CN208420635U - 一种血液分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种血液分析仪，包括吸样分注模块、试剂分注模块、流体动力及废液处理模块、红细胞及血小板测量模块、白细胞分类测量模块和生化测量模块。生化测量模块用于生化项目的反应测量，包括：比色装置、试剂仓、清洗站和比色检测块，其中比色装置包括比色盘和位于比色盘上的N只比色杯，比色检测块包括发光二极管阵列、导光管、准直透镜和光电二极管，N个比色杯在比色盘上呈圆周排列，比色盘转动，带动比色杯穿过准直透镜和光电二极管之间。本实用新型集成血常规和生化检测于一体，一台仪器一管血一次测试可以将血常规和C反应蛋白、SAA等炎症指标同时检测，节省临床使用成本和人力成本。

Description

一种血液分析仪

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，尤其涉及一种血液分析仪。

背景技术

临床应用中，常常遇到一些患者需要同时检测血常规和某些特殊蛋白以诊断该患者是否由于细菌或病毒感染带来病痛，血常规检测和血液中特殊蛋白检测由于使用不同的方法学，所以一般由不同的仪器完成。例如，临床进行血常规检测时，使用基于流式细胞术的五分类血液分析仪进行全血样本中白细胞计数和分类、红细胞和血小板的计数以及红细胞中血红蛋白的比色检测；对血液中特殊蛋白的定量检测，使用基于基于分光光度计量原理的生化分析仪或特种蛋白分析仪对血清样本中的蛋白、抗体等检测，这种常规的检测手段带来如下问题：1、两管血样完成测试：对于高度自动化的血液分析仪和生化分析仪，样本不能兼容，血液分析仪使用全血，生化分析仪使用血清，临床检验需采取患者两管血样分别测试，增加患者痛苦，结果不能同时出具，血常规检测快于生化检测，增加报告等待时间；2、一管血样完成测试：采取患者一管血，使用全自动血液分析仪检测血常规，半自动特种蛋白分析仪或试纸条等进行特殊蛋白定量或半定量检测，手工处理，增加人工成本和手工操作带来的不确定性。

近年来，为满足临床对于患者炎症感染诊断检测的需求，个别血细胞分析仪厂家推出了五分类血液分析仪和C反应蛋白一体机，用于临床对于细菌感染的血样检测，医生可以使用一管血、一台仪器、一次测量获得血常规检测和C反应蛋白检测结果，通过白细胞计数、中性粒细胞比例以及C反应蛋白浓度值进行细菌感染诊断，这种新的血液分析仪器在临床应用中受到了普遍欢迎，但是还远远不能满足需求；主要问题在于，患者感染可能是细菌或病毒感染，而白细胞、中性粒细胞和C反应蛋白对于细菌感染有良好的特异性，对于病毒感染，则无明显特异性，因此需要拓宽血常规与特殊蛋白检测的范围，提供更多的检测指标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，解决现有技术中存在的上述不足之处。

为实现上述目的，本实用新型提供一种血液分析仪，包括吸样分注模块、试剂分注模块、流体动力及废液处理模块、红细胞及血小板测量模块、白细胞分类测量模块和生化测量模块；吸样分注模块吸取机外血样，并将血样分配至白细胞分类测量模块和生化测量模块；试剂分注模块按时间要求将红细胞及血小板测量模块、白细胞分类测量模块和生化测量模块所需定量检测试剂分配至红细胞及血小板测量模块、白细胞分类测量模块和生化测量模块；流体动力及废液处理模块将吸样分注模块、红细胞及血小板测量模块、白细胞分类测量模块和生化测量模块产生的废液排出机外，同时为红细胞及血小板测量模块提供所需的鞘液；红细胞及血小板测量模块用于检测红细胞的数量和大小，以及血小板数量和大小；白细胞分类测量模块用于白细胞分类；生化测量模块用于生化项目的反应测量，生化测量模块包括：比色装置、试剂仓、清洗站和比色检测块，其中比色装置包括比色盘和位于比色盘上的N只比色杯，检测比色杯中各样本反应液的吸光度，其中，N为正整数，且，N大于或等于2；比色检测块包括发光二极管阵列、导光管、准直透镜和光电二极管，N个比色杯在比色盘上呈圆周排列，比色盘转动，带动比色杯穿过准直透镜和光电二极管之间。

