式细胞术在不同流路或光路，采用细胞染色、光散射、电阻抗等方式进行细胞种类判别和计数，基于此方法的分析仪器计数成熟，结果准确，广泛应用于各大医院及实验室，但此类仪器体积庞大，内部结构复杂，对流路和光路精密度要求较高，在检测的同时需要血液、鞘液和稀释液等液体试剂相配合，试剂耗材消耗量较大，且需要定期进行保养维护，抗震性能较差，检测成本较高不适合在野战和灾害医学救援等特殊情况下使用，这就需要一种特殊的技术来满足这种要求，基于干式离心分层术的血液细胞分析仪应运而生。后者主要采用细胞染色和离心分层技术对全血进行预处理，获取分层后血样毛细管，继而通过采集透射光信号获取血样体积及红细胞层厚，通过荧光信号获取白细胞组分(粒细胞层、淋巴及单核细胞层、血小板层)厚度，最后将厚度信息转化为单位体积血液内组分含量，实现全血分析，该方法不存在对流路的要求，仪器结构简单，抗震性好，且无需定期保养。当前市场上基于干式技术的分析仪器主要采用逐行扫描配合光电二极管成像，或采用分段扫描配合单色线阵电荷耦合器件(CCD，Charge Coupled Device)进行信号采集，其所附加的机械驱动装置，滤光片及切换装置是抗震性能提升的瓶颈；而且机械驱动式扫描大大延长了检测分析时间，在进行大批量血液样本分析时充分暴雾了其工作效率较低的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种干化学血细胞成分分析光学系统，以解决抗震性能无法提升，且针对大批量血液样本分析时工作效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种干化学血细胞成分分析光学系统，包括：被测毛细样本管、第一检测通道以及第二检测通道；
所述第一检测通道包括红光LED阵列、匀光板、半透半反射镜、第一成像镜头以及第一面阵相机；所述匀光板置于所述红光LED阵列和所述被测毛细样本管之间，所述被测毛细样本管的透射光信号经由所述半透半反射镜反射后进入所述第一成像镜头，并在所述第一面阵相机中聚焦成像，获得透射光信号；
所述第二检测通道包括激发光源、滤光片、所述半透半反射镜、第二成像镜头以及第二面阵相机；所述激发光源倾斜角度阈值通过所述滤光片对所述被测毛细样本管内白细胞区域以及血小板层区域进行照明；所述被测毛细样本管发出荧光经由所述半透半反射镜透射后进入所述第二成像镜头，并在所述第二面阵相机中聚焦成像，获得荧光信号；
根据所述透射光信号以及所述荧光信号确定干化学血细胞成分。
可选的，所述红光LED阵列包括多个贴片LED灯；
所述贴片LED灯的数量大于4；所述红光LED阵列的长度大于55mm。
可选的，红光LED阵列、匀光板以及所述被测毛细样本管相互平行；
所述匀光板的长度大于所述红光LED阵列的长度；
所述被测毛细样本管与所述半透半反射镜的角度为135度。
可选的，所述第一成像镜头以及第一面阵相机的中心光路与所述被测毛细样本管平行。
可选的，第二成像镜头以及第二面阵相机的中心光路与所述被测毛细样本管垂直。
可选的，所述激发光源为蓝光光源；波长范围为450-490nm；所述激发光源的出射光为平行光；所述平行光的光束直径大于8mm。
可选的，所述激发光源照射所述被测毛细样本管的光源辐照区覆盖所述被测毛细样本管的长度大于10mm。
可选的，所述第一面阵相机的宽度方向分辨率大于2500像素，所述第一面阵相机的视场宽度大于50mm。
可选的，所述第二面阵相机的宽度方向分辨率大于2500像素，所述第二面阵相机的视场宽大于10mm，且小于20mm。
可选的，所述滤光片的中心波长为470nm，带宽30nm的带通滤光片。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提出了一种干化学血细胞成分分析光学系统，第一检测通道和第二检测通道利用半透半反射镜进行整合，通过第一检测通道获取透射光信号，通过第二检测通道获取荧光信号，根据透射光信号以及荧光信号确定干化学血细胞成本，本发明所提供的光学系统自身无任何机械运动机构，大大提升了抗震性能；且采用面阵相机，单次成像可获得一定截面内的信息，检测速度快，准确性更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的干化学血细胞成分分析光学系统结构图；
图2为本发明所提供的被测毛细样本管的被测样本信号图；图2(a)为本发明所提供的透射光信号图，图2(b)为本发明所提供的荧光信号图。
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做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。
