醫療診斷系統的製作方法

2023-06-01 20:21:36 2

專利名稱：醫療診斷系統的製作方法
技術領域：
本發明整體上涉及醫療診斷系統，具體而言，本發明涉及一種獨立的手持式便攜裝置及相關的一次性樣本容器或試槽，以用於對從人類或動物體內收集到的血液或其它流體進行各種實時醫療診斷檢驗。
背景技術：
用於在實驗室內、醫院內或醫生辦公室內利用病人的血液或其它體液進行醫療診斷檢驗的電子設備已經是公知的設備。通過使用這樣的設備就可以由保健醫生獲得病人血液或其它體液的小樣本，以用於分析。在一些這樣的設備中，血液或其它體液與一種乾燥或凍幹的活性試劑相混合，而當活性試劑與血液或其它流體混合時，將會有效地產生再水化作用。接著，形成的流體就會暴露在一定波長的光下，一個光電探測器接收由流體反射的光信號，以產生最終的輸出診斷。其它類型的電子設備也能夠以相同、相似或不同的方式獲得所需的結果。
儘管某些現有的電子診斷設備在進行這種醫療診斷檢驗方面基本有效，但這樣的設備通常比較笨重，因此基本僅限於應用在實驗室或醫院，在某些情況下應用於醫生的辦公室內。近年來，開發出一些重量較輕的可攜式設備，用於在有限的次數內進行某些單獨或特定的診斷檢驗。但是，這些新近開發的設備還具有一些缺陷，包括在某些情況下，只能進行一種診斷檢驗或一組極其相關的診斷檢驗。此外，某些新近開發的可攜式設備其結構和功能十分複雜，而且在製造和使用上成本較高。因此，就需要提供一種能夠對容易獲得的病人血液或其它體液進行多種醫療診斷檢驗、操作簡單，而且能夠提供有效一致的診斷結果的低成本、手提可攜式自動裝置。
本發明通過提供一種自動醫療診斷系統和系統來克服現有設備的缺陷，這種診斷裝置足夠小巧，從而能夠放置在使用者的手掌中，這種診斷裝置能夠按照程序進行多種不同的醫療診斷檢驗，包括對葡萄糖、鈣、鉀、鉛、血色素、血尿/氮、肌酸酐、膽紅素、ALK磷酸鹽的檢驗及其它檢驗。本發明的裝置和系統還可用於對尿進行標準的醫療化學檢驗和分析，而且至少能夠達到充分過濾受控制物質所需的精確度，此外還能夠以足夠的精度對血液酒精濃度進行檢驗，以有效用於執法。這種醫療設備和系統在很短的時間內完成現場分析，通常為幾分鐘或者更短，而且分析結果被存儲在該裝置的存儲器內，以備下載或其它數據檢索，從而提高了效率並減少了手工記錄工作。用本發明的裝置/系統得到的結果的精確度不受醫療培訓、實驗室技術的影響，也不會因使用者缺乏實驗室技巧而受到影響。在根據本發明的裝置或系統的使用過程中，血液或其它體液可通過毛細作用或一個自動收集探頭而被放置在一個特殊的樣本容器或試槽內，從而有利於實時讀取檢驗結果，同時幾乎沒有或沒有由於耽擱、運輸或類似問題而產生的汙染。由於檢驗和分析僅需要少量的血液或其它體液，因此有時需要採用「刺破手指」的技術，從而減少病人的恐懼或不適感。分析過程基本上是立刻(一般為1至3分鐘)進行的，因此樣本幾乎沒有變質，而樣本在被運輸到遠處的實驗室或其它分析工具過程中通常會變質。根據本發明的裝置或系統在一個最佳實施例中採用一種特殊的登記技術，這種技術採用特殊的條形編碼，以確保該裝置或系統能夠為特定的試槽進行正確的診斷檢驗並保證檢驗結果以不使不同病人的檢驗結果相互掉換的方式正確存儲。

發明內容
簡單地說，本發明在一個實施例中包括一個用於進行多種不同醫療診斷檢驗的裝置。該裝置包括一個手持可攜式自動電子部件，該部件用於與一個容納有待檢驗流體的一次性試槽相接合。該裝置能夠根據試槽內的流體執行從多種檢驗中選出的一種診斷檢驗，而且該裝置還能夠根據由試槽中獲取的識別信息選擇檢驗方式。一次性試槽用於容納需要診斷檢驗的流體。試槽包括識別信息，這些識別信息表示將對容納在試槽內的流體進行一種特定的診斷檢驗。試槽還被加工成具有一定的尺寸和形狀的結構形式，以與本發明之裝置相接合。
在另一實施例中，本發明包括一個一次性的試槽，其用於容納將被本發明之裝置診斷檢驗的流體。該試槽包括一個具有一定尺寸和一定形狀的殼體，當執行診斷檢驗時，該殼體能夠與裝置相接合。該殼體包括至少一個腔室，一個與至少一個腔室聯通的第一孔和一個與至少一個腔室聯通的第二孔。一對電極設置在至少一個腔室內，用於進行離子的選擇性分析。當殼體與裝置相接合時，這對電極與裝置內的電路導電連接。一個標準膠囊設置在第一孔內。該標準膠囊內容納著用於校準電極的校準流體。一個樣品膠囊設置在第二孔內。樣品接納內容納著待檢驗的流體。校準膠囊內的校準流體從第一孔流向至少一個用於校準電極的腔室內，而待檢驗的流體從樣品膠囊經第二孔流向至少一個腔室，以通過電極對其進行分析。


下面，接合附圖通過對本發明最佳實施例的詳細說明更好地理解本發明。為對本發明進行說明，在附圖中示出了本發明的最佳實施例。但應該知道本發明並非僅限於圖中所示的具體結構和手段。
圖1為根據本發明的一個最佳實施例的醫療診斷系統的頂部平面視圖；圖2為圖1所示的裝置的右側視圖；圖3為圖1所述的裝置的左側視圖；圖4A和4B(統稱為圖4)為圖1所示裝置的電子器件和相關部件的功能方框圖；圖5為根據本發明的試槽之最佳實施例的頂部立體圖；圖6為圖5所示的試槽的底部立體圖；圖7為圖5所示的試槽的部件分解圖；圖8為用於圖5所示的試槽上的電極/接觸墊片的放大立體圖；圖9為根據本發明的一個最佳實施例的分析站的部件分解圖；圖10為圖9所示的分析站的頂部立體圖；圖11為圖9所示的分析站之部件的底部立體圖；
圖12至21為圖9所示的分析站插裝有一個試槽的局部剖開立體圖，圖中示出了將試槽插裝到分析站和從分析站上拆卸下來並執行診斷檢驗的各個階段；圖22至27為一系列嵌入式層級狀態的線圖，圖中示出了以處理和聯通路線形式存在的本發明之軟體最佳實施例的功能；圖28為用於執行診斷檢驗的試槽的另一實施例的部件分解立體圖；圖29為圖28所示的部分試槽在裝配狀態下的剖視圖；圖30為用於執行診斷檢驗的試槽的另一實施例的部件分解立體圖；圖31為用於圖30所示的電極/接觸墊片部件的放大立體圖。
具體實施例方式
本發明包括一個手持可攜式自動裝置和系統，其用於對病人的血液或其它流體進行醫療診斷檢驗。圖1至3示出了根據本發明的醫療設備或裝置10的第一最佳實施例。如圖1所示，該裝置10包括有一殼體12，該殼體12最好由大體為剛性的聚合材料製成，例如聚氯乙稀或本領域技術人員公知的其它聚合材料。裝置10包括一個設置在前面板17上的鍵盤，該鍵盤上包含有多個操縱部件或按鍵，這些操作部件或按鍵包括一個開/關鍵13、一個掃描鍵14、一個取消鍵15、一個輸入鍵16和10個數字鍵18。按鍵13、14、15、16和18用來在用戶與裝置10之間進行通訊，就象與其它手持式裝置一樣，其通訊方式將在下文中加以說明。裝置10還包括一個顯示器20，在本實施例中，該顯示器是一個本領域技術人員公知的標準數字/圖象式液晶顯示器。顯示器20用於向使用者提供說明並顯示菜單，以利於裝置10的操作，該顯示器還用於向用戶提供有關正在進行的特定診斷檢驗的狀態或結果的信息和/或數據。在本實施例中，LCD顯示器20是一個由Optrex公司生產的DMF-51161NCU-FW-AA型彩色液晶顯示器，這種顯示器採用被動彩色技術(passive color technology)並以冷陰極白色螢光燈作為背景燈。但是，本領域的技術人員應該清楚還可以採用某些其它型號的LCD或由同一製造商或某些其它製造商生產的其它類型的顯示器。LCD顯示器20最好為240×160象素的顯示器，但如果需要，還可以採用其它尺寸的顯示器。殼體12還包括一對操控按鈕22和24，這對按鈕能夠對菜單和顯示在LCD顯示器20上的其它信息或數據進行控制和/或選擇。
現參照圖3，裝置10還包括一個安裝在殼體12內的印表機(未示出)，目的是輸出列印在紙張或其它介質上。殼體12包括一個合適的細長狹槽26，以利於取出列印好的紙張。印表機最好是一種小型的熱式印表機，具體如下文所述。這種印表機適合於列印多種不同的信息，這包括病人的識別信息、檢驗過程的數據和時間、標準信息、檢驗結果等，包括具有一定灰度等級的圖片和圖象。
如圖3所示，裝置10還包括一個可拆卸的封蓋27，該封蓋27封閉著輸出埠，輸出埠包括一個RS232接口28，其用於將檢驗數據或其它時間連接/下載/裝入到本地計算機或遠程計算機(未示出)內和/或用於從一個本地計算機或遠程計算機接收軟體更新、數據或類似物。該裝置10還包括一個網絡埠29，其用來以快於RS232接口28的速度與一個區域網、本地或遠程計算機或其它外部硬體相連接。RS232接口28和網絡埠29的結構和操作對於本領域技術人員而言都是公知的，因此在本說明書中未對其進行詳細說明，但這並不影響對本發明的全面理解。另外，還設置有一個電池充電器接口30。
該裝置10還包括一個掃描器32，其用於將信息以下述方式掃描到裝置10內。可以掃描的信息包括病人的識別信息、能夠識別將要進行的具體診斷檢驗的信息、有關具體試槽的信息及其它信息。在本實施例中，掃描器32是一種標準的雷射掃描條形碼讀取器，這是本領域技術人員公知的。但是，本領域的技術人員應該清楚也可以採用某些其它類型的掃描器或掃描設備，以向裝置10提供信息。或者，如果需要，除標準的條形碼外，還可以採用一種編碼方案，用於將信息輸入到裝置10內。條形碼的表面保持在掃描器32的雷射束路徑內，以用於讀取條形碼。
如圖2所示，裝置10還在其右側設置有一個狹槽狀的開口34。開口34包括一個細長的矩形部分36，在該矩形部分36的每一端都具有一個大體為半圓形的部分38，矩形部分36和半圓形部分38一起構成一個鍵槽，以利於將樣本容器或試槽300沿特定的方向導入殼體12內。如下所述，試槽300用於將病人的血液或其它流體收集並引導到裝置10內，以用於執行所選的診斷檢驗。本領域的技術人員應該知道狹槽狀開口34的尺寸和形狀可不同於用於具體應用條件下的圖示尺寸和形狀。當然，狹槽狀開口34必須與試槽300的尺寸和形狀相一致。
如上所述，裝置10容納在一個整體式的殼體12內，該殼體內還包括有一個電源(在圖1至3中未示出)和所有電氣元件及電子元件、電路和軟體，以使裝置10本身能夠根據已安裝到位的試槽300內的流體樣本進行所需的診斷檢驗。電源最好包括一個或多個可充電的電池，以利於保持裝置10的獨立操作。
在該最佳實施例中，裝置10可根據從病人體內獲取的血液或其它流體通過讀取/測定病人血液或其它流體的某些已被校準的電學特性並將這些測定的電學特性和一組事先存儲的數值進行對比，然後根據對比結果得出結論的方式進行所需的醫療診斷檢驗。裝置10能夠進行電勢測定、電流測定、導熱率及電化學檢測，而且採用專為每種檢測設計的試槽。圖4(包括一起參看的圖4A和4B)是最佳實施例的裝置10之電子/電氣元件和其它相關部件的功能性硬體方框圖。本領域的技術人員應該知道圖4所示的各種電子/電氣元件和功能僅是對本發明的一個最佳實施例的電子/電氣操作所做的說明，其具體功能將在下文中加以解釋。因此，應該清楚地知道可以用其它部件替換圖4所示的所有元器件，而且還可以採用具有其它功能的元器件。換言之，本發明並非僅限於圖4所示的電子/電氣元件及相關元器件的具體結構和操作，這些元器件具體如下所述。