优选地，吸样分注模块包括吸样针、清洗拭子、第一电磁阀和第二电磁阀。

优选地，试剂分注模块包括；试剂注射泵，第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀。

优选地，流体动力及废液处理模块包括：第一隔膜泵、第二隔膜泵、第三隔膜泵，正压池，鞘液池，第七电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀、第十电磁阀、第十一电磁阀、第十二电磁阀、第十三电磁阀、第十四电磁阀、第十五电磁阀。

优选地，红细胞及血小板测量模块包括计数池，鞘液隔离池，废液隔离池，阻抗样本注射泵，第十六电磁阀、第十七电磁阀、第十八电磁阀、第十九电磁阀、第二十电磁阀、第二十一电磁阀。

进一步优选地，计数池包括计数池后池、计数池前池、宝石孔密封垫、宝石孔、样本针座、样本针、前池电极管、后池排液口和后池电极；其中，计数池后池通过前池电极管接入负极，计数池前池通过后池电极接入正极。

优选地，白细胞分类测量模块包括：反应池，流动室，样本注射泵，鞘液注射泵，废液池，第二十二电磁阀、第二十三电磁阀、第二十四电磁阀、第二十五电磁阀、第二十六电磁阀、第二十七电磁阀。

优选地，比色盘包括比色盘加热块、比色盘支架、比色盘转轴、比色盘电机，比色盘加热膜组成,其中，比色盘支架的中部固定于比色盘转轴上，比色杯的顶部悬挂于比色盘支架的边缘，比色盘加热块包括一个底板部分和两个等高同心的空心圆柱部分，两个空心圆柱部分和底板部分一体成型，两个空心圆柱部分和底板部分构成一个圆环形凹槽，比色杯的杯体位于圆环形凹槽内，比色盘加热膜用于加热比色盘加热块，进而加热圆环形凹槽内的空气。

本实用新型具有一下有益效果：(1)集成五分类血常规和生化检测于一体，一台仪器一管血一次测试可以将血常规和C反应蛋白、SAA等炎症指标同时检测，节省临床使用成本和人力成本。(2)系统结构简单，维护和制造成本低，可靠性高：与常规血液分析仪相比，只增加比色盘、试剂仓和光电检测模块，其中光电检测模块采用多路单色光源复合分时检测方式，有多个单色发光二极管组成阵列实现不同波长的比色检测.(3)系统扩展灵活方便，除血常规外，可支持多个生化检测项目，涵盖临床常用炎症指标。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种血液分析仪的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种计数池的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种库尔特原理图；

图4为本实用新型实施例提供的一种鞘流阻抗样本脉冲图；

图5为本实用新型实施例提供的一种生化测量原理示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种比色盘结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图1-6，本实用新型实施例提供的血液分析仪，包括吸样分注模块1、试剂分注模块2、流体动力及废液处理模块3、红细胞及血小板测量模块4、白细胞分类测量模块5和生化测量模块6。

如图1，吸样分注模块1：实现机外血样吸取，并分配至白细胞分类测量模块中反应池和生化测量模块中各比色池；完成吸样分注后，清洗并进入下次测量待机状态；其主要器部件包括：吸样针101，清洗拭子102，第一电磁阀103和第二电磁阀104。

试剂分注模块2：按时间要求将各测量模块所需定量检测试剂分配至红细胞及血小板测量模块、白细胞分类测量模块和生化测量模块；其主要器部件包括：试剂注射泵201，第三电磁阀202、第四电磁阀203、第五电磁阀204、第六电磁阀205。

