胃液自動分析儀的製作方法

2023-06-05 14:16:51 1

專利名稱：胃液自動分析儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種診斷用醫療儀器，尤其設及一種測試分析胃液的自動分析儀。
五肽胃泌胃液分析是臨床醫學常用的檢查手段，也是判斷胃泌酸能的唯一方法。目前常用的檢測方法主要有手工酸鹼滴定法和自動滴定法兩種。國內廣泛採用的是手工酸鹼滴定法，該方法需分別配製標準NaOH和酚酞試劑，其操作程序為抽吸胃液2小時，分別放入5個試劑杯；過濾胃液，去除粘液及雜物；取胃液2ml，加入酚酞試劑2～3滴，用0.1N的NaOH進行滴定，至胃液變紅即為滴定終點；5杯胃液分別依次滴定，記錄所用NaOH量；據有關公式計算檢測結果，寫出滴定報告。該方法的缺點是①胃液抽吸時間長，病人不易耐受，且醫生工作量大；②滴定測試過程一般需40～60分鐘，工作效率低；③手工滴定，幹擾因素多，測試結果準確性差，例如，標準NaOH及酚酞試劑濃度、肉眼觀察顏色變化、滴定胃液標本容量的準確及操作人員的熟練程序等均對測試結果有較大影響；④胃液標本的過濾、抽吸、滴定等過程，均對周圍環境有不同程度的汙染。國外採用自動滴定法的，其是在胃液中放入PH電極，用自動滴定儀進行酸鹼滴定，當胃液PH值達7.0時，滴定自動停止，再據所用NaOH量和有關公式計算測試結果，該方法僅將手工滴定這一個過程改為自動，而其它操作程序和過程均與手工酸鹼滴定法相同，故仍存在工作效率低等諸多缺陷。
本實用新型的目的在於克服上述現有技術中的不足之處，而提供一種胃液抽吸時間短，測試方法簡便，自動化程度高，大大提高了工作效率，汙染小，分析結果準確可靠的胃液自動分析儀。
本實用新型的目的可通過以下措施來達到一種胃液自動分析儀，包括單片機(1)，鍵盤(7)、顯示器(6)、印表機(8)和A／D轉換器(9)均經接口電路(5)、通過數據總線(4)與單片機(1)相接，其特殊之處在於，所述A／D轉換器(9)的輸入端接傳感器(10)，程序存貯器(2)和數據存貯器(3)分別經數據總線(4)與單片機(1)相接；所述傳感器(10)為PH電極。
本實用新型程序存貯器(2)可由擴展的存貯器D3構成，所述數據存貯器(3)由存貯器D4構成，程序存貯器D3和數據存貯器D4經其低8位地址鎖存器D2接單片機(1)的I／O口；單片機(1)的I／O口還接有輸出可作各擴充片片選信號的解碼器D5；所述單片機(1)的外接振蕩器由晶振CRY和與之相接的頻率補償電容C1、C2構成，其外復位電路由復位電容C3和與之相接的復位電阻R1構成。
本實用新型的接口電路(5)可由鍵盤顯示控制D7和列印A／D控制D11構成，所述顯示器(6)是由六個數碼管構成的LED；所述鍵盤顯示控制D7控制字型的輸出經驅動器D6與顯示器LED相接，其控制字型的輸出分別經驅動器D8、D9、D10與顯示器LED相接；所述鍵盤(7)接於鍵盤顯示控制D7的I／O口。
本實用新型接口電路(4)的列印A／D控制D11可直接與印表機(8)相接；A／D轉換器(9)主要包括A／D轉換器D12，所述傳感器(10)經A／D轉換器D12與列印A／D控制D11相接。
附圖圖面說明如下

圖1為本實用新型的原理框圖。
圖2為本實用新型單片機、程序存貯和數據存貯器的電路原理圖。
圖3為本實用新型鍵盤顯示控制和顯示器的電路原理圖。
圖4為本實用新型列印A／D控制和A／D轉換器的電路原理圖。
下面將結合附圖對本實用新型作進一步詳述本實用新型根據胃液分泌規律設計胃液分析計算方法，用1小時和半小時抽吸得到的胃液即可推算出2小時抽吸胃液才能得到的各項結果。測試時，將傳感器插入1小時或半小時抽吸得到的胃液樣品中，傳感器將胃液的PH值轉換成一定的電壓信號x，送入單片機進行分析處理，即可得到胃液樣品的PH值y，其計算公式為Y＝Kx＋B其中K－標準液斜率，B－標準液截矩，由於每個傳感器的特性不同，使用前要進行標定，即首先按PH值標準溶液配製PH值分別為y1和y2的兩種標準溶液，然後將所用傳感器分別插入兩標準溶液中，測出相應的胃液電壓值x1、x2，由此可得到K＝(y2－y1)／(x2－x1)；B＝(x1y2＋x2y1)／(x2－x1)。