現參照圖4，裝置10的核心是一個處理器或微處理器500。在該最佳實施例中，微處理器500是一個高級RISC計算機(ARM)體系，該計算機體系設置有一個內置式存儲器總線控制器、一個實時時鐘、液晶顯示器(LCD)和一系列至少為四個的串行接口。此外，為連接其它外圍設備，還可以設置其它由用戶限定的通用輸入/輸出(I/O)插針或埠。最好由編程軟體控制的時鐘速度最好設定為約59MHz，目的是提高輸出效率。處理器的核心可在1.5V的電源上操作，而實時時鐘和大部分輸入/輸出功能在3.0V的電源上工作。在該最佳實施例中，微處理器500為英特爾SA-1110StrongARM型微處理器，但是，本領域的技術人員應該清楚也可以採用其它型號的英特爾微處理器或由其它製造商製造的微處理器。
該裝置10還包括一個快速只讀存儲器(ROM)502，一個動態隨機存儲器(DRAM)504，一個通用的輸入/輸出放大器503和一個網絡PHY接口505，微處理器500可通過存儲器總線508以本領域公知的方式進出每個PHY接口。在本實施例中，設置有四兆字節的快速ROM502和四兆字節的DRAM504。DRAM504由一對ISSI(Integrated Silicon Solution，Inc)型IS41LV16100集成電路構成，每個集成電路都按照1Mbit×16bit的形式組織。DRAM504支持在處理器500內運行的軟體。快速ROM502最好為英特爾RC8F320J3-100多層快閃記憶體集成電路並可負責記憶所有系統軟體和所有病人的記錄，即使當斷電時，仍然如此；其還有利於系統軟體的升級，而無需添加或更換任何存儲器部件。如果需要，還可以採用由同一製造商或不同製造商生產的不同晶片用於快速ROM502和/或DRAM502上。
這種輸入/輸出放大器503還用來與裝置10內的其它設備形成通用的輸入/輸出連接。輸入/輸出放大器503為由德克薩斯設備公司(TexasInstruments)生產的SN74AC373型16位元組的門閂電路。網絡PHY接口505是由Cirrus Logic生產的CS8900A-CQ3型集成電路並與一個區域網、計算機或其它外部設備形成一個10兆字節的第二連接。網絡PHY接口電路通過存儲器總線508在處於連接狀態下的外部設備和微處理器500之間轉換(negotiate)。網絡PHY接口505包括一個PHY集成電路、絕緣磁性元件和所需的支持元件，而且形成一個比標準的RS332型埠28更快(約快1000倍)的連接。當然，如果需要，也可以將由相同或不同製造商生產的不同部件應用到輸入/輸出放大器503和/或PHY接口505上。
微處理器500控制著該系統的電源，具體如下所述，而且當裝置10被斷開電源時，微處理器還能夠進入休眠狀態。此時，微處理器的大部分內部功能都處於暫停狀態下，主電源已被切斷，實時時鐘仍然保持運行，以保持正確的日期和時間。當裝置10檢測到對按鍵13、14、15、16或18中的任一個有按壓操作時，就會退出休眠狀態。當裝置10的所有電力都被斷開時，例如當更換電池時，微處理器500內的復位控制器就會在電力恢復時發出一個復位信號，以清除實時時鐘，從而使軟體和使用者知道所有的電力均已耗完。無論電力被斷掉或是對裝置10恢復電力，在電源和微處理器500穩定下來之前，微處理器500不能對快速ROM502進行擦寫，從而當電力振蕩時防止意外改變快速ROM502的內容。
微處理器500的第一串行埠用於直接連接到條形碼掃描器32上。在該實施例中，一個基於Symbol Technologies SE-923-1000A型的掃描雷射束式條形碼讀取器被用作條形碼掃描器32。掃描器32是一個獨立的單元，其能夠將掃描雷射束傳輸到一個目標條形碼標籤上並回收反射回來的標籤信息，反射回來的標籤信息被編碼並通過第一串行埠發送給微處理器500。掃描器32內的掃描發動機還驅動一個外部發聲部件或揚聲器510，以產生間歇的蜂鳴聲或其它聲音，這種聲音作為反饋傳送給使用者，從而確認這是一次有效的條形碼讀取。
第二串行埠用於將微處理器500連接到一個印表機514上。在該實施例中，印表機514最好是一個小型熱式印表機，選擇這種印表機的原因在於噪音小、效率高及易於連接到微處理器500上。在該實施例中，印表機514為具有一獨立控制部件的EPL2001.52型松下印表機。如果需要，也可以採用其它型號的印表機或由其它製造商提供的其它印表機。印表機514最好能夠通過軟體設定地址並能夠提供具有良好解析度和一定灰度的圖片和圖形。印表機的控制和驅動電路516用於控制印表機514的操作並能夠為微處理器500提供合適的接口。在該實施例中，印表機的控制和驅動電路516是由松下公司生產並與印表機配套使用的EPLSAR2001型集成電路。當然，也可以採用其它的電路。
微處理器500的第三串行輸入/輸出埠用於提供RS232型通訊埠28，該埠被用作本地計算機或遠程計算機的接口或與一個外置的數據機相連接，從而具有撥號功能。埠28最好通過一個RS232驅動電路518與微處理器500的串行埠相連接，以形成靜電放電絕緣並提供正確的信號水平，從而與裝置10實現外部通訊。該實施例中的RS232驅動電路518是一個線性技術的LT1342CG RS232型驅動集成電路。如果需要，也可以採用其它製造商提供的其它驅動電路。外部接口28可用於查找和安裝升級操作軟體、遠程傳送病人的記錄、下載病人的信息和將病人的記錄安裝到主機上。
微處理器500的第四串行埠用於接收來自分析站302的數據，具體如下所述。分析站302能夠對來自待檢對象的血液或某些其它流體進行至少三種常規的電化學檢驗。這三種常規的電化學檢驗為電勢測量、電流測量和導熱率測量。從分析站302獲得的模擬信號在檢驗過程中作為讀數最初由模擬調節電路507來調節，然後被傳送給模擬-數字(A/D)轉換器506，轉換器506的輸出端通過第四串行輸入/輸出埠與微處理器500相連接。本實施例中的模擬-數字轉換器506為德克薩斯設備公司生產的TLV2548型集成電路。但是，如果需要，也可以採用由相同或不同製造商生產的其它合適的A/D轉換器。A/D轉換器506接收來自模擬調節電路507的模擬電壓信號並將這些信號轉換成數位訊號，然後將數位訊號傳送給微處理器500。
具體如下文所述，分析站302採用步進式電機(線性驅動部件)和位置檢測微動開關，用於執行下述的電化學診斷檢驗。微處理器500採用步進電機驅動器532來控制步進電機，該驅動器控制步進電機或線性執行部件的線性移動。步進電機驅動器532與微處理器500的一個通用型輸入/輸出插針/埠相連接並與分析站302內的步進電機或線性執行機構相連接。位置檢測微動開關也通過步進電機驅動器532與微處理器500相連接。在該實施例中，步進電機驅動器532包括一個ROM BA6845FS型步進電機驅動器，但本領域的技術人員應該清楚也可以採用由其它製造商生產的其它步進電機驅動器532。
如前所述，微處理器500最好包括一個圖形模式的液晶顯示器控制器，從而無需外部控制器與LCD圖形顯示器20相連接。圖形LCD顯示器20與微處理器500的通用型輸入/輸出插針/埠相連接並最好以0.24mm的間距排列成240×160象素。LCD顯示器20最好包括內置式驅動電路(on board drivecircuitry)，該驅動電路通過標準的數據和控制信號與處理器500的通用型輸入/輸出插針/埠直接連接。微處理器500的內置式LCD控制器負責產生LCD顯示器20所需的信號格式。LCD顯示器20最好採用由微處理器500控制的冷陰極白色螢光背景燈。一個獨立的偏壓發生器和高壓電源520用於產生LCD顯示器20操作所需的偏壓和背景燈所需的高壓。
微處理器500的另一通用型輸入/輸出插針/埠與一個唯一標誌電路522相連接。唯一標誌電路522包括一個Dallas半導體集成電路#DS2401或其它元器件，該電路形成了一個與特定裝置10的數字編號相似的唯一標誌編碼。唯一的標誌編碼用來與檢驗結果和其它數據相連接，以能夠對具體的裝置10進行正確唯一的識別，從而形成檢驗結果。
微處理器500的四個專用輸入/輸出插針/埠與一個標準的JTAG埠512相連接。JTAG埠5121用於在裝置10的製造過程中提高檢驗水平並有利於初始安裝和裝配後的更新及固件/軟體的鑑定。微處理器500的另外三個輸入/輸出插針/埠與設置在裝置10的前部面板17上的各個操縱部件或按鍵相連接。一個電源監視器/復位控制器534與微處理器500的復位輸入插針相連接。在本實施例，電源監視器/復位控制器534是一系列能夠一起監控電路板(未示出)上的各個電壓的元件，而這些監控電路板又支承著上述電路並當一個或多個受到監控的電壓值落在預定範圍之外時，通過發出一個嚴格的復位信號來有效關閉微處理器500。這樣就使所有正在進行的診斷檢驗停止，而且不會進行新的檢驗，直到恢復了正確的電壓水平，而且微處理器500又處於操作狀態下。
用於裝置10上的主要電源是一個電池組524。在該實施例中，電池組524由六(6)個串聯的鎳氫(NiMH)電池，該電池組能夠提供一個額定值為7.2V的輸出源。鎳氫電池技術具有能量密度高和充電時間短的優點。但是，也可採用其它類型的電池例如鎳鎘(NiCD)電池和鋰離子(LiIon)電池及本領域技術人員公知的其它電池。裝置10還包括一個智能的快速充電控制器526，該控制器的作用就是通常在兩個小時或更短的時間段內對電池組524進行充電並通過一個嵌置在電池組內的傳感器(未示出)對電池的溫度進行連續監控。在該實施例中，智能電池充電器包括一個MaximMAX712集成電路。如果需要，也可以採用其它類型的智能充電電路。如果電池組的溫度過高或過低，那麼智能充電器526就會停止快速充電操作，直到電池組達到安全的溫度水平。在電池組524內還嵌置有一個自動復位的保險絲(未示出)，目的是提高安全性。只要配套的AC適配器的牆壁組件(未示出)通過電池充電器接口30(圖3)與裝置10相連接，電池充電器526就會工作，從而相裝置10提供電力，而且在電池組524的充電過程中裝置10仍然能夠正常使用。在牆壁組件的輸入接口處也設置有一第二保險絲(未示出)，電池524和牆壁組件的接口均設置有反接保護部件。
裝置10需要多個規定的電壓，以正常地工作。各個不同的電壓是由開關式電源528來提供的，而電源528包括一個雙相開關式穩壓器。在該實施例中，採用了Linear Technology公司的LTC1628型開關式集成電路，但如果需要，還可以採用由其它製造商生產的某些電路。穩壓器的控制集成電路提供5V和3.3V的備用電壓，這兩種備用電壓始終為處理器500的實時時鐘和電池監控電路530提供電力。在該實施例中，電池監控電路530包括由Texa Instruments公司生產的BQ2010SN型電池監控集成電路。當然，在某些特定的應用條件下，也可以採用由其它製造商提供的其它電路。電池監控電路530連續測定流入和流出電池組524的電流，以確定電池組524的當前充電狀態。當根據時間和溫度確定沒有電流在流動時，電池監控電路530還能夠消除內部電池損耗。電池監控電路530通過一個導線式串行接口與處理器500聯通。本領域的技術人員應該知道儘管已對具體的電池組/電源設備進行了說明，但是本發明並非局限於具體的電池組、電源、充電器或電池監控器。
