CN113589395A - 一种血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法及装置 - Google Patents

一种血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及体外诊断设备领域，并具体公开了一种血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法及装置，当完成装机，各管路连接完毕后，理论上首次装机，液路是空的，这时候可读取当前管路电压的ADC值，并设置为低值，若发现管路不为空，则先进行排空处理，然后读取空管路电压的ADC值，然后进行灌注仪器，接着读取当前充满液体管路的ADC值，并设置高值，获取到ADC高值和ADC低值后对这两个数据进行处理，求出均值ADC的均值，接着用当前管路ADC的值与ADC_V进行比较，从而判断管路是否有液体无需专业人员手工调整。

Description

一种血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法及装置
技术领域
本发明涉及体外诊断设备领域，尤其涉及一种血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法及装置。
背景技术
目前血液分析仪能够提供临床检验中血细胞计数分类等。为医生的诊断提供数据支持。血液分析仪中都会使用到各种外接的试剂，常用的有溶血剂、稀释液、鞘液等液体，仪器需要这些试剂参与，才能正常进行计数。当某一种或某几种试剂使用完毕，需要及时的更换，所以需要提供一个检测装置检测管路中液体有无，好及时提醒用户更换。
对于管路液体检测，通常的方法是设置一个固定的阀值电压，使用光耦检测管路，通过一个可调电位器调节流过光耦的电流大小，得到输出电压，调节电位器使得管路有液体时，输出电压大于阀值电压，管路空时输出电压小于阀值电压。将输出电压与阀值电压通过一个比较器进行比较，从而判断管路里是否有液体试剂。
但是由于检测光耦、管路、装配、运输等一致性问题由于同类型的血细胞分析仪之间会有所差别，而且使用环境的不同、使用试剂的不同等均会导致血细胞分析仪之间的试剂检测光耦输出电压会不相同。因此厂家出厂前需要调整电位器，使得光耦检测管路电压在某一个范围区间内。这个过程耗时长，人力成本极高。且调整好以后出厂的仪器随着时间推移、管路老化会导致光耦判定输出电压发生变化，但设定的阀值电压是固定的，不会改变，这会导致出现误判。出现这种情况的故障需要重新调整电位器校正光耦输出电压。手工重新调整液路有无试剂输出电压专业性强，需要专业人员带上专业设备指导才能完成，且需要进行拆机才能处理。用户无法自己维护，导致设备后期维护难，成本也高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法及装置，旨在解决现有技术中的血细胞分析仪调整好以后出厂的仪器随着时间推移、管路老化会导致光耦判定输出电压发生变化，手工重新调整液路有无试剂输出电压专业性强，需要专业人员带上专业设备指导才能完成，且需要进行拆机才能处理的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的一种血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法，包括如下步骤，
将血液分析仪的各管路连接，完成装机；
读取当前各管路电压的ADC值，并设置为低值；
对仪器进行液体灌注；
读取当前充满液体管路的ADC值，并设置为高值；
求出获取到的当前管路的高值和低值的均值；
用当前管路的ADC值与获取的均值进行比较，ADC值小于均值时管路为空管，ADC值大于均值时管路有液体。
其中，在“将血液分析仪的各管路连接，完成装机”中，所述方法还包括，将血液分析仪的各管路与检测装置连接；
检测装置的光耦的输出端发光，光线穿过管路；
光耦的输入端接收在管路中折射的光线。
其中，在“检测装置的光耦的输出端发光，光线穿过管路”中，所述方法还包括，
光线由空气入射到管路内发生折射；
管路内存在液体时，光线在管路内部穿过液体时发生折射，管路内没有存在液体时，光线在管路内部不发生折射；
光线再次穿出管路发生折射。
其中，在“读取当前各管路电压的ADC值，并设置为低值”中，所述方法还包括，
若发现管路不为空，则先对管路进行排空处理，然后读取当前空管路电压的ADC值。