流体动力及废液处理模块3：将其他模块处理样本产生的废液排出机外，同时为红细胞及血小板测量模块提供所需的鞘液；其主要器部件包括第一隔膜泵301、第二隔膜泵302、第三隔膜泵303，正压池304，鞘液池305，第七电磁阀306、第八电磁阀307、第九电磁阀308、第十电磁阀309、第十一电磁阀310、第十二电磁阀311、第十三电磁阀312、第十四电磁阀313、第十五电磁阀314。

红细胞及血小板测量模块4：以鞘流阻抗法检测红细胞和血小板数量、大小，在每个测量流程中完成细胞测量及传感器清洗；其主要器部件包括：计数池401，鞘液隔离池402，废液隔离池403，阻抗样本注射泵404，第十六电磁阀405、第十七电磁阀406、第十八电磁阀407、第十九电磁阀408、第二十电磁阀409、第二十一电磁阀410。

白细胞分类测量模块5：以光学散射法检测白细胞数量并依据散射光信号进行白细胞分类，其中，白细胞计数和分类分别为两个测量流程，通过分时检测模块内反应池中被不同试剂处理的样本达成计数分类目的；其主要器部件包括：反应池501，流动室502，样本注射泵503，鞘液注射泵504，废液池505，第二十二电磁阀506、第二十三电磁阀507、第二十四电磁阀508、第二十五电磁阀509、第二十六电磁阀510、第二十七电磁阀511、第二十八电磁阀512。

生化测量模块6：以光学比色法检测比色杯中各样本反应液的吸光度，由吸光度变化推算样本浓度，其中，该模块包含试剂冷藏结构和比色盘结构，比色盘设置多个比色杯以及特定波长的LED及收光检测组件，比色盘轮转比色杯通过LED与收光检测组件，获取吸光度变化；其主要器部件包括：安装在底板上的比色装置601，试剂仓602，清洗站603，比色检测块604，其中比色装置中包含不少于2只比色杯，这里以4只比色杯为例，可同时进行4个生化项目的反应测量。

下面对该血液分析仪的实现方法进行说明。

血液分析仪系统具体工作流程包含吸样分注和试剂分注，孵育反应，样本检测。

吸样分注和试剂分注具体包括：样本注射泵503通过第二电磁阀104以及管路将定量的样本吸入样本针101，例如20ul的血液样本，由鞘液注射泵504通过第一电磁阀103清洗样本针101的外壁，同时，第一隔膜泵301与十一电磁阀310抽取清洗外壁废液；完成后依据测试项目，通过样本针101将吸取的样本分别定量加入到反应池501和比色装置601的比色杯中，同时由试剂注射泵201通过第四电磁阀203、第五电磁阀204和第六电磁阀205将各通道所需试剂定量加入反应池501和比色装置601的比色杯中；试剂注射泵201中试剂由机外试剂提供；反应池501所需稀释液由鞘液注射泵504通过第二十二电磁阀506、第二十三电磁阀507和第二十四电磁阀508定量加入，比色装置601中比色杯6012中所需稀释液由试剂注射泵201通过第三电磁阀202定量加入；完成后，各反应池中为确定稀释比的样本试剂混合液；样本针101加样完成后，由鞘液注射泵504通过第二电磁阀104、第二十五电磁阀509清洗样本针101内壁，机构驱动清洗拭子102沿样本针101外壁运动，同时由第一隔膜泵301及第十一电磁阀310产生负压抽取清洗废液。

孵育反应具体包括：在反应池501中，样本与两种试剂以在一定温度反应一定时间，反应过程中由第三隔膜泵303在正压池304中产生一定正压，短暂打开第十电磁阀309产生气泡混匀反应池501中的样本与试剂；同时，比色装置601中各比色杯6012内样本与试剂混合反应，比色装置601提供35℃温度环境，比色装置601上方设置清洗站603，清洗站603上安装清洗针和气泡针，由第三隔膜泵303在正压池304中产生一定正压，短暂打开第九电磁阀308产生气泡，同时清洗站603将气泡针插入对应比色杯吹出气泡，混匀比色装置601各比色杯中的样本混合液；反应池501与比色装置601中各比色杯内样本混匀后静置待测；