現參照圖5至8，圖中示出了用於根據本發明的上述裝置10內的第一種一次性試槽300的一個最佳實施例。該試槽300用於容納來自病人或其它待檢患者的一定數量的血液或其它流體，此後，用於插裝到裝置10內，以進行所選的診斷檢驗。每個試槽300都包括所有必需的試劑、刻度、傳感器及其它用於一次性診斷檢驗的部件。
該實施例還包括一個設置在裝置10內的分析站302(圖9至11)，該分析站用於以下述的方式安裝試槽300。分析站302在微處理器500和已經安裝在裝置殼體12的狹縫狀開口34內的試槽300之間起到機械接口和電接口的作用，如圖1所示。本領域的技術人員應該知道圖5至11所示的第一試槽300和/或分析站302的下述具體結果僅是一個最佳實施例，在本發明構思的範圍內，可對試槽300或分析站302的結果作出各種不同的變形。因此，本發明並非局限於圖示及下述的試槽300或分析站302的具體結果，其保護範圍包括結構和/或操作變化及其它與試槽300和分析站302具有相同功能的試槽和分析站。
如圖5至7所示，試槽300由一個大體為矩形的細長殼體304構成，該殼體304包括一個第一端或插入端306和一個第二端或卡緊端308。插入端306包括一對大體間隔一定距離相互平行的孔310、312，這兩個孔在對應形狀的圓筒形部分311、313內延伸，而圓筒形部分311、313在插入端306開口，以用於分布容納一個標準膠囊314和一個樣本膠囊316。標準膠囊314內容納有用於具體診斷檢驗的特定型標準流體源。這樣，就將設置有特選的電接頭、腔室和化學製品(標準流體和/或電解液)的一個獨立試槽分別用於各種診斷檢驗中。標準膠囊314通常為圓筒形，而且最好由聚合材料製成，例如由醫用聚丙烯製成。當然，也可以採用其它合適的材料。樣本膠囊316是一種吸管型的部件，該膠囊在其一端包括一個可以擠壓的部分318，該部分用於吸入或推出受檢者的血液或其它流體的樣本。一對細長的管320、322設置在孔310、312內，用於分別容納、密封和接合標準膠囊314和樣本膠囊316的內部，從而與試槽殼體304的其它部分流體聯通，具體如下所述。標準膠囊314內最好裝入合適的標準流體，而標準流體用於通過試槽300進行選定的診斷檢驗；標準膠囊在製造試槽300時最初被安裝在孔310內。樣本膠囊316起初最好以不完全的方式安裝在試槽殼體304的孔312內。樣本膠囊316可以容易地從孔312內取出，或者在一開始就將其分開，以利於通過擠壓將血液或其它流體吸入到樣本膠囊316內，接著鬆開可擠壓部分318，這時，另一開口端就會與血液或其它流體接合。一旦將血液或其它流體吸入樣本膠囊316內，那麼樣本膠囊316就會被插裝到試槽殼體304的孔312內，同時管322與樣本膠囊316的內部相接合併密封其內部，而且可擠壓部分318由試槽殼體304的插入端306至少輕微向外延伸。當樣本膠囊316被正確插裝到位時，就形成了孔312。
試槽殼體304包括一對大體為圓形的電極腔室324A和324B，這兩個腔室(通過小型的流體通道)與孔310、312中的一個或兩個流體聯通。電極腔室324A和324B還(通過一獨立的流體通道)與一個溢流室流體聯通，在本實施例中，溢流室是一個設置在試槽殼體304的卡緊端308附近的螺旋形通道326。該螺旋形通道326用於容納過量的血液或其它體液和/或由電極腔室324A和324B溢出或以其它方式從電極腔室流出的過量標準流體。一個電極/接觸墊部件328包括一對電極330A和330B，當電極/接觸墊部件328被安裝到位時，這對電極將延伸到各個電極腔室324A和324B內。在本實施例中，試槽300採用離子選擇技術來進行各種不同的診斷檢驗，這種技術在診斷檢驗領域內是公知的，而且非常適用於手提裝置10上。為此，一個離子選擇電極330A與一個基準電極330B一起使用。電極330A和330B大體為圓形，而且最好由固定到一基底329上的導電材料製成，例如銀/氯化銀、石墨、鉑或類似材料。基底329被一個絕緣層331局部覆蓋，該絕緣層上設置有兩個對準的圓孔333，每個圓孔的直徑都略小於電極330A和330B的直徑。開口333穿過絕緣層331延伸，從而形成一個大體為圓形的小孔，用於安裝覆蓋各個電極330A、330B的離子選擇薄膜、電解液、凝膠或其它易於產生電化學反應的材料(未示出)。絕緣層331的厚度和開口333的尺寸最好能夠組合，以用於(容納)將被裝入各個孔內的適量電解液。裝入孔內的材料決定於正在進行的具體診斷檢驗。至少部分材料最好為浸漬有離子材料的凝膠，例如氯化鈉、硝酸鈉或其它具有最佳離子導電性的材料。但是，如果需要，電解液液可以為其它形式。例如，可以使用粉末狀或固態電解質，例如Eastman AQ或Nafion。當然，也可以用帶塗層的金屬絲電極CWE替代。一旦電解質被裝入由開口33在絕緣層331內形成的孔內，就會被塗覆一個離子選擇薄膜(未示出)的覆蓋層，以密封至少一個開口333，另外，還可以添加一個可透膜(未示出)來密封另一開口333，但也可不添加可透膜。在該實施例中，薄膜由聚氯乙稀(PVC)、聚氨酯或其它浸漬或塗覆有化學物質、為將要進行的診斷檢驗選擇的電離層(ionosphone)的聚合物製成。本領域的技術人員應該知道也可以採用由其它材料製成的薄膜。
當安裝電極/接觸墊部件328時，電極330A、330B延伸到各個電極腔室324A、324B的底部，同時在診斷檢驗過程中，覆蓋薄膜暴露於標準流體和血液或其它流體下，具體如下所述。電極/接觸墊部件328還包括三個電接點332A、332B和332C，當安裝電極/接觸墊部件328時，可通過一個設置在試槽殼體304的圓筒形部分311、313之間的矩形開口334接觸這三個電接點。兩個電接點332A和332B與電極330A和330B導電連接並用於在電極330A和330B與裝置10內的電路(如圖4所示)之間形成導電連接。第三電接點332C通過一個電阻器335與第二接點332B目連接。電阻器335的電阻值需要根據裝置10利用具體的試槽300所進行的診斷檢驗類型來選擇。每種診斷檢驗都具有給定的電阻，從而當將試槽300插裝到裝置10內時，讀取接點332C和332B之間的阻值並與保存在存儲器內的期望值相比較，從而確定已插入的試槽300與將要進行的具體診斷檢驗相對應。有關接點332A、332B和332C之使用方式的細節如下所述。
一個大體為矩形且大體為平面的外蓋336被固定到試槽殼體304的至少卡緊端308的上表面上並覆蓋該上表面，以封閉電極腔室324A和324B、螺旋形通道326和連接通道。外蓋336的外表面包括合適的識別標誌，識別標誌包括一個條形碼101，該條形碼表示將用特定的試槽300進行的診斷檢驗。試槽300最好為能夠與一個特定診斷檢驗相對應的彩色編碼。試槽殼體304、電極/接觸墊部件328、管320和322、標準膠囊314、樣本膠囊316和外蓋336最好均由基本為剛性的相同聚合物材料製成，而聚合物材料又最好為醫用聚氯乙稀(PVC)。本領域的技術人員應該清楚也可以採用其它聚合材料或非聚合物材料製造上述試槽300的所有或一些部件。最好使用合適的醫用粘接劑或其它粘接劑或採用一些其它的方法(例如音速焊接等等)將試槽300裝配起來並將各個部件固定到一起。因此，本領域的技術人員應該知道該實施例並非局限於由PVC製成的試槽300，而且本發明也並非局限於利用粘接劑來裝配試槽300。
為便於對下文的說明，試槽殼體304的側面大體為直邊和平面狀。但是，其中一個側面可包括一個大體為弓形的凹槽或切除部分338，該部分用於將試槽300以下述方式固定到分析站302內。同樣，試槽殼體304的插入端306之兩側的上部包括一個彎曲或傾斜部分340，以利於將試槽300插裝到下述的分析站302內。類似地，介於圓筒形部分311、313之間的試槽殼體304的插入端306之中央部分包括一個傾斜或斜面部分342，該部分也用來便於將試槽300插裝到分析站302內。最後，試槽殼體304在最接近第一孔310的那側包括一個沿縱向延伸的狹槽344，該狹槽用於以下述方式滑動安裝分析站302的一部分。
圖9至11所示的分析站302包括一個形狀規則且大體為矩形的殼體350。該殼體350包括一個底座部分352和一系列壁件或多個從底部352大體向上延伸的壁。這些壁包括一個較厚的中央壁354，而該中央壁又包括一個大體為平面狀的上表面356。中央壁具有一定的尺寸和形狀，以用於容納介於試槽殼體304的圓筒形部分311、313之間的開放空間，而圓筒形部分又形成了孔310、312，從而當試槽300被插裝到分析站302內時，使圓筒形部分311、313跨接在中央壁354和試槽殼體304的底面上，具體而言，就是使電極/接觸墊部件328平行於中央壁354的平面狀上表面356。其它兩個壁由底座部分352向上大體平行於中央壁354在中央壁354的側面上延伸，從而在中央壁354的每個側面上形成一個用於安裝線性滑動部件的導向通道。具體而言，一個第二壁358由底座部分352的橫向外表面向上延伸，一個第三壁360由底座部分352向上延伸到第二壁358和中央壁354的中間。類似地，一個第四壁362由底座部分352的對側橫向邊緣向上延伸，一個第五壁364由底座部分352向上延伸到大體位於第四壁362和中央壁354的中間位置上。壁362、364與中央壁354相互配合，形成一條用於細長滑動部件366的通道。第一細長的滑動部件366由一個大體沿垂直方向定位的底座部分368和三個大體平行並由底座部分368向外延伸的細長支腿370、372、374構成。如圖12所示，第一細長滑動部件366的第一和第二支腿370、372被一個介於其間的板條連接在一起並延伸到位於分析站殼體350的第四壁362和第五壁364之間的區域內。第一滑動部件366的第三支腿374延伸到位於分析站殼體350的第五壁364和中央壁之間的區域內。這樣，第一滑動部件366就能夠相對殼體350向裡和向外滑動，如圖12至18所示，而且具體如下文所述。一第二細長滑動部件376包括一個垂直的底座部分378和三個大體平行並由底座部分378大體沿垂直方向延伸的細長形支腿380、382、384。如圖12所示，第二滑動部件376的支腿380和382被一個板條部分連接在一起並延伸到介於殼體350的第二壁358和第三壁360之間的區域內。類似地，第二滑動部件376的支腿384延伸到介於殼體350的第三壁360和中央壁354之間的區域內。這樣，第二滑動部件376就可以相對殼體350向裡和向外滑動，具體如下文所述。
如圖9和11所示，一對步進電機或線性驅動部件386、388被固定到分析站殼體350之底座部分352的底面上。線性驅動部件386、388最好是一個步進的電動機，而且用合適的細長緊固件例如螺母和螺栓(未示出)被固定到底座部分352上，而螺栓穿過由底座部分352向下延伸的凸緣部分390上的開口和由線性驅動部件386、388向外延伸的凸緣上的開口延伸。每個線性驅動部件386、388都包括一個向外延伸的導引螺杆392、394，導引螺杆的遠端分別被固定到一個由黃銅製成的端部部件396、398上，用於與其同步運動。每個端部部件390、398都包括一對設置在其相對兩側上並大體平行的溝槽400，這對溝槽容納並接合一個設置在第一和第二滑動部件366、376的各個垂直底座368、378之底面上的狹槽402，如圖11所示。這樣，各個線性驅動部件386、388的導引螺杆392、394就分別與第一和第二滑動部件366、376機械連接，從而使滑動部件366、376相對分析站殼體350沿縱向向裡或向外移動或滑動。
