TWI472766B - 利用分析樣本中電抗變化以量測凝血酶原時間及血球容積比（ｈｃｔ％）的診斷裝置及方法 - Google Patents

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Description

利用分析樣本中電抗變化以量測凝血酶原時間及血球容積比(HCT%)的診斷裝置及方法 【相關申請案交互引用】
本申請案為2010年6月9日所提出，標題為「利用分析電抗變化以量測凝血酶原時間及血球容積比(HCT%)的診斷裝置及方法」的第61/353,137號美國臨時專利申請案的非臨時專利申請案，上述申請案的完整內容以引用方式併入本文。
本發明係有關於一種生化檢測裝置，特別有關於一種利用分析電抗變化以量測凝血酶原時間及血球容積比(HCT%)的診斷裝置及方法。
人體凝血反應可分為外在路徑(extrinsic pathway)和內在路徑(intrinsic pathway)。當人體受傷時，首先會啟動外在路徑以控制體內的凝血反應，該凝血反應除了需要血液外，另外需組織因子(tissue factor)，把不具活性的因子X(factor X)催化為因子Xa(factor Xa)。再者，因子Xa經因子Va(factor Va)、酸性磷脂以及鈣離子的作用把凝血酶原(prothrombin，factor II)變成凝血酶(thrombin，factor IIa)，而凝血酶再把纖維蛋白原(fibrinogen)變成纖維蛋白，加強聚集在內皮細胞受傷處的血小板，而凝血酶也能增進factor XIII的作用，把各別的纖維蛋白分子連合而穩定纖維蛋白。因此，凝血脢原時間(prothrombin time)之檢查除了可以是外在因子活化凝固系統功能是否正常檢測指標外，亦可以用於觀察口服抗凝劑治療、肝臟功能、缺乏維他命K、缺乏凝固因子、彌漫性血管內凝固症(DIC)的評估與監控。
習知檢測凝血時間的方法係以分析血液凝固時，該血清中可溶性蛋白質轉變為不可溶性蛋白質所產生的凝聚現象，並利用如顏色變化、反射、折射、冷光和螢光等光學方法進行檢測，然而此分析方法需要大量的血液樣本及高純度的試劑及耗費較長的時間，如美國專利第5,418,141號所示。但是，此等檢測方式所需要的檢測時間較長、耗材多，實為不便。
另有習知電化學檢測方法，美國專利第3,699,437號，其係為觀察阻抗從初始到最低點的比較的下降率，將其計算結果作為判斷凝血的依據，為將阻抗(impedance)或電阻(resistance)訊號作為凝血量測機制。而在其之後，亦有美國專利第6,060,323號、第6,338,821號、第6,066,504號、第6,673,622號，以及第6,046,051號等，揭露依量測需求設計成單一電極或複數個電極，利用血液凝固前後黏滯度的不同，所導致的阻抗變化之方法以測量血樣凝血的技術。然而，此技術會因血球容積比及個體間血液中的電解質濃度不同而導致測試的誤差。再者，美國專利第7,005,857號專利另公開了一種包含自動採血的凝血檢測裝置，該檢測機制為量測兩電極間電容(capacitance)或阻抗(impedance)的變化來決定凝血時間。故而，此等技術大大提高檢測的簡便性，但卻無法達到光學方法所檢測的精準度。
有鑑於此，實有必要提供一可快速檢測、方便使用及準確性高之量測凝血酶原時間(PT)及血球容積比(HCT%)之生物感測器。
有鑑於此，本發明之一目的在於提供一種利用電抗(reactance，X)對血液進行量測方法。其中該電抗分析可提供更準確的血液性質分析，並有效減少測試誤差及提高量測的準確性。
本發明之另一目的在於提供一種以電抗分析法量測凝血酶原時間及HCT%之檢測系統，該系統包含感測器及其使用測試片，係指在該試片包含一對或複數對之貴金屬電極，分別設置於同一平面上或非同一平面上，係利用感測器提供一交流電(Alternating current，AC)，以電抗分析法量測及運算凝血酶原時間及HCT%。
在本發明之又一目的在於提供一種可增加血液與反應試劑的接觸面積之測試卡組件。根據本發明一些實施例，所述測試卡組件採用多孔洞的材質，例如玻纖板(FR-4)作為該測試卡基板的至少一部分。由於該測試卡基板的至少一部分，較佳為全部的表面上具有多孔性，例如可具有多個孔、洞、及空穴於其表面上，故材質可更佳且均勻地分散血液，由此增加血液與試劑的接觸面積，並有效改善傳統非孔洞材質之缺點。根據本發明，能有效地降低或消除因使用非孔洞材質基板所造成血液內聚力提高，導致血液與試劑之接觸面不佳的問題。
根據本發明之一樣態，提供一種量測血球容積比(HCT%)及/或凝血酶原時間的診斷裝置，其包括一相對電極型感測器裝置；及一測試卡組件，包括一或多對工作電極；其中由該感測器裝置提供一交流(AC)訊號，藉由電抗分析以量測及計算血液測試中的凝血酶原時間和血球容積比。