本发明的目的是提供一种干化学血细胞成分分析光学系统，能够提升抗震性能，提高工作效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明所提供的干化学血细胞成分分析光学系统结构图，如图1所示，第一检测通道由红光LED阵列1、匀光板2、半透半反射镜6、镜头4和第一面阵相机5构成，红光LED阵列1由5个以上贴片LED组成，距离匀光分布，总长度大于55mm；匀光板2置于红光LED阵列1和被测被测毛细样本管3之间，匀光板长度大于LED阵列1的长度；所述被测毛细样本管3与所述半透半反射镜6的角度为135度，被测毛细样本管3的透射光信号经由半透半反射镜6反射后进入成像镜头4中，将被测毛细样本管3成像到第一面阵相机5中，第一面阵相机5宽度方向分辨率大于2500像素，第一面阵相机5成像的视场宽度约55mm，可覆盖被测毛细样本管3被检测长度。
第二检测通道由激发光源9、滤光片10、成像镜头7和第二面阵相机8组成。激发光源9为蓝光光源，波长450-490nm，出射光为平行光，光束直径大于8mm；激发光源9对被测毛细样本管3倾斜照明，正对照明白细胞和血小板层区域，光源辐照区覆盖被测毛细样本管3长度大于10mm；激发光源9的出射光总功率大于20mw；滤光片10为中心波长470nm带宽30nm的带通滤光片，置于照明光源9前，中心与照明光中心重合；毛细样本管发出荧光经由半透半反射镜6透射后进入成像镜头7，在第二面阵相机8中聚焦成像，第二面阵相机8宽度方向分辨率大于2500像素，对应的成像视场宽度约10mm；第一面阵相机5和第二面阵相机8均为彩色相机，可直接对红色透射光和绿色、橙色荧光进行分辨成像。
如图2(a)所示，样本检测时，点亮红光LED阵列1，通过第一面阵相机5采集被测毛细样本管3的全范围透射光信号；如图2(b)所示，关闭红光LED阵列1，点亮蓝光光源9，通过第二面阵相机8采集被测毛细样本管3的局部荧光信号，综合透射光信号和荧光信号计算血液成分分析。
本发明以毛细样本管为检测对象，毛细管内血样全长约50mm，由于局部白细胞和血细胞层厚度仅0.05-0.5mm，因此采用双通道面阵彩色相机成像方案。
第一检测通道为透射光成像，以红光LED阵列为照明光源，并经过匀光板匀光后对毛细样本管形成背照明；针对透射光成像，采用大视场镜头成像，成像视场宽度约55mm，大于毛细管内血样总长度，成像的物方分辨率优于25um。
第二检测通道为荧光成像，以蓝光光源对经荧光染色的白细胞和血小板层进行荧光激发，并采用高分辨率镜头成像，成像视场宽度约10mm，不仅能完全覆盖白细胞和血小板分层区域，且能覆盖由于不同血样成分不同所导致的白细胞和血小板分层区整体位置的偏移，成像的物方分辨率优于5um。白细胞和血小板层荧光为绿色和橙色，采用面阵相机成像，可直接区分不同颜色的细胞层，无需附加其它滤光片。
第一检测通道和第二检测通道利用半透半反射镜进行整合，光学系统自身无任何机械运动机构，能够提升抗震性能；且采用面阵相机，单次成像可获得一定截面内的信息，检测速度快，准确性更好。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种干化学血细胞成分分析光学系统，其特征在于，包括：被测毛细样本管、第一检测通道以及第二检测通道；
所述第一检测通道包括红光LED阵列、匀光板、半透半反射镜、第一成像镜头以及第一面阵相机；所述匀光板置于所述红光LED阵列和所述被测毛细样本管之间，所述被测毛细样本管的透射光信号经由所述半透半反射镜反射后进入所述第一成像镜头，并在所述第一面阵相机中聚焦成像，获得透射光信号；
所述第二检测通道包括激发光源、滤光片、所述半透半反射镜、第二成像镜头以及第二面阵相机；所述激发光源倾斜角度阈值通过所述滤光片对所述被测毛细样本管内白细胞区域以及血小板层区域进行照明；所述被测毛细样本管发出荧光经由所述半透半反射镜透射后进入所述第二成像镜头，并在所述第二面阵相机中聚焦成像，获得荧光信号；
根据所述透射光信号以及所述荧光信号确定干化学血细胞成分。
2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述红光LED阵列包括多个贴片LED灯；
所述贴片LED灯的数量大于4；所述红光LED阵列的长度大于55mm。
3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述红光LED阵列、所述匀光板以及所述被测毛细样本管相互平行；