如圖9、11、12和13所示，分析站302還包括一個可移動的鎖緊部件，該部件用於在以正確方式插裝時容納試槽300並將試槽可靠固定到位，如下所述。該鎖緊部件包括一個細長的棘爪式滑動部件404，該滑動部件包括一個細長的底部406，該底部穿過分析站殼體350的底面橫向延伸，如圖11所示。底部406的第一端包括一個向上延伸的凸舌408，該凸舌安裝在一個尺寸合適並設置在分析站殼體350的第二壁358上的開口410內。一個最好由鋼製成的小型壓縮彈簧412在分析站殼體350的凸舌408和第三壁360之間延伸，用於相對分析站殼體350向外偏壓或頂推凸舌408及棘爪式滑動部件404。這樣，當彈簧412未受到擠壓時，棘爪式滑動部件404將與凸舌408一起定位在與分析站殼體350的第二壁358大體共面的位置上，如圖12所示。底部406的另一端包括一個形狀規則並向上延伸的部分414，該部分穿過分析站殼體350上尺寸合適的狹槽狀開口416延伸。向上延伸的部分414包括一個大體為平面狀的部件418，該部件穿過一個設置在分析站殼體350的第五壁364上而且尺寸合適的開口420延伸。平面狀部件418包括一個基本為曲線狀的前緣422，該前緣的曲率與試槽300上的切口部分338的曲率相對應(相同)。平面狀部件418還包括一個形狀規則的狹槽424，該狹槽與位於分析站殼體350的第四壁362和第五壁364之間的開放區域大體對準。該狹槽424內安裝著細長臂狀刀片426的形狀互補的第一端部。該臂狀刀片426大體在第一細長滑動部件366的支腿370、372之間延伸，如圖12所示。臂狀刀片426的相對端通過一個狹槽與一個負壓刀片428滑動連接。該負壓刀片428又穿過設置於第一細長滑動部件366之支腿372上的尺寸合適的開口429延伸。這樣，當第一細長滑動部件366相對分析站殼體350滑動時，負壓刀片328與第一滑動部件的支腿372一起沿縱向滑動，而且沿臂狀刀片426縱向滑動。在分析站殼體350的第五壁364內設置有一個細長的開放區域430，以允許負壓刀片328沿縱向滑動。但是，由於負壓刀片428僅通過卡在開口429內的方式與第一細長的滑動部件366的支腿372相連接，因此當臂狀刀片426移動時，該負壓刀片428就能夠相對支腿開口429向裡、向外移動。這樣，棘爪式滑動部件404克服彈簧412的偏壓而產生的移動(即在插裝試槽300時)將使平面狀部件418向外移動，如圖13所示。平面狀部件418向外的移動使臂狀刀片426也以類似的方式向外移動，而且負壓刀片428也會相應向外移動，其作用如下所述。類似地，棘爪式滑動部件404由於彈簧412的卸壓而沿反方向的移動將使平面狀部件418向裡移動並使臂狀刀片也相應向裡移動，而且負壓刀片428也移動到開口429內。
一個外蓋部件432設置在分析站殼體350的頂面上方。該外蓋部件432大體為平面狀，而且包括三個大體為矩形的開口434、436、438，每個開口都適合於容納一個大體為矩形的接近開關440。接近開關440通過向上延伸的部件接合到第一和第二細長的滑動部件366、376和棘爪式滑動部件404上，從而向微處理器500提供一個相對第一和第二細長滑動部件366、376及棘爪式滑動部件404的正確定位的信息，從而用於控制。微處理器500通過電接點和合適的導線(未示出)接收來自接近開關440的信息，以利於微處理器500控制診斷檢驗的進行，具體如下文所述。
外蓋部件432的中央部分包括一個穿過該中央部分延伸並大體為矩形的較大開口442。開口442以下述方式定位當外蓋432安裝到分析站殼體350的上表面上時，使該開口能夠與中央壁354大體對準。開口442用於安裝一個電氣接頭部件444，以利於設置在試槽300之電極/接觸墊部件上的接點332A、332B、332C和設置於裝置10內的微處理器500之間的導電連接。接頭部件444由一個安裝並支承印刷電路板448的支架部件446和一個電氣接觸板450。電氣接觸板450的底面上包括多個電接點，這些電接點以與設置在試槽300的電極/接觸墊部件328上的接點332A、332B、332C相同的方式排列。印刷電路板448在其上表面上形成了導電通路，這些導電通路又與接觸板450之底面上的接點導電連接。支架部件446支承在一個細長彈簧部件452的遠端上，而該彈簧部件又被固定到分析站的外蓋432上。如圖9所示，彈簧部件4542以下述方式彎曲使其通過外蓋部件432上的開口442將支架部件446、印刷電路板448和接觸板450向下頂推到位於中央壁354上方的分析站殼體350的區域內。這樣，接頭部件444就能夠克服彈簧部件452的偏壓向上移動，這正是安裝試槽300所需的結構。一分析站印刷電路板454還覆蓋著外蓋部件432的中央部分，如圖10所示。
下面的內容是對試槽300與分析站302接合使用進行診斷檢驗的方式加以說明。試槽300包括一個條形碼101及其它上述和下述的安全部件，以確保插裝到裝置10內的試槽300處於正確的狀態下，從而用於進行診斷檢驗。此外，如圖6和13所示，試槽殼體304的卡緊端308包括一個向下延伸的唇緣部件，該唇緣部件太大，以至於不能安裝到分析站殼體350上的試槽安裝孔(即殼體12的狹槽34)內。這樣，就不可能將試槽300的卡緊端308插裝到分析站302內。同樣，當圓筒形部分311和313向下延伸時，試槽殼體350的開口形狀也僅能夠將試槽插入，如圖14所示。除上述內容外，分析站302最好由醛縮醇或其它這樣的聚合物材料製成。
如上所述，標準膠囊314最初安裝在試槽殼體304的第一孔310內，而且無需在進行診斷檢驗時將其拆下。另外，樣本膠囊316首先用於獲取待檢病人的血液或其它體液的樣本。為獲取樣本，可對樣本膠囊316的可擠壓部分318進行擠壓，接著將流體放置在接近樣本膠囊316的對側開口端的位置上。此後，鬆開可擠壓部分318，從而以類似吸管的方式將樣本有效吸入到樣本膠囊316內。一旦待檢樣本已被吸入到樣本膠囊316內，那麼就可將樣本膠囊316放置在試槽殼體304的第二孔312內。該孔312控制著膠囊316的插入。
在讀取正確的條形碼後，試槽300及裝在樣本膠囊316內的待檢樣本就被推入分析站殼體350的開口內。如上所述，分析站302設置在裝置10內，以使分析站302的開口與設置在裝置10的殼體12之側面上的狹槽34位於相同的位置上。如前所述，試槽300可沿一個方向被安裝在分析站302的開口內，即，使插入端正面朝下，而且圓筒形部分311、313正面朝下，如圖13所示。
圖13示出了一個局部安裝在分析站殼體350內的試槽300，同時為簡明起見，外蓋432已被拆掉。當試槽300被向裡推動時，位於試槽殼體304之上表面上的彎曲或斜面部分340將與棘爪式滑動部件404的彎曲部分422相接合，從而使棘爪式滑動部件克服彈簧412的偏壓向圖13中的左側即箭頭所示的方向移動。如上所述，棘爪式滑動部件404的移動還會使臂狀刀片426和負壓刀片428向外移動，如圖13中的箭頭所示。在安裝試槽300的階段，圓筒形部分311、313與介於中央壁354和位於一側的第五壁364及位於另一側的第三壁360之間的區域相接合。電極/接觸墊部件328與中央壁354的上表面356相接合併沿該上表面上移動。與此相對應，試槽殼體304的插入端306的上表面與外蓋部件432的底面相接合。介於分析站殼體350和試槽殼體304的各個部件之間的間隙足以允許其間作相對的自由移動。圖14示出了當試槽300完全安裝在分析站殼體350的開口內的情形。為更好地理解這些部件之間的關係，試槽殼體304的一部分已被剖開。當試槽300以圖示的方式完全安裝到位時，棘爪式滑動部件404的彎曲部分422與試槽殼體304的弓形切槽部分338相接合。這樣就允許棘爪式滑動部件在彈簧412的偏壓作用下沿圖14中箭頭所示的方向朝右側移動，從而使凸舌408再次大體平行於分析站殼體350的第二壁358。臂狀刀片426也沿箭頭所示的方向相應地向右側移動，從而使負壓刀片428也向右側移動。負壓刀片428延伸到位於試槽殼體304的側面上的狹槽344內並大體與標準膠囊314相接合。應該注意標準膠囊314的遠端包括一個位於其後端的圓形封蓋部件315，該封蓋部件的直徑略大於標準膠囊314其它部分的直徑。負壓刀片428與該封蓋部件315以下述能夠使標準膠囊314向外移動的方式相互接合。當試槽殼體304臂推入分析站殼體350內時，設置在試槽殼體304之前端上的傾斜插件342使接觸部件444克服彈簧部件452的偏壓向上移動。一旦接觸部件444已經移出試槽殼體304的傾斜插件342外，那麼彈簧部件452的偏壓就會向下移動接觸部件444，以與電極/接觸墊部件328的接點332A、332B、332C正確接合，從而在試槽300和微處理器500之間形成可靠的導電連接。一旦試槽300完全插裝到分析站殼體350內，棘爪式滑動部件404的滑動就會將試槽300鎖定到位，同時激活相應的接近開關440，以向微處理器500發送準備進行檢驗的信號。
下面將參照圖15至21對診斷檢驗的其它步驟加以說明。如圖15所示，在第一步驟中，線性驅動部件388將其導引螺杆394向裡移動一小段距離(從伸出0.65英寸到伸出0.575英寸)，以使第二滑動部件376的前部板條定位在棘爪滑動部件404的凸舌408和分析站殼體350的第三壁360之間。從而使第二滑動部件376的前部板條能夠有效防止棘爪滑動部件404朝左側滑動，以將試槽300有效鎖定在分析站殼體350內。在該階段，任何一個細長的滑動部件366、376都不會使流體在標準膠囊314或樣本膠囊316內產生移動。
圖16示出了診斷檢驗的下一步驟。如圖16所示，線性驅動部件386使其導向螺杆392向裡移動，從而使第一滑動部件366向裡平移，如圖所示。第一滑動部件366與標準膠囊314的封蓋部件315相接合併將標準膠囊314進一步有效地推入試槽殼體304的孔310內，如圖16中的箭頭所示。標準膠囊314通過向裡的位移將標準流體從標準膠囊314中泵送出來，從而迫使標準流體流過相應的管320和流體通道進入電極腔室324A、324B。溢流到電極腔室324A、324B內的所有過量標準流體通過流體通道流入螺旋形通道326內。第一滑動部件366移動一個約0.55為英寸的距離，從而使其完全定位於分析站殼體350內，同時其垂直的底部368與分析站殼體350相接合，如圖16所示。這樣，就會在一個預定的控制時間段內對位於電極腔室324A、324B內的電極330A、330B進行校準。在校準期間，標準流體容納在隔膜內，而且離子被吸附在薄膜上。吸附的離子數量決定於為每種診斷檢驗特選的標準流體的化學濃度。在校準過程中，對電極330A、330B上的電壓進行測量。測得的電壓與標準流體的濃度的對數成正比。在得到穩定的電壓之前，測量工作一直在進行。一旦完成對設置在電極腔室324A、324B中的電極330A、330B的校準後，就可將待診斷的血液或其它流體插入一個電極腔室324A內。
