CN111257204A - 用于样本分析仪的微孔堵塞的侦测方法及样本分析仪 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于样本分析仪的微孔堵塞的侦测方法及样本分析仪，该侦测方法包括：采集样本粒子通过微孔时设置在微孔两侧的电极之间的电压信号以提取粒子电压脉冲序列和/或微孔电压序列；根据粒子电压脉冲序列和/或微孔电压序列执行特征分析，以侦测判断微孔是否堵塞，其中，特征分析包括电压特征分析、体积‑数量直方图分析和粒子平均体积分析中的至少之一，通过该方法能够提高侦测微孔是否发生微堵的准确率。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种用于样本分析仪的微孔堵塞的侦测方法及样本分析仪。
背景技术
血液细胞分析仪常用库尔特原理进行血液细胞的计数与分类，在血液细胞分析仪的计数池中有一个小的开口，叫做微孔，在该微孔两侧有一对正负电极。由于细胞是电的不良导体，稀释后样本中的细胞在压力的作用下通过微孔时，电极间的电阻发生变化，从而在电极两端形成一个同细胞体积大小成比例的脉冲信号。通过该脉冲信号，样本分析仪能够对样本中的粒子进行分类与计数。但是由于污垢的积累，微孔经常会发生堵塞，从而会影响到检测结果的准确性。
目前检测微孔是否发生堵塞的方法有两种，一种是时间计量法，另一种是电压测量法。时间计量法是通过单位时间内通过微孔的粒子数量的稳定性而判断微孔是否发生堵塞，该方法虽然可以有效地识别微孔是否发生堵塞，但是无法识别微孔是否发生轻微堵塞，并且该方法对全过程堵塞的情况检查的准确性较低；电压测量法是利用微孔堵塞引起电压变化的特性进行判断，这种方法由于稀释液状态、机器状态、零件误差、样本差异等对微孔发生微堵的判断准确率较低，容易出现漏判。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种用于样本分析仪的微孔堵塞的侦测方法及样本分析仪，能够提高侦测微孔是否发生堵塞的准确率。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种用于样本分析仪的微孔堵塞的侦测方法，所述方法包括：
采集样本粒子通过微孔时设置在所述微孔两侧的电极之间的电压信号以提取粒子电压脉冲序列和/或微孔电压序列；
根据所述粒子电压脉冲序列和/或所述微孔电压序列执行特征分析，以侦测判断所述微孔是否堵塞，其中，所述特征分析包括电压特征分析、体积-数量直方图分析和粒子平均体积分析中的至少之一。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种样本分析仪，所述样本分析仪包括：
反应池，其中，所述反应池包括前池和后池，所述前池与后池之间设置有微孔，且所述微孔的两侧分别设置有电极；
处理模块，与所述电极连接，以采集样本粒子通过所述微孔时所述电极之间的电压信号，其中，所述处理模块根据所述电极之间的电压信号而提取粒子电压脉冲序列和/或微孔电压序列，并根据所述粒子电压脉冲序列和/或所述微孔电压序列执行特征分析，以侦测判断所述微孔是否堵塞，其中，所述特征分析包括电压特征分析、体积-数量直方图分析和粒子平均体积分析中的至少之一。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请中用于样本分析仪的微孔堵塞的侦测方法通过粒子电压脉冲序列和/或微孔电压序列执行特征分析，即利用电极之间的电压信号的本身特性去侦测微孔是否发生堵塞，能够避免机器差异、样本差异等对判断结果的影响，提高侦测微孔是否发生堵塞的准确率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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。其中：
图1是本申请用于样本分析仪的微孔堵塞的侦测方法一实施方式的流程示意图；
图2是图1中步骤S130在一应用场景中的流程示意图；
图3是微孔堵塞时微孔电压序列曲线与微孔未堵塞时微孔电压序列曲线的对比图；
图4是图1中步骤S130在另一应用场景中的流程示意图；
图5是微孔未堵塞时体积-数量直方图与体积-数量平滑直方图的对比图；
图6是微孔堵塞时体积-数量直方图与体积-数量平滑直方图的对比图；