所述匀光板的长度大于所述红光LED阵列的长度；
所述被测毛细样本管与所述半透半反射镜的角度为135度。
4.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述第一成像镜头以及所述第一面阵相机的中心光路与所述被测毛细样本管平行。
5.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述第二成像镜头以及所述第二面阵相机的中心光路与所述被测毛细样本管垂直。
6.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述激发光源为蓝光光源；波长范围为450-490nm；所述激发光源的出射光为平行光；所述平行光的光束直径大于8mm。
7.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述激发光源照射所述被测毛细样本管的光源辐照区覆盖所述被测毛细样本管的长度大于10mm。
8.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一面阵相机的宽度方向分辨率大于2500像素，所述第一面阵相机的视场宽度大于50mm。
9.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第二面阵相机的宽度方向分辨率大于2500像素，所述第二面阵相机的视场宽度大于10mm，且小于20mm。
10.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述滤光片的中心波长为470nm，带宽30nm的带通滤光片。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI830022B (zh) * 2021-05-07 2024-01-21 由田新技股份有限公司 螢光影像檢測系統

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040067482A1 (en) * 2000-11-22 2004-04-08 Kenji Yasuda Apparatus for microscopic observation of long-term culture of single cell
CN201935855U (zh) * 2011-01-07 2011-08-17 深圳市美思康电子有限公司 双能激光系统
JP2011186182A (ja) * 2010-03-09 2011-09-22 Claro Inc 顕微鏡装置
CN103926237A (zh) * 2014-04-16 2014-07-16 爱威科技股份有限公司 一种干化学检测装置
CN104535572A (zh) * 2015-01-06 2015-04-22 江苏大学 基于光散射与相位成像下的血细胞联合检测系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040067482A1 (en) * 2000-11-22 2004-04-08 Kenji Yasuda Apparatus for microscopic observation of long-term culture of single cell
JP2011186182A (ja) * 2010-03-09 2011-09-22 Claro Inc 顕微鏡装置
CN201935855U (zh) * 2011-01-07 2011-08-17 深圳市美思康电子有限公司 双能激光系统
CN103926237A (zh) * 2014-04-16 2014-07-16 爱威科技股份有限公司 一种干化学检测装置
CN104535572A (zh) * 2015-01-06 2015-04-22 江苏大学 基于光散射与相位成像下的血细胞联合检测系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
段浩: ""基于离心分层和细胞染色技术干式全血分析系统的构建与优化"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI830022B (zh) * 2021-05-07 2024-01-21 由田新技股份有限公司 螢光影像檢測系統

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