於一實施例中，該感測器裝置包括一測試卡容置單元以容納該測試卡組件；一溫度維持單元以控制及維持該測試卡容置單元至一恆定溫度；一AC訊號產生單元提供一頻率及電壓的交流電至該測試卡組件；一訊號接收單元，截取從該測試卡組件回應的一回應訊號；一微處理器計算該回應訊號並取得該血球容積比和該凝血酶原時間的結果；及一顯示單元，顯示從該微處理器所計算得出的該血球容積比和該凝血酶原時間的檢測結果。
根據本發明另一樣態，提供一種量測血球容積比(HCT%)和凝血酶原時間的方法，其包括提供一測試卡組件至一測試卡容置單元；控制並維持該測試卡容置單元的溫度至一恆定溫度；提供一待檢測樣本至該測試卡組件；由一AC訊號產生單元提供一特定頻率及電壓的交流電至該測試卡組件；由該測試卡組件接收一回應訊號，並由一微處理器計算該回應訊號取得該血球容積比和該凝血酶原時間；及提供一檢測結果至一顯示單元顯示。
為使本發明能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
以下以多個實施範例詳細說明並伴隨著圖式說明之範例，做為本發明之參考依據。在圖式或說明書描述中，相似或相同之部分皆使用相同之圖號。且在圖式中，實施例之形狀或是厚度可擴大，並以清楚或是方便標示。再者，圖式中各元件之部分將以分別描述說明之，值得注意的是，圖中未繪示或描述之元件，為所屬技術領域中具有通常知識者所知的形式。再者，當描述一層位於另一層或一基底之“上”，可表示直接位於另一層或基底上面，或者可表示有中間層存在於其間。
本發明的一些實施範例並非伴隨著本申請圖式作較詳細地說明。應注意的是，於圖式中所顯示的特徵並未以特定的比例繪示。公知的構件、材料和製程技術可選擇略去以避免非必要地模糊本發明的實施例。於該些實施例中所描述的構件、材料和製程技術僅為揭示本發明使用之描述方式，其並非用以限定本發明。
鑒於上述習知技術問題，以下實施例提供一種利用電抗分析以量測凝血酶原時間及血球容積比(hematocrit，HCT%)的系統，亦通稱為電抗量測模組。更明確地說，可使用一偵測系統以改善檢體載放特性及測量精確性。利用電抗針對血液凝固測量特性或血球容積比偵測之分析，更佳地應用於凝血時間的定量分析。於下文中，血球容積比泛指在全部血液的體積中紅血球濃厚液的百分比。
本發明之一實施範例提供一種相對電極型感測器裝置，其具有一測試卡包括一對或多對的工作電極。所述測試卡的基板可由多孔性材料或非多孔性材料所構成。所述工作電極可由貴重金屬所構成，其包括但不限定於：金(Au)、銀(Ag)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、上述金屬的合金及上述金屬的任意組合。於本發明之一樣態中，以交流電模組或以交流與直流交互模組，提供一測試訊號至該血液測試卡使其具有頻率振盪，該頻率範圍為約0.1KHz至約50KHz，並供一電壓以進行電抗量測，該電壓範圍可介於約0.05V至約5V。如同在此實施例係與所量測的量值有關，所述“約”係指本領域中具通常知識者實施量測和小心操作量測設備，使用此量測設備所達到量測目的和量測精度而能預期達到的量測量值變化。
於一較佳的樣態中，當酵素與血液之間的反應造成血液凝固現象時，由感測器裝置所接收並處理的反應訊號，主要依據凝血過程中時間長短造成斜率的差異進行電抗分析。於一實施例中，所述電極可為金電極。在此一具體實施例中，採用一交流電模組根據從血液測試卡回應的振盪震盪測試訊號進行電抗量測，其中當酵素與血液之反應所造成血液凝固現象時，由感測器裝置所接收並處理的反應訊號，主要依據凝血過程中時間長短造成斜率的差異進行電抗分析。
根據本發明一些實施例進行電抗量測的原理如下所示。在交流電路(AC curcuit)中，阻抗為電阻(R)加上電抗(X)乘於相位角(θ)的總和，如下公式所示：
其中電抗(X)是複數阻抗(Z)的虛數部分，用於表示電感(L)及電容(C)對電流的阻礙作用，以及電阻(R)為複數阻抗的實數部分。如本領域中聚通常知識者已知，電抗隨着交流電路的頻率變化、隨著電容變化及/或隨著電感變化而改變。當交流電路中的電抗變化，交流電路的電流波型與電壓波型的相位亦隨之變化。所述阻抗的定義為：
Z=R+jX,且∣Z∣=(R2 +Z2 )1/2 　(1)
其中Z為阻抗(impedance)，R為電阻(resistance)，j為相位角，及X為電抗(reactance)；以及
X=XC +XL ，XL =2πfL，以及XC =1/2πfC　(2)
其中XC 為容抗(capacitor reactance)，為XL 感抗(inductor reactance)，π為圓周率，f為頻率，L為電感，及C為電容。
