CN111707589A - 一种hct测量装置及方法以及装有该装置的化学发光仪器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种HCT测量装置及方法以及装有该装置的化学发光仪器，该HCT测量装置包括外壳，外壳上开设有液体注入口，液体注入口连通测量腔体，测量腔体的另一端连接抽液设备；测量机构包括绝缘密封装置和石墨电极片，绝缘密封装置和石墨电极片通过电极压片压紧固定在测量腔体内，电极压片固定连接在外壳上；石墨电极片与探针直接接触，用来检测被测全血样本的电阻率；安装在外壳内的控制分析模块包括相互连接的信号发生器、信号采集处理模块和中央处理单元，信号发生器用于向全血样本输出驱动信号，信号采集处理模块用于采集探针检测到的电信号并将其处理后转换传输给中央处理单元，中央处理单元用于进行电阻率和HCT值的转换计算。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种HCT测量装置，还涉及装有该HCT测量装置的化学发光仪器，还涉及该HCT测量装置的测量方法。
背景技术
HCT(hematocrit)即红细胞压积，又称红细胞比积，是指一定容积全血中红细胞所占的比例。传统的化学发光仪器全血样本的HCT都只能在仪器外部通过其他手段进行测量，通常是通过温氏法进行HCT测量，测量HCT时需要一个特殊的试管即温氏管按规定的时间和速度进行离心，最终使得红细胞完全压实在试管的底部，然后读出HCT的值，操作复杂，测定时间长，不仅浪费时间，而且需要额外的样本及专用的测量设备，测量效率低，测量成本高。
发明内容
本申请提供了一种HCT测量装置及方法以及装有该装置的化学发光仪器，以解决现有技术中存在的HCT测量装置操作复杂，测定时间长，不仅浪费时间，而且需要额外的样本及专用的测量设备问题。
本申请采用的技术方案如下：
一种HCT测量装置，包括外壳，所述外壳上开设有液体注入口，所述液体注入口连通测量机构的测量腔体，所述测量腔体的另一端连接抽液设备，所述抽液设备用于将从所述液体注入口注入的液体抽入所述测量腔体内；所述测量机构包括安装在所述测量腔体内的绝缘密封装置和石墨电极片，所述绝缘密封装置和所述石墨电极片通过电极压片压紧固定在所述测量腔体内，所述电极压片固定连接在所述外壳上；所述石墨电极片与探针直接接触，用来检测被测全血样本的电阻率；控制分析模块安装在所述外壳内，所述控制分析模块包括相互连接的信号发生器、信号采集处理模块和中央处理单元，所述信号发生器用于向被测全血样本输出测量驱动信号，所述信号采集处理模块用于采集所述探针检测到的电信号并将其处理后转换为数字信号传输给所述中央处理单元，所述中央处理单元用于控制所述信号发生器输出测量驱动信号、接收所述信号采集处理模块采集到的信号以及进行电阻率和HCT值的转换计算。
所述液体注入口包括全血样本注入孔，所述全血样本注入孔侧面开设有清洗液注入孔，所述全血样本注入孔下部连通所述测量腔体，所述电极压片通过液路接头及管路将所述测量腔体的另一端与所述抽液设备相连。
所述石墨电极片包括高纯石墨电极片一和高纯石墨电极片二，所述高纯石墨电极片一和所述高纯石墨电极片二分别与所述探针直接接触进行检测；所述绝缘密封装置包括轴向贴合在所述高纯石墨电极片一一侧的绝缘密封圈一和塑料绝缘片一，所述塑料绝缘片一装在所述绝缘密封圈一内，还包括轴向贴合在所述高纯石墨电极片一和所述高纯石墨电极片二之间的绝缘密封圈二和塑料绝缘片二，所述塑料绝缘片二装在所述绝缘密封圈二内。
所述高纯石墨电极片二与所述电极压片之间还轴向装有绝缘密封平垫片。
所述信号发生器为正弦波发生器，用于向被测全血样本输出正弦波作为测量驱动信号。
