CN204855357U - 一种快速测量血红蛋白的装置 - Google Patents

Abstract

一种快速测量血红蛋白的装置，所述装置包括：发光二极管、滤波片、微型光学比色皿、光电探测器、电源和微控制单元(MCU)，所述发光二极管、所述光电探测器和电源均与所述微控制单元电连接。本实用新型涉及一种快速测量血红蛋白装置，可在3秒内给出测量结果。该装置利用光学调制消除血样内血红蛋白细胞分布不均匀的影响，更为突出的是本实用新型只使用两个波长就实现了上述的快速测量。

Description

一种快速测量血红蛋白的装置

技术领域

本实用新型属于医疗检验领域，具体涉及一种快速测量血红蛋白的装置。

背景技术

红细胞是人体血液的主要组成部分，而红细胞的主要组成成分为血红蛋白，血红蛋白是人体内运输氧气的载体，血红蛋白浓度直接影响人体运输氧气的能力，进而影响人体的正常新陈代谢。一般成年男性的血红蛋白正常值为120-160g/L，成年女性为110-150g/L，血红蛋白浓度过高或过低都会反映人体的某些生理疾病，过低则可能为贫血症、营养不良等，过高则可能为先天心肺疾病、某些肿瘤疾病等。因此，血红蛋白的检测具有重要的意义。

在移动站点检测上，目前常使用的是硫酸铜滴定法、氰化高铁法或叠氮高铁法对血红蛋白的含量进行测量，其中，硫酸铜滴定法受人为因素及环境温度影响较大；而氰化高铁法往往用于大型生化分析仪上，氰化高铁法由于使用了有氰化物这种剧毒物质，会对环境产生不利影响，且由于需要氰化物参与化学反应，故需要较长的反应时间。

现在主流的测量方法主要为叠氮高铁法及光谱吸收的方法。该方法需要使用单酸钠、皂素等破除红细胞细胞壁，然后用叠氮化钠和亚硝酸钠将血红蛋白转化为叠氮高铁血红蛋白，根据分光光度法可计算出血红蛋白的浓度。目前基于干式化学的定量测量方法取得了巨大的成功，但是由于干式试剂的吸湿性，干式试片的存储使用还收到温度湿度的限制，另外，因在测量时需要溶血和进行化学反应，操作较为麻烦。

美国专利6262798披露了一种可以直接测量未稀释未溶血血样的血红蛋白浓度，该方法采用多个波长进行测量，以消除散射对测量结果的影响，由于血液内红细胞的不均匀性及存在多种类型的血红蛋白，该系统比较复杂，仅在大型仪器上得到应用。无法大规模推广使用。

除此之外，因为在测量时，红细胞的分布均匀需要一定的时间，造成血红蛋白的分布均匀需要一定的时间，相对应的，目前现有的技术需要的测量时间均比较长，无法做到快速测量，给使用者造成极大的困扰。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种快速测量血红蛋白的装置，可在3秒内给出测量结果。该装置利用光学调制消除血样内血红蛋白细胞分布不均匀的影响，更为突出的是本实用新型只使用两个波长就实现了上述的快速测量。

本实用新型所采用的技术方案为：一种快速测量血红蛋白的装置，所述装置包括：

发光二极管，用以交替发出主测量波长和次测量波长两种脉冲频率的测试光束；

滤波片，用于将所述测试光束进行光谱调制；

微型光学比色皿，用于装载血液样品；

光电探测器，用于检测空白光强和吸收光强的强度；

电源，用于为除电源之外的其他组件提供电能；

微控制单元(MCU)，所述发光二极管、所述光电探测器和电源均与所述微控制单元电连接。

优选的，所述电源为电源适配器、电池或太阳能电池板中的任意一种或任意组合，采用多种供电方式，可增加所述装置的适用范围。

优选的，所述装置还包括准直透镜，所述准直透镜设置于所述发光二极管和所述微型光学比色皿之间，所述准直透镜用于对测试光束进行准直。

作为对所述测试光束进行准直的另一种途径，所述发光二极管为带准直透镜的封装发光二极管。

优选的，所述装置还包括恒流电路，所述发光二级管通过所述恒流电路与所述微控制单元电连接。所述发光二极管采用恒流电路进行驱动，避免电流波动导致发光不稳定，从而减少了吸光度计算的误差，提高了测量的精度。