K、B值可通過鍵盤存入單片機貯存器中。圖1為本實用新型的電路原理框圖。傳感器10將胃液樣品的PH值轉換成電壓信號，經A／D轉換器9和接口電路5由地址數據總線4送入單片機1進行分析處理，處理結果由顯示器6顯示，並由印表機8列印出。顯示器6還可顯示當前工作狀態、設置提示符等。鍵盤7可設置標定、校時、狀態標定、毫升輸入、採樣、列印等按鍵，如狀態標定鍵可設置2小時、1小時、半小時抽吸得到的胃液的分析方法供選擇；毫升輸入鍵用於輸入胃液樣品的毫升數；採樣鍵用於輸入胃液樣品的PH值等。本實用新型還設有程序存貯器2和數據存貯器3，傳感器10採用E－201－C型複合電極。參見圖2，本實用新型單片機1採用MCS－51系列的8031，即D1；程序貯存器2由程序存貯器D3構成，其是擴展的8K EPROM 2764；數據存貯器3由數據存貯器D4構成，其是外接的8K EEPROM 2864，可保證在斷電後數據不丟失。單片機D1的Po口為程序存貯器D3、數據存貯器D4的低8位地址，鎖存器D2為低8位地址的鎖存器，其採用74LS373；單片機D1的P2口的P2.0～P2.4為程序存貯器D3、數據存貯器D4的高地址，P2.5～P2.7經解碼器D5的輸出作為各擴充片的片選信號，解碼器D5採用74LS138。電容C1～C2和晶振CRY構成單片機D1的振蕩器；電容C3和電阻R1構成單片機D1的復位電路。本實用新型接口電路5分別由鍵盤顯示控制D7和列印A／D控制D11構成，其均採用可編程晶片8155。參見圖3，鍵盤顯示控制D7用於管理鍵盤7和顯示器6，其PA口經驅動器D6驅動作為字型輸出，驅動器D6採用74LS240；Pc口經顯示位選驅動器D8、D9、D10驅動作為字位顯示控制，驅動器D8、D9、D10均採用75452；PB口低4位作為按鍵讀入。顯示器6即LED為六個數碼管，上拉電阻R2～R5用於使鍵盤顯示控制D7的PB0～PB3在無信號時始終保持高電平。參見圖4，列印A／D控制D11的PB口作為A／D轉換器D12的輸出線，以單片機D1的INTO作為A／D轉換周期標誌，傳感器10的測量信號由A／D轉換器D12的Vx端引入，其接地端為VAG端，被測電壓量程為700mv，A／D轉換器D12基準電壓由基準電壓源D13提供，以確保數據轉換的精度，轉換結果以BCD碼形式分時按千、百、個、十位由D0～D3端送出，相應的選通信號由DS1～DS4端提供。列印A／D控制D11的PA口作為印表機8的數據輸入線，單片機D1的INT1端作為印表機8的忙信號。A／D轉換器D12採用MC14433，其主要外接器件是時鐘振蕩外接電阻R8、外接失調補償電容C4，外接積分阻容元件R6、C7和去耦電容C5、C6，基準電壓源D13採用MC1403，提供一個2.5V精確電壓，經電位器R7分壓，連到A／D轉換器D12的VR端。
本實用新型的工作過程如下開機以後，本機處於電子表狀態，按下某一功能鍵，機器就進入那個功能的子程序，最後再返回電子表狀態。電子表採用單片機D1的內部時鐘和內部的定時／計數器控制寄存器，計數器對內部機器周期進行計數，當達到預定值，申請中斷，計時單元內容加1，當累計達到1秒時，存秒單元內容加1，當達到60秒時，存秒單元內容回0，存分單元內容加1，其它計時進位方法與此相同。在電子表狀態下按校時鍵就進入校時程序，校時過程實質是對存貯單元的修改，年月日存在數據存貯器D4中，當鍵盤按下的是數字鍵時，單片機D1通過數據總線4和鍵盤顯示控制D7對鍵盤7進行掃描，把鍵值讀進來並暫存，然後選通鍵盤顯示控制D7，把鍵值寫入相應的單元。輸入毫升數時，單片機D1把操作者按下的數字鍵值讀進來，轉換成相應的字符顯示到數碼管LED上，最多為三位，當再次按下毫升鍵時就把這些數據存放到數據存貯器D4的指定單元中去，這些數據掉電時不會丟失。標定過程是根據兩種已知酸性溶液確定傳感器10的mv／PH特性，傳感器10採來的模擬信號經A／D轉換器D12進行A／D轉換。當傳感器10插入胃液中時，就產生模擬信號，並被轉換為相應的BCD碼，這些BCD碼分時按千、百、十、個位由A／D轉換器D12的D0～D3送出，相應的選通信號由DS1～DS4提供。