獲取體積信息有效粒子脈衝及粒子體積分布的方法及裝置的製作方法
2023-06-14 15:20:21
專利名稱：獲取體積信息有效粒子脈衝及粒子體積分布的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及粒子檢測分析技術領域，尤其涉及一種採用微孔阻抗原理獲取體積信息有效粒子脈衝及粒子真實體積分布的方法和裝置。
背景技術：
目前，工業粒子分析儀、醫用粒子分析儀(包括血液細胞分析儀)及其他用途的粒子分析儀中，採用微孔阻抗原理的佔多數。基於微孔阻抗檢測原理的粒子檢測裝置原理如圖1所示，釆用微孔電阻抗原理的
粒子分析儀的測量過程一般為將待測粒子與保持液混令，使得待測粒子均勻懸浮在待測液體中，形成待測液；再利用液流動力使得待測液通過檢測微孔，當粒子通過檢測微孔時檢測微孔處的等效電阻發生變化，在微孔兩側恆流源的作用下，所述檢測微孔兩側的電壓發生了變化，通過電路系統採集此電壓變化，形成如圖lb所示的電壓脈衝波形，這些電壓脈衝波形就反映了粒子通過微孔過程中的阻抗變化形態。通常情況下，由於此電壓脈沖波形的高度反映了粒子的體積大小，表徵了粒子的體積信息，因此粒子分析儀會提供所檢測粒子的體積分布情況，即提供所測粒子的體積分布直方圖。體積分布直方圖的形成方法如圖2所示，是將所有檢測到的粒子根據體積的大小放入粒子體積分布直方圖中的對應通道，累積成為一個橫坐標為通道(體積)，縱坐標為粒子數目的直方圖。
由於粒子通過檢測微孔時可能有多種穿越路徑，如圖3a所示，同一粒子沿圖示的A、 B軌跡經過孩t孔，將會分別產生如圖3b所示的"脈衝A"、"脈衝B"兩個不同的電壓脈沖波形，按照通常的方法在圖3b的每個電壓脈衝波形中標出了表徵該粒子體積大小的檢測體積點A、 B可見檢測體積點A、 B的高度依次增高，表明脈衝A、脈衝B的檢測體積依次增高。由此可見，同一粒子以不同穿越路徑通過檢測微孔時，會引起粒子脈衝高度的失真，實驗證明粒子從接近中心軸線的軌跡上通過微孔時產生的電壓脈衝反映的粒子體積最為準確，粒子軌跡越偏離中心軸線，根據電壓脈衝高度獲得的粒子信息越不真實，因此根據脈衝A、脈衝B分別獲得的粒子體積的真實度則依次降低。
所有基於孩吏孔阻抗原理的粒子分析儀均有上述問題。目前針對此問題主要有三種解決方法方法1、認為此現象引起的粒子體積誤差並不重要，忽略此影響，不採取任何措施。該方法無法獲得準確的粒.子體積分布信息，這主要用於一些對粒子體積要求不是很嚴格或較低端的的儀器設備中。方法2、通過增加機械、流體組件的物理方法在微孔檢測區域形成一個特定流速場，此流場保證所有待檢粒子均從微孔的中心通過，這樣就消除了圖3a所示軌跡B所形成的脈衝，保證了檢測到的信息均能準確反映粒子的真實體積信息。該方法可以獲得準確的粒子體積分布信息，但需要增加複雜的機械、液流控制部件及控制方法，增加了儀器的成本。3、不改變物理部件，對檢測到的信號進行分析並鑑別出哪些粒子從微孔中心通過，哪些粒子從邊緣通過，在統計檢測粒子分布信息的時候僅統計被判定為從微孔中心通過的粒子脈衝信號，其餘粒子脈衝信號不參與統計，這樣能夠保證獲得準確的粒子分布信息，該方法
具有不增加儀器成本，僅從脈衝信號的分析結果進行處理就可以得到準確的粒子分布信息，優勢明顯。