优选的，所述主测量波长为500～600nm，次测量波长为850～910nm。

进一步的，作为测量波长的最优选择，所述主测量波长为506nm，次测量波长为880nm。

优选的，所述滤波片为主测量波长的窄带滤波片，所述窄带滤波片对次测量波长也有一定的透过率。所述窄带滤波片的设置，可保证测量结果更加精确。

优选的，所述装置还包括温度传感器，所述温度传感器与所述微控制单元电连接，所述温度传感器用于对测量检测环境温度，并根据温度补偿函数对结果进行补偿，降低环境对测量结果的影响。

所述温度补偿函数为现有技术，在此就不再赘述。

优选的，所述装置还包括位置传感器，所述位置传感器与所述微控制单元电连接，所述位置传感器来监控所述微型光学比色皿所处的位置。

进一步的，所述位置传感器为光电开关或者霍尔开关。

优选的，所述装置还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述微控制单元电连接，所述蜂鸣器用于在检测结束后发出声音提醒使用者。

优选的，所述装置还包括条码扫描器，所述条码扫描器与所述微控制单元电连接，所述条码扫描器用于输入用户的信息。

进一步的，所述装置还包括存储器，所述存储器与所述微控制单元电连接，用于存储测量数据。

优选的，所述微型光学比色皿的空腔厚度为100～200um。所述厚度下，测量的精度较好。

优选的，所述光电探测器的探测面中心与微型光学比色皿的测量区域中心在一条光路上，所述光路与所述测试光束同轴。

优选的，还包括无线传输模块，所述无线传输模块用来实现数据的无线传输。

进一步的，所述无线传输模块可为蓝牙模块、WiFi模块或者ZigBee模块。

当然，除了无线模块之外，也可用I/O口实现数据的传输。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型中的快速测量血红蛋白的装置，架设了所述准直透镜，可消除血样内红细胞分布不均匀带来的影响。

2、本实用新型中的快速测量血红蛋白的装置中的所述发光二极管采用恒流电路进行驱动，避免电流波动导致发光不稳定，从而减少了吸光度计算的误差，提高了测量的精度。

附图说明

图1为快速测量血红蛋白的装置的系统框架图；

图2为快速测量血红蛋白的装置的空白光强采集示意图；

图3为快速测量血红蛋白的装置的吸收光谱光强采集示意图；

图中：1、发光二极管；2、准直透镜；3滤波片；4微型光学比色皿；5光电探测器。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式，对本实用新型做进一步阐述。

实施例1

本实用新型公开了一种快速测量血红蛋白的装置，所述装置包括：发光二极管1、准直透镜2、滤波片3、微型光学比色皿4、光电探测器5、电源、微控制单元(MCU)、恒流电路、温度传感器、位置传感器、蜂鸣器、条码扫描器，所述发光二极管1、所述光电探测器5、所述电源、所述温度传感器、所述位置传感器、所述蜂鸣器、所述条码扫描器均与所述微控制单元电连接，所述准直透镜设置于所述发光二极管和所述微型光学比色皿之间。

所述发光二极管1用以交替发出主测量波长和次测量波长两种脉冲频率的测试光束；所述光电探测器5用于检测空白光强和吸收光强的强度；所述发光二级管通过所述恒流电路与所述微控制单元电连接。所述发光二极管1采用恒流电路进行驱动，避免电流波动导致发光不稳定，从而减少了吸光度计算的误差，提高了测量的精度。

