CN2123074U

CN2123074U - 激光细胞聚集测定仪

Info

Publication number: CN2123074U
Application number: CN 92205569
Authority: CN
Inventors: 王新; 张伯礼; 刘庆馥; 姚远; 高秀梅; 王益民
Original assignee: TIANJIN COLLEGE OF TRADITIONAL CHINESE MEDICINE
Current assignee: TIANJIN COLLEGE OF TRADITIONAL CHINESE MEDICINE
Priority date: 1992-04-03
Filing date: 1992-04-03
Publication date: 1992-11-25

Abstract

激光细胞聚集测定仪，采用了激光反射法来进行测定。依据在红细胞聚集的过程中，随着聚集的增加，其反向散射光的能力减弱的原理而设计。由氦氖激光器发出的光照射到双圆筒剪切装置中的血样上，血样产生的漫散射光经聚焦镜会聚于光敏接收器而形成测量光路。经光电转换将多次剪切后的聚集过程送入单片机，统一处理后输出数据及聚集曲线。本仪器集光、机、电于一身，结构合理，测量精度高，对于缺血性心脑血管疾病的防治可提供可靠的诊断指标。

Description

本实用新型是生物血液流变学的检测仪器。

血液在静止状态或较低切变率下，红细胞相互叠连粘附，形成簇状或缗钱状结构，这种现象称为红细胞聚集（ME）。它是一种生理特性，同时也是维持血液粘度及止血功能的物质基础。但聚集功能过强，则成为一种病理现象，并可能成为缺血性中风、心肌梗塞、冠心病、糖尿病合并症等疾病的重要病理基础和原因。红细胞聚集性的测量具有重要的诊断价值和临床意义。对于这项研究在70年代以前，人们凭借血液沉降速度及低切变率下粘度来做间接性研究。70年代末国外研制了锥扳式红细胞聚集仪，由于锥板旋转所形成的切应力在剪切场中的不稳定性，影响了测量精度很难定量，所以难以推广应用，在此基础上我们已研制了双园筒式红外细胞聚集测定仪（专利申请号：91233001.5），这种聚集仪克服了锥板式的不足，使稳定度得到保证，并提高了测量精度。红外细胞聚集测定仪采用的是用红外透光法来测量红细胞的聚集度，这种仪器虽造价低廉、结构简单，但存在以下缺陷，因为用红外做光源，以透光量为采样依据，而红细胞及聚集体本身能够吸收部分红外光，因此采集到的信息，不是全部的聚集情况，要有一部分损失。另外红外光源有不稳定性。为克服红外细胞聚集测定仪所存在的不足，我们研制了激光细胞聚集测定仪。它是依据光学成像原理，即光的强度与被成像物体的面积成正比来测定细胞的聚集度。也即用激光作为光源，用反射法来代替红外透照法，从而克服了红外细胞聚集测定仪的不足，大大提高了测量精度。

本实用新型的目的是提供一种高精度的用激光的方法测定细胞聚集性的专用仪器。

附图1为剪切装置的结构原理图。附图2为仪器的工作原理框图。

附图3为仪器外观图，并做为说明书摘要附图。

激光细胞聚集测定仪的结构原理如下：该测定仪具有双园筒式剪切装置（1）、光学滤波器（2）、氦氖激光器（3）、光敏接收器（4）、聚集镜（5）、聚集调整装置（6）、A／D转换板（7）、单片机（8）、显示器（9）及步进电机（10）等组成，双园筒剪切装置（1）由内、外（12）（13）两个园筒及固定在外园筒（13）上的旋转座（14）构成，内园筒（12）为黑色，外园筒（13）为无色透明，可用石英玻璃制成，氦氖激光器（3）发出的光经过滤波器（2）照射到双园筒剪切装置（1）中的血样（11）上，也即血样置于内、外园筒之间。血样中的红细胞会对激光产生漫散射，漫散射的光经聚焦镜（5）会聚于光敏接收器（4）形成测量光路。光敏接收器（4）随时将光强度信号传给A／D转换板（7）、模拟信号转换为数字信号后送至单片机（8），并在显示器（9）上进行显示。氦氖激光器（3）置于双园筒剪切装置（1）中园筒高度1／2的水平线的位置上。聚光镜（5）的轴线与激光器（3）发出的光线成45°角。聚光镜（5）由三片透镜组成，其曲率半径分别为r₁－100.0，r₁′－36.04，r₂103.8，r₂′－103.8，r₃－36.04，r₃′－100.0，透镜装在聚焦调整装置（6）上，可前后移动进行聚焦调整。根据光学成像原理可知，当被成像物大小与成像面积可比时，且成像面像差最小时（聚焦最佳）光量为最大，也就是反向散射的光在有限的范围内都投射到光敏接收器上。本实用新型采用了外透明，内黑色的双园筒式剪切装置，要求内园筒对光不能有反射。这样所记录到的光强度变化才是细胞成像时所反射的光强度。这一光强度的变化即是血样聚集度的变化。光学系统的装配要求较为严格，聚焦镜（5）中的三片透镜的轴线中心偏差不能大于±0.05毫米，透镜加工的球面差不能大于一般成像镜头系统。光学滤波器（2）的波长为6328A。激光器（3）的功率为50mw。剪切装置的结构原理如下：步进电机（10）接受单片机（8）的指令通过主、从动轮（15）带动旋转座（14）和与之连接的外园筒（13）做旋转。内园筒（12）通过支承臂（16）固定在框架（17）上，盖板（18）用固定销（19）固定，为了使外园筒（13）做高速旋转时平稳，将其固定在基座（20）上，基座（20）与底座（21）之间装有轴承，同时从动轮与底座（21）也嵌有轴承（22）。支承臂（16）用连接板（23）与步进电机（10）固定，从而增强其整体性。