現有技術方案一就屬於第三種方法，其方法是將每個檢測到的粒子脈衝進行分析，找到其第一個波峰，以第一波峰位置做為界限，將此界限前的本脈衝信號積分後結果記為A，此界限後的本脈衝信號積分後的結果記為B,將脈衝的兩個積分信號A、 B進行比較，若其滿足公式YB<A<ZB，則認為脈沖信息有效，否則認為脈衝信息無效，其中Y、 Z為兩個常數。該方法的核心思想是判斷每個脈沖波峰前後的對稱性是否達到預先設定的要求，若達到要求則認為該脈衝信息可靠，否則認為該脈衝信息不可靠。但該方案僅對粒子脈衝信號第一波峰前後脈衝的對稱性進行計算，無法準確、全面地獲得反映粒子通過微孔軌跡的所有信息，因而無法更加準確地判斷粒子的運行軌跡；且由於所述方法採用固定限制的方法，無法應對脈衝信號特徵因儀器狀態、外界環境、測量粒子特徵等改變所產生的變化，因此可能造成大量甚至所有粒子均被檢測為有效粒子，或均被檢測為無效粒子，具有較強的不穩定性，存在較大缺陷。因此，現有技術仍然存在缺陷，需要改進。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種採用微孔阻抗原理獲取體積信息有效粒子的方法和裝置。
本發明另一目的是提供一種採用微孔阻抗原理獲取粒子真實體積分布的方法和裝置，從而獲得真實、準確的待測粒子體積分布信息。
本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案為一種獲取體積信息有效粒子脈衝的方法，包括以下步驟
A、 採集粒子在液流作用下穿越檢測微孔時的脈沖信號；
B、 對所述脈衝信號進行識別，用於確定表徵粒子通過所述檢測微孔時段的粒子脈沖，以及獲取所述粒子脈沖的體積信息採集點；
C、 分析所述粒子脈沖中反映粒子穿越檢測微孔的運行軌跡信息，鑑別所述粒子脈衝是否有效地反映對應粒子的體積，獲取體積信息有效粒子脈衝。
一種獲取粒子體積分布的方法，包括以下步驟
A、 採集粒子在液流作用下穿越檢測微孔時的脈衝信號；
B、 對所述脈衝信號進行識別，用於確定表徵粒子通過所述檢測微孔時段的粒子脈衝，以及獲取所述粒子脈衝的體積信息釆集點；
C、 分析所述粒子脈沖中反映粒子穿越檢測微孔的運行軌跡信息，鑑別所述粒子脈衝是否有效地反映對應粒子的體積，獲取體積信息有效粒子脈衝。
D、 利用所述體積信息有效粒子脈衝，獲取粒子體積分布信息。
一種獲取體積信息有效粒子脈衝的裝置，包括 一信號採集和處理模塊，用於驅動待測粒子混合液通過檢測微孔，產生電壓信號，並對所述電壓信號進行A/D轉換，形成脈衝信號； 一脈衝信號識別模塊，用於對所述脈沖信號進行識別，將表徵所述待測粒子通過檢測微孔時段的脈衝信號設定為粒子脈沖信號，並確定所述粒子脈衝信號的體積信息採集點；還包括粒子信息有效性鑑別模塊，用於對所述例子脈衝信號的運動軌跡信息進行分析，鑑別所述粒子脈衝反映對應粒子體積的有效性，輸出體積信息有效粒子脈沖。
一種獲取粒子真實體積分布的裝置，包括 一信號採集和處理模塊，用於驅動待測粒子混合液通過檢測微孔，產生電壓信號，並對所述電壓信號進行A/D轉換，形成脈衝信號； 一脈沖信號識別模塊，用於對所述脈衝信號進行識別，將表徵所述待測粒子通過檢測微孔時段的脈衝信號設定為粒子脈衝信號，並確定所述粒子脈衝信號的體積信息採集點；及體積直方圖生成模塊；還包括粒子信息有效性鑑別模塊，用於對所述例子脈衝信號的運動軌跡信息進行分析，鑑別所述粒子脈衝反映對應粒子體積的有效性，輸出體積信息有效粒子脈衝；所述體積直方圖生成模塊利用所有體積信息有效粒子脈衝，形成粒子體積分布直方圖。
