仿生智能型血液流變儀的製作方法

2023-09-23 00:21:35 7

專利名稱：仿生智能型血液流變儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量血液表觀粘度的醫用設備。
技術背景血液流變學是生命科學的一個分支，是研究人體血液學和血液流動變形 特性的一門新興學科。大量研究證明，許多疾病在其發展過程中，血液流變 學指標都發生異常變化，以此進行疾病診斷和治療均獲良好效果。因此，血 液流變學指標的檢測深受臨床醫學界的重視。血液流變檢測儀器也在醫療器 械產業中佔有越來越重要的地位。目前，血液流變檢測儀器主要有毛細管式 粘度計、旋轉式粘度計兩類。毛細管粘度計屬我國七十年代末的產品，我國 各大醫院大多使用過，因其測量的局限性，只適用於血漿粘度測量，並且操 作十分繁瑣，重複性和精度較差，對操作人員汙染嚴重，已逐年被臨床所淘汰；另一類為旋轉式粘度計。此方法加工精度要求較高，元件易疲勞，導致 儀器精度十—降，重複性差，自動化程度不高。另外，在我國臨床宏觀血液流 變學測量方法標準化文件中己明確指出，旋轉式粘度計不適宜於血眾粘度的 測量，臨床使用時，血漿的測量仍然需配套一毛細管粘度計，全套測量程序 繁瑣。近些年醫院臨床檢驗的標本量激增並對血液操作安全、測量準確度有 更高的要求，以及醫院實行現代化、數位化管理等問題，使得現有的血液流 變學檢測儀器已不能滿足臨床日益增長的需要，需要一種操作簡便、；性能穩 定、檢測速度快捷、自動化程度高的血液流變檢測儀器。 發明內容本實用新型的目的就是提供一種仿生智能型血液流變儀，它使用積 分式溫度控制模塊、測量模塊、動力模塊等功能部件，模擬血液在人體血管 中流動時的溫度、流動管道、驅動動力等環境因素，利用流量壓力關係， 實現簡便、快捷而在理論上又嚴格的血液表觀粘度的快速測量，既町用於對 全血表觀粘度及其與切變率關係作快速測量，也可用於血漿絕對粘度的測量。本實用新型的目的是通過這樣的技術方案實現的，即一種仿生智能 型血液流變儀，包括積分式溫度控制模塊、測量模塊、動力模塊、紅外液位定量模塊和信號處理及控制電路；其中積分式溫度控制模塊包括溫度傳感器、 加熱板；測量模塊包括U型玻璃管和壓力傳感器；動力模塊包括直流蠕動泵、 電磁閥組和矽膠管道，其特徵在於1) 包括試管放置模塊，該模塊包括旋轉步進電機、試管、放置試 管的試管轉盤及接近定位器，試管轉盤安裝在旋轉步進電機的轉軸上， 接近定位器安裝在靠近試管轉盤邊緣的位置，接近定位器的信號輸出線、旋轉步進電機的控制信號線與信號處理及控制電路相連；試管通過矽膠導管及電磁閥與U型玻璃管底部連通；2) 包括雙電位探針自動分層進樣模塊，該模塊包括懸置於試管轉盤上 方的雙電位探針及其升降驅動機構。本實用新型是這樣使用和工作的通電後，積分式溫度控制模塊使密封盒的溫度恆定在37aC，待測血液放置在試管轉盤中，特製軟體通過微型計算機驅動旋轉步進電機帶動試管轉盤旋轉到指定試管孔位，然後雙 電位探針的升降驅動機構帶動探針下行插入試管中，如果待測樣品準備作 全血測量則探針直接插入試管底部，如果待測樣品離心後(上層為血漿， 下層為血球)準備作血漿測量則探針自動識別血漿部分，動力模塊通過探針的吸樣口讓待測樣品進入U型玻璃管，紅外液位定量模塊確定吸入樣 品的液面到指定位置，動力模塊通過蠕動泵從U型玻璃管右側到左側推動血 液流動，並在U型玻璃管左側形成一定的壓強，然後讓U型玻璃管右側頂端 與大氣連通，使血液在壓差作用下從左至右緩慢流過U型玻璃管，同時壓力 傳感器檢測U型玻璃管內壓力的衰減變化並將信號傳送到信號處理和控制模 塊，處理後的信號數據再傳送給微型計算機暫存，待連續收集完1250個壓力 衰減信號數據後，根據特定公式運算得出結果，最後動力模塊將U型玻璃管 的樣品排出並吸入清洗液對測量管道進行清洗。