本实用新型的工作过程如下：它是依据在红细胞聚集的过程中，随着聚集的增加，其反向散射光的能力减弱（或反过来说，血样由于解聚，故其散射光的能力较聚集状态大为增强）的原理而进行测定的。测式时将血样（稀释液与血液混合形成血液悬浮液）装入外园筒（13），再将内园筒（12）放入，盖上盖板（18）。步进电机（10）按事先编好的指定转速依次旋转剪切。停止后激光器（3）发出的激光经光学滤波器（2）透射过外园筒（13）照到血样（11）上。细胞反向散射的光经过光学成像聚焦镜（5），把光聚焦在光敏接收器（4）上（这时已事先调整好聚焦调整装置）。光敏接收器将信号通过A／D转接板（7）送至单片机（8）。因为停止剪切后血液悬浮液中细胞会随着时间的推移而不断聚集，细胞反向散射光的强度逐渐减弱，这样便可记录这一聚集过程。

开始工作时首先按事先编好的指令，单片机发出步进电机驱动脉冲信号，使步进电机达到最高切变速率600S^－1的转速。剪切20S停止，并进行光电检测2S，然后依次降低转速，即300S^－1，250S^－，180S^－1，160……10S^－1。每次间隔都是20秒，将光电检测的数据依次送入单片机贮存，检测完毕后，统一进行数据处理计算，由打印机将结果输出，包括聚焦曲线。

计算公式：

VAI＝ (σ_A)/(σ₀) ＝1－ (γ′)/(γ)

其中VAI－聚集指数，σ_A－单位体积的表面积，

σ₀－总的表面积，γ′－聚集状态的反向散射光量，

γ－解聚状态的反向散射光量。

本实用新型采用了激光作为检测手段，与红外光透照法比较起来，虽造价稍高，但测量精度显著提高，使红细胞聚集性的检测实现规范化。对于血液流变学研究的深入发展及缺血性心脑血管疾病的防治提供可靠的诊断指标。是各级医疗卫生机构、医学院校及医学科研单位等都是必不可少的检测分析仪器。同时该测定仪集光、机、电于一身设计新颖，结构合理，因此具有较好的社会效益和较高的经济效益。

Claims

1、激光细胞聚集测定仪，由双园筒式剪切装置[1]，A/D转换板[7]，单片机[8]，显示器[9]及步进电机[10]等组成，其特征是，其光源采用氦氖激光器，并由氦氖激光器[3]、光学滤波器[2]、血样[11]、聚光镜[5]、光敏接收器[4]组成测量光路，所说的双园筒剪切装置[1]由内、外园筒[12]、[13]及固定在外园筒[13]上的旋转座[14]构成，内园筒[12]为黑色，外园筒[13]为无色透明体。

2、按照权利要求1所说的激光细胞聚集测定仪，其特征是所说的氦氖激光器［3］置于双园筒剪切装置［1］中园筒高度1／2的水平线的位置上，聚光镜［5］的轴线与激光器［3］发出的光线成45°角。

3、按照权利要求1或2所述的激光细胞聚集测定仪，其特征是所述的聚光镜［5］由装在聚焦调整装置6上并可前后移动的三片透镜组成，其曲率半径分别为：r₁－100.0、r₁′－36.04、r₂－103.8、r₂′－103.8、r₃－36.04、r₃′－100.0。