本發明的有益效果為由於本發明方法著眼於對粒子穿越檢測微孔時的運動軌跡的檢測和分析，通過提取粒子脈衝波形中反映粒子在微孔中運行軌跡的信息來對粒子脈衝信息的有效性加以判斷，從影響粒子信息有效性的根本原因上來判定粒子信息是否有效，從而獲得體積信息有效粒子，以及更真實準確的粒子體積分布信息。
圖la為基於微孔阻抗檢測原理的粒子檢測裝置原理示意圖；圖lb為粒子通過檢測微孔產生的電壓脈衝波形示意圖；圖2為形成粒子體積分布直方圖的示意圖3a、 b分別為待測粒子以不同軌跡穿越檢測微孔時產生不同電壓脈沖波形的示意圖4為檢測微孔中液流分布示意圖5為獲取粒子脈衝信號體積信息採集點示意圖6為第一、第二穿越時間檢測示意圖7a、 b分別為實施例一的第一穿越時間直方圖和第二穿越時間直方圖8為採用本發明方法後的效果比較示意圖；圖9a、 b分別為實施例二的第一穿越時間直方圖和第二穿越時間直方圖IO為總穿越時間檢測示意圖11為實施例三的總穿越時間直方圖12為實施例四的總穿越時間直方圖13為本發明獲得粒子真實體積分布的方法流程圖；圖14為本發明獲得粒子真實體積分布的方法裝置方框圖。
具體實施例方式
下面才艮據附圖和實施例對本發明作進一 步詳細說明為了獲得真實、準確的待測粒子體積分布信息，本發明提出了一種根據粒子脈衝分析獲取體積信息有效粒子脈衝的方法，該方法在於A、採集粒子在液流作用下穿越檢測微孔時的脈衝信號；B、對脈沖信號進行識別，以便獲取待測粒子通過檢測微孔時的粒子脈衝，以及獲取粒子脈沖的體積信息採集點，粒子脈沖信號的某一點處的脈衝高度代表對應粒子的體積，與粒子的體積成正比，這一點成為粒子脈衝的體積信息採集點；C、通過對粒子在檢測微孔中運行軌跡信息的分析，判斷粒子脈沖信息的有效性，即鑑別粒子脈衝是否真實有效地反映對應粒子的體積信息，並剔除失真較大的粒子脈衝，獲取體積信息有效的粒子脈衝。依據該獲取體積信息有效粒子脈沖的方法，本發明還提出了獲得粒子真實體積分布的方法，即在步驟C之後還包括執行步驟D、用所有被判定為體積信息有效的粒子脈衝的體積，獲取真實的粒子體積分布信息。例如用所有被判定為體積信息有效的粒子脈沖的體積計入粒子體積分布直方圖，得到準確的待測粒子體積分布信息。
根據前述分析可知，粒子穿越微孔的運動軌跡越靠近微孔中心軸線，粒子脈衝表徵粒子體積信息的失真越小，反之粒子穿越微孔的運動軌跡越偏離微孔中心軸線，其失真越大。根據流體力學原理，微孔中的液流速度的分布呈拋物線形狀，如圖4所示，微孔中心軸線上的液體流速最快，越遠離微孔中心軸線，液體流速越慢，微孔邊緣的流速最慢。粒子檢測裝置中檢測液為待檢粒子的懸浮液，粒子穿越檢測微孔時，其流速的分布也是中間最高，邊緣最低。在粒子穿越微孔的這種流速分布下，越靠近中心軸線的粒子其穿越檢測微孔的時間越短，反之則越長。由此可見，每個待測粒子穿越微孔的時間可以反映粒子穿越微孔時的運行軌跡，因此本發明通過對每個粒子穿越微孔時間的檢測和分析，來鑑別粒子脈沖信號失真的大小，從而判斷粒子脈衝信息的有效性。本發明
C步驟優選地可以包4舌以下幾個步驟