图7是图1中步骤S130在又一应用场景中的流程示意图；
图8是本申请样本分析仪一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请涉及的样本分析仪可以是血液细胞分析仪，也可以是其他具有用于检测的带微孔的医疗设备，只要其检测原理是将细胞在压力的作用下通过微孔，微孔的电阻发生变化，从而在电极两端形成一个同细胞体积大小成正比例的脉冲信号即可。
参阅图1，图1是本申请用于样本分析仪的微孔堵塞的侦测方法一实施方式的流程示意图，该方法包括：
S110：采集样本粒子通过微孔时设置在微孔两侧的电极之间的电压信号。
样本分析仪包括前池和后池，前池和后池通过微孔连通，正电极和负电极分别置于前池和后池中，同时前池和后池中具有带有样本粒子的导电溶液。在样本分析仪工作的过程中，施加压力使前池中的导电溶液流向后池，同时采集正电极、负电极之间的电压信号。
S120：提取粒子电压脉冲序列和/或微孔电压序列。
由于样本粒子是电的不良导体，当样本粒子经过微孔时，正电极和负电极之间的电阻变大，从而导致电压变大而形成脉冲信号。
其中步骤S110中采集的电压信号为微孔的实时连续电压信号，该电压信号包括样本粒子通过微孔时产生的脉冲信号。
在步骤S120中提取出样本粒子在通过微孔时产生的脉冲信号，即粒子电压脉冲序列，该粒子电压脉冲序列能够反映样本粒子通过微孔的实时情况，同时对电压信号进行处理，得到微孔电压序列，该微孔电压序列能够反映在样本分析仪工作过程中微孔电压的情况。
S130：根据粒子电压脉冲序列和/或微孔电压序列执行特征分析，从而侦测判断微孔是否堵塞。
其中，特征分析包括电压特征分析、体积-数量直方图分析和粒子平均体积分析中的至少之一。本申请中侦测微孔是否发生堵塞具体指侦测微孔是否发生部分堵塞，即微堵。
具体地，电压特征分析为微孔电压序列分析，即根据微孔电压序列本身特性侦测微孔是否发生堵塞。另外根据粒子电压脉冲序列可以得到样本粒子的数量和体积，并进一步得到样本粒子的体积-数量直方图、样本粒子的平均体积，在微孔发生堵塞时，微孔会聚集大量的样本粒子，从而会导致体积-数量直方图、样本粒子的平均体积发生变化，因此通过体积-数量直方图和/或样本粒子的平均体积也能够判断微孔是否发生堵塞。
需要说明的是，在本实施方式中既可以只根据电压特征分析、体积-数量直方图分析和粒子平均体积分析中的一种分析侦测判断微孔是否发生堵塞，也可以同时结合两种分析或三种分析侦测判断微孔是否发生堵塞。
相比现有技术中采用时间计量法、电压测量法侦测判断微孔是否发生堵塞，本申请根据粒子电压脉冲序列和/或微孔电压序列执行特征分析，即根据电压信号本身的特性进行分析，能够避免样本浓度、机器差异等因素对结果判断的影响，从而能够提高侦测微孔是否发生堵塞的准确率。
在一应用场景中，步骤S110和步骤S120具体包括：采集样本粒子通过微孔时的电极之间的电压信号以生成相应的电压曲线；对电压曲线执行粒子电压脉冲序列处理以提取粒子电压脉冲序列；和/或对电压曲线执行微孔电压序列处理以提取微孔电压序列。
具体地，在采集电压信号的过程中实时地形成电压曲线，从该电压曲线中提取出脉冲信号，即粒子电压脉冲序列，同时对该电压曲线进行平滑处理，得到微孔电压序列。
参阅图2，图2是一应用场景中步骤S130的流程示意图，在该应用场景中，电压特征分析包括：
S231：按照预设的时间间隔对采集的电压信号而形成的电压曲线进行均值处理以提取微孔电压序列。
预设的时间间隔由设计人员设计，例如可以是10毫秒、20毫秒，对电压信号形成的电压曲线按照预设的时间间隔求平均值后得到微孔电压序列。通过该电压序列能够反映出在整个采集过程中微孔电压的变化趋势。当然在其他应用场景中，还可以采用其他方式的平滑处理而得到微孔电压序列，例如对电压曲线进行高斯滤波处理。
S232：根据微孔电压序列的方差/均方差而侦测电压曲线的稳定性，以根据电压曲线的稳定性而判断微孔是否发生堵塞。
由于在微孔发生堵塞时，微孔会聚集大量的样本粒子，导致微孔电阻变大，电极测得的电压变大，导致电压信号形成的电压曲线不稳定。因此能够通过电压曲线的稳定性能够判断微孔是否发生堵塞。具体地，通过电压序列的方差/均方差能够侦测电压曲线的稳定性：电压序列的方差/均方差越大，电压序列越不稳定，电压曲线也就越不稳定，如图3所示，其中曲线A为微孔发生堵塞时微孔电压序列形成的曲线，曲线B为微孔未发生堵塞时微孔电压序列形成的曲线。也就是说，在本应用场景中，根据电压序列的稳定性判断电压曲线的稳定性，并进一步判断微孔是否发生堵塞。