所述信号采集处理模块包括乘法器和AD采集模块，所述乘法器与所述探针两端相连，所述乘法器用于对所述探针检测到的电信号进行调制；所述乘法器的输出端与所述AD采集模块相连，所述AD采集模块用于将调制后的交流电信号转换成直流电信号，并进一步将其转换为数字信号传输给所述中央处理单元。
所述AD采集模块包括低通滤波器和模数转换器，所述低通滤波器用于将交流电信号转换成直流电信号，所述模数转换器用于进一步将该电信号转换为数字信号，再传输给所述中央处理单元。
所述探针的输出端串联有匹配电阻，所述匹配电阻的另一端接地线，所述乘法器的四个引脚中有两个分别连接在所述探针两端，所述乘法器的另外两个引脚分别连接所述匹配电阻的两端。
本申请采用的另一技术方案如下：
一种化学发光仪器，所述化学发光仪器内装有所述一种HCT测量装置。
本申请采用的另一技术方案如下：
所述一种HCT测量装置的测量方法，测量时首先将全血样本注入全血样本注入孔，并通过抽液设备将所述全血样本注入孔内的待测全血样本抽入测量腔体内；待测全血样本依次流过高纯石墨电极片一和高纯石墨电极片二，然后所述中央处理单元控制正弦波发生器向待测全血样本输出正弦波作为测量驱动信号；再通过两根所述探针分别接触所述高纯石墨电极片一和所述高纯石墨电极片二对全血样本进行检测；所述探针检测得到的电压信号先经过乘法器进行调制；再通过低通滤波器将调制后的交流电信号转换成直流电信号，模数转换器进一步将该电信号转换为数字信号，再传输给所述中央处理单元；所述中央处理单元根据预先测定的电压与电阻率的对应关系将接收到的检测信号转换为电阻率，即得到全血样本的电阻率；所述中央处理单元再通过全血样本的HCT与电阻率之间的转换关系计算得到HCT数值，所述中央处理单元中通过电阻率转化计算HCT的公式为：
HCT(％)＝alnρ+b
其中a、b为系数，ρ为检测到的待测样本的电阻率；测量完毕后，通过所述抽液设备将从清洗液注入孔注入的清洗液抽入所述测量腔体内，清洗测量腔以备下次使用。
采用本申请的技术方案的有益效果如下：
本申请所述HCT测量装置及测量方法，采用探针与安装在测量腔体内的含碳量大于99.99％的高纯石墨电极片直接接触，来检测腔内全血样本的电阻率，再通过控制分析模块采集处理检测信号并将电阻率转化计算得到全血样本的HCT数值，测量装置简单，检测操作过程简单，测量时间短，克服了现有技术中存在的操作复杂，测定时间长的问题；所述HCT测量装置可以集成安装在化学发光仪器内，不需要去仪器外再利用其它设备测量全血样本的HCT，检测效率高，检测成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，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。
图1为本发明一种HCT测量装置的结构示意图；
图2为本发明一种HCT测量装置的底部结构示意图；
图3为本发明一种HCT测量装置的爆炸图；
图4为本发明一种HCT测量装置中所述控制分析模块的原理图；
图示说明：
其中，1-外壳，2-全血样本注入孔，201-清洗液注入孔，3-测量机构，31-绝缘密封圈一，32-塑料绝缘片一，33-高纯石墨电极片一，34-绝缘密封平垫片，35-电极压片，36-测量腔体，301-绝缘密封圈二，302-塑料绝缘片二，303-高纯石墨电极片二，4-控制分析模块，41-螺钉，401-中央处理单元，402-正弦波发生器，403-探针，404-匹配电阻，405-乘法器，406-AD采集模块。
具体实施方式
参见图1、图2和图3，为一种HCT测量装置的结构示意图。