於一實施例樣態，在操作時，所述檢測系統的交流訊號產生單元提供一交流(AC)測試訊號。當血液樣本於電極之間，感應電荷在電場中會受力而移動形成電容。當血液樣本凝固時，在工作電極之間構成了介質，因而阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導體上。此累積的電荷可導致容抗產生。於一較佳的樣態中，檢測系統的交流訊號產生單元所提供的頻率(f)為定值，因此電感(L)及感抗(XL )亦為定值，因此容抗(XC )的變化量等於電抗的變化量，如以下公式所示。
XC2 -XC1 =X2 -X1 　(3)
其中XC2 -XC1 為容抗(XC )的變化量，而X2 -X1 為電抗的變化量。
藉由量測單位時間下電抗的變化量，可得知血液凝固時其相對在單位時間下容抗的變化量以及在單位時間下電容的變化量。藉由本發明的電抗量測模組的協助，經由斜率計算可分析出凝血脢原時間(血液凝固時間)的長短。
第1圖係顯示根據本發明一些實施例的量測血球容積比(HCT)及/或凝血酶原時間的診斷裝置的方塊示意圖。如第1圖所示，一種量測血球容積比(HCT)及/或凝血酶原時間的診斷裝置100包括一相對電極型感測器裝置120和具有一或多對工作電極的一測試卡組件110，其中由該感測器裝置提供一交流(AC)訊號，藉由電抗分析以量測及計算血液測試中的凝血酶原時間和血球容積比。該感測器裝置120包括一測試卡容置單元122以容納該測試卡組件110，一溫度維持單元134以控制及維持該測試卡容置單元至一恆定溫度，一AC訊號產生單元124提供一頻率及電壓的交流電至該測試卡組件110，一訊號接收單元128截取從該測試卡組件回應的一回應訊號，一微處理器130計算該回應訊號並取得該血球容積比和該凝血酶原時間的結果，以及一顯示單元136顯示從該微處理器130所計算得出的該血球容積比和/或該凝血酶原時間的檢測結果。
第2圖係顯示根據本發明之一實施例的血液測試卡組件的爆炸示意圖，其中虛線表示各個構件之間的相對位置。所述血液測試卡組件包括一絕緣基板210、一電極系統220、一分隔及反應層230、以及一頂蓋240。絕緣基板210為電性絕緣，其材料可包括但不限定於由多孔性材料所構成的基板。於一實施例中，測試卡組件的基板包括多個孔洞，其直徑範圍大抵介於約0.1μm至約10μm，約0.01μm至約100μm，約0.1μm至約50μm，約0.1μm至約20μm，約0.1μm至約5μm，或約5μm至約10μm。電極系統220可由任何導電材料所構成，其包括但不限定於碳、金-銀、銅、碳銀、鈀、鉑、鎳、其他類似的材料或上述材料的任意組合。所述電極系統220可包括一對或多對的貴金屬電極，分別設至於相同的或不同的平面上。例如，一組測試電極225包括一對電極226、228。根據本發明的原理，上述構造並不限定使測試電極225以特定的組態排列，或限定電極的數目。亦可根據不同的應用需求提供額外的電極。此電極系統更進一步地電性連接至量測裝置的電極系統(未繪示)。
圖示的分隔層230包括間隙子232，設至於電極系統220之上。所述分隔層230可更包括一反應區域224，露出部分的反應試劑(未繪示)以及一樣本區域222。一通道236可連通樣本區域222與反應區域224。所述反應區域224的尺寸較佳為可足以露出部分的電極226和228。在此實施例中，反應區域224是用以量測凝血酶原時間的區域，而樣本區域222是用以量測血球容積比的區域。
頂蓋層240設至於分隔層230的上方。於一實施例中，該頂蓋層240可包括一導入口242和一排氣孔244，其分別連接至樣本區域222與反應區域224。樣本空間的大小係由分隔層230的厚度所決定。
第3A和3B圖分別顯示利用電子顯微鏡觀察測試卡組件無孔洞及具孔洞基板之顯微結構像片。於第3B圖中，顯示孔洞直徑大小範圍可介於約0.1μm至約10μm，平均直徑約3.39m；而孔洞的平均分佈情況約為5.04×106 個/cm2 孔洞。
第4圖係顯示根據本發明實施例之量測血球容積比(HCT)和凝血酶原時間的診斷方法的流程圖。所述量測血球容積比(HCT)和凝血酶原時間的方法，包括提供一測試卡組件至一測試卡容置單元(步驟S410)；控制並維持該測試卡容置單元的溫度至一恆定溫度(步驟S420)；提供一待檢測樣本至該測試卡組件(步驟S430)；由一AC訊號產生單元提供一特定頻率及電壓的交流電至該測試卡組件(步驟S440)；從該測試卡組件回應該交流訊號得出一回應訊號，比較該回應訊號與該交流訊號，計算該交流訊號的相位角變化(相位角偏移)，並由一微處理器計算電容及該血球容積比(步驟S450)；以演算法轉換該電容並參考該血球容積比而修正為該凝血酶原時間(步驟S460)；以一國際正規化比值(international normalized ratio，INR)修正該凝血酶原時間由一AC訊號產生單元(步驟S470)；及提供一檢測結果至一顯示單元顯示(步驟S480)。
根據本發明一些實施例，所述回應訊號被數位化並以離散傅立葉轉換(discrete fourier transformation，DFT)。因此，實數部和虛數部的計算方法分別表示如下。