在一个示例中，反应池501的温度为35℃。

样本检测和清洗具体包括：样本检测分别由红细胞及血小板测量模块4完成红细胞及血小板数量、大小的测量，由白细胞分类测量模块5完成白细胞计数和分类测量，生化测量模块6完成C反应蛋白等生化项目测量。

红细胞及血小板测量步骤为：鞘液注射泵504通过第十六电磁阀405、第十七电磁阀406和第二十二电磁阀506吸取一定量样本至计数池401所连接的管路中，同时，正压池304产生一定正压，例如40KPa，通过开启第八电磁阀307加载至鞘液池305中的鞘液上，阻抗样本注射泵404推动管路中样本进入计数池401，同时第十九电磁阀408开启推入鞘液进入计数池401，形成鞘流经过计数池401检测区，开始检测红细胞和血小板，检测区加有恒流电场，每个红细胞和血小板经过检测区都会产生与自身体积相关的电脉冲，收集电脉冲信号形成被测样本的数量及大小信息；为防止检测过的细胞反流至检测区，同时开启第二十一电磁阀410通过鞘液隔离池402接入鞘液至计数池401后池；检测一定时间后，阻抗样本注射泵404完成推样，开启第十八电磁阀407清洗样本管路和计数池401，检测和清洗产生的废液由废液隔离池排入废液池505；为防止计数池401中存留气泡，清洗过程中开启第二十电磁阀409将计数池401中气泡排入废液池505。

白细胞计数和分类测量步骤为：鞘液注射泵504通过第二十二电磁阀506、第二十四电磁阀508将反应池501中反应好的白细胞待测液吸入流动室502的管路中，关闭第二十二电磁阀506、第二十四电磁阀508，打开第二十三电磁阀507以及第二十七电磁阀511，由样本注射泵503将管路中样本推入流动室502，同时鞘液注射泵504通过第二十六电磁阀510、第二十七电磁阀511将鞘液推入流动室502，样本与鞘液在流动室502中形成鞘流通过检测区，流动室502的检测区与激光耦合，细胞进入检测区由激光照射产生散射光信号，收集散射光信号形成被测样本的数量、大小及分类信息；测量过的样本经过第二十八电磁阀512流入废液池505，废液池505内废液较多时，由第二隔膜泵302通过第十三电磁阀312将废液排出机外。

生化项目测量步骤为：比色盘6011带动各比色杯旋转，依次经过比色检测块604，比色检测块604上设置多个不同波长光源以及一个收光器，各比色杯经过比色检测块604时，停留不少于1秒时间，根据被检测项目，比色检测块604中指定波长光源点亮，分时照射比色杯中反应液，例如，比色杯中为C反应蛋白项目时，点亮的光源为375nm和850nm波长，通过收集此两个波长的吸光度，计算被测项目样本浓度；测量完成后，由清洗站603驱动清洗针进入比色杯6012，第二隔膜泵302和第十四电磁阀313开启，吸取比色杯6012中反应液，然后由试剂注射泵201通过第三电磁阀202将稀释液经过清洗站清洗针注入比色杯6012清洗，多次清洗比色杯6012直至无样本残留。

在一个示例中，如图2，计数池401，为流式细胞术与“库尔特”原理结合的鞘流阻抗计数池，其结构主要包括计数池后池4011，计数池前池4012，宝石孔密封垫4013，宝石孔4014，样本针座4015，样本针4016，前池电极管4017，后池排液口4018，后池电极4019；其中，计数池后池4011通过前池电极管4017接入负极，计数池前池4012通过后池电极4019接入正极，由此，在宝石孔内形成恒流电场；为防止正电极电离氧化，后池电极4019采用铂金材料制作。样本自样本针4016注入时，鞘液从前池鞘液入口注入，样本细胞由鞘液包裹，经过宝石孔4014时，置换其中鞘液，导致宝石孔4014内电阻上升，产生电脉冲，细胞大小决定脉冲幅值，细胞数量决定脉冲数量；细胞流出宝石孔4014后，为防止细胞反流进入电场，导致信号干扰，在计数池后池4011上同时注入鞘液，由此形成双鞘流护送被测细胞直接流入后池排液口4018，流入废液；由于样本细胞由鞘液包裹，细胞易成一一排列经过宝石孔4014，避免由于样本浓度过高，导致细胞重叠经过，而产生漏记细胞情况。