本申请提供的一种HCT测量装置，包括外壳1，所述外壳1上开设有液体注入口，所述液体注入口连通测量机构3的测量腔体36，所述测量腔体36的另一端连接抽液设备，所述抽液设备用于将从所述液体注入口注入的液体抽入所述测量腔体36内；所述测量机构3包括安装在所述测量腔体36内的绝缘密封装置和石墨电极片，所述绝缘密封装置和所述石墨电极片通过电极压片35压紧固定在所述测量腔体36内，所述电极压片35固定连接在所述外壳1上；所述石墨电极片与探针403直接接触，用来检测被测全血样本的电阻率；控制分析模块4安装在所述外壳1内，所述控制分析模块4包括相互连接的信号发生器、信号采集处理模块和中央处理单元401，所述信号发生器用于向被测全血样本输出测量驱动信号，所述信号采集处理模块用于采集所述探针403检测到的电信号并将其处理后转换为数字信号传输给所述中央处理单元401，所述中央处理单元401用于控制所述信号发生器输出测量驱动信号、接收所述信号采集处理模块采集到的信号以及进行电阻率和HCT值的转换计算。所述中央处理单元401的型号可选用STM32F103CBT6或其他能够满足功能需求的控制器。
如图1所示，所述液体注入口包括全血样本注入孔2，所述全血样本注入孔2侧面开设有清洗液注入孔201，所述全血样本注入孔2下部连通所述测量腔体36，所述电极压片35通过液路接头及管路将所述测量腔体36的另一端与所述抽液设备相连。所述抽液设备可选用蠕动泵或者其他能够满足需求的动力设备，用于将从所述液体注入口注入的全血样本或清洗液抽入所述测量腔体36内。
如图3所示，所述石墨电极片包括含碳量大于99.99％的高纯石墨电极片一33和高纯石墨电极片二303，所述高纯石墨电极片一33和所述高纯石墨电极片二303分别与两根所述探针403直接接触进行检测；所述绝缘密封装置包括轴向贴合在所述高纯石墨电极片一33一侧的绝缘密封圈一31和塑料绝缘片一32，所述塑料绝缘片一32装在所述绝缘密封圈一31内，还包括轴向贴合在所述高纯石墨电极片一33和所述高纯石墨电极片二303之间的绝缘密封圈二301和塑料绝缘片二302，所述塑料绝缘片二302装在所述绝缘密封圈二301内。所述绝缘密封装置用于建立全血样本流通的通路以及起密封作用。所述高纯石墨电极片一33和所述高纯石墨电极片二303之间为实际能够进行测量的样本腔。
在本实施例中，所述高纯石墨电极片一33和所述高纯石墨电极片二303的尺寸形状相同，均为中间开设有通孔的圆柱体，所述通孔直径为1.2mm；所述绝缘密封圈一31和所述绝缘密封圈二301的尺寸形状相同，均为中空且两端开口的圆筒形；所述塑料绝缘片一32和所述塑料绝缘片二302的尺寸形状相同，均为中间开设有通孔的圆柱体，厚度为2mm，通孔直径为1.2mm。
所述高纯石墨电极片二303与所述电极压片35之间还轴向装有绝缘密封平垫片34，用于垫平在电极压片35内，并将所述绝缘密封圈一31、所述塑料绝缘片一32、所述高纯石墨电极片一33、所述绝缘密封圈二301、所述塑料绝缘片二302和所述高纯石墨电极片二303依次压实固定在测量腔体36内。
如图4所示，所述信号发生器为正弦波发生器402，用于向被测全血样本输出正弦波作为测量驱动信号，本实施例中主要输出幅值为1V频率为10KHz的正弦波驱动信号。
如图4所示，所述信号采集处理模块包括乘法器405和AD采集模块406，所述乘法器405与所述探针403两端相连，所述乘法器405用于对所述探针403检测到的电信号进行调制；所述乘法器405的输出端与所述AD采集模块406相连，所述AD采集模块406用于将调制后的交流电信号转换成直流电信号，并进一步将其转换为数字信号传输给所述中央处理单元401。
所述AD采集模块406包括低通滤波器和模数转换器，所述低通滤波器用于将交流电信号转换成直流电信号，所述模数转换器用于进一步将该电信号转换为数字信号，再传输给所述中央处理单元401。