其中X(k)為數位訊號的傅立葉值，x(n)為數位訊號的原始值，n為數位訊號的電流點，及N為數位訊號的總數。再者，相位角可根據以下公式計算實數部和虛數部得出：
相位角=tan-1 (Im/Re)　(3)
其中Im為虛數值(例如電抗)及Re為實數值(例如電阻)。如以上公式(3)所示，於樣本中相位角將隨著電抗的改變而偏移。
於某些實施例中，於以上步驟S450敘述中，比較從樣本偵測得回應訊號與原始交流訊號的步驟包括：由量測回應訊號與施加電壓計算電抗的量；計算外加電壓波型和量測波型之間的相位角變化；由所述相位角變化計算電抗。應瞭解的是，由於交流電具有固定的頻率，如同先前所述相位角的變化可歸因於樣本中電容的改變。因為在樣本中電容的改變造成電抗變化，由電抗變化可計算得出HCT和凝血酶原時間(PT)，進一步討論如下。
從所量測得到的電抗，可藉由內插法(interpolation)計算得出HCT。以下描述計算血球容積比的一具體範例。傳統使用阻抗計算血球容積比的方法亦描述為比較例。
第5和6圖顯示實驗數據圖，其分別表示阻抗和電抗隨著較高的血球容積比變化。如第6圖的數據圖所示，於此特定範例中，在第11秒處不同HCT(29.3和47%)的電抗分別為620.29、625.17及676.59歐姆(ohm)。接著，計算得出HCT和阻抗的關係(第7圖)或HCT和電抗的關係(第8圖)。如第5圖所示，於此特定範例中，HCT的最佳阻抗樣本時間約在20秒以上，且阻抗對HCT的校正曲線符合公式y=90.253x+2347.7。再者，如第6圖所示，HCT的最佳阻抗樣本時間約在11秒以上，且電抗對HCT的校正曲線符合公式y=3.1304x+529.68。應理解的是，x表示HCT而y表示阻抗或電抗。
第9和10圖顯示一範例，由一LCR電表於60秒內每0.5秒量測阻抗值和電抗值。於一範例中，從實驗對象採集全部的血液以及各種樣本係藉由添加不同量的抗凝血劑(肝素(heparin))於採集的全部血液中。例如，用於調變凝血時間(PT)的肝素濃度約為介於每毫升1U至30U之間。接著，藉由LCR電表(Hioki Model No. 3532-50)分析所述具有不同PT的血液樣本以測得阻抗或電抗。
第11和12圖顯示實驗範例，其分別表示PT對阻抗變化率(impedance change rate)的校正曲線及表示PT對電抗變化率(reactance change rate)的校正曲線。於此特定範例中，阻抗或電抗變化率可藉由LCR電表於美10秒計算得出。例如，在30至40秒之間的改變率可藉由以下公式求得：Impedance change rate 30 to 40=(Z40-Z30)/(Time40-Time30)，其中Z為阻抗，以及Reactance change rate 30 to 40=(X40-X30)/(Time40-Time30)，其中X為電抗。計算步驟為重覆地計算具有不同PT血液樣本的阻抗和電抗變化率，以及由此確定PT對阻抗變化率的校正曲線(第7圖)及表示PT對電抗變化率的校正曲線(第8圖)。所述PT對阻抗變化率的校正曲線符合公式y=-0.1849x+4.562，且PT對電抗變化率的校正曲線符合公式y=-0.0256x+0.3604。應理解的是，x表示實數PT而y表示阻抗或電抗變化率。
如第11和12圖所示，電抗量測法的診斷結果(第12圖)相較於傳統阻抗量測法的診斷結果(第11圖)顯現較優異的標準差(SD value)。更明確地說，根據本發明所採用電抗量測法的優點在於能顯著降低電抗量測法的標準差，且於此範例的約為0.9986。有鑑於此，採用電抗量測法較一般傳統的阻抗量測法更加準確，且即使延長血液凝固的過程，斜率的偏移亦為可接受的，故可更容易對數值校正。
另一方面，於此特定範例中，PT對阻抗變化率的校正曲線的線性迴歸值(R2 )約為0.939，如第11圖所示。有鑑於此，阻抗量測法更可能導致不精確的量測結果。
於上述範例中，可藉由LCR電表量測一血液樣本的阻抗和電抗，並分別計算阻抗變化率和電抗變化率。更明確地說，HCT係藉由使用HCT校正曲線根據以下公式計算得到：HCT=(impedance-2347.7)/90.253或HCT=(reactance-529.68)/3.1304。接著，由PT校正曲線計算得實數PT。不同的HCT可對應不同的PT校正曲線。於此特定範例中，PT係藉由使用PT校正曲線根據以下公式計算得到：PT=(impedance change rate-4.562)/-0.1849或PT=(reactance change reate-0.3604)/-0.0256。
第13和14圖顯示實驗數據圖，其分別表示校正的PT對實數PT由阻抗量測和表示校正的PT對實數PT由電抗量測。將透過校正曲線計算得到的PT值與透過自動血液凝固分析儀(Sysmex CA-500 series)量測得到的實數PT值相比較。
