CN110609076A - 一种基于i2c通信的多项血指标检测方法 - Google Patents

一种基于i2c通信的多项血指标检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种基于I2C通信的多项血指标检测方法，包括以下步骤：系统启动、初始参数设置、系统识别试纸类型与校正、系统读取试纸对应测量参数、开始测量、测量结束，本方法实现了在同一测量设备或同一测量系统下，仅使用一个接口可以完成对多种不同种类的电化学试纸进行识别，测量，同时具备红细胞压积校正功能和I2C通信功能，解决了现有电化学试纸识别测量的功能单一性与测量结果不准确的问题。

Description

一种基于I2C通信的多项血指标检测方法
技术领域
本发明涉及一种基于I2C通信的多项血指标检测方法。
背景技术
电化学检测器是测量物质的电信号变化，电化学检测器是测量物质的电信号变化，对具有氧化还原性质的化合物，如含硝基、氨基等有机化合物及无机阴、阳离子等物质可采用电化学检测器。包括极谱、库仑、安培和电导检测器等。前三种统称为伏安检测器，用于具有氧化还原性质的化合物的检测，电导检测器主要用于离子检测。其工作原理是:在两电极之间施加一恒定电位，当电活性组分经过电极表面时发生氧化还原反应(电极反应)，电量(Q)的大小符合法拉第定律。
现有市面上常见家用便携式电化学检测仪器，普遍只具备单一测量功能，例如只能检测血糖、血脂、尿酸、血酮等单一指标，进行多种指标检测时往往需要购买不同的检测设备，搭配对应的试纸才能检测，造成了多项指标检测需要多台检测仪器，过程繁琐、成本较高；电极反应产生的电量大小容易受到血液里红细胞压积影响，因而会影响检测结果的准确性且市售主流便携式电化学检测仪器，校正卡多为单独的通信接口。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于I2C通信的多项血指标检测方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种基于I2C通信的多项血指标检测方法，包括以下步骤：
S1、系统启动；
S2、初始参数设置；
S3、系统识别试纸类型与校正；
S4、系统读取试纸对应测量参数；
S5、开始测量；
S6、测量结束。
所述步骤S1中将试纸插入试纸连接器插槽前，系统处于低功耗待机状态，将试纸或校正卡插入试纸连接器插槽后，试纸基板电极或校正卡电极将试纸连接器6号针脚和试纸连接器1号针脚短接，系统检测到试纸连接器6号针脚后被拉至低电平。
所述步骤S2中初始参数设置是针脚电平设置，其中：试纸连接器2号针脚、试纸连接器3号针脚、试纸连接器5号针脚电平均为1，试纸连接器4号针脚电平为0。
所述步骤S3中系统识别试纸类型时用试纸连接器2号针脚至试纸连接器5号针脚作为普通I/O接口，系统识别试纸类型方法与校正方法如下：
S3.1、试纸基板电极短路试纸连接器2号针脚和试纸连接器4号针脚，试纸连接器2号针脚高电平会被试纸连接器4号针脚的低电平拉低，此时检测试纸连接器2针脚～5针脚的电平，如果试纸连接器2号针脚电平为0，试纸连接器3号针脚电平为1，试纸连接器4号针脚电平为0，试纸连接器5号针脚电平为1，则系统识别到此时试纸为总胆固醇试纸；