可选的，预设一方差阈值/均方差阈值，当微孔电压序列的方差大于该方差阈值或均方差大于该均方差阈值时，即可判定微孔发生堵塞。
参阅图4，图4是另一应用场景中步骤S130的流程示意图，在该应用场景中，体积-数量直方图分析包括：
S331：根据粒子电压脉冲序列中的电子脉冲的数量而计算出通过微孔的样本粒子的数量，并根据各个电子脉冲的大小确定相应的样本粒子的体积，根据样本粒子的体积进行分类以统计各个体积范围内对应的样本粒子的数量，形成体积-数量直方图。
由于样本粒子在通过微孔时会产生一个脉冲，因此通过粒子电压脉冲序列中的电子脉冲的数量能够统计出样本粒子的数量，同时由于电子脉冲的大小与样本粒子的体积成正比，电子脉冲越大表明样本粒子越大，因此在根据电子脉冲大小确定样本粒子的体积后，根据体积对样本粒子分类，将在同一体积范围内的样本粒子确定为同一类，在将样本粒子进行分类后，统计该体积范围内对应的粒子数，从而形成体积-数量直方图。
S332：对体积-数量直方图进行平滑处理，以形成体积-数量平滑直方图。
其中进行平滑处理可以是高斯平滑处理、均值平滑处理、中值平滑处理中的任一种处理。
S333：对体积-数量直方图与体积-数量平滑直方图执行相似度分析，以根据体积-数量直方图与体积-数量平滑直方图的相似度而判断微孔是否发生堵塞。
一般而言，在微孔未发生堵塞时，样本粒子的体积-数量直方图较为平滑，因此平滑后的体积-数量平滑直方图与体积-数量直方图之间的相似度较高，如图5所示，其中实线为体积-数量直方图，虚线为体积-数量平滑直方图。而当微孔发生堵塞时，样本粒子的体积-数量图会产生较多的“毛刺”，因此平滑后的体积-数量平滑直方图与体积-数量直方图之间的相似度较低，如图6所示，其中实线为体积-数量直方图，虚线为体积-数量平滑直方图。
因此在本应用场景中，通过平滑后的体积-数量平滑直方图与体积-数量直方图之间的相似度判断微孔是否发生堵塞，相似度越高，发生堵塞的可能性越小。可选的，可预设一相似度阈值，当体积-数量平滑直方图与体积-数量直方图之间的相似度小于该相似度阈值时，判断微孔发生了堵塞。其中，判断体积-数量平滑直方图与体积-数量直方图之间的相似度可以是判断相关性系数、相似性系数、平方差是否匹配、标准平方差是否匹配中的一种，在此不做限制。
参阅图7，图7是又一应用场景中步骤S130的流程示意图，在该应用场景中，粒子平均体积分析包括：
S431：根据粒子电压脉冲序列中的电子脉冲的数量而计算出通过微孔的样本粒子的数量，并根据各个电子脉冲的大小确定相应的样本粒子的体积，根据样本粒子的体积进行分类以统计各个体积范围内对应的样本粒子的数量，形成体积-数量直方图。
该步骤与上述步骤S331相同，详见可参见上述，在此不做限制。
S432：根据体积-数量直方图而获取样本粒子的平均体积，以根据样本粒子的平均体积而判断微孔是否发生堵塞。
当微孔发生堵塞时，微孔附近聚集了大量的样本粒子，导致微孔的电阻变大，电极间的电压变大，进而对样本粒子的体积造成了误判，也就是说，当微孔发生堵塞时，最终测得的样本粒子的体积偏大，因此在本应用场景中，通过判断样本粒子的平均体积侦测判断微孔是否发生堵塞，样本粒子的平均体积越大，微孔发生堵塞的可能性越大。可选的，预设一体积阈值，当测得样本粒子的平均体积大于该体积阈值时，判定微孔发生了堵塞。
从体积-数量直方图中可以统计出各个体积范围内的粒子数量，同时该粒子数量乘上对应的体积，得到样本粒子的总体积，然后样本粒子的总体积除以样本粒子的总数量而得到样本粒子的平均体积。
需要说明的是，在上述3个不同的应用场景中，分别从电压曲线的稳定性、体积-数量直方图和体积-数量平滑直方图之间的相似度、样本粒子的平均体积这三个方面判断微孔是否发生堵塞，而在其他应用场景中，可以同时结合三个方面中的两个方面或者同时结合三个方面判断微孔是否发生堵塞，例如，在一应用场景中，只有当从这三个方面判断出微孔发生了堵塞后，才最终判断微孔发生了堵塞。
参阅图8，图8是本申请样本分析仪一实施方式的结构示意图，该样本分析仪包括反应池100以及处理模块200。