A／D轉換器D12的轉換標誌輸出DU端和轉換更新控制EDC端連在一起，並和單片機D1的INTO相連，每次A／D轉換結果的輸出都被更新，並向單片機D1發出中斷請求，在執行標定程序時，單片機D1通過數據總線4從列印A／D控制D11把這些信號讀進來，進行數據處理，存入顯示緩衝區，並顯示出來，這時顯示的是與酸度成比例的mv數，當顯示數據穩定後，操作員按下標定鍵，單片機D1就把這時的數據存入數據存貯器D4，作為後面計算標準液斜率K、標準液截距B值的依據，兩次標定後就轉入計算，並把計算的結果也存入數據存貯器D4，作為採樣時計算PH值的依據。採樣時，A／D轉換器D12的工作狀態和標定時相同，只是單片機D1讀回的數據不是直接顯示，而是根據所存的K、B值計算出相應的PH值，再送去顯示，每採一次都把結果存放在指定的單元，完成採樣工作後，單片機D1根據公式計算，並把結果存放在數據存貯器D4的固定單元中，這些數據可供以後列印使用。在按下列印鍵後，單片機D1就進入列印程序，把存放在數據存貯器D4固定單元中的數據取出來，通過列印A／D控制D11的PA口送給印表機8，並通過INT1接受印表機8的應答信號，印表機8忙時，就不發送數據，印表機8應答時，就發送數據，列印完畢，返回電子表狀態。由於存放的數據沒有丟失，所以可多次列印。
本實用新型與現有技術相比具有如下優點採用PH電極直線測量胃酸，用單片機自動處理、計算各種測定數據，減少了操作過程，整個測定處理過程只需5分鐘，工作效率提高了10倍以上；由於設置了一小時測試法和半小時測試法，所以，用一小時抽吸所得胃液就可推算出2小時抽吸所得胃液的分析結果，減輕了病人的痛苦，也大大降低了醫生的工作強度；此外，本實用新型對工作環境汙染小，操作簡便，分析結果準確可靠，體積小，重量輕，自動化程度高。
權利要求1.一種胃液自動分析儀，包括單片機(1)，鍵盤(7)、顯示器(6)、印表機(8)和A/D轉換器(9)均經接口電路(5)、通過數據總線(4)與單片機(1)相接，其特徵在於所述A/D轉換器(9)的輸入端接傳感器(10)，程序存貯器(2)和數據存貯器(3)分別經數據總線(4)與單片機(1)相接；所述傳感器(10)為PH電極。
2.如權利要求1所述的胃液自動分析儀，其特徵在於所述程序存貯器(2)由擴展的存貯器D3構成，所述數據存貯器(3)由存貯器D4構成，程序存貯器D3和數據存貯器D4經其低8位地址鎖存器D2接單片機(1)的I／O口；單片機(1)的I／O口還接有輸出可作各擴充片片選信號的解碼器D5；所述單片機(1)的外接振蕩器由晶振CRY和與之相接的頻率補償電容C1、C2構成，其外復位電路由復位電容C3和與之相接的復位電阻R1構成。
3.如權利要求1或2所述的胃液自動分析儀，其特徵在於所述接口電路(5)由鍵盤顯示控制D7和列印A／D控制D11構成，所述顯示器(6)是由六個數碼管構成的LED；所述鍵盤顯示控制D7控制字型的輸出經驅動器D6與顯示器LED相接，其控制字型的輸出分別經驅動器D8、D9、D10與顯示器LED相接；所述鍵盤(7)接於鍵盤顯示控制D7的I／O口。
4.如權利要求3所述的胃液自動分析儀，其特徵在於所述接口電路(4)的列印A／D控制D11直接與印表機(8)相接；A／D轉換器(9)主要包括A／D轉換器D12，所述傳感器(10)經A／D轉換器D12與列印A／D控制D11相接。
專利摘要一種胃液自動分析儀，其鍵盤、顯示器、印表機和A/D轉換器均經接口電路、通過數據總線與單片機相接、A/D轉換器的輸入端接傳感器，程序存貯器和數據存貯器經數據總線與單片機相接。本儀器解決了現有技術測試程序複雜，結果誤差大，汙染工作環境，胃液抽吸時間長等缺陷，採用PH電極作傳感器，用單片機分析處理胃液測試，自動化程度高，整個滴定過程只須5分鐘，工作效率高，測試結果準確可靠。
文檔編號G01N27/416GK2212201SQ9422054
公開日1995年11月8日 申請日期1994年9月1日 優先權日1994年9月1日
發明者董雷, 崔金龍, 田宇龍, 羅金燕, 張文翰, 王進海 申請人:陝西省電子技術研究所, 西安醫科大學第二附屬醫院