Cl、通過對粒子脈衝的波形的分析，確定每個待測粒子從進入所述檢測微孔運行到離開檢測微孔所需的穿越時間。粒子穿越微孔的時間可以將粒子從進入微孔開始運行到離開微孔所需的時間視為 一總穿越時間，也可以將總穿越時間劃分為兩個以上時段，例如將粒子穿越微孔的穿越時間劃分為2個時段，即粒子i^A檢測微孔運行至體積信息採集點處的前半段過程，和粒子從體積信息釆集點處繼續運行至離開檢測微孔的後半段過程，並將前半段過程定義為第一穿越時間(HTjst)，後半段過程定義為第二穿越時間(mi2nd)，第一穿越時間和第二穿越時間這兩個參數分別刻畫了粒子在微孔前半段和後半段的運行軌跡距離微孔中心軸線的遠近，相對一個總的粒子穿越時間而言，更加準確地反映了粒子的運行軌跡，因此提高了鑑別粒子的準確性。
C2、在獲取粒子的穿越時間信息(總穿越時間或第一第二穿越時間)
後，根據事先設定的總體粒子有效比例(HT一BothPerSet。/。)對得到的穿越
時間信息進行綜合動態判斷，確定用於判斷信息有效粒子的判定條件，
並判斷粒子脈衝信息是否有效，將滿足上述限定條件的粒子脈衝認定為是體積信息有效脈衝。。
最後將所有滿足判定條件的體積信息有效粒子脈衝所表徵的粒子體積信息進行統計，計入粒子體積分布直方圖，得到準確的檢測粒子的體積分布。不能滿足以上限定條件的粒子脈沖，其表徵的粒子體積則被認為有較大偏差失真，因此而被剔除掉，不計入粒子體積分布直方圖。
本發明方法的流程如圖13所示，實施例一是將待測粒子穿越檢測微孔的穿越時間劃為兩個時段，即第一穿越時間(HTJst)和第二穿越時間(HT一2nd)，實施例一包括如下具體步驟
步驟1、獲取待檢粒子混合液通過檢測微孔所產生的電壓信號，採集待測粒子在液流作用下穿越檢測微孔時所產生的電壓信號，並通過模-數轉換器將電壓信號轉換為數字序列，即為脈衝信號。
步驟2、對產生的脈衝信號進行脈衝識別，在沒有粒子通過檢測微孔時，脈衝信號的幅度較低，當有粒子通過檢測微孔時，脈衝信號幅度會升高，以此特徵來識別和區分哪些時段有粒子通過微孔，哪些時段無粒子通過微孔，將脈衝信號中幅度較高的表徵粒子通過檢測微孔時段的脈衝信號確定為粒子脈衝。
步驟3、通過對檢測到的粒子脈衝信號進行分析，獲取每個粒子脈衝信號的體積信息採集點，並記錄體積信息採集點的脈衝高度做為此脈衝所對應粒子的體積。體積信息採集點有多種確定方法，本發明選擇如下確定方法，如圖5所示
a) 若粒子脈衝只有一個波峰，如圖5中脈衝A的情況，則脈衝的波峰位置即為體積信息採集點①；
b) 若粒子脈衝有超過一個波峰，如圖5中脈衝B的情況，則體積信息採集點①即為第 一個波峰與第二個波峰之間的波#置。
步驟4、 4艮據脈沖信號的波形及其對應的體積信息採集點，在圖6所示的粒子脈衝波形圖上獲取每個粒子脈衝信號的第一、第二穿越時間
信息
a) 設定當前脈衝的穿越時間檢測高度(HT一H)H,該穿越時間檢測高度小於粒子脈衝體積信息採集點處脈衝高度。具體設定方法為
穿越時間檢測高度H-當前脈衝體積信息採集點處脈衝高度x某事先設定比例(高度係數)；
b) 從粒子脈衝的體積信息採集點①向前搜索脈衝信號，將搜索到的第一個等於或小於穿越時間檢測高度的脈衝信號所對應的時刻記為第
15一時間點sl，第一時間點sl與當前脈衝體積信息採集點對應時刻s0之間的時間段③即為第 一 穿越時間；
c)從粒子脈衝的體積信息採集點①向後搜索脈衝信號，將搜索到的