S3.2、试纸基板电极短路试纸连接器3号针脚和试纸连接器4号针脚，试纸连接器3号针脚高电平会被试纸连接器4号针脚的低电平拉低，此时检测试纸连接器2针脚～5针脚的电平，如果试纸连接器2号针脚电平为1，试纸连接器3号针脚电平为0，试纸连接器4号针脚电平为0，试纸连接器5号针脚电平为1，则系统识别到此时试纸为血糖试纸；
S3.3、试纸基板电极短路试纸连接器4号针脚和试纸连接器5号针脚，试纸连接器5号针脚高电平会被试纸连接器4号针脚的低电平拉低，此时检测试纸连接器2针脚～5针脚的电平，如果试纸连接器2号针脚电平为1，试纸连接器3号针脚电平为1，试纸连接器4号针脚电平为0，试纸连接器5号针脚电平为0，则系统识别到此时试纸为血酮试纸；
S3.4、当系统判断试纸连接器不属于S4.1、S4.2、S4.3所述类型时，此时调整针脚电平设置，试纸连接器2号针脚电平为1，试纸连接器3号针脚电平为0，试纸连接器4号针脚电平为1，试纸连接器5号针脚电平为1；
S3.5、试纸基板电极短路试纸连接器2号针脚和试纸连接器3号针脚，试纸连接器2号针脚高电平会被试纸连接器3号针脚的低电平拉低，此时检测试纸连接器2针脚～5针脚的电平，如果试纸连接器2号针脚电平为0，试纸连接器3号针脚电平为0，试纸连接器4号针脚电平为1，试纸连接器5号针脚电平为1，则系统识别到此时试纸为尿酸试纸；
S3.6、当系统识别到插入试纸连接器口的试纸不符合S4.1～S4.5所述情况时，则开启校正卡识别，校正卡识别步骤为：
S3.6.1、校正卡插入试纸连接器后，校正卡的1至6号引脚对应连接试纸连接器的1至6号针脚，校正卡将试纸连接器1号针脚和试纸连接器6针脚短接在一起，唤醒系统；
S3.6.2、试纸连接器2号针脚设置电平为1，试纸连接器5号针脚设置电平为0，试纸连接器2号针脚与试纸连接器5号针脚组成电源为校正卡内芯片供电；试纸连接器3号针脚为SCL，试纸连接器4号针脚为SDA，试纸连接器3号针脚与试纸连接器4号针脚作为模拟I2C通信端口，先发送识别码，正确识别后进行校正数据传输，否则系统报错；数据传输完成后，拔出校正卡，试纸连接器1号针脚和试纸连接器6号针脚不再由校正卡上电极短接在一起，试纸连接器6号针脚由低电平变回高电平，系统随即进入低功耗休眠状态进行待机。
所述步骤S4过程中，系统调取储存器中当前插入试纸连接器所对应的设置参数，包括当前试纸连接器的加压电压、加压时间。
所述步骤包括以下分步骤：
S5.1、滴血触发；
S5.2、阻抗测量；
S5.3、电流测量；
S5.4、结果显示；
系统根据试纸连接器类型调节5号针脚输出电压至当前类型试纸连接器所需加压的电压值和加压时长，待被检测血液滴入试纸连接器反应腔体后，系统开始倒计时，检测系统在血液完全滴入反应腔体触发测量且反应腔体未开始加压的静置时长内，由试纸连接器2号针脚测量试纸连接器反应腔体内的阻抗，获取当前被测血样的红细胞压积，等待反应腔体内开始加压，再由试纸连接器5号针脚采集电极上的电流大小，采集到的电流值为检测电流值，此时通过测量到的阻抗，匹配对应的校正系数，校正被红细胞压积影响的检测电流值，最后将测量结果输出。
所述步骤S6中拔出试纸连接器，试纸连接器1号针脚和试纸连接器6号针脚不再由试纸上的电极短接在一起，试纸连接器6号针脚由低电平变回高电平，系统随即进入低功耗休眠状态进行待机。
所述试纸连接器包括主体、顶部外壳、1号针脚～6号针脚、滑槽挡板若干，所述主体分为插槽口、试纸座、连接座，插槽口与连接座分别连接在试纸座的两端，试纸座两侧各设有一个卡扣机构，顶部外壳通过卡扣机构安装在试纸座顶部，顶部外壳上开有窗口，针脚、滑槽挡板安装在试纸座底部上，且针脚穿过连接座；