圖19示出了該過程的下一步驟。如圖19所示，線性驅動部件388將其導引螺杆394縮回，從而將第二滑動部件376移動到分析站殼體350內，如圖所示。第二滑動部件376的支腿384與樣本膠囊316的可擠壓部分318相接合，以將樣本膠囊進一步推入孔312內，從而將容納在樣本膠囊316內的血液或其它流體產生移動並通過相應的管322和流體通道被泵送電極腔室324A內。位於血液或其它樣本流體前方的空氣將標準流體從電極腔室324A內推出。電極腔室324A內的標準流體和溢出電極腔室324A的所有過量血液或其它流體經一流體通道流入螺旋形通道326內。由於在電極腔室324A內設置有標準流體，而且沒有流體流出，因此就可以防止血液或其它流體流入電極腔室324B內。如圖19所示，第二滑動部件376完全向裡滑動一個0.575英寸的距離，同時垂直的底部378與分析站殼體350相接合。這樣，就在兩個電極324A和324B之間形成了一個鹽橋，而且對血液或其它流體的分析也在微處理器500的控制下進行。在檢驗過程中，血液或其它待檢流體暴露在薄膜中，而且離子也有選擇地吸附在薄膜上。在通過平衡而得到穩定的電勢前，需要對電極330A、330B上的電勢一直進行測量。穩定電勢與在校準過程中獲得的穩定電勢相比較並利用電勢差和已存信息計算出血液或其它流體中被分析物的濃度。
一旦完成對血液或其它流體的分析，線性驅動部件386就會使其導引螺杆392向外移動，以使第一滑動部件366向外平移，如圖17所示。第一滑動部件366向外的平移使負壓刀片428沿臂狀刀片426產生相應的移動。負壓刀片428穿過試槽殼體上的狹槽延伸並與標準膠囊314的封蓋部件315相接合，從而洗滌相應的管320將標準膠囊314向外拉出，如圖18所示。標準膠囊314向外的移動產生了吸附壓力或負壓，這種負壓將標準流體從電極腔室324B內吸出並通過流體通道和相應的管320將血液從電極腔室324A內吸出，然後送回標準膠囊314。如圖17所示，第一滑動部件366向外移動，以使第一滑動部件再次出現在其最初的位置上，即距分析站殼體350的距離為0.55英寸處，如圖18所示。線性驅動部件388也將其導引螺杆394向外移動，從而將第二滑動部件376向外移動到其最初的位置上，如圖20所示。如果需要，線性驅動部件386、388的移動可同步進行，從而同時縮回滑動部件366、376。以這種方式向外移動第二滑動部件376能夠有效鬆開棘爪式滑動部件404，從而當從圖中觀看時，該滑動部件可能已滑動到左側。鬆開棘爪式滑動部件404就能夠僅通過握住卡緊端308並沿圖21中的箭頭方向向外拉動將試槽300從分析站殼體350上拆卸下來。向外拉動試槽300能夠有效克服棘爪滑動部件的彈簧412的偏壓沿箭頭所示方向朝左側移動平面狀部件412、臂狀刀片426和負壓刀片428，從而有效鬆開試槽300。一旦將試槽從分析站殼體350上拆卸下來，那麼就應該對其進行安全地處理，因為試槽是一次性的。當然，正在檢驗的所有血液或其它流體仍然保持容納在標準膠囊314、樣本膠囊316、電極腔室324A和324B內，而且如果需要還可以保存在螺旋形的溢流通道內，從而防止出現汙染問題。分析站302尤其是第一和第二滑動部件366、376現在就處於如圖40所示的初始位置上，而且正準備安裝另一試槽300。接著，就可以相同的方式(採用一個新的試槽300)進行後面的檢驗和分析。
如上所述，裝置10能夠進行多種不同的實時醫療診斷檢驗，而且每次檢驗都使用一個一次性的試槽300，這種試槽已被特別指定用於具體的診斷檢驗中。每個試槽300內都容納有用於具體醫療診斷檢驗的所有合適的標準流體、電極、電解質等。設置在每個試槽上的條形碼標籤101及試槽的顏色都表示試槽300將要進行的特定檢驗及用於具體檢驗中的相關控制參數。這樣，裝置10就能夠通過軟體自動客戶化，以用於進行各種不同的醫療診斷檢驗。
裝置10所採用的軟體包括一個性能齊全的作業系統，在本實施例中，該作業系統為WIND River VxWorks，該系統支承網絡的連通性、C++程序和高級實時軟體開發工具。該軟體提供上述的輸入/輸出和電源管理功能，包括基於菜單的簡單操作員界面；能夠控制和分析診斷檢驗的參數驅動功能；能夠存儲檢驗協議和檢驗結果的不易失的內部編排系統。已存的檢驗結果可以被調用並顯示、列印和讀取到另一設備或網絡中。該軟體能夠通過簡單的文件下載添加用於新診斷檢驗的協議。該操作軟體採用ObjectTime編成，而ObjectTime是一種高水平、便攜的實時圖形軟體設計系統，該系統能夠由分級狀態圖表生成C++編碼。狀態圖表限定了有限態機器的行為，而有限態機器又通過修改內部狀態對由其它程序接收到的外部信號或信息作出反應。這樣，ObjectTime就限定了一個作為收集異步程序的系統，其通過交換信息彼此通訊。圖22至27以狀態和狀態過渡路線的方式示出了最佳實施例的裝置10的主要軟體程序的狀態線圖。
圖22至27的狀態線圖示出了一個嵌套分層的行為狀態，這些行為狀態示出了最佳實施例的裝置10的操作過程。在圖22至27中，比較一般的行為出現在外層級上，而比較具體的行為則出現在內層級上。被稱為TOP的最外部層級如圖22所示，被稱為read IN run IN DoATest IN Run IN ActiveIN Top的最裡面的層級如圖27所示。如圖22至27所示的各個圖表作為一種獨立的狀態出現在在先下一最外部的圖表。這樣，每個圖表的界線就是一個狀態的界線。每個大的橢圓形區域都位於一個圖表的內部，尤其是內部狀態。一個箭頭或一系列箭頭表示軟體是如何工作，從而由一種狀態進入另一種狀態中的程序。程序僅根據具體的情況離開一種狀態，而不是自動離開一種狀態。一旦運行離開一種狀態的程序，那麼在進入下一狀態之前，程序不會停止。某些情況是由與程序相連的計時器產生的，其它情況則是操作人員的操作結果，另外一些情況是由分析單元302獲得的信號產生的。若干種其它的程序檢測這些情況，同時提供服務，例如讀取條形碼和對來自按鍵的輸入進行分析。
圖22至27的圖表中的小圓圈表示決策點，在這些決策點上，程序通過計算邏輯測試的值來選擇下一步應該按兩個箭頭中的那個箭頭執行程序。測試絕不會涉及對另一情況的等待，每種情況都使程序從一種狀態到另一種狀態或返回同一狀態的完整路線運行。
連接圖表邊緣的路線具有特殊的屬性。圓圈形符號表示沿層級結構的下一更高層級延伸的路線；即，由圓圈形符號進入或離開圖表。如果沒有符號，那麼箭頭表示離開當前圖表中的狀態或返回當前圖表中的狀態，不論在出現啟動情況時，程序處於何種狀態下。這樣，起始並終止於界線處的箭頭就象一個中斷服務程序或故障處理程序那樣工作，而中斷服務程序或故障處理程序能夠在圖表中的任何狀態下啟動，此後返回同一狀態下。
在圖表中，程序代碼「沿箭頭」執行。一個箭頭可具有一個與其相連的C++程序，而且每個決策點都具有一個對檢驗進行估值的程序。此外，在不考慮路線的前提下，還可以執行其它程序，無論是進入或離開一個特定的狀態。這樣，ObjectTime圖表就限定了由普通C++和C子程序執行的動作順序。許多子程序都駐留在外部程序庫和存取設備內，例如輸入/輸出信號處理、試槽標籤分析、時間和日期、存儲器文件等。
圖22示出了被稱為Top的最外部層級。圖22示出了當通電後或硬體復位後，程序重新初始化，然後程序在激活狀態和停止狀態之間變換，在該狀態下，硬體進入「休眠」狀態，以保存電池的電力。睡眠信號來自由系統時鐘驅動的計數器，每當程序進入一種新狀態時，計數器都要歸「0」。操作人員通過按壓前部面板17上的按鍵發出喚醒信號。
圖23示出了下一個最裡層的圖表Active IN Top。如圖所示，程序首先檢查試槽300是否已被放置在分析站302內，如果是，那麼程序就會提醒操作人員並等著將試槽300拆卸下來。當從分析站302上拆下試槽300時，程序進入常規的運行狀態。沿該圖表下邊緣的「中斷處理程序」執行多種功能。例如，「SYSPOLL」每秒鐘都能夠在顯示器20上更新日期和時間。其它中斷處理程序主要涉及到在上述和下述某些情況下中斷診斷檢驗，並當程序處於操作狀態下時，忽略診斷檢驗。
圖24示出了被稱為Run IN Active IN Top的下一個最裡層的級別。圖24示出了鎖定分析站302的程序，該程序等待操作人員輸入病人的ID或其它所需信息並等待操作人員校正顯示在屏幕上的病人識別信息是否正確。當輸入有效的病人識別信息並完成校正時，程序準備執行診斷檢驗。
圖25示出了被稱為DoATest IN Run IN Active IN Top的下一個最裡層的級別。在圖25的圖表中，程序等待操作人員對有效的試槽條形碼101進行掃描，接著在預定的時間段內將試槽300插裝到分析站302內。然後，程序將試槽300鎖定在上述的分析站302內，接著以上述方式進行診斷檢驗。當診斷檢驗結束並要求操作人員取出試槽300時，分析站302被解鎖，以鬆開試槽300，一旦將試槽取出，那麼分析站就會再次鎖定，以防止在沒有輸入並校正新病人識別信息的情況下插入試槽300。
圖26為被稱為run IN DoATest IN Run IN Active IN Top的下一個最裡層的級別。在圖26所示的圖表中，程序對一系列編碼命令進行單步調試，而這些編碼命令將在標準流體或其它體液進出電極腔室的過程中所包括的步驟列出清單並對與診斷檢驗過程有關的電壓讀取操作進行控制。如果需要記錄信號，就會進入讀取狀態，這樣就會記錄檢驗失敗的條件或正常的檢驗信號。當處於泵送狀態下時，在泵送操作完成之前，程序一直處於等待狀態。「被解鎖」的決策點確定泵送/檢驗進度的結束。
被稱為read IN run IN DoATest IN Run IN Active IN Top的下一個最裡層的層級如圖27所示。圖27的圖表示出了用於由分析站302採集數據並限制數據的命令信號監控程序。當接受到計時器的點信號時，監視器就會記錄一個讀取信號。如果被監控的信號處於「準備」狀態下，那麼就會產生一個記錄信號，如果未處於「準備」狀態下，那麼檢驗失敗信號就會被記錄下來，否則監控操作繼續進行。
本領域的技術人員應該知道圖22至27所示的軟體狀態僅表示用於裝置10內的一種作業系統及其應用軟體的最佳實施例。本領域的技術人員還應該知道如果需要，裝置10也可以採用一種不同的作業系統及不同的特殊應用軟體。因此，圖22至27的圖表僅是說明在裝置10的最佳實施例中用於執行作業系統軟體和應用軟體的一種最佳方法。由於用於裝置10中的軟體是一種高性能的基於標準的平臺，因此可以比較容易地開發出能夠實現新的應用或特殊應用的軟體升級和/或擴展版，而且可以採用RS232輸入埠28或網絡埠29將這些新近開發的軟體、升級軟體和擴展軟體下載到裝置中。
軟體的基本功能只要能夠保持最低的電池功率，那麼裝置10就能夠以1/2的解析度連續支持日曆日期和時間。當裝置10處於使用狀態下時，當前日期和時間就會一直顯示在LCD顯示器20上。當檢測到電力出現故障時，例如在更好電池的過程中，在操作人員輸入並確認正確的日期和時間之前，軟體不會重新啟動。通過裝置10完成的所有診斷檢驗記錄包括檢驗開始時的日期和時間。此外，檢驗協議以千分之一秒的解析度控制時限。