如图3和图4，其中，图3为传统“库尔特”原理检测高浓度细胞样本时重叠细胞导致“M”形脉冲情况，图4为本实施例中鞘流阻抗计数池检测高浓度细胞样本时细胞脉冲情况，“M”形脉冲概率大大降低。

在一个示例中，生化测量模块包括：比色装置、试剂仓、清洗站和比色检测块，其中比色装置包括比色盘和位于比色盘上的N只比色杯，检测比色杯中各样本反应液的吸光度，其中，N为正整数，且，N大于或等于2；比色检测块包括发光二极管阵列、导光管、准直透镜和光电二极管，N个比色杯在比色盘上呈圆周排列，比色盘转动，带动比色杯穿过准直透镜和光电二极管之间。

在一个更具体的示例中，比色盘包括比色盘加热块、比色盘支架、比色盘转轴、比色盘电机，比色盘加热膜组成,其中，比色盘支架的中部固定于比色盘转轴上，比色杯的顶部悬挂于比色盘支架的边缘，比色盘加热块包括一个底板部分和两个等高同心的空心圆柱部分，两个空心圆柱部分和底板部分一体成型，两个空心圆柱部分和底板部分构成一个圆环形凹槽，比色杯的杯体位于圆环形凹槽内，比色盘加热膜用于加热比色盘加热块，进而加热圆环形凹槽内的空气。

在一个示例中，如图5，生化测量模块，基于吸光比色原理进行检测，其特征是多路单色光源复合分时检测，其结构主要包括比色盘6011，比色杯6012，发光二极管阵列6041，导光管6042，准直透镜6043，光电二极管6044；其中，比色盘6011上设置至少N个比色杯6012，这里的N不小于2，本实施例中设置为4个比色杯6012，比色盘6011带动比色杯6012旋转，依次经过由发光二极管阵列6041，导光管6042，准直透镜6043以及光电二极管6044组成的光路检测区，每个比色杯6012经过光路检测区时停留至少1秒钟，以比色杯6012中待测项目为依据，系统选择指定发光二极管阵列6041分时照射待测比色杯6012，另外，对于每个待测项目，系统选取至少两个波长由发光二极管阵列6041进行分时照射比色，例如，比色杯6012中待测项目为C反应蛋白(CRP)，系统内部设定测量C反应蛋白光线波长为340nm和850nm，当比色杯6012停留在光路检测区时，发光二极管阵列6041上的340nm光源先照射0.5秒，然后850nm的光源照射0.5s，发光二极管阵列6041上其余光源不照射，光电二极管6044分时接收两个波长的光信号，由系统按照采集信号计算测试项目的吸光度值。

在一个示例中，本实用新型中设置至少4个不同波长的光源组合成发光二极管阵列6041，采用将多个光源发射光耦合的导光管6042，将多个单色光源复合成一个直径不大于5mm的检测光斑，检测光斑由准直透镜6043进行准直后照射在比色杯6012上。

在一个示例中，本实用新型中比色杯6012内部为5×5mm，光程5mm，各检测项目理论最小可测体积为125ul，因此本实用新型所针对的生化检测项目，具有检测体积小，样本及试剂用量小，成本低的优点。

在一个示例中，如图6，生化测量模块中比色盘6011，主要包括比色盘加热块60111，比色盘支架60112，比色盘转轴60113，比色盘电机60114，比色盘加热膜60115组成，其中，比色盘加热块60111是铝制的，比色盘加热膜60115是聚酰亚胺材料制成的，如图5，比色盘6011整体采用固体直热方式，通过比色盘加热膜60115加热比色盘加热块60111，进而加热比色盘加热块60111内空气，比色杯6012浸泡在35℃的热空气中，形成空气浴效果，对比色杯内反应液进行温育加热；其中比色盘加热块60111为金属材料，本实施例中选用铝合金材料，具有热容大，保温效果好，成本低的特点。