所述HCT的增加或減少會影響凝血酶原時間(PT)和阻抗或電抗變化率的值。更明確地說，較高的HCT會導致阻抗或電抗變化率值的增加。因此，於某些實施例中所述PT的量測程序可包括一HCT修正步驟。因此，根據本發明一些實施例的裝置包括一內部記憶體，用以儲存所述HCT和阻抗變化之間的內插值。
於本發明知一樣態中，由以上範例所計算得到的PT值可藉由國際正規化比值(international normalized ratio，INR)修正，如以下公式所示：
其中INR為國際正規化比值，PT為凝血酶原時間，及ISI為國際敏感性指數(international sensitivity index)。
第15A和15B圖顯示實驗數據圖，其分別表示在測試卡的多孔性基板和非多孔性基板上進行凝血分析。如圖中所示，採用多孔性基板進行分析可得到較優異的結果。
第16A~16C圖顯示實驗數據圖，其分別表示根據本發明實施例透過電抗量測法在不同頻率下進行凝血分析。分別量測凝血時間15秒至50秒之間為血樣，並提供0.1kHz、10kHz以及50kHz之量測頻率，所得的檢測讀值以迴歸分析之計算的R2 值分別是0.9636、0.9923、和0.9828。於此範例中，由回歸分析顯示相較於頻率0.1kHz，使用10kHz及50kHz之量測頻率可得到較高的準確率。
本發明雖以各種實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾。本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．診斷裝置
110．．．測試卡組件
120．．．感測器裝置
122．．．測試卡容置單元
124．．．AC訊號產生單元
126．．．相位角計算單元
128．．．訊號接收單元
130．．．微處理器
132．．．溫度感測器
134．．．溫度維持單元
136．．．顯示單元
210．．．絕緣基板
220．．．電極系統
222．．．樣本區域
224．．．反應區域
225．．．測試電極
226．．．工作電極
228．．．參考電極
230．．．分隔層
232．．．間隙子
236．．．通道
240．．．頂蓋
242．．．導入口
244．．．排氣孔
S410-S480．．．量測血球容積比和凝血酶原時間的步驟
第1圖係顯示根據本發明一些實施例的量測血球容積比(HCT)及/或凝血酶原時間的診斷裝置的方塊示意圖。
第2圖係顯示根據本發明之一實施例的血液測試卡組件的爆炸示意圖，其中虛線表示各個構件之間的相對位置。
第3A和3B圖並列顯示利用電子顯微鏡觀察測試卡組件無孔洞及具孔洞基板之顯微結構像片。
第4圖係顯示根據本發明實施例之量測血球容積比(HCT%)和凝血酶原時間的診斷方法的流程圖。
第5圖顯示阻抗變化對凝血時間(秒)的實驗數據圖，其表示以一般阻抗量測法量測當整體血液樣本凝固時的斜率變化。
第6圖顯示電抗變化對凝血時間(秒)的實驗數據圖，其表示以電抗量測法量測當整體血液樣本凝固時的斜率變化。
第7和8圖顯示實驗數據圖，其分別表示PT對阻抗變化率的校正曲線(第7圖)及表示PT對電抗變化率的校正曲線(第8圖)。
第9和10圖顯示一範例，由一LCR電表於60秒內每0.5秒量測阻抗值和電抗值。
第11和12圖顯示實驗範例，其分別表示PT對阻抗變化率(impedance change rate)的校正曲線及表示PT對電抗變化率(reactance change rate)的校正曲線。
第13和14圖顯示實驗數據圖，其分別表示校正的PT對實數PT由阻抗量測和表示校正的PT對實數PT由電抗量測。
第15A和15B圖顯示實驗數據圖，其分別表示在測試卡的多孔性基板和非多孔性基板上進行凝血分析。
第16A~16C圖顯示實驗數據圖，其分別表示根據本發明實施例透過電抗量測法在不同頻率下進行凝血分析。
100．．．診斷裝置
110．．．測試卡組件
120．．．感測器裝置
122．．．測試卡容置單元
124．．．AC訊號產生單元
126．．．相位角計算單元
128．．．訊號接收單元
130．．．微處理器
132．．．溫度感測器
134．．．溫度維持單元
136．．．顯示單元

Claims (14)