該軟體採用數字編碼來表示檢驗對象的主要標誌。在該最佳實施例中，採用了檢驗對象的九位社會保險號碼，因為操作人員能夠很容易地利用設置在裝置10之前面板17上的字母數字鍵18輸入九位數字。但是，該軟體還可以為每個檢驗對象存儲五十個字符的附加信息。這種附加信息可包括人名、郵區編碼、電話號碼等。患者的識別信息還通過條形碼掃描器32輸入到裝置10中。如果採用條形碼掃描器32，那麼該軟體就會辨別出識別信息，接著將識別信息顯示在LCD顯示器20上，以得到操作人員的確認。受檢患者還可通過調出同一患者以前作過的檢驗結果來加以識別，而以前做過的檢驗結果存儲在裝置10的存儲器中。無論怎樣，都必須保存受檢患者的身份並在進行檢驗前將其身份顯示在LCD顯示器的屏幕20上。
該軟體還存儲一個十位數字代碼，該數字代碼作為每個檢驗記錄的一部分唯一地識別裝置的操作人員。操作人員可通過使用字母數字鍵18或條形碼掃描器32輸入其代碼。
如上所述，每個試槽300都包括一個條形碼標籤101，而條形碼標籤101又包括一個條形碼字符串，條形碼的字符串對試槽300的具體類型、試槽的有效期、可能包括很多數字的試槽序號及特定試槽300的其它信息進行編碼。條形碼字符串中的信息一起唯一地識別每個試槽及採用特定的試槽進行特定的檢驗。試槽信息可通過掃描器32恰在將試槽300插裝到裝置100的狹槽34內之前輸入到裝置內。從試槽條形碼101上讀取的信息還作為檢驗結果的一部分被記錄下來。根據接收到的試槽信息，軟體立刻將由試槽條形碼101得到的信息與所存的試槽檢驗記錄相對比，如果該試槽在前已經被讀取過，那麼將拒絕該試槽。該軟體還利用由試槽的條形碼101讀取的信息來識別將要進行的特定檢驗，以選擇合適的檢驗協議，檢驗協議包括將要進行的具體檢驗的檢驗參數、保溫培養期、電壓極限等。以檢驗控制圖表之形式存在的信息被存儲在存儲器502中，以用於每個可利用裝置10來進行的診斷檢驗中。
在診斷檢驗的執行過程中，操作人員輸入受檢患者的識別信息或由已存的清單中選擇信息，從而使信息顯示在LCD顯示器20上。識別信息顯示在顯示器20上，而且在執行檢驗前必須由操作人員加以確認。接下來，操作人員將受檢者的血液或其它體液裝入試槽300內，然後用條形碼掃描器32對試槽的條形碼101進行掃描。軟體對掃描進來的試槽條形碼101進行檢查，以確認試槽300未被使用過。當條形碼掃描器32的揚聲器510發出可聽到的嘟嘟音時，就表示掃描正確，而且這是一個沒有用過的試槽300，這時，操作人員可以立刻沿上述正確的方向將試槽300插入狹槽34中。如果試槽300被正確地插裝到位，那麼裝置10就會發出一個可聽到的嘟嘟聲並將從試槽條形碼101上讀取的試槽識別信息及檢驗的開始日期和時間顯示在LCD顯示器20上並添加到檢驗結果的數據中。
軟體能夠在掃描試槽條形碼101和將試槽300正確裝入裝置10的狹槽34中之間存在一個預定的運行時間。該運行時間是可調的，但應該保持足夠短，以便於操作人員在掃描和插裝之間放下試槽300，以確認被掃描的試槽300實際上就是被插裝到裝置10內的試槽300。如果操作人員花費過長的時間將試槽300插裝到狹槽34內，那麼裝置10就發出一個不同的可聽到的嘟嘟聲，表示必須對試槽300再次進行掃描，以重新開始檢測；並將適當的信息顯示在LCD顯示器20上。如果操作人員未能重新掃描並在合理的時間間隔內完成試槽300的插裝，那麼檢驗就被記錄為失敗，這樣就會自動使特定試槽300的其它應用失效。裝置10的操作人員最好知道試槽條形碼101的掃描和試槽300插裝到狹槽34內應該以一個連續的操作過程儘可能迅速的完成，目的是使出現錯誤檢驗結果的可能性最小。
如上所述，一旦試槽300被插裝到裝置10內，那麼軟體就會檢查試槽300並通過監控由試槽300發出的電信號檢查電接觸的質量。如果這些檢查失敗，那麼診斷檢驗就會中斷。試槽300的編碼電阻器335也被讀取，以確認被掃描過條形碼101的試槽300其電阻合適，因為每個試槽300中的電阻器335對於具體的檢驗而言都是一個具體的數值。
如果試槽300已經安裝到位、在前沒有被使用過，而且相關的檢驗對象和其它識別信息已經由操作人員正確地輸入並校對，那麼軟體就會以上述方式執行診斷檢驗程序。檢驗包括兩個特定的階段，即校準階段和實際檢驗讀取階段。檢驗的每個階段都可能花費幾分鐘的時間或在不到一分鐘內完成，這決定於正在進行的檢驗和其它因素。校準階段和實際檢驗階段可通過在設置於上述試槽300之電極腔室324A、324B內的電極330A、330B上獲取一系列電壓讀數來完成。在校準階段和實際檢驗階段，電壓讀數被連續地獲得並與在前的電壓讀數相比較，直到軟體確定電壓讀數已經在至少預定的時間段內保持穩定。接著，穩定的電壓讀數就成為實際的模擬檢驗數據。然後，這些模擬檢驗數據被提供給A/D轉換器506，而且數據被還原成已經過校準的標準數值，並被輸入檢驗記錄，作為檢驗結果保存起來。如果得到的電壓讀數落在特定檢驗的規定範圍外，或者電壓讀數對於特定的檢驗而言在較長的時間段內不能保持穩定，那麼檢驗就會中斷。
一旦得到檢驗數據並將其輸入到已存儲的檢驗記錄中，那麼LCD顯示器20上的信息就會促使操作人員取出試槽300並正確地處理已經用過的試槽300。當取出試槽300時，可用印表機514列印出包括上述識別和計時信息在內的檢驗結果。如果檢測到傳感器或其它硬體故障，或者失去與試槽300的電連接，那麼診斷檢驗就會中斷。操作人員可以在任何階段取消檢驗。被中斷的檢驗也被記錄在檢驗結果文件中，以防止再次使用已被在先使用過的試槽300。
如上所述，用於進行每次實際檢驗的參數詳細列在應該檢驗控制圖表中，而該圖表又存儲在存儲器中並根據由插裝到裝置10內的具體試槽300得到的識別信息來選擇圖表。檢驗控制圖表中的參數詳細列出了將要進行的獲取檢驗數據並對檢驗數據進行分析的每個步驟，包括變換所需的軟體程序。這樣，就可以通過下載新的檢驗控制圖表和支持軟體模塊(如果需要)來安裝新的或修改過的檢驗參數，這樣就無需修改基本操作軟體或應用軟體。每個檢驗控制圖表都限定了一個清楚的校準功能並包括多個通報檢驗結果的單元及檢驗結果的正常範圍，這些校準功能使應用到A-D轉換器506上的讀數與標準檢驗結果產生聯繫。
如上所述，裝置10能夠執行三種不同類型的診斷檢驗，即電勢測量、電流測量和導電性測量。上述採用試槽300的診斷檢驗是一種測量電勢的類型。在測量電勢的檢驗類型中，在試槽300的電極上測定的電壓隨離子濃度的對數的變化而變化。當已知濃度的溶液(即標準流體)被未知濃度的溶液(即待檢的血液或其它體液)所替代時，離子濃度是通過電壓的變化來測定的。
在測量電流的檢驗中，採用一種具有不同結構的試槽(如下所述)。在測量電流的過程中，流過電極的電流與可氧化或可還原的試劑在電極表面上的分散速度成正比，而電極保持一個恆定的電勢。與電極相連接的薄膜允許試劑穿過或有選擇地使試劑通過。許多生物化學的反應速度可通過使其與一個源試劑(source reagent)的產生或消耗相連接而被測量出來。可以使用的源試劑包括過氧化氫、葡萄糖氧化物、NADH和分子氧。試劑的產生或分散速度通常與檢驗溶液中源試劑的濃度成正比。總之，分散速度是由大體為線性的分析對象(analysand)的濃度得到的。電極系統是通過測定已知溶液即標準流體來校準的。
導電性檢測採用另一種試槽，這種試槽將在下文中加以說明。在導電性檢測過程中，採用相互配套的腔室一個腔室具有完整的細胞，而另外一個腔室具有溶解的細胞。每個腔室的導電性都可利用頻率足夠高的交變電流，以使電極溶液的容抗小於溶液本身的阻抗。實際上，形成了一個平衡的橋接電路，從而使橋接電路上的不同電壓變化確定為用於完成所需測量的激勵電壓的一部分。
檢驗結果以顯示在顯示器20上的文本形式存儲在快速ROM存儲器502中。每個檢驗記錄都包括上述所有的信息，這些信息包括要進行特定檢驗的受檢患者的識別(碼)、檢驗的日期和時間、操作人員的ID、標準檢驗結果或檢驗失敗或中斷的原因。此外，除非操作人員禁止使用，否則，當檢驗完成時，每個檢驗記錄最好都通過印表機514自動列印出來，以提供完整的檢驗記錄副本。成功完成的檢驗結果或未能完成的檢驗結果都被存儲在快速ROM存儲器502內。操作人員能夠通過設置在裝置10之前部面板17上的字母數字鍵18從快速ROM存儲器502中調出檢驗結果並重新列印檢驗結果。快速ROM存儲器502最好足夠大，以存儲大量的檢驗記錄，檢驗記錄的數量最好至少等於在一星期的正常診斷檢驗中可能完成的檢驗數量。最少能夠存儲1000個記錄為最好。操作人員不能刪除已存的記錄。但是，如果存儲器502被完全存滿，那麼該單元能夠自動重複使用或用已經形成的新檢驗記錄覆蓋最早的記錄。已存的檢驗記錄可通過RS232埠28或網絡埠29來讀取或刪除。如上所述，一個被調出的檢驗記錄能夠為制定一個新的檢驗提供患者的識別數據，尤其是在對相同的患者重複檢驗時。該特徵能夠通過減少重新輸入患者的識別信息來提高裝置10的效率。
操作人員的界面為菜單，在菜單中，一系列可通過單鍵選擇的項目顯示在LCD顯示器20上。在大部分情況下，菜單將向操作人員提供是/否的選擇，「是」代表按下輸入鍵16，「否」表示按下取消鍵15。操作人員的選項結果可能是一個較低層級的新菜單，操作人員可通過這個下級菜單進一步選擇或開始選擇操作。在該實施例中，除了第一菜單或頂級菜單外，可在菜單上選擇的第一項目就是返回上級菜單，在頂級菜單上，允許選擇給裝置10斷電。當裝置10安裝所選操作工作時，所選操作的菜單仍然保留在LCD顯示器20上，而且以高亮、箭頭等表示所選項目。一個獨立的提示線表明操作人員所需的所有操作及裝置10自動操作的進程。一個選定的操作可通過一系列步驟來完成，而且每個步驟都由一個新的提示符展示給操作人員。操作人員能夠在任何時間通過按下「取消」鍵15來中斷程序的執行。取消鍵15的動作還能夠選擇另一菜單。
如果條形碼掃描器32在掃描過程中沒有檢測到條形碼錯誤，而且條形碼的數據格式也是有效的，那麼由試槽條形碼101掃描得到的預先列印好的條形碼數據就會作為有效數據被接受。由操作人員輸入、調出或掃描得到的所有其它數據首先顯示在LCD顯示器20的提示線上。操作人員必須按下輸入鍵，以在輸入數據前確認顯示在提示線上的數據是正確的，或者按下取消鍵，以拒絕顯示在提示線上的數據。
預期的、正在進行的或已經完成的檢驗信息以一種固定的文本格式顯示在LDC顯示器20的一個獨立部分上，所述文本中包括上述的識別信息。在完成檢驗前，沒有完成的檢驗記錄部分或者為空白，或者顯示為「未知」。
電池的節能性是一個重要的方面，操作軟體可在兩個層級上對其進行訪問。首先，由電池監視器530得到的電池的當前電量水平連續或周期性地提供給用戶。當電池監視器530指出電池的電量水平已下降到低於預定的安全極限時，該軟體還能夠向操作人員提供特定的提示符，以開始對電池組524進行充電。此外，當電池組524中的電量水平低於安全完成診斷檢驗所需的電量時，該軟體還能夠阻止開始新的診斷檢驗，從而防止分析站302、印表機514或與診斷檢驗有關的其它軟體或硬體功能出現故障。