如图4所示，所述探针403的输出端串联有匹配电阻404，所述匹配电阻404的另一端接地线，所述乘法器405的四个引脚中有两个分别连接在所述探针403两端，所述乘法器405的另外两个引脚分别连接所述匹配电阻404的两端。正弦波信号先后通过所述探针403、被测样本和所述匹配电阻404，所述乘法器405将所述探针403两端检测到的电压信号和所述匹配电阻404两端的电压信号相乘进行调制。所述匹配电阻404的作用为：利用所述匹配电阻404的电压信号，通过所述乘法器405对被测样本电压信号进行调制；以及降低通过被测样本的电流，减小电流对被测全血样本的影响，在本实施例中匹配电阻R1取值为10K。
所述控制分析模块4通过螺钉41安装在所述外壳1内。所述电极压片35也通过螺钉固定连接在所述外壳1上，结构简单，连接可靠。
一种化学发光仪器，所述化学发光仪器内装有上述一种HCT测量装置，将上述一种HCT测量装置集成安装在化学发光仪器内部，操作简单，测量效率高。
所述一种HCT测量装置的测量方法，测量时首先将全血样本注入全血样本注入孔2，并通过抽液设备将所述全血样本注入孔2内的待测全血样本抽入测量腔体36内；待测全血样本依次流过高纯石墨电极片一33和高纯石墨电极片二303，然后所述中央处理单元401控制正弦波发生器402向待测全血样本输出正弦波作为测量驱动信号；再通过两根所述探针403分别接触所述高纯石墨电极片一33和所述高纯石墨电极片二303对全血样本进行检测；所述探针403检测得到的电压信号先经过乘法器405进行调制；再通过低通滤波器将调制后的交流电信号转换成直流电信号，模数转换器进一步将该电信号转换为数字信号，再传输给所述中央处理单元401；所述中央处理单元401根据预先测定的电压与电阻率的对应关系将接收到的检测信号转换为电阻率，即得到全血样本的电阻率；所述中央处理单元401再通过全血样本的HCT与电阻率之间的转换关系计算得到HCT数值，所述中央处理单元401中通过电阻率转化计算HCT的公式为：
HCT(％)＝alnρ+b
其中a、b为系数，ρ为检测到的待测样本的电阻率。
计算得到的HCT数值可以直接显示在与所述中央处理单元401相连的显示屏或者其他显示终端上，例如手机、电脑等。测量完毕后，通过所述抽液设备将从清洗液注入孔201注入的清洗液抽入所述测量腔体36内，清洗测量腔以备下次使用。
本申请提供了一种HCT测量装置及方法以及装有该装置的化学发光仪器，测量过程操作简单，测定需要的时间短，测量效率高，可以集成在化学发光仪器内部，不需要额外的检测样本和专用的测量设备，检测成本低。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种HCT测量装置，其特征在于，包括外壳(1)，所述外壳(1)上开设有液体注入口，所述液体注入口连通测量机构(3)的测量腔体(36)，所述测量腔体(36)的另一端连接抽液设备，所述抽液设备用于将从所述液体注入口注入的液体抽入所述测量腔体(36)内；所述测量机构(3)包括绝缘密封装置和石墨电极片，所述绝缘密封装置和所述石墨电极片通过电极压片(35)压紧固定在所述测量腔体(36)内，所述电极压片(35)固定连接在所述外壳(1)上；所述石墨电极片与探针(403)直接接触，用来检测被测全血样本的电阻率；控制分析模块(4)安装在所述外壳(1)内，所述控制分析模块(4)包括相互连接的信号发生器、信号采集处理模块和中央处理单元(401)，所述信号发生器用于向被测全血样本输出测量驱动信号，所述信号采集处理模块用于采集所述探针(403)检测到的电信号并将其处理后转换为数字信号传输给所述中央处理单元(401)，所述中央处理单元(401)用于控制所述信号发生器输出测量驱动信号、接收所述信号采集处理模块采集到的信号以及进行电阻率和HCT值的转换计算。
2.根据权利要求1所述的一种HCT测量装置，其特征在于，所述液体注入口包括全血样本注入孔(2)，所述全血样本注入孔(2)侧面开设有清洗液注入孔(201)，所述全血样本注入孔(2)下部连通所述测量腔体(36)，所述电极压片(35)通过液路接头及管路将所述测量腔体(36)的另一端与所述抽液设备相连。