  1. 一種量測血球容積比或凝血酶原時間的診斷裝置，包括：一相對電極型感測器裝置；及一測試卡組件，包括一或多對工作電極；其中由該感測器裝置提供一交流(AC)訊號，藉由電抗分析以量測及計算血液測試中的凝血酶原時間或血球容積比；及其中該電抗分析包括：從該測試卡組件回應該交流訊號得出一回應訊號，比較該回應訊號與該交流訊號，計算該交流訊號的相位角變化，並計算一電容及該血球容積比。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的診斷裝置，其中該電抗分析更包括：計算一電容；及以演算法轉換該電容並參考該血球容積比而修正為該凝血酶原時間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的診斷裝置，其中該電抗分析更包括以一國際正規化比值(international normalized ratio，INR)修正該凝血酶原時間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的診斷裝置，其中該測試卡組件包括一或多對貴金屬電極，分別設於相同平面或不同平面上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的診斷裝置，其中該測 試卡組件包括一由多孔材料構成的基板。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的診斷裝置，其中該測試卡組件的該基板具有孔洞的直徑範圍大抵介於0.1微米至10微米間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的診斷裝置，其中該感測器裝置包括：一測試卡容置單元以容納該測試卡組件；一溫度維持單元以控制及維持該測試卡容置單元至一恆定溫度；一AC訊號產生單元提供一頻率及電壓的交流電至該測試卡組件；一訊號接收單元，截取從該測試卡組件回應的一回應訊號；一微處理器計算該回應訊號並取得該血球容積比和該凝血酶原時間的結果，其中該微處理器將該回應訊號與一原始AC訊號比較，計算該交流訊號的相位角變化，並計算一電容及該血球容積比；及一顯示單元，顯示從該微處理器所計算得出的該血球容積比和該凝血酶原時間的檢測結果。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的診斷裝置，其中該微處理器進一步以演算法轉換該電容，參考該血球容積比而修正為該凝血酶原時間，並以一國際正規化比值修正該凝血酶原時間。
  9. 一種量測血球容積比或凝血酶原時間的方法，包 括：提供一測試卡組件至一測試卡容置單元；控制並維持該測試卡容置單元的溫度至一恆定溫度；提供一待檢測樣本至該測試卡組件；由一AC訊號產生單元提供一特定頻率及電壓的交流電至該測試卡組件；從該測試卡組件回應該交流訊號得出一回應訊號，比較該回應訊號與該交流訊號，計算該交流訊號的相位角變化，並計算一電容及該血球容積比；及提供一檢測結果至一顯示單元顯示。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之量測血球容積比和凝血酶原時間的方法，其中所述由該測試卡組件接收一回應訊號，並由一微處理器計算該回應訊號取得該血球容積比或該凝血酶原時間的步驟，更包括：計算一電容；及以演算法轉換該電容並參考該血球容積比而修正為該凝血酶原時間。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之量測血球容積比和凝血酶原時間的方法，其中所述由該測試卡組件接收一回應訊號，並由一微處理器計算該回應訊號取得該凝血酶原時間的步驟，更包括：以一國際正規化比值(international normalized ratio，INR)修正該凝血酶原時間。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之量測血球容積比和凝 血酶原時間的方法，其中該測試卡組件包括一或多對貴金屬電極，分別設於相同平面或不同平面上。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之量測血球容積比和凝血酶原時間的方法，其中該測試卡組件包括一由多孔材料構成的基板。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之量測血球容積比和凝血酶原時間的方法，其中該測試卡組件的該基板具有孔洞的直徑範圍大抵介於0.1微米至10微米間。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11237125B2 (en) 2017-07-17 2022-02-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Determining hematocrit level of a blood sample

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5982976B2 (ja) 2012-04-13 2016-08-31 ソニー株式会社 血液凝固系解析装置、血液凝固系解析方法及びそのプログラム
TWI482964B (zh) * 2012-11-27 2015-05-01 Broadmaster Biotech Corp 血比容檢測方法及其檢測系統