以上的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种血液分析仪，其特征在于，包括吸样分注模块、试剂分注模块、流体动力及废液处理模块、红细胞及血小板测量模块、白细胞分类测量模块和生化测量模块；

所述吸样分注模块吸取机外血样，并将血样分配至白细胞分类测量模块和生化测量模块；

所述试剂分注模块按时间要求将红细胞及血小板测量模块、白细胞分类测量模块和生化测量模块所需定量检测试剂分配至红细胞及血小板测量模块、白细胞分类测量模块和生化测量模块；

所述流体动力及废液处理模块将吸样分注模块、红细胞及血小板测量模块、白细胞分类测量模块和生化测量模块产生的废液排出机外，同时为红细胞及血小板测量模块提供所需的鞘液；

所述红细胞及血小板测量模块用于检测红细胞的数量和大小，以及血小板数量和大小；

所述白细胞分类测量模块用于白细胞分类；

所述生化测量模块用于生化项目的反应测量，所述生化测量模块包括：比色装置、试剂仓、清洗站和比色检测块，其中比色装置包括比色盘和位于比色盘上的N只比色杯，检测比色杯中各样本反应液的吸光度，其中，N为正整数，且，N大于或等于2；

所述比色检测块包括发光二极管阵列、导光管、准直透镜和光电二极管，所述N个比色杯在所述比色盘上呈圆周排列，比色盘转动，带动比色杯穿过准直透镜和光电二极管之间。

2.根据权利要求1所述的血液分析仪，其特征在于，所述吸样分注模块包括吸样针、清洗拭子、第一电磁阀和第二电磁阀。

3.根据权利要求1所述的血液分析仪，其特征在于，所述试剂分注模块包括；试剂注射泵，第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀。

4.根据权利要求1所述的血液分析仪，其特征在于，所述流体动力及废液处理模块包括：第一隔膜泵、第二隔膜泵、第三隔膜泵，正压池，鞘液池，第七电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀、第十电磁阀、第十一电磁阀、第十二电磁阀、第十三电磁阀、第十四电磁阀、第十五电磁阀。

5.根据权利要求1所述的血液分析仪，其特征在于，所述红细胞及血小板测量模块包括计数池，鞘液隔离池，废液隔离池，阻抗样本注射泵，第十六电磁阀、第十七电磁阀、第十八电磁阀、第十九电磁阀、第二十电磁阀、第二十一电磁阀。

6.根据权利要求1所述的血液分析仪，其特征在于，所述白细胞分类测量模块包括：反应池，流动室，样本注射泵，鞘液注射泵，废液池，第二十二电磁阀、第二十三电磁阀、第二十四电磁阀、第二十五电磁阀、第二十六电磁阀、第二十七电磁阀。

7.根据权利要求5所述的血液分析仪，其特征在于，所述计数池包括计数池后池、计数池前池、宝石孔密封垫、宝石孔、样本针座、样本针、前池电极管、后池排液口和后池电极；其中，计数池后池通过前池电极管接入负极，计数池前池通过后池电极接入正极。

8.根据权利要求1所述的血液分析仪，其特征在于，比色盘包括比色盘加热块、比色盘支架、比色盘转轴、比色盘电机，比色盘加热膜组成,其中，所述比色盘支架的中部固定于所述比色盘转轴上，比色杯的顶部悬挂于比色盘支架的边缘，比色盘加热块包括一个底板部分和两个等高同心的空心圆柱部分，两个空心圆柱部分和底板部分一体成型，两个空心圆柱部分和底板部分构成一个圆环形凹槽，比色杯的杯体位于圆环形凹槽内，比色盘加热膜用于加热比色盘加热块，进而加热圆环形凹槽内的空气。