第一個等於或小於穿越時間檢測高度的脈衝信號所對應的時刻記為第二時間點s2,第二時間點s2與當前脈衝體積信息採集點對應時刻s0之間的時間段 即為第二穿越時間。
其中，事先設定的高度係數應視系統情況適設定，如檢測微孔大小不同、微孔內部結構不同、液體流速不同、測量粒子是否經過特殊處理等，在這些情況下，應根據實驗確定與系統適應的高度係數值，建議高度係數值為0.1-0.8。
步驟5、綜合判斷所有粒子脈沖的第一、第二穿越時間，形成信息有效脈衝選#^規則。該綜合判斷過程由如下幾個步驟組成
a) 將所有識別到的粒子按照其第一穿越時間進行累積，形成第一穿越時間與粒子數目對應關係，例如一幅橫坐標為第一穿越時間，縱坐標為粒子數目的直方圖，稱為第一穿越時間直方圖，參見圖7a;
b) 將所有識別到的粒子按照其第二穿越時間進行累積，形成第二穿越時間與粒子數目對應關係，例如一幅橫坐標為第二穿越時間，縱坐標為粒子數目的直方圖，稱為第二穿越時間直方圖，參見圖7b;
c) 分別在第一、第二穿越時間直方圖上預設兩個界P艮即在第一穿越時間直方圖上設定第 一穿越時間高限，在第二穿越時間直方圖上設定第二穿越時間高限，並將所設定的第一、第二穿越時間高P艮作為鑑別體積信息有效粒子脈衝的判定條件。由於待測粒子穿越時間的長短是由液流的速度和粒子的軌跡共同決定的，不考慮設備的差異以及環境、樣本因素，將固定的穿越時間上限作為判定條件，則可能造成不同環境、樣本的檢測中出現信息有效粒子誤判現象，從而喪失了對環境、設備及樣本的適應性。因此本發明優選實施方式為根據環境、設備及樣本因素，
16事先設定一總體粒子有效比例，根據預設的總體粒子有效比例對得到的穿越時間信息進行綜合動態判斷，自動調整並最終設定作為判斷信息有效粒子判定條件的第一、第二穿越時間高限，使得同時滿足第一穿越時間小於第一穿越時間高限且第二穿越時間小於第二穿越時間高限的粒子數目佔總檢測粒子總數的比例等於或接近預設總體粒子有效比例
(HT—BothPerSet%)。
其中，預設總體粒子有效比例由使用者根據系統設計決定(如微孔大小、流速等)，建議此值介於10%~90%。通過信息有效粒子比例的設定方法，可以保證其環境、樣本適應性，提高鑑別體積信息有效粒子脈衝的可靠性
步驟6、根據上述判定條件，對每個粒子脈衝進行有效性判斷，當粒子脈衝的第一穿越時間小於上述第一穿越時間高限且該粒子脈沖的第二穿越時間小於上述第二穿越時間高限時，則該粒子脈沖即為體積信息有效粒子脈衝，其表徵的粒子體積信息是有效的。這些有效的粒子信息用於整體粒子體積信息的統計，其它被判定為信息無效的粒子其體積信息不可靠，不用於整體粒子體積信息的統計。
步驟7、將所有體積信息有效粒子按照信息採集點的脈衝高度表徵的粒子體積大小進行累積，形成一幅橫坐標為體積，縱坐標為粒子數目的直方圖，如圖8中曲線a所示，即為本方法得到的粒子體積分布，而圖8中曲線b為未^f吏用本發明方法的待測粒子體積分布直方圖。
從理論上講，不可能出現第一、第二穿越時間非常小的粒子，因為任何粒子通過檢測微孔都是需要一定時間的。但實際實施過程中，由於信號採集系統的誤差、確定體積信息採集點的誤差及其它誤差等可能造成少量粒子的第一、第二穿越時間非常小，故為了排除幹擾因素，增強本方法在具體實施過程中的可靠性，本發明實施例二中在鑑別體積信息有效粒子脈衝過程中增加了兩個時間界限。本發明實施例二如下步驟1至步驟4與實施例一相同。步驟5、包括以下幾個步驟