該軟體還能夠直接控制供給各種外圍設備的電量，外圍設備包括印表機514、條形碼掃描器32、分析站32、LCD顯示器20，尤其是屏幕的背景燈和微處理器500，而且當裝置10的當前操作不需要外圍設備的功能時，該軟體還能夠有選擇地切斷電力供給。當接收到操作人員的指令時，或在裝置10停止的一個預定時間段內，該軟體還能夠使整個裝置10處於斷電狀態下。斷電狀態與完全沒電的狀態區別之處在於日期/時間時鐘機械運轉，而且保持易失DRAM存儲器504工作。但是，當斷電時，所有的軟體活動全部停止，而且LCD顯示器20為空白。操作人員可通過按下前部面板上的鍵給該單元「加電」，從而使軟體在頂級菜單中重新開始執行。如上所述，當在電量完全用完後對電池的電量進行恢復檢測時，該軟體要求操作人員在開始其它操作前首先輸入正確的日期和時間。由於LCD顯示器20一直顯示當前日期和時間，無論裝置10在何時加電，因此就不需要一個單獨的電量指示器。在該實施例中，為裝置10設定一個時間段，以使該裝置10能夠根據菜單顯示的停止時間自動斷電。如果顯示出包括有斷電項目的頂級菜單，那麼自動斷電時間就很短，在本實施例中，該時間為30秒的停止時間。如果顯示出所有其它菜單或一個檢驗結果，那麼在裝置10斷電前，需要一個較長的時間段，在本實施例中為2分鐘。延遲時間可通過選擇菜單來調整。
LCD顯示器20包括一個根據操作人員的喜好來選擇的半自動控制的背景燈。選項包括總是關閉，總是打開和自動，在自動狀態下，按下任意鍵就能夠打開背景燈，在經過數量可調的若干秒後，背景燈關閉。當通過按壓某一鍵三秒鐘而使系統選擇菜單激活時，LCD顯示器的背景燈一直處於打開狀態下。
如圖5至8所示的上述試槽300非常適用於執行電化學診斷檢驗，而診斷檢驗又是一種電勢測量型的操作，在該操作中，對第一電極腔室324A內的第一流體(標準流體)和將在第二獨立電極腔室324B內進行分析的流體(即血液或其它流體)同時進行電壓測量。但是，當進行電勢測量型電化學診斷檢驗時，需要採用略有不同的試槽(未示出)。所採用的測量電流的試槽在結構上除一個部分外其它部分與試槽300基本相同。在測量電流的試槽中，僅有一個電極腔室設置有兩個電極，這兩個電極間隔一定的距離設置在一個電極腔室內。用於標準流體和待分析的血液或其它流體的流體通道延伸到一個電極腔室內。類似地，由一個電極腔室流出的流體通過一個流體通道流入螺旋通道326內。測量電流的試槽的其餘部分以上述方式與試槽300相連接。測量電流的試槽以與上述方式相同的方式安裝在分析站302內，標準流體流和待分析的血液或其它流體可以實現進出一個電極腔室，而且以與上述第一試槽300相同的方式受到控制。但當進行診斷檢驗時，對在兩個電極之間(即通過容納在電極腔室內的流體)流動的電流進行電流測量，以用於進行分析。可在對流過血液或其它流體的電流進行測量前或後，對流過標準流體的電流進行測量。在某些情況下，無需測量流過標準流體的電流，這樣只需對流過待分析的血液或其它流體的電流進行測量。本領域的技術人員應該知道可通過對試槽300作出微小的改動就能夠製成測量電流的合適試槽，例如通過將兩個電極腔室324A和324B合併成一個電極腔室的方式。無需對別處進行修改。
分析站的工作方式與採用試槽300的分析站之工作方式基本相同。但是，當採用測量電流的試槽時，最好通過向外移動第一滑動部件366的方式將標準流體吸回標準流體膠囊314，如圖17所示。從電極腔室取出的標準流體有利於將血液和其它待分析的流體以圖19所示的方式裝入單個電極腔室內。
圖28和29示出了一種試槽600。與圖5至8所示包括有兩個電極腔室而且一個電極腔室可以更換的試槽300不同，如圖28和29所示的試槽600沿軸向定位，而不是沿平面定位。即，上述單電極腔室的試槽其電極大體並排設置在位於單個電極腔室中的同一平面內，或者象試槽300一樣，設置在位於兩個獨立電極腔室324A和324B中的同一平面內，與上述結構不同，在試槽600中，第一電極604設置在單個電極腔室602上方，一第二電極606設置在多個電極腔室602下方。第一電極604安裝在第一印刷電路板或基底608上，而第二電極606安裝在第二印刷電路板或基底610上。電路板或基底608和610最好通過兩個雙面膠帶612固定到試槽主體600的其餘部分上，在膠帶612上設置有一個合適的開口614，以從開口穿過形成一個與上述試槽300相同的「井孔」。開口614上至少面對電極腔室602的那部分被薄膜616所覆蓋。類似地，電極接點618、620設置在印刷電路板608、610的兩個相對表面上。最好為凝膠體的合適電解質最初定位在各個由雙面膠帶上的開口614形成的井孔內。試槽600的其餘部分與上述試槽300相同，並以與上述方式相同的方式進行診斷檢驗。
參照圖30和31，圖中示出了可應用到根據本發明之裝置10上的一次性試槽700的又一實施例。試槽700非常適用於進行測量導電性的診斷檢驗。具體而言，試槽700用於對病人或其它受檢對象的血液進行血球比率的診斷檢驗。圖30和31所示的試槽700在結構上與圖7和8所示的上述試槽300基本相同。具體而言，試槽700包括一個殼體704，除了某些下述的微小變化外，該殼體704與試槽300的殼體304具有相同的結構。試槽700還包括一個電極/接觸墊部件728、一個具有一可擠壓部分718的樣本膠囊716和一個與上述試槽300基本相同的外蓋部件736。但是，與上述試槽300不同，根據該實施例的試槽700不包括標準膠囊，其原因具體如下文所述。
如圖30所示，試槽700包括一個大體為月芽形的腔室744，該腔室最初包括一溶解劑(lysing agent)，例如saphonin。月芽形腔室744的兩端與一對細長的毛細管或腔室746和748相連接。每個毛細腔室746、748都大體為矩形或圓筒形，而且具有完全相同的長度和橫截面面積。月芽形腔室744的每個端部都包括一個小型電極腔室724A和724B。每個毛細腔室746和748的遠端也都包括一個小型的電極腔室724C和724B。毛細腔室746的遠端通過一個合適的流體通道也與試槽704的孔712流體聯通，而孔712用於容納樣本膠囊716。毛細腔室748的遠端也通過一條流體通道與螺旋形通道726相連接，而該螺旋形通道用於以前述方式容納溢流或過量的血液或其它體液。包括有傾斜部分740和742、切槽部分738及類似部件的試槽700之物理結構與上述試槽300的結構相同，從而使試槽700可以以上述方式安裝在分析站302內。
圖31示出了試槽700的電極/接觸墊部件728。該電極/接觸墊部件728包括一個基底729和一個覆蓋大部分基底的絕緣層731。四個電極730A、730B、730C和730D設置在基底729上，從而當電極/接觸墊部件728被固定到試槽殼體704上時，使其能夠與試槽殼體704內的各個電極腔室724A、724B、724C和724D對齊。對於試槽300而言，合適的開口733常規絕緣層731圍繞電極730A、730B、730C和730D延伸，以形成由於容納流體的小型「井筒」並易於在電極730A、730B、730C、730D與毛細腔室746、748內的流體及電極腔室724A、724B、724C和724D之間導電接觸。與試槽300不同，電極/接觸墊部件728包括五個電接點732A、732B、732C、732D和732E。接點732D和732E與電阻器735的兩端相連接，而電阻器以上述的方式工作，以核對插裝在裝置10中的試槽類型。接點732A與電極730D相連接，接點732B與電極730A、730B相連接，接點732C與電極730C相連接。
為使用試槽700，將一血液樣本收集在上述的樣本膠囊716內，而且將樣本膠囊716安裝在孔712內。此後，試槽700以與試槽300相同的方式插裝到分析站302內。一旦試槽700被正確安裝在分析站302內，而且已經完成所有適當的檢查，分析站302就會開始診斷檢驗，從而使血液從樣本膠囊716經管722、通道、毛細腔室746流入月芽形腔室744內。當血液進入月芽形腔室744時，血液就會通過溶解劑而溶解。當血液繼續流入毛細腔室746內時，溶解的血液就會從月芽形腔室744被迫進入第二毛細腔室748內，如果需要，還可以進入螺旋形通道726內。一旦毛細腔室748內充滿了溶解的血液，而且另一毛細腔室746內也被純粹的血液充滿，那麼就可以通過測定純血液和溶解血液之間的電導率之差完成診斷檢驗。電導率的讀數由設置在毛細腔室746、748兩端的電極730A、730B、730C和730D獲得。電導率的讀數是由試槽700通過電接點732A、732B和732C，經過合適的信號調節電路，A/D轉換器等以與試槽300相同的方式獲取的。當然，如果利用試槽700來進行診斷檢驗，那麼就必須採用合適的檢驗協議。根據通過掃描試槽700之外蓋736上的條形碼而得到的信息，可以調出通常存儲在裝置10的存儲器內的檢驗協議。否則，診斷檢驗就會以與試槽300大體相同的方式進行。如果需要，可以改變電極的位置和毛細腔室的位置，以接收通過刺破手指或來自其它有限源的少量血液。
從上面的說明可以看出本發明包括一種新穎的醫療診斷系統，該系統包括一個自動的手持式袖珍裝置及一次性試槽。本發明能夠提供多種對來自人類或動物的血液或其它流體進行實時醫療診斷檢驗。本領域的技術人員應該知道在本發明的構思和範圍內，可對上述的實施例作出多種變形和修改。因此，本發明並非局限於上述的實施例，而是包括落入所附權利要求書之保護範圍內的所有變形和修改。
權利要求
1.一種用於實施多種不同的醫療診斷檢驗的系統，該系統包括一個手提可攜式自動電子裝置，其用於與一個容納有待檢流體的一次性試槽，所述裝置用於根據試槽內流體的不同而由所述多種檢驗中選出一種診斷檢驗並實施這種診斷檢驗，所述將要進行的診斷檢驗是由裝置根據試槽上的識別信息選出的；一個一次性試槽，其用於容納將受到診斷檢驗的流體，所述試槽包括有識別信息，這些信息表示出根據試槽內所容納的流體的不同將要進行一種特定的診斷檢驗，所述試槽的尺寸和形狀適合與裝置10相接合。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述裝置包括一個殼體，而該殼體包括一個開口，用於容納所述試槽的至少一部分並與該部分相接合。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於所述裝置上的開口其尺寸和形狀被加工成能夠沿預定的方向與試槽的所述部分相接合，而且除了該預定方向外，試槽不能沿其它方向插裝到裝置內。
4.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於所述殼體包括多個電接點，當試槽被插裝到裝置的開口內時，這些電接點用來與試槽上的相應電接點相互接合。
5.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述裝置包括一個處理器和一個存儲器，所述存儲器內存儲著用於執行每種診斷檢驗所需的數據和指令，所述處理器能夠進入所述存儲器，以根據從處於接合狀態的試槽獲得的信息獲取所選檢驗的數據和指令。