由於採用了上述技術方案，本實用新型具有操作簡便、性能穩定、檢 測速度快捷、自動化程度高的優點，它既可用於對全血表觀粘度及其與切變 率關係作快速測量，也可用於血漿絕對粘度的測量，同時可以一次性自動完了操作者的操作工序，提高了效率。


本實用新型的附圖說明如下圖1為本實用新型的結構示意圖； 圖中l一密封盒；2—U型玻璃管；3—加熱板；4一溫度傳感器；5蠕 動泵；6、 7、 8、 9、 IO—電磁閥；ll一壓力傳感器；12—信號處理和控 制電路；13—矽膠管道(虛線)；14一連通大氣；15—紅外發光器、接 收器組；16—信號線(實線)；17—清洗液管道；18—接近定位器；19 一旋轉步進電機；20—試管轉盤；21—探針步進電機；22傳動皮帶；23-雙電位探針；24—電位探針針頭；25—觸點定位器；26滑動器；27—滑動支架；28—試管。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步非限定的說明參見附圖1，圖中的仿生智能型血液流變儀包括積分式溫度控制模塊、測量模塊、動力模塊、紅外液位定量模塊和信號處理及控制電路12;其中積分式溫度控制模塊包括溫度傳感器4、加熱板3;測量模塊包括U型玻璃管2 和壓力傳感器ll;動力模塊包括直流蠕動泵5、電磁閥組和矽膠管道13，裝S還包括1) 試管放置模塊，該模塊包括旋轉步進電機19、試管、放置試管 的試管轉盤20及接近定位器18，試管轉盤20安裝在旋轉步進電機19 的轉軸上，接近定位器18安裝在靠近試管轉盤20邊緣的位置，接近定 位器18的信號輸出線、旋轉步進電機19的控制信號線與信號處理及控 制電路12相連。此模塊可以使本實用新型一次性自動完成多份樣品的檢測， 簡化操作工序，提高工作效率。2) 雙電位探針自動分層進樣模塊，該模塊包括懸置於試管轉盤上方的雙 電位探針24及其升降驅動機構，其中雙電位探針的吸樣口通過矽膠導管13 及電磁閥10與U型玻璃管2的底部連通。通過此模塊可以使本實用新型具6有自動識別試管內是否有標本、標本量是否充足的功能，特別是作血漿檢測 時，不需將血液樣品離心後的血漿部分手工提取出來，而由此裝置自動識別， 簡化操作工序，節約檢測成本，提高工作效率。在實施例中，上述雙電位探針自動分層進樣模塊中的雙電位探針24的 升降驅動機構包括探針步進電機21、傳動皮帶22、觸點定位器25、滑動器 26、支架27，其中探針步進電機21固定在滑動支架27下方，滑動器26卡在 滑動支架27上，觸點定位器25安裝在滑動支架27頂端，傳動皮帶22套著 探針步進電機22的轉動輪和滑動支架27上的轉動輪，並通過連接杆與滑動 器26連接，帶動滑動器26的上下移動，雙電位探針23固定在滑動器26的 懸臂上，雙電位探針2的輸出信號線、觸點定位器25的信號線、探針步進電 機21的控制信號線分別與探針控制電路12相連。