所述滤波片为主测量波长的窄带滤波片，所述窄带滤波片对次测量波长也有一定的透过率。所述窄带滤波片的设置，可保证测量结果更加精确。所述温度传感器用于对测量检测环境温度，并根据温度补偿函数对结果进行补偿，降低环境对测量结果的影响。所述位置传感器与所述微控制单元电连接，所述位置传感器来监控所述微型光学比色皿4所处的位置。所述蜂鸣器与所述微控制单元电连接，所述蜂鸣器用于在检测结束后发出声音提醒使用者。

需要说明的是，所述温度补偿函数为现有技术，在此就不再赘述。

当然，所述装置还包括存储器和无线传输模块，所述存储器和所述无线传输模块均与所述微控制单元电连接，用于存储测量数据。所述装置还设有显示屏和按键，所述显示屏和按键均与所述微控制单元电连接，以便于测量结果的显示和用户的操作。

通常情况下，除了无线模块之外，也可用I/O口实现数据的传输。

结合附图所示，所述装置的具体操作方式为：首先将微型光学比色皿4移动到指定位置，同时在位置传感器的提示下探测器开始采集发光二极管1所发出的空白光强；然后，将微型光学比色皿4充满血液样本，并将微型光学比色皿4载体移动到正常测量位置，在位置传感器的提示下探测器开始采集发光二极管1经过含血液样本的微型光学比色皿4进行光谱吸收后的信号，同时温度传感器采集微型光学比色皿4附近的温度信号；最后，根据前面两次采集到的光强信号可以得到待测血液样本在不同波长的吸光度，根据不同波长的吸光度及温度信号，可准确的计算出待测血液样本的血红蛋白浓度。

具体来说就是，所述发光二极管1经过所述恒流电路在微控制单元的控制下以一定的时序交替发光，交替发出的光线经过准直透镜2进行准直，准直后光线经过滤波片3的光谱调制，最后被探测器接收，同时光电探测器5也在微控制单元的相应时序控制下进行信号采集，根据位置传感器的提示，采集到的空白光强及光谱吸收后光强被送入微控制单元，从而实现整个测量系统的运行。

测量结果可通过显示屏进行显示及通过I/O口及无线传输模块进行数据传输或者打印，同时可根据条码扫描器录入的用户信息将测量结果与用户信息进行关联，将结果记录在存储器中。以上过程均通过所述微控制单元控制进行。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速测量血红蛋白的装置，其特征在于，包括：

发光二极管，用以交替发出主测量波长和次测量波长两种脉冲频率的测试光束；

滤波片，用于将所述测试光束进行光谱调制；

微型光学比色皿，用于装载血液样品；

光电探测器，用于检测空白光强和吸收光强的强度；

电源，用于为除电源之外的其他组件提供电能；

微控制单元，所述发光二极管、所述光电探测器和电源均与所述微控制单元电连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括准直透镜，所述准直透镜设置于所述发光二极管和所述微型光学比色皿之间，所述准直透镜用于对测试光束进行准直。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源为电源适配器、电池或太阳能电池板中的任意一种或任意组合。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主测量波长为500～600nm，次测量波长为850～910nm；所述微型光学比色皿的空腔厚度为100～200um。

5.根据权利要求1～4任一所述的装置，其特征在于，还包括恒流电路，所述发光二级管通过所述恒流电路与所述微控制单元电连接。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述滤波片为主测量波长的窄带滤波片。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括条码扫描器，所述条码扫描器与所述微控制单元电连接，所述条码扫描器用于输入用户的信息。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括存储器，所述存储器与所述微控制单元电连接，用于存储测量数据。

9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括温度传感器和位置传感器，所述温度传感器和所述位置传感器均与所述微控制单元电连接，所述温度传感器用于检测环境温度；所述位置传感器来监控所述微型比色皿所处的位置。

10.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括I/O口和/或无线传输模块，所述I/O口实现数据的传输；所述无线传输模块用来实现数据的无线传输。