WO2014141844A1 (ja) * 2013-03-15 2014-09-18 ソニー株式会社 血液状態解析装置、血液状態解析システム、血液状態解析方法、および該方法をコンピューターに実現させるための血液状態解析プログラム
JP6299749B2 (ja) * 2013-03-26 2018-03-28 ソニー株式会社 測定装置
JPWO2014156370A1 (ja) * 2013-03-29 2017-02-16 ソニー株式会社 血液状態評価装置、血液状態評価システム、血液状態評価方法及びプログラム
JP6512093B2 (ja) * 2013-03-29 2019-05-15 ソニー株式会社 血液状態解析装置、血液状態解析システム、血液状態解析方法及びプログラム
US9395319B2 (en) 2013-05-02 2016-07-19 Lifescan Scotland Limited Analytical test meter
TWI504889B (zh) * 2013-11-19 2015-10-21 Apex Biotechnology Corp 血容比量測系統及利用其量測的方法
TWI531790B (zh) 2014-11-10 2016-05-01 五鼎生物技術股份有限公司 電化學試片、測量系統及判斷電化學試片反應區的樣品容量的方法
JP6589613B2 (ja) 2015-12-10 2019-10-16 いすゞ自動車株式会社 リアクタンス測定装置
CN107036738A (zh) * 2017-06-01 2017-08-11 黄昱 一种基于微纳米技术的弹性薄膜可变电容式的血小板微力传感器
KR102083514B1 (ko) * 2018-06-22 2020-03-02 광주과학기술원 적혈구 변형성 측정장치 및 측정방법
JP6747491B2 (ja) * 2018-11-28 2020-08-26 ソニー株式会社 血液状態解析装置、血液状態解析システム、血液状態解析方法、および該方法をコンピューターに実現させるための血液状態解析プログラム
GB202004047D0 (en) * 2020-03-20 2020-05-06 Ainger Phill Point of care sepsis assay device and method
CN113063833B (zh) * 2021-03-12 2023-09-08 三诺生物传感股份有限公司 一种血细胞压积的测量方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090205399A1 (en) * 2008-02-15 2009-08-20 Bayer Healthcare, Llc Auto-calibrating test sensors

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1299363A (en) 1968-09-27 1972-12-13 Amiram Ur Monitoring of chemical, bio-chemical and biological reactions, particularly blood-clotting
DE3202067C2 (de) * 1982-01-23 1984-06-20 Holger Dr. 5100 Aachen Kiesewetter Vorrichtung zur Bestimmung des Hämatokritwertes
US5144240A (en) 1985-08-14 1992-09-01 Picker International, Inc. Nmr spectroscopy and imaging coil
US5418141A (en) 1994-05-06 1995-05-23 Avocet Medical, Inc. Test articles for performing dry reagent prothrombin time assays
US6046051A (en) 1997-06-27 2000-04-04 Hemosense, Inc. Method and device for measuring blood coagulation or lysis by viscosity changes
JP2003524184A (ja) * 2000-02-21 2003-08-12 エフ．ホフマン−ラ ロシュ アーゲー 血液凝固測定用の電気化学センサー、対応する血液凝固測定システム、および血液凝固測定方法