a) 將所有識別到的粒子按照其第一穿越時間進行累積，形成一幅橫坐標為第一穿越時間，縱坐標為粒子數目的直方圖，稱為第一穿越時間直方圖，參見圖9a;
b) 將所有識別到的粒子按照其第二穿越時間進行累積，形成一幅橫坐標為第二穿越時間，縱坐標為粒子數目的直方圖，稱為第二穿越時間直方圖，參見圖9b;
c) ^艮據事先設定的預設總體粒子有效比例，分別在第一、第二穿越時間直方圖上預設四個界限，如圖9a和9b所示，即與實施例一相比增加兩個時間界限第一穿越時間下限和第二穿越時間下限，並且四個界限的調整和設定要滿足以下條件，即，使同時滿足第一穿越時間在所述第一穿越時間高、低限之內且第二穿越時間在第二穿越時間高、低限之內的粒子數目佔所有粒子總數的比例近似於所述預設總體粒子有效比例。
步驟6、根據步驟5形成的脈衝選擇規則(即由上述四個穿越時限形成的判定條件)對每個粒子脈衝進行有效性判斷，同時滿足以下四個界限，即
第一穿越時間大於第一穿越時間低限，且第一穿越時間小於第一穿越時間高限，且第二穿越時間大於第二穿越時間低限，且
第二穿^t時間小於第二穿越時間高限的脈衝才被確定和稱為體積信息有效粒子脈衝，其表徵的粒子體積信息是有效的，這些有效的粒子信息用於整體粒子體積信息的統計，其它被判定為信息無效的粒子其體積信息不可靠，不用於整體粒子體積信息的統計。
本發明的實施例三是將待測粒子穿越檢測微孔的穿越時間視為一完整過程，該實施例相比實施例一、二，具有簡單易實施的優點。實施
例三包括如下具體步驟
步驟1至步驟3與實施例一相同。
步驟4、根據脈衝信號的波形及其對應的體積信息採集點，在圖10所示的粒子脈衝波形圖上獲取每個粒子脈衝信號的穿越時間信息
a) 設定當前脈衝的穿越時間檢測高度(HT—H)H,該穿越時間檢測高度小於粒子脈衝體積信息採集點處脈衝高度。具體設定方法與實施例一和實施例二相同
穿越時間檢測高度H-當前脈衝體積信息採集點處脈衝高度x某事先設定比例(高度係數)；
b) 從粒子脈衝的體積信息釆集點①向前搜索脈衝信號，將搜索到的第一個等於或小於穿越時間檢測高度的脈衝信號所對應的時刻記為第一時間點sl;從粒子脈衝的體積信息採集點①向後搜索脈衝信號，將搜索到的第一個等於或小於穿越時間檢測高度的脈衝信號所對應的時刻記為第二時間點s2,第二時間點s2至第一時間點sl之間的時間段即為總穿越時間⑤。
步驟5、包括以下幾個步驟
a) 將所有粒子按照所述穿越時間與粒子數目對應關係進行統計，形成穿越時間直方圖，如圖ll所示；
b) 在穿越時間直方圖上設定一穿越時間高限，該穿越時間高限的設定滿足以下條件，即，使滿足總穿越時間小於所述穿越時間高限的粒子數目佔所有粒子總數的比例近似於所述預設總體粒子有效比例。
步驟6、根據步驟5確定的判定條件，對每個粒子脈衝進行有效性判斷，當粒子脈衝的穿越時間小於所述穿越時間高限時，則該粒子脈衝為體積信息有效粒子脈衝。
本發明的實施例四與實施例三相似，不同的是在鑑別體積信息有效
19粒子脈衝過程中增加了一個穿越時間下限，以增強本方法在具體實施過
程中的可靠性。實施例四包括如下具體步驟步驟1至步驟4與實施例三完全相同。步驟5、包括以下幾個具體步驟
a) 將所有粒子按照所述穿越時間與粒子數目對應關係進行統計，形成穿越時間直方圖，如圖12所示；