所述试纸连接器1号针脚为接地引脚；试纸连接器2号针脚为模拟前端A；试纸连接器3号针脚为I2C通信SCL引脚；试纸连接器4号针脚为I2C通信SDA引脚；试纸连接器5号针脚为模拟前端E；试纸连接器6号针脚为开机识别引脚。
所述输出结果包括两种方式，一种是通过液晶显示器显示，另一种是通过通信串口输出至第三方接收设备。
本发明的有益效果在于：本方法实现了在同一测量设备或同一测量系统下，仅使用一个接口可以完成对多种不同种类的电化学试纸进行识别，测量，同时具备红细胞压积校正功能和I2C通信功能，解决了现有电化学试纸识别测量的功能单一性与测量结果容易受检测血样压积影响的问题。
附图说明
图1是本发明的原理流程图；
图2是本发明试纸连接器的结构示意图；
图3是本发明实施例一种试纸内部连接图；
图4是本发明实施例一种试纸外观图；
图中：1-1号针脚，2-2号针脚，3-3号针脚，4-4号针脚，5-5号针脚。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示的一种基于I2C通信的多项血指标检测方法，包括以下步骤：
S1、系统启动；
S2、初始参数设置；
S3、系统识别试纸类型与校正；
S4、系统读取试纸对应测量参数；
S5、开始测量；
S6、测量结束。
步骤S1中将试纸插入试纸连接器插槽前，系统处于低功耗待机状态，将试纸或校正卡插入试纸连接器插槽后，试纸基板电极或校正卡电极将试纸连接器6号针脚和试纸连接器1号针脚短接，系统检测到试纸连接器6号针脚后被拉至低电平。
步骤S2中初始参数设置是针脚电平设置，其中：试纸连接器2号针脚、试纸连接器3号针脚、试纸连接器5号针脚电平均为1，试纸连接器4号针脚电平为0。
步骤S3中系统识别试纸类型时用试纸连接器2号针脚至试纸连接器5号针脚作为普通I/O接口，系统识别试纸类型方法与校正方法如下：
S3.1、试纸基板电极短路试纸连接器2号针脚和试纸连接器4号针脚，试纸连接器2号针脚高电平会被试纸连接器4号针脚的低电平拉低，此时检测试纸连接器2针脚～5针脚的电平，如果试纸连接器2号针脚电平为0，试纸连接器3号针脚电平为1，试纸连接器4号针脚电平为0，试纸连接器5号针脚电平为1，则系统识别到此时试纸为总胆固醇试纸；
S3.2、试纸基板电极短路试纸连接器3号针脚和试纸连接器4号针脚，试纸连接器3号针脚高电平会被试纸连接器4号针脚的低电平拉低，此时检测试纸连接器2针脚～5针脚的电平，如果试纸连接器2号针脚电平为1，试纸连接器3号针脚电平为0，试纸连接器4号针脚电平为0，试纸连接器5号针脚电平为1，则系统识别到此时试纸为血糖试纸；
S3.3、试纸基板电极短路试纸连接器4号针脚和试纸连接器5号针脚，试纸连接器5号针脚高电平会被试纸连接器4号针脚的低电平拉低，此时检测试纸连接器2针脚～5针脚的电平，如果试纸连接器2号针脚电平为1，试纸连接器3号针脚电平为1，试纸连接器4号针脚电平为0，试纸连接器5号针脚电平为0，则系统识别到此时试纸为血酮试纸；
S3.4、当系统判断试纸连接器不属于S4.1、S4.2、S4.3所述类型时，此时调整针脚电平设置，试纸连接器2号针脚电平为1，试纸连接器3号针脚电平为0，试纸连接器4号针脚电平为1，试纸连接器5号针脚电平为1；