上述雙電位探針23由兩電位探針針頭固定在鋼質管下端構成，其中探針 頭外露於鋼質管下端，與探針連接的信號線由鋼質管上端穿出，鋼質管的上 端為吸樣口。實施例中，所述加熱板3、溫度傳感器4、 U型玻璃管2安裝在一絕熱 密封盒1內，壓力傳感器11通過矽膠管13與U型玻璃管2相連，壓力傳 感器11輸出的信號通過信號線傳送到信號處理及控制電路12作釆樣處理， 並將處理數據傳送到微型計算機根據特定公式運算得出結果。所述紅外液位定量模塊包括紅外發光器、接收器組15，其中紅外發光器、 接收器組對稱安裝在U型玻璃管2右豎管兩邊，並通過信號線6與信號處 理及控制電路12相連。此模塊完成定量吸入待測樣品量，提高本實用新型檢 測結果的準確性、穩定性。現結合附圖1，進一步說明本實用新型的使用及工作原理通電後， 積分式溫度控制模塊使密封盒的溫度恆定在37°C，將盛裝待測血液的試管 分別置於試管轉盤20上的試管放置孔內，檢測時特製軟體通過微型計 算機及連接的信號線16向信號處理和控制電路12發出指令完成以下操 作l.信號處理和控制電路12收集接近定位器18所獲得試管轉盤20 上起點標記的位置信號，並根據此信號發出指令，控制旋轉步進電機19轉動，使試管轉盤20上的某一盛裝待測血液樣品的試管開口旋轉到雙 電位探針23下方以處於待取樣狀態；2. 信號處理和控制電路12收集觸點定位器25獲得滑動器26所在 位置信號，如果滑動器26不在頂部起點位置，則控制探針步進電機19 旋轉，通過傳動皮帶22帶動滑動器26向上移動到起點位置，之後，控 制探針步進電機反向旋轉，讓滑動器26及雙電位探針23向下移動，插 入T'方樣品試管中，如果是全血檢測則雙電位探針23直接插入樣品試 管底部，如果是血漿檢測則雙電位探針23自動識別樣品上層血叛部分；3. 蠕動泵5逆時針旋轉，電磁閥6、 7、9關閉，電磁閥8、 IO打開， 待測樣品矽膠管道13進入U型玻璃管2右側管道，同時信號處理和控 制電路12收集紅外發光器、接收器組15感應信號，當樣品液面達到江 外發光器、接收器組15安裝位置時，停止蠕動泵5動作；4. 電磁閥6、 7、 9、 10關閉，電磁閥8打開，蠕動泵5順時針旋 轉，將樣品從U型玻璃管2右側推動一部分到左側，並在U型玻璃管2 左側上部形成一定壓強，電磁閥7、 9、 IO關閉，電磁閥6、 8打幵，樣 品從U型玻璃管2左側向右側緩慢流動，左側上部壓強開始衰減，同時 信號處理及控制電路12連續實時收集壓力傳感器11壓力變化信號，並 傳送到微型計算機保存，直到1250個數據採集完成，由特製軟體根據 特定訃算公式換算得出結果；5. 電磁閥6、 8、 9關閉，電磁閥7、 IO打開，蠕動泵5順時針旋 轉，將樣品從U型玻璃管2通過進樣、排樣管道14排出回樣品試管中；6. 信號處理和控制電路12控制探針步進電機21帶動滑動器26及 雙電位探針23回到頂部起點位置，控制旋轉步進電機19帶動試管轉盤 20旋轉到清洗孔位置，雙電位探針23再次向下移動並插入試管轉盤20 上的清洗孔，電磁閥6、 7、 IO關閉，電磁閥8、 9打開，蠕動泵5逆時 針旋轉，從矽膠管道13吸入清洗液到U型玻璃管2進行測量管道清洗， 清洗完成後電磁閥6、 8、 9關閉，電磁閥7、 IO打開，蠕動親5順時針 旋轉，將清洗廢液從U型玻璃管2通過矽膠管道13排出，雙電位探針 23回到頂部起點位置，試管轉盤20回到起點位置。