US20030146113A1 (en) 2000-02-21 2003-08-07 Volker Unkrig Electrochemical sensor for determining blood clotting, corresponding system for measuring blood clotting and method for determining blood clotting
GB0030929D0 (en) 2000-12-19 2001-01-31 Inverness Medical Ltd Analyte measurement
US20070104840A1 (en) * 2001-05-03 2007-05-10 Singer Michael G Method and system for the determination of palatability
WO2005107795A1 (en) 2004-05-11 2005-11-17 Novo Nordisk Health Care Ag Use of factor viia for the treatment of burn traumas
DK1885871T3 (da) 2005-05-17 2012-07-02 Radiometer Medical Aps Enzymsensor med et dækmembranlag af et porøst polymermaterial dækket af en hydrofil polymer
EP1885871B1 (en) 2005-05-17 2012-05-30 Radiometer Medical ApS Enzyme sensor with a cover membrane layer covered by a hydrophilic polymer
US7673622B2 (en) 2005-10-11 2010-03-09 Mann + Hummel Gmbh Air filter, secondary air charging system and seal arrangement for a secondary air charging system
WO2007067941A2 (en) 2005-12-06 2007-06-14 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. Assessment of electrode coupling for tissue ablation
EP1962672A2 (en) * 2005-12-16 2008-09-03 Bayer Healthcare, LLC In-vivo non-invasive bioelectric impedance analysis of glucose-mediated changes in tissue
US20090118666A1 (en) * 2006-02-28 2009-05-07 Andreas Blomqvist Method and implantable device for measuring hematocrit
JP2008076143A (ja) * 2006-09-20 2008-04-03 Citizen Holdings Co Ltd ヘモグロビン濃度測定装置
US20080297169A1 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Greenquist Alfred C Particle Fraction Determination of A Sample
KR100969667B1 (ko) * 2008-03-24 2010-07-14 디지탈 지노믹스(주) 생리활성물질을 전기적으로 검출하는 방법 및 이를 위한바이오칩

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090205399A1 (en) * 2008-02-15 2009-08-20 Bayer Healthcare, Llc Auto-calibrating test sensors

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11237125B2 (en) 2017-07-17 2022-02-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Determining hematocrit level of a blood sample

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