S3.5、试纸基板电极短路试纸连接器2号针脚和试纸连接器3号针脚，试纸连接器2号针脚高电平会被试纸连接器3号针脚的低电平拉低，此时检测试纸连接器2针脚～5针脚的电平，如果试纸连接器2号针脚电平为0，试纸连接器3号针脚电平为0，试纸连接器4号针脚电平为1，试纸连接器5号针脚电平为1，则系统识别到此时试纸为尿酸试纸；
S3.6、当系统识别到插入试纸连接器口的试纸不符合S4.1～S4.5所述情况时，则开启校正卡识别，校正卡识别步骤为：
S3.6.1、校正卡插入试纸连接器后，校正卡的1至6号引脚对应连接试纸连接器的1至6号针脚，校正卡将试纸连接器1号针脚和试纸连接器6针脚短接在一起，唤醒系统；
S3.6.2、试纸连接器2号针脚设置电平为1，试纸连接器5号针脚设置电平为0，试纸连接器2号针脚与试纸连接器5号针脚组成电源为校正卡内芯片供电；试纸连接器3号针脚为SCL，试纸连接器4号针脚为SDA，试纸连接器3号针脚与试纸连接器4号针脚作为模拟I2C通信端口，先发送识别码，正确识别后进行校正数据传输，否则系统报错；数据传输完成后，拔出校正卡，试纸连接器1号针脚和试纸连接器6号针脚不再由校正卡上电极短接在一起，试纸连接器6号针脚由低电平变回高电平，系统随即进入低功耗休眠状态进行待机。
步骤S4过程中，系统调取储存器中当前插入试纸连接器所对应的设置参数，包括当前试纸连接器的加压电压、加压时间。
步骤包括以下分步骤：
S5.1、滴血触发；
S5.2、阻抗测量；
S5.3、电流测量；
S5.4、结果显示；
系统根据试纸连接器类型调节5号针脚输出电压至当前类型试纸连接器所需加压的电压值和加压时长，待被检测血液滴入试纸连接器反应腔体后，系统开始倒计时，检测系统在血液完全滴入反应腔体触发测量且反应腔体未开始加压的静置时长内，由试纸连接器2号针脚连接到的测量系统模拟前端进行测量试纸连接器反应腔体内的阻抗，获取当前被测血样的红细胞压积，等待反应腔体内开始加压，再由试纸连接器5号针脚连接到的测量系统模拟前端进行采集电极上的电流大小，采集到的电流值为检测电流值，此时通过测量到的阻抗，匹配对应的校正系数，校正被红细胞压积影响的检测电流值，最后将测量结果输出。
步骤S6中拔出试纸连接器，试纸连接器1号针脚和试纸连接器6号针脚不再由试纸上的电极短接在一起，试纸连接器6号针脚由低电平变回高电平，系统随即进入低功耗休眠状态进行待机。
包括主体、顶部外壳、1号针脚～6号针脚、滑槽挡板若干，所述主体分为插槽口、试纸座、连接座，插槽口与连接座分别连接在试纸座的两端，试纸座两侧各设有一个卡扣机构，顶部外壳通过卡扣机构安装在试纸座顶部，顶部外壳上开有窗口，针脚、滑槽挡板安装在试纸座底部上，且针脚穿过连接座；
所述试纸连接器1号针脚为接地引脚，试纸插入试纸连接器插口后将系统、试纸连接器、试纸三者共地，试纸将试纸连接器1号针脚和试纸连接器6针脚短接在一起，可以实现插入试纸后系统自动唤醒然后进入测量模式；试纸连接器2号针脚为模拟前端A，主要用于检测滴入试纸血样阻抗；试纸连接器3号针脚为I2C通信SCL引脚；试纸连接器4号针脚为I2C通信SDA引脚；试纸连接器5号针脚为模拟前端E，此端口主要负责对试纸反应腔体进行加压，试纸连接器4号针脚此时接地，试纸连接器4号和试纸连接器5号针脚之间就会形成一个恒定的电势差；试纸连接器6号针脚为开机识别引脚，当此针脚检测到被短接到地，会自动唤醒系统，准备开始测量。
输出结果包括两种方式，一种是通过液晶显示器显示，另一种是通过通信串口输出至第三方接收设备。
以血糖一项为例说明HCT压积校正的作用。