6.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述試槽包括至少一個用於容納待檢流體的腔室，所述腔室包括至少兩個用於對試槽腔室內的流體進行離子選擇分析的電極。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於所述試槽還包括一個標準流體源，該標準流體源用於插裝到腔室內，以對電極進行校準。
8.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於容納在試槽內的標準流體類型決定於用該試槽所要進行的具體檢驗。
9.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於所述標準流體被插裝到試槽腔室內，用於在待檢流體容納在腔室內之前，對電極進行校準。
10.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於所述標準流體被插裝到試槽腔室內，用於在待檢流體容納在腔室內之後，對電極進行校準。
11.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於所述裝置控制著標準流體插裝到試槽腔室內。
12.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於所述裝置控制著標準流體在試槽腔室內的保存時間，以用於校準電極。
13.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於至少一個電極被一電解質所覆蓋，電解質的成分決定於採用試槽所要進行的特定檢驗。
14.根據權利要求13所述的系統，其特徵在於所述電解質為浸漬有所選離子材料的凝膠體。
15.根據權利要求13所述的系統，其特徵在於所述電解質被一個來自選擇薄膜所覆蓋，以使腔室內的待檢流體與離子選擇薄膜相接觸。
16.根據權利要求15所述的系統，其特徵在於所述離子選擇薄膜由浸漬有化學物質的聚合材料構成，而且所述化學物質決定於採用試槽所要進行的特定檢驗類型。
17.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於當試槽與所述裝置相互接合時，所述電極與所述裝置導電連接。
18.根據權利要求17所述的系統，其特徵在於所述裝置包括一個用於從試槽內的電極上接收電壓、電流和導電性測量結果的電路。
19.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述試槽包括與識別信息相對應的標記。
20.根據權利要求19所述的系統，其特徵在於所述裝置包括一個讀取器，其用於讀取試槽標記以確定識別信息並用於選擇將要進行的診斷檢驗類型。
21.根據權利要求19所述的系統，其特徵在於所述標記為試槽上的條形碼，而且所述裝置包括一個用於讀取試槽上條形碼的條形碼掃描器。
22.根據權利要求19所述的系統，其特徵在於設置在特定試槽上的所述標記對該試槽來說是唯一的，這樣就不會存在兩個試槽具有同一標記的可能。
23.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述特定試槽的識別信息是唯一的，這樣就不會在兩個試槽上包括相同的標記。
24.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述裝置包括一個顯示器，用於顯示通過該裝置完成的診斷檢驗的結果。
25.根據權利要求24所述的系統，其特徵在於所述顯示器由一個液晶顯示器構成。
26.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述裝置包括一個輸入部件，以便於將信息輸入到裝置內。
27.根據權利要求26所述的系統，其特徵在於所述輸入裝置是一個數字字母鍵盤。
28.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述裝置包括一個印表機，其用於列印通過該裝置完成的診斷檢驗的結果。
29.根據權利要求28所述的系統，其特徵在於所述印表機包括一個熱式印表機。
30.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述裝置包括一個用於與其它設備通訊的輸入/輸出埠。
31.根據權利要求30所述的系統，其特徵在於所述輸入/輸出埠包括RS232接口和網絡接口中的至少一個。
32.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述裝置包括一個內部電源。
33.根據權利要求32所述的系統，其特徵在於所述電源包括至少一個可充電的電池。
34.根據權利要求33所述的系統，其特徵在於所述裝置還包括一個用於為至少一個可充電的電池充電的充電器。
35.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於所述裝置包括一個唯一的識別碼，從而能夠可靠地識別利用該裝置所獲得的檢驗結果。
36.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於所述裝置對一對電極和另一對基準電極的電導率進行比較。
37.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於所述裝置對在兩個保持在一個受控制的電壓下的電極之間流動的電流進行測定。
38.根據權利要求11所述的系統，其特徵在於所述裝置包括一個驅動部件，當試槽被插裝到所述裝置內，從而通過驅動部件使流體流入試槽腔室時，所述驅動部件與試槽相連接。
39.一種一次性試槽，其用於容納將通過一種裝置進行診斷檢驗的流體，所述試槽包括一個殼體，該殼體的尺寸和形狀被加工成當準備進行診斷檢驗時能夠與所述裝置相接合的結構形式，所述殼體包括至少一個腔室、一個與至少一個腔室流體聯通的第一孔和一個與至少一個腔室流體聯通的第二孔；一對設置在至少一個腔室內並用於進行離子選擇分析的電極，當所述殼體與所述裝置相接合時，所述電極與裝置內的電路電連接；一個設置在第一孔內的標準膠囊，該標準膠囊內容納有用於對電極進行校準的標準流體；一個設置在第二孔內的樣本膠囊，該樣本膠囊內容納有待檢的流體，這樣就能夠使標準流體從第一孔流向至少一個腔室，以校準電極；還能夠使待檢流體由樣本膠囊通過第二孔流向至少一個腔室，以通過電極進行分析。
40.根據權利要求39所述的試槽，其特徵在於容納在標準膠囊內的標準流體的類型決定於將要在樣本膠囊內的流體中進行的特定診斷檢驗的類型。
41.根據權利要求39所述的試槽，其特徵在於所述標準流體首先流入至少一個腔室內，接著在流體從樣本膠囊流入腔室內之前將標準流體從至少一個腔室內取出。
42.根據權利要求39所述的試槽，其特徵在於所述至少一個電極被一種電解質所覆蓋，所述電解質決定於將利用試槽進行的診斷檢驗。
43.根據權利要求43所述的試槽，其特徵在於所述電解質被一個離子選擇薄膜所覆蓋，以使標準流體和待檢流體與離子選擇薄膜相接觸。
44.根據權利要求39所述的試槽，其特徵在於所述標準流體通過將標準膠囊推入第一孔內的方式流入腔室內。
45.根據權利要求39所述的試槽，其特徵在於所述殼體還包括一個溢流腔室，該腔室用於容納待檢流體或由至少一個腔室溢出的校準流體。
46.根據權利要求39所述的試槽，其特徵在於所述殼體還包括唯一表示試槽的識別信息。
47.根據權利要求46所述的試槽，其特徵在於所述識別信息還表示出能夠在試槽內的流體中進行的特定診斷檢驗類型。
48.根據權利要求47所述的試槽，其特徵在於所述識別信息包括設置在試槽殼體上的標記。
49.根據權利要求48所述的試槽，其特徵在於所述標記包括一個唯一表示試槽的條形碼。
50.根據權利要求39所述的試槽，其特徵在於所述殼體、標準膠囊和樣本膠囊均由聚合材料製成。
51.根據權利要求39所述的試槽，其特徵在於所述殼體的尺寸和形狀允許其通過所述裝置與所述殼體沿一個預定的方向相接合，而且所述裝置沿其它方向不能與試槽相接合。
52.根據權利要求39所述的試槽，其特徵在於所述殼體包括兩個腔室、與兩個腔室流體聯通的第一和第二孔，電極對中的一個電極設置在一個腔室內，電極對中的另一電極設置在另一腔室內。
53.根據權利要求52所述的試槽，其特徵在於所述診斷檢驗以下述方式進行將標準流體插裝到兩個腔室內並測定兩個電極之間的電壓；將待檢流體插入一個腔室內並測定兩個電極之間的電壓；然後對測得的電壓進行比較。
54.根據權利要求39所述的試槽，其特徵在於所述殼體包括一個腔室，而且所述電極在相互隔開的位置上設置在一個腔室內。
55.根據權利要求54所述的試槽，其特徵在於診斷檢驗是通過下述步驟來完成的將標準流體插入試槽內並測定電極之間的電流，接著，將待檢流體裝入試槽內並測定電極之間的電流，然後對兩個電流測量結果進行對比。
56.一種一次性試槽，其用於容納將通過一種裝置進行診斷檢驗的流體，所述試槽包括一個殼體，該殼體的尺寸和形狀被加工成當準備進行診斷檢驗時能夠與所述裝置相接合的結構形式，所述殼體包括兩個具有相同尺寸和長度的細長腔室、一個與兩個腔室流體聯通的孔；第一對電極，該對電極中的每個電極都設置在其中一個腔室的一端，當所述殼體與所述裝置相互接合時，這對電極與裝置內的電路電連接；第二對電極，該對電極中的每個電極都設置在另一腔室的一端上，當所述殼體與所述裝置相互接合時，這對電極與裝置內的電路電連接；一個設置在所述孔內的樣本膠囊，該樣本膠囊內容納有待檢的流體，這樣就能夠使待檢流體從樣本膠囊流向兩個腔室；流入一個腔室內的流體在流入一個腔室前，受到溶解劑的作用。
57.根據權利要求56所述的試槽，其特徵在於所述殼體還包括用於唯一標記試槽的識別信息。
58.根據權利要求57所述的試槽，其特徵在於所述識別信息包括試槽殼體上的標記。
59.根據權利要求58所述的試槽，其特徵在於所述標記包括一個唯一標明試槽的條形碼。
60.根據權利要求56所述的試槽，其特徵在於所述診斷檢驗以下述方式進行利用第一對電極測定一個腔室內的流體電導率，利用第二對電極測定另一腔室內的流體電導率，然後對比電導率的測量結果。
全文摘要
一種用於實施多種不同的醫療診斷檢驗的系統，其包括一個手提可攜式的自動裝置，該裝置用於與一個容納有待檢驗流體的一次性試槽(308)相接合。該裝置根據試槽內的流體實施由多種檢驗中選出的診斷檢驗，這種檢驗是由該裝置根據試槽上的識別數字選擇出來的。一種一次性使用的試槽用於容納將要受到診斷檢驗的流體。該試槽包括識別信息，這種識別信息表明根據流體所要實施的特定檢驗，這種試槽的尺寸和形狀被加工成能夠與上述裝置相接合的結構形式。
文檔編號G01N27/333GK1416528SQ01806242
公開日2003年5月7日 申請日期2001年3月5日 優先權日2000年3月9日
發明者查德·史蒂芬·格普哈特, H·威廉·勒施, 查爾斯·弗朗西斯·麥克布雷爾蒂, 愛德華·詹姆斯·麥克布雷爾蒂, 麥可·J·雷略, 託馬斯·凱特·沙普爾斯, 唐納德·韋恩·夏夫 申請人:醫療分析公司