其中，在“读取当前各管路电压的ADC值，并设置为低值”中，所述方法还包括，
光耦的接收端接收光线的变化角度；
输出一个电压，并将电压转化为一个数字量ADC_L值。
其中，在“读取当前充满液体管路的ADC值，并设置为高值”中，所述方法还包括，
光耦的接收端接收光线的变化角度；
输出一个电压，并将电压转化为一个数字量ADC_H值。
一种血液分析仪中多通道管路试剂报警检测装置，包括用于检测的血液分析仪本体，所述血液分析仪本体分别连接有第一管路、第二管路、第三管路和第四管路，所述第一管路、所述第二管路、所述第三管路和所述第四管路分别安装有输出电压信号的第一光耦、第二光耦、第三光耦和第四光耦。
其中，所述第一光耦、所述第二光耦、所述第三光耦和所述第四光耦的数量分别为两个。
本发明的一种血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法及装置，当完成装机，各管路连接完毕后，理论上首次装机，液路是空的，这时候可读取当前管路电压的ADC值，并设置为低值，若发现管路不为空，则先进行排空处理，然后读取空管路电压的ADC值，然后进行灌注仪器，接着读取当前充满液体管路的ADC值，并设置高值，获取到ADC高值和ADC低值后对这两个数据进行处理，求出均值ADC的均值，接着用当前管路ADC的值与ADC_V进行比较，从而判断管路是否有液体无需专业人员手工调整。
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，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的硬件系统框架图。
图2是本发明的有无试剂时光传播路径比较图。
图3是本发明的管路试剂检测仪结构示意图。
图4是本发明的低值为无液体时的软件设置界面图。
图5是本发明的高值为有液体时的软件设置界面图。
图6是本发明的通过显示界面获取ADC_L和ADC_H的具体操作流程图。
图7是本发明的算法流程图。
图8是本发明的血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法的流程图。
图9是本发明的将血液分析仪的各管路连接，完成装机的流程图。
图10是本发明的检测装置的光耦的输出端发光，光线穿过管路的流程图。
图11是本发明的读取当前各管路电压的ADC值，并设置为低值的流程图。
图12是本发明的读取当前充满液体管路的ADC值，并设置为高值的流程图。
图13是本发明的求出获取到的当前管路的高值和低值的均值的流程图。
图中：11-血液分析仪本体、12-第一管路、13-第二管路、14-第三管路、15-第四管路、16-第一光耦、17-第二光耦、18-第三光耦、19-第四光耦。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图8至图13，本发明提供了一种血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法，包括如下步骤：
S101：将血液分析仪的各管路连接，完成装机；
S1011：将血液分析仪的各管路与检测装置连接；
S1012：检测装置的光耦的输出端发光，光线穿过管路；
S10121：光线由空气入射到管路内发生折射；
S10122：管路内存在液体时，光线在管路内部穿过液体时发生折射，管路内没有存在液体时，光线在管路内部不发生折射；
S10123：光线再次穿出管路发生折射；
S1013：光耦的输入端接收在管路中折射的光线；
S102：读取当前各管路电压的ADC值，并设置为低值，若发现管路不为空，则先对管路进行排空处理，然后读取当前空管路电压的ADC值；
S1021：光耦的接收端接收光线的变化角度；
S1022：输出一个电压，并将电压转化为一个数字量ADC_L值；
S103：对仪器进行液体灌注；
S104：读取当前充满液体管路的ADC值，并设置为高值；
S1041：光耦的接收端接收光线的变化角度；
S1042：输出一个电压，并将电压转化为一个数字量ADC_H值；
S105：求出获取到的当前管路的高值和低值的均值；
S1051：获取到ADC_H值和ADC_L值；
S1052：通过均值运算求出ADC_H值和ADC_L值的均值ADC_V；
S106：用当前管路的ADC值与获取的均值进行比较，选取当前管路的两个不同点进行测试，同时满足ADC值小于获取的均值ADC_V时，管路为空管，同时满足ADC值大于获取的均值ADC_V时，管路有液体。