反应池100包括前池110和后池120，前池110与后池120之间设置有微孔111，且微孔111的两侧分别设置有电极112。
处理模块200与电极112连接，以采集样本粒子通过微孔111时电极112之间的电压信号，其中，处理模块200根据电极112之间的电压信号而提取粒子电压脉冲序列和/或微孔电压序列，并根据粒子电压脉冲序列和/或微孔电压序列执行特征分析，以侦测判断微孔111是否堵塞，其中，特征分析包括电压特征分析、体积-数量直方图分析和粒子平均体积分析中的至少之一。
继续参阅图8，处理模块200包括：微孔电压模块210、样本粒子计数模块220以及参数特征分析模块230以及堵塞清洗模块240。
微孔电压模块210与微孔111两侧的电极112连接以采集样本粒子通过微孔111时电极112之间的电压信号。
其中，微孔电压模块210包括微孔电压序列通道211和/或粒子电压脉冲序列通道212，微孔电压序列通道211接收采集的电压信号，对电压信号所对应的电压曲线进行微孔电压序列处理以提取微孔电压序列；粒子电压脉冲序列通道212接收采集的电压信号，对电压信号所对应的电压曲线进行粒子电压脉冲序列处理以提取粒子电压脉冲序列。
样本粒子计数模块220连接微孔电压模块210以接收粒子电压脉冲序列，以根据粒子电压脉冲序列中的电子脉冲的数量而计算出通过微孔111的样本粒子的数量，并根据各个电子脉冲的大小确定相应的样本粒子的体积，根据样本粒子的体积进行分类以统计各个体积范围内对应的样本粒子的数量，形成体积-数量直方图。
参数特征分析模块230连接微孔电压模块210和/或样本粒子计数模块220以接收微孔电压序列和/或体积-数量直方图，并根据微孔电压序列和/或体积-数量直方图而执行电压特征分析、体积-数量直方图分析和粒子平均体积分析中的至少之一，以侦测判断微孔111是否堵塞。
其中，参数特征分析模块230包括：电压特征分析单元231、直方图特征分析单元232以及样本粒子平均体积特征分析单元233。
电压特征分析单元231用于根据微孔电压序列的方差/均方差而侦测电压曲线的稳定性，以根据电压曲线的稳定性而判断微孔111是否发生堵塞。
直方图特征分析单元232用于对体积-数量直方图进行平滑处理以形成体积-数量平滑直方图，且对体积-数量直方图与体积-数量平滑直方图执行相似度分析，以根据体积-数量直方图与体积-数量平滑直方图的相似度而判断微孔111是否发生堵塞。
样本粒子平均体积特征分析单元233用于根据体积-数量直方图而获取样本粒子的平均体积，以根据样本粒子的平均体积而判断微孔111是否发生堵塞。
堵塞清洗模块240与参数特征分析模块230连接，用于在微孔111发生堵塞时对微孔111进行清洗。
本申请中的样本分析仪采用上述任一项实施方式中的侦测方法侦测判断微孔111是否发生堵塞，详细的侦测方法可参见上述实施方式，在此不再赘述。
需要说明的是，本申请中样本分析仪中的各个模块、单元可以同时存在，也可以只存在部分，例如，当只需要根据样本粒子的平均体积判断微孔111是否发生堵塞时，该样本分析仪的微孔电压模块210中可以只存在粒子电压脉冲序列通道212、直方图特征分析单元232中可以只存在直方图特征分析单元232以及样本粒子平均体积特征分析单元233。以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于样本分析仪的微孔堵塞的侦测方法，其特征在于，包括：
采集样本粒子通过微孔时设置在所述微孔两侧的电极之间的电压信号以提取粒子电压脉冲序列和/或微孔电压序列；
根据所述粒子电压脉冲序列和/或所述微孔电压序列执行特征分析，以侦测判断所述微孔是否堵塞，其中，所述特征分析包括电压特征分析、体积-数量直方图分析和粒子平均体积分析中的至少之一。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集样本粒子通过微孔时设置在所述微孔两侧的电极之间的电压信号以提取粒子电压脉冲序列和/或微孔电压序列的步骤，包括：
采集所述样本粒子通过所述微孔时的所述电极之间的电压信号以生成相应的电压曲线；
对所述电压曲线执行粒子电压脉冲序列处理以提取所述粒子电压脉冲序列；和/或
对所述电压曲线执行微孔电压序列处理以提取所述微孔电压序列。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压特征分析包括：