表1为相同血糖浓度情况下，测量不同压积对应阻抗，由此计算出不同血液压积对应的HCT校正系数。
表1
表2为相同压积(一般为45％的压积左右)，测量不同浓度血糖值对应的电流。根据此测试，可以拟合出一个方程，此方程用于测量电流转换为对应血糖浓度。
表2
表3为静脉血验证，是在整体检测系统通过调用由前两步得出的校正系数和转换方程后，用不同压积和不同浓度的静脉血液进行检测，参考对比生化仪浓度和罗氏品牌血糖仪浓度。因为在测试和标定的过程中结果取向偏向于罗氏，所以测试结果与罗氏更加接近。
表3
表4为指尖血验证，是在整体检测系统通过调用由前两步得出的校正系数和转换方程后，通过测量人体新鲜指尖血液与罗氏品牌血糖仪进行对比情况。
表4。

Claims (9)

1.一种基于I2C通信的多项血指标检测方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、系统启动；
S2、初始参数设置；
S3、系统识别试纸类型与校正；
S4、系统读取试纸对应测量参数；
S5、开始测量；
S6、测量结束。
2.如权利要求1所述的一种基于I2C通信的多项血指标检测方法，其特征在于：所述步骤S1中将试纸插入试纸连接器插槽前，系统处于低功耗待机状态，将试纸或校正卡插入试纸连接器插槽后，试纸基板电极或校正卡电极将试纸连接器6号针脚和试纸连接器1号针脚短接，系统检测到试纸连接器6号针脚后被拉至低电平。
3.如权利要求1所述的一种基于I2C通信的多项血指标检测方法，其特征在于：所述步骤S2中初始参数设置是针脚电平设置，其中：试纸连接器2号针脚、试纸连接器3号针脚、试纸连接器5号针脚电平均为1，试纸连接器4号针脚电平为0。
4.如权利要求1所述的一种基于I2C通信的多项血指标检测方法，其特征在于：所述步骤S3中系统识别试纸类型时用试纸连接器2号针脚至试纸连接器5号针脚作为普通I/O接口，系统识别试纸类型方法与校正方法如下：
S3.1、试纸基板电极短路试纸连接器2号针脚和试纸连接器4号针脚，试纸连接器2号针脚高电平会被试纸连接器4号针脚的低电平拉低，此时检测试纸连接器2针脚～5针脚的电平，如果试纸连接器2号针脚电平为0，试纸连接器3号针脚电平为1，试纸连接器4号针脚电平为0，试纸连接器5号针脚电平为1，则系统识别到此时试纸为总胆固醇试纸；
S3.2、试纸基板电极短路试纸连接器3号针脚和试纸连接器4号针脚，试纸连接器3号针脚高电平会被试纸连接器4号针脚的低电平拉低，此时检测试纸连接器2针脚～5针脚的电平，如果试纸连接器2号针脚电平为1，试纸连接器3号针脚电平为0，试纸连接器4号针脚电平为0，试纸连接器5号针脚电平为1，则系统识别到此时试纸为血糖试纸；
S3.3、试纸基板电极短路试纸连接器4号针脚和试纸连接器5号针脚，试纸连接器5号针脚高电平会被试纸连接器4号针脚的低电平拉低，此时检测试纸连接器2针脚～5针脚的电平，如果试纸连接器2号针脚电平为1，试纸连接器3号针脚电平为1，试纸连接器4号针脚电平为0，试纸连接器5号针脚电平为0，则系统识别到此时试纸为血酮试纸；
S3.4、当系统判断试纸连接器不属于S4.1、S4.2、S4.3所述类型时，此时调整针脚电平设置，试纸连接器2号针脚电平为1，试纸连接器3号针脚电平为0，试纸连接器4号针脚电平为1，试纸连接器5号针脚电平为1；