在本实施方式中，硬件框图1所示：
系统中需要一个检测装置，用来检测流过管路的液体，采用高灵敏度的光耦实现试剂有无的测量，当没有试剂流过时(液路管+空气)，光耦CE的电流为I1，当有试剂流过时(液路管+液体)，试剂管中的空气被替换为折射率更大的试剂(试剂折射率近似于水)。因光耦输入端靠LED发光，不同于激光光束极小发散角的特性，LED发出的光向各个方向发散，并不只垂直于试剂管路入射，由Snell定律可知光传播路径必定不同，如图2所示：
(图中θ均为传播路径与不同介质界面法线的夹角。)
图中，红点为LED光源，红线为光线传播路径(虚线为有试剂时路径)，蓝直线为两介质界面法线。LED发出的光向各个方向发散(无数条光线，图中为其中五条)。
以图中最上方光线为例，经过第一个介质界面，光由空气(n1＝1)入射到试剂管时(n2＝1.5～1.9)，由Snell定律：
n1·sinθ1＝n2·sinθ2
因n1＜n2，所以sinθ1＞sinθ2，又有sin正弦函数在[0°，90°]单调递增，所以θ1＞θ2，传播路径相比下更靠近法线些，如图所示。
经过第二个介质界面，光由试剂管(n2＝1.5～1.9)入射到无液体通道时(n3＝1)，由Snell定律反向推导可知θ3＝θ1，在图中表示为出射光线与从LED刚发射出来时光线平行；而光由试剂管(n2＝1.5～1.9)入射到有液体通道时(n3’＝1.33)，由Snell定律及正弦函数单调性可知θ3’＜θ3，在图中表示出射光线为在无液体时光线路径的下方。
同理可推得后面的路径如图2所示，从图中可知任一根光线(除了垂直方向的)在无液体时比有液体时表现得更向外发散，从而光耦接收到的信号越弱。
于是相比无液体，当有液体流过时光耦CE的电流变大为I2，则可以通过取其中间电流IM与电流I作比较，当电流I<IM趋向I1时，认为没有液体流过，当I>IM趋向I2时认为有液体通过。设计时，应该尽可能的增加I2与I1的差，以减小噪声的影响。由于有无液体时流过光耦CE的电流不同，所以如图1的接法输出的电压也不同，有液体时的输出电压要大于没有液体时的输出电压。通过AD转换，得出空管时的ADC_L和有液体时管路的ADC_H，通过MCU的算法进行处理，并显示。
具体的操作流程如图6所示，当完成装机，各管路连接完毕后，理论上首次装机，液路是空的，这时候可读取当前管路电压的ADC值，并设置为低值，若发现管路不为空，则先进行排空处理。然后读取空管路电压的ADC值，然后进行灌注仪器，接着读取当前充满液体管路的ADC值，并设置高值，软件界面设置如图4、图5。
简单来说就是要实现调试仅需6步：
1、在图4界面点击1读取电压
2、空管路时，在此界面点击1读取电压
3、然后依次点击2设置低值，接着点击3后页
4、在图5依次点击4灌注各个管路
5、让管道充满液体，在图5界面点击5读取电压
6、然后依次点击6设置高值，
以上6步即可完成调试，省时省力。
以上流程是算法处理，获取到ADC_H和ADC_L后对这两个数据进行处理，求出均值ADC_V，接着用当前管路ADC的值与ADC_V进行比较，为了防止误判，我们取了一段管路的两个不同点进行测试，同时满足ADC<ADC_V时，我们才认为空管。这种算法的好处就是随着管路老化ADC_L或者ADC_H出现变化是，只要重新获取一次ADC_L和ADC_H的值，我们的阀值ADC_V也会跟着自我校准变化。
硬件框图1是框架模型，描绘了该系统需要的硬件结构。具体电路结构组成包括系统需要有光耦，需要有管路，需要有可以采集ADC(ADC指光耦里发射端的光透过管路后光耦接收端会根据接收光强变化输出一个电压，将这个电压转化为一个数字量)的模块，需要一个MUC处理ADC的数据，需要一个显示模块显示。整个算法里最重要的是获取ADC_L(空管路时的数字量)和ADC_H(管路里有液体时的数字量)的值，图6和图4、图5就是描述如何通过显示界面获取ADC_L和ADC_H的具体操作。图4和图5是具体的操作显示界面，图6是对图4、图5里的整个操作采用流程图的方式进行描述。图4里的界面里的当前液路电压1～9，分别对应不同管路不同位置。获取多路的ADC。当获取完数据ADC(1～n)_L和ADC(1～n)_H后，我们会通过已经获取到的ADC_L和ADC_H来计算管路有液体的阀值数据ADC_VALVE＝(ADC_L+ADC_H)/2，再通过时时获取当前ADC的值与ADC_VALVE来比较，判断当前管路是否有液体。图7详细描述了这一算法流程图，实际测试中我们会取同一条管路中两个不同的点进行判断，同时满足ADC大于阀值ADC_VALVE,我们才认为管路有液体，防止出现误判。所以简单来说，图1是理论的系统框架的组成。图3是具体的实物结构的一个部分。图6、图4、图5是实际的操作步骤及说明。图7是基于上述操作后获取到的数据在MCU中进行算法处理，最终实现试剂有无判断。