權利要求1.一種仿生智能型血液流變儀，包括積分式溫度控制模塊、測量模塊、動力模塊、紅外液位定量模塊和信號處理及控制電路(12)；其中積分式溫度控制模塊包括溫度傳感器(4)、加熱板(3)；測量模塊包括U型玻璃管(2)和壓力傳感器(11)；動力模塊包括直流蠕動泵(5)、電磁閥組和矽膠管道(13)，其特徵在於1)包括試管放置模塊，該模塊包括旋轉步進電機(19)、試管、放置試管的試管轉盤(20)及接近定位器(18)，試管轉盤(20)安裝在旋轉步進電機(19)的轉軸上，接近定位器(18)安裝在靠近試管轉盤(20)邊緣的位置，接近定位器(18)的信號輸出線、旋轉步進電機(19)的控制信號線與信號處理及控制電路(12)相連；2)包括雙電位探針自動分層進樣模塊，該模塊包括懸置於試管轉盤上方的雙電位探針(24)及其升降驅動機構，其中雙電位探針的吸樣口通過矽膠導管(13)及電磁閥與U型玻璃管(2)底部連通。
2、 根據權利要求1所述的仿生智能型血液流變儀，其特徵是上述雙 電位探針自動分層進樣模塊中的雙電位探針(24)的升降驅動機構包括探針 歩進電機(21)、傳動皮帶(22)、觸點定位器(25)、滑動器(26)、支架(27)， 其中探針步進電機(21)固定在滑動支架(27)下方，滑動器(26)卡在滑 動支架(27)上，觸點定位器(25)安裝在滑動支架(27)頂端，傳動皮帶(22)套著探針步進電機(22)的轉動輪和滑動支架(27)上的轉動輪，並 通過連接杆與滑動器(26)連接，帶動滑動器(26)的上下移動，雙電位探 針(23)固定在滑動器(26)的懸臂上，雙電位探針(23)的輸出信號線、 觸點定位器(25)的信號線、探針步進電機(21)的控制信號線分別與探針 控制電路(12)相連。
3、 根據權利要求1所述的仿生智能型血液流變儀，其特徵是所述加 熱板(3)、溫度傳感器(4)、 U型玻璃管(2)安裝在一絕熱密封盒(1)內， 壓力傳感器(11)通過矽膠管(13)與U型玻璃管(2)相連，壓力傳感 器(11)輸出的信號通過信號線傳送到信號處理及控制電路(12)作釆樣處理，並將處理數據傳送到微型計算機根據特定公式運算得出結果。
4、如權利要求1所述的仿生智能型血液流變儀，其特徵在於所述紅 外液位定量模塊包括紅外發光器、接收器組(15)，其中紅外發光器，接收器組對稱安裝在U型玻璃管(2)右豎管兩邊，並通過信號線(16)與信號處 現及控制電路(12)相連。
專利摘要一種仿生智能型血液流變儀，包括積分式溫度控制模塊、測量模塊、動力模塊、紅外液位定量模塊和信號處理及控制電路；其特徵是還包括試管放置模塊，此模塊可一次性自動完成多份樣品的檢測，還包括雙電位探針自動分層進樣模塊，通過此模塊可以自動識別試管內是否有標本、標本量是否充足的功能等，本實用新型能模擬血液在人體血管中流動時的溫度、流動管道、驅動動力等環境因素，利用流量壓力關係，實現簡便、快捷而在理論上又嚴格的血液表觀粘度的快速測量，既可用於對全血表觀粘度及其與切變率關係作快速測量，也可用於血漿絕對粘度的測量。性能穩定，精確度、自動化程度高，可以一次性自動完成多份樣品的檢測，簡化了操作操作工序，提高了效率。
文檔編號G01N11/08GK201152848SQ200720188139
公開日2008年11月19日 申請日期2007年10月31日 優先權日2007年10月31日
發明者張元東, 力 楊, 銘 段, 蔡紹皙 申請人:楊 力;段 銘;蔡紹皙;張元東