3.根据权利要求1所述的一种HCT测量装置，其特征在于，所述石墨电极片包括高纯石墨电极片一(33)和高纯石墨电极片二(303)，所述高纯石墨电极片一(33)和所述高纯石墨电极片二(303)分别与所述探针(403)直接接触进行检测；所述绝缘密封装置包括轴向贴合在所述高纯石墨电极片一(33)一侧的绝缘密封圈一(31)和塑料绝缘片一(32)，所述塑料绝缘片一(32)装在所述绝缘密封圈一(31)内，还包括轴向贴合在所述高纯石墨电极片一(33)和所述高纯石墨电极片二(303)之间的绝缘密封圈二(301)和塑料绝缘片二(302)，所述塑料绝缘片二(302)装在所述绝缘密封圈二(301)内。
4.根据权利要求3所述的一种HCT测量装置，其特征在于，所述高纯石墨电极片二(303)与所述电极压片(35)之间还轴向装有绝缘密封平垫片(34)。
5.根据权利要求1所述的一种HCT测量装置，其特征在于，所述信号发生器为正弦波发生器(402)，用于向被测全血样本输出正弦波作为测量驱动信号。
6.根据权利要求1所述的一种HCT测量装置，其特征在于，所述信号采集处理模块包括乘法器(405)和AD采集模块(406)，所述乘法器(405)与所述探针(403)两端相连，所述乘法器(405)用于对所述探针(403)检测到的电信号进行调制；所述乘法器(405)的输出端与所述AD采集模块(406)相连，所述AD采集模块(406)用于将调制后的交流电信号转换成直流电信号，并进一步将其转换为数字信号传输给所述中央处理单元(401)。
7.根据权利要求6所述的一种HCT测量装置，其特征在于，所述AD采集模块(406)包括低通滤波器和模数转换器，所述低通滤波器用于将交流电信号转换成直流电信号，所述模数转换器用于进一步将该电信号转换为数字信号，再传输给所述中央处理单元(401)。
8.根据权利要求6所述的一种HCT测量装置，其特征在于，所述探针(403)的输出端串联有匹配电阻(404)，所述匹配电阻(404)的另一端接地线，所述乘法器(405)的四个引脚中有两个分别连接在所述探针(403)两端，所述乘法器(405)的另外两个引脚分别连接所述匹配电阻(404)的两端。
9.一种化学发光仪器，其特征在于，所述化学发光仪器内装有上述权利要求1至8任意一项所述的一种HCT测量装置。
10.根据权利要求1至8任意一项所述一种HCT测量装置的测量方法，其特征在于，测量时首先将全血样本注入全血样本注入孔(2)，并通过抽液设备将所述全血样本注入孔(2)内的待测全血样本抽入测量腔体(36)内；待测全血样本依次流过高纯石墨电极片一(33)和高纯石墨电极片二(303)，然后所述中央处理单元(401)控制正弦波发生器(402)向待测全血样本输出正弦波作为测量驱动信号；再通过两根所述探针(403)分别接触所述高纯石墨电极片一(33)和所述高纯石墨电极片二(303)对全血样本进行检测；所述探针(403)检测得到的电压信号先经过乘法器(405)进行调制；再通过低通滤波器将调制后的交流电信号转换成直流电信号，模数转换器进一步将该电信号转换为数字信号，再传输给所述中央处理单元(401)；所述中央处理单元(401)根据预先测定的电压与电阻率的对应关系将接收到的检测信号转换为电阻率，即得到全血样本的电阻率；所述中央处理单元(401)再通过全血样本的HCT与电阻率之间的转换关系计算得到HCT数值，所述中央处理单元(401)中通过电阻率转化计算HCT的公式为：
HCT(％)＝alnρ+b
其中a、b为系数，ρ为检测到的待测样本的电阻率；测量完毕后，通过所述抽液设备将从清洗液注入孔(201)注入的清洗液抽入所述测量腔体(36)内，清洗测量腔以备下次使用。
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