请参阅图3，一种血液分析仪中多通道管路试剂报警检测装置，其特征在于，包括用于检测的血液分析仪本体，所述血液分析仪本体分别连接有第一管路、第二管路、第三管路和第四管路，所述第一管路、所述第二管路、所述第三管路和所述第四管路分别安装有输出电压信号的第一光耦、第二光耦、第三光耦和第四光耦。
进一步地，所述第一光耦、所述第二光耦、所述第三光耦和所述第四光耦的数量分别为两个。
在本实施方式中，机械结构连接如图3所示，2为血液分析仪用的所述第一管路，所述第四管路通过板卡上的两处所述第四光耦进入仪器内部，试剂所述第三管路通过板卡上的两处所述第三光耦进入仪器内部，试剂所述第二管路通过板卡上的两处所述第二光耦进入仪器内部，试剂所述第一管路通过板卡上的两处所述第一光耦进入仪器内部。板卡通过检测这两点的电压，经过AD转化后得出的数据进行算法处理来判断管路液体有无。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法，其特征在于，包括如下步骤，
将血液分析仪的各管路连接，完成装机；
读取当前各管路电压的ADC值，并设置为低值；
对仪器进行液体灌注；
读取当前充满液体管路的ADC值，并设置为高值；
求出获取到的当前管路的高值和低值的均值；
用当前管路的ADC值与获取的均值进行比较，ADC值小于均值时管路为空管，ADC值大于均值时管路有液体。
2.如权利要求1所述的血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法，其特征在于，在“将血液分析仪的各管路连接，完成装机”中，所述方法还包括，
将血液分析仪的各管路与检测装置连接；
检测装置的光耦的输出端发光，光线穿过管路；
光耦的输入端接收在管路中折射的光线。
3.如权利要求2所述的血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法，其特征在于，在“检测装置的光耦的输出端发光，光线穿过管路”中，所述方法还包括，
光线由空气入射到管路内发生折射；
管路内存在液体时，光线在管路内部穿过液体时发生折射，管路内没有存在液体时，光线在管路内部不发生折射；
光线再次穿出管路发生折射。
4.如权利要求1所述的血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法，其特征在于，在“读取当前各管路电压的ADC值，并设置为低值”中，所述方法还包括，
若发现管路不为空，则先对管路进行排空处理，然后读取当前空管路电压的ADC值。
5.如权利要求1所述的血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法，其特征在于，在“读取当前各管路电压的ADC值，并设置为低值”中，所述方法还包括，
光耦的接收端接收光线的变化角度；
输出一个电压，并将电压转化为一个数字量ADC_L值。
6.如权利要求5所述的血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法，其特征在于，在“读取当前充满液体管路的ADC值，并设置为高值”中，所述方法还包括，
光耦的接收端接收光线的变化角度；
输出一个电压，并将电压转化为一个数字量ADC_H值。
7.一种血液分析仪中多通道管路试剂报警检测装置，其特征在于，采用如权利要求1-6任一所述的血液分析仪中多通道管路试剂报警检测方法检测，包括用于检测的血液分析仪本体，所述血液分析仪本体分别连接有第一管路、第二管路、第三管路和第四管路，所述第一管路、所述第二管路、所述第三管路和所述第四管路分别安装有输出电压信号的第一光耦、第二光耦、第三光耦和第四光耦。
8.如权利要求7所述的血液分析仪中多通道管路试剂报警检测装置，其特征在于，
所述第一光耦、所述第二光耦、所述第三光耦和所述第四光耦的数量分别为两个。
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