S3.5、试纸基板电极短路试纸连接器2号针脚和试纸连接器3号针脚，试纸连接器2号针脚高电平会被试纸连接器3号针脚的低电平拉低，此时检测试纸连接器2针脚～5针脚的电平，如果试纸连接器2号针脚电平为0，试纸连接器3号针脚电平为0，试纸连接器4号针脚电平为1，试纸连接器5号针脚电平为1，则系统识别到此时试纸为尿酸试纸；
S3.6、当系统识别到插入试纸连接器口的试纸不符合S4.1～S4.5所述情况时，则开启校正卡识别，校正卡识别步骤为：
S3.6.1、校正卡插入试纸连接器后，校正卡的1至6号引脚对应连接试纸连接器的1至6号针脚，校正卡将试纸连接器1号针脚和试纸连接器6针脚短接在一起，唤醒系统；
S3.6.2、试纸连接器2号针脚设置电平为1，试纸连接器5号针脚设置电平为0，试纸连接器2号针脚与试纸连接器5号针脚组成电源为校正卡内芯片供电；试纸连接器3号针脚为SCL，试纸连接器4号针脚为SDA，试纸连接器3号针脚与试纸连接器4号针脚作为模拟I2C通信端口，先发送识别码，正确识别后进行校正数据传输，否则系统报错；数据传输完成后，拔出校正卡，试纸连接器1号针脚和试纸连接器6号针脚不再由校正卡上电极短接在一起，试纸连接器6号针脚由低电平变回高电平，系统随即进入低功耗休眠状态进行待机。
5.如权利要求1所述的一种基于I2C通信的多项血指标检测方法，其特征在于：所述步骤S4过程中，系统调取储存器中当前插入试纸连接器所对应的设置参数，包括当前试纸连接器的加压电压、加压时间。
6.如权利要求1所述的一种基于I2C通信的多项血指标检测方法，其特征在于：所述步骤S5包括以下分步骤：
S5.1、滴血触发；
S5.2、阻抗测量；
S5.3、电流测量；
S5.4、结果显示；
系统根据试纸连接器类型调节5号针脚输出电压至当前类型试纸连接器所需加压的电压值和加压时长，待被检测血液滴入试纸连接器反应腔体后，系统开始倒计时，检测系统在血液完全滴入反应腔体触发测量且反应腔体未开始加压的静置时长内，由试纸连接器2号针脚测量试纸连接器反应腔体内的阻抗，获取当前被测血样的红细胞压积，等待反应腔体内开始加压，再由试纸连接器5号针脚采集电极上的电流大小，采集到的电流值为检测电流值，此时通过测量到的阻抗，匹配对应的校正系数，校正被红细胞压积影响的检测电流值，最后将测量结果输出。
7.如权利要求1所述的一种基于I2C通信的多项血指标检测方法，其特征在于：所述步骤S6中拔出试纸连接器，试纸连接器1号针脚和试纸连接器6号针脚不再由试纸上的电极短接在一起，试纸连接器6号针脚由低电平变回高电平，系统随即进入低功耗休眠状态进行待机。
8.如权利要求1所述的一种基于I2C通信的多项血指标检测方法，其特征在于：所述试纸连接器包括主体、顶部外壳、1号针脚～6号针脚、滑槽挡板若干，所述主体分为插槽口、试纸座、连接座，插槽口与连接座分别连接在试纸座的两端，试纸座两侧各设有一个卡扣机构，顶部外壳通过卡扣机构安装在试纸座顶部，顶部外壳上开有窗口，针脚、滑槽挡板安装在试纸座底部上，且针脚穿过连接座；
所述试纸连接器1号针脚为接地引脚；试纸连接器2号针脚为模拟前端A；试纸连接器3号针脚为I2C通信SCL引脚；试纸连接器4号针脚为I2C通信SDA引脚；试纸连接器5号针脚为模拟前端E；试纸连接器6号针脚为开机识别引脚。
9.如权利要求6所述的一种基于I2C通信的多项血指标检测方法，其特征在于：所述输出结果包括两种方式，一种是通过液晶显示器显示，另一种是通过通信串口输出至第三方接收设备。
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