按照预设的时间间隔对采集的所述电压信号而形成的电压曲线进行均值处理以提取所述微孔电压序列；
根据所述微孔电压序列的方差/均方差而侦测所述电压曲线的稳定性，以根据所述电压曲线的稳定性而判断所述微孔是否发生堵塞。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述体积-数量直方图分析包括：
根据所述粒子电压脉冲序列中的电子脉冲的数量而计算出通过所述微孔的所述样本粒子的数量，并根据各个电子脉冲的大小确定相应的所述样本粒子的体积，根据所述样本粒子的体积进行分类以统计各个体积范围内对应的样本粒子的数量，形成体积-数量直方图；
对所述体积-数量直方图进行平滑处理，以形成体积-数量平滑直方图；
对所述体积-数量直方图与所述体积-数量平滑直方图执行相似度分析，以根据所述体积-数量直方图与所述体积-数量平滑直方图的相似度而判断所述微孔是否发生堵塞。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粒子平均体积分析包括：
根据所述粒子电压脉冲序列中的电子脉冲的数量而计算出通过所述微孔的所述样本粒子的数量，并根据各个电子脉冲的大小确定相应的所述样本粒子的体积，根据所述样本粒子的体积进行分类以统计各个体积范围内对应的样本粒子的数量，形成体积-数量直方图；
根据所述体积-数量直方图而获取所述样本粒子的平均体积，以根据所述样本粒子的平均体积而判断所述微孔是否发生堵塞。
6.一种样本分析仪，其特征在于，包括：
反应池，其中，所述反应池包括前池和后池，所述前池与后池之间设置有微孔，且所述微孔的两侧分别设置有电极；
处理模块，与所述电极连接，以采集样本粒子通过所述微孔时所述电极之间的电压信号，其中，所述处理模块根据所述电极之间的电压信号而提取粒子电压脉冲序列和/或微孔电压序列，并根据所述粒子电压脉冲序列和/或所述微孔电压序列执行特征分析，以侦测判断所述微孔是否堵塞，其中，所述特征分析包括电压特征分析、体积-数量直方图分析和粒子平均体积分析中的至少之一。
7.根据权利要求6所述的样本分析仪，其特征在于，所述处理模块包括：
微孔电压模块，与所述微孔两侧的所述电极连接以采集所述样本粒子通过所述微孔时所述电极之间的电压信号；
其中，所述微孔电压模块包括微孔电压序列通道和/或粒子电压脉冲序列通道，所述微孔电压序列通道接收采集的所述电压信号，对所述电压信号所对应的电压曲线进行微孔电压序列处理以提取所述微孔电压序列；所述粒子电压脉冲序列通道接收采集的所述电压信号，对所述电压信号所对应的电压曲线进行粒子电压脉冲序列处理以提取所述粒子电压脉冲序列。
8.根据权利要求7所述的样本分析仪，其特征在于，所述处理模块进一步包括：
样本粒子计数模块，连接所述微孔电压模块以接收所述粒子电压脉冲序列，以根据所述粒子电压脉冲序列中的电子脉冲的数量而计算出通过所述微孔的所述样本粒子的数量，并根据各个电子脉冲的大小确定相应的所述样本粒子的体积，根据所述样本粒子的体积进行分类以统计各个体积范围内对应的样本粒子的数量，形成体积-数量直方图。
9.根据权利要求7或者8所述的样本分析仪，其特征在于，所述处理模块进一步包括：
参数特征分析模块，连接所述微孔电压模块和/或所述样本粒子计数模块以接收所述微孔电压序列和/或所述体积-数量直方图，并根据所述微孔电压序列和/或所述体积-数量直方图而执行电压特征分析、体积-数量直方图分析和粒子平均体积分析中的至少之一，以侦测判断所述微孔是否堵塞。
10.根据权利要求9所述的样本分析仪，其特征在于，所述参数特征分析模块包括：
电压特征分析单元，用于根据所述微孔电压序列的方差/均方差而侦测所述电压曲线的稳定性，以根据所述电压曲线的稳定性而判断所述微孔是否发生堵塞；和/或
直方图特征分析单元，用于对所述体积-数量直方图进行平滑处理以形成体积-数量平滑直方图，且对所述体积-数量直方图与所述体积-数量平滑直方图执行相似度分析，以根据所述体积-数量直方图与所述体积-数量平滑直方图的相似度而判断所述微孔是否发生堵塞；和/或
样本粒子平均体积特征分析单元，用于根据所述体积-数量直方图而获取所述样本粒子的平均体积，以根据所述样本粒子的平均体积而判断所述微孔是否发生堵塞。
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