b) 在穿越時間直方圖上設定一穿越時間高限和一穿越時間高限，該穿越時間高限和低限的設定滿足以下條件，即，使滿足穿越時間在大於所述穿越時間低限且小於所述穿越時間高限的粒子數目佔所有粒子總數的比例近似於所述預設總體粒子有效比例。
步驟6、根據步驟5確定的判定條件，對每個粒子脈衝進行有效性判斷，當粒子脈沖的穿越時間小於所述穿越時間高限且大於所述穿越時間低限時，則該粒子脈衝為體積信息有效粒子脈衝。
本發明還提供了獲取粒子真實體積分布的裝置，該裝置如圖14所示，包括 一信號釆集和處理模塊，用於驅動待測粒子混合液通過檢測微孔，產生電壓信號，並對所述電壓信號進行A/D轉換，形成脈衝信號；一脈衝信號識別模塊，用於對所述脈衝信號進行識別，將表徵所述待測粒子通過檢測微孔時段的脈衝信號設定為粒子脈衝信號，並確定所述粒子脈衝信號的體積信息採集點；還包括粒子信息有效性鑑別模塊，該模塊用於對粒子脈衝信號的運動軌跡信息進行分析，鑑別粒子脈衝是否有效地反映對應粒子的體積，並輸出體積信息有效粒子脈衝；以及體積直方圖生成模塊，所述體積直方圖生成模塊利用所有體積信息有效粒子脈衝，形成粒子體積分布直方圖。粒子信息有效性鑑別模塊包括脈衝穿越時間信息檢測模塊和脈沖綜合動態判斷模塊，所述脈衝穿越時間信息檢測模塊用於檢測和確定每個待測粒子從進入所述檢測微孔運行到離開檢測微孔所需的穿越時間，例如將穿越時間分設成第一穿越時間和第二
20穿越時間兩個時段後，分別檢測獲取第一穿越時間和第二穿越時間，以
及獲取總穿越時間；所述脈衝綜合動態判斷模塊用於依據預設總體粒子 有效比例及所述穿越時間的分布信息設定判定條件，鑑別所述粒子脈衝 反映粒子體積的有效性，獲取體積信息有效粒子脈衝。
本發明所描述的裝置和方法著眼於粒子穿越檢測微孔時的運動軌 跡，不對脈衝信號的對稱性加限制，而是通過提取脈沖波形中反映粒子 在微孔中運行軌跡的方法來對脈衝信息的有效性加以判斷，從影響粒子 信息的根本原因上來判定粒子信息是否有效，從而獲得更準確的粒子體 積分布信息。同時，由於本方法並未對脈衝的對稱性、或時間等做直接 限定，而是採用總有效粒子比例確定的方法，因而可適應儀器狀態、外 界環境變化、測量粒子特徵等改變產生的變化，避免了現有技術可能造 成大量甚至所有粒子均被檢測為有效粒子，或均被檢測為無效粒子的不 穩定性，因此本發明方法具有;(艮強的適應性和檢測結果的穩定性。
本發明所述方法經實驗及驗證，證明確實可行。可將其應用於血液 細胞分析儀中，能夠獲得更加真實的細胞體積分布直方圖，為臨床診斷 提供準確的測量結果。
可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據本發明的技 術方案及其發明構思加以等同替換或改變，例如對於非微孔阻抗法的脈 沖信號來源採用同樣的處理方法進行粒子信息有效性判斷，以及利用激 光對粒子進行散射光檢測時，對散射信號表達粒子的某種特徵進行檢測 時，亦可利用本發明所述方法對其信息有效性進行判斷從而得到準確的 粒子某特徵信息分布情況。而所有這些變形或替換都應屬於本發明所附 的權利要求的保護範圍。
權利要求
1、一種獲取體積信息有效粒子脈衝的方法，其特徵在於，包括以下步驟A、採集粒子在液流作用下穿越檢測微孔時的脈衝信號；B、對所述脈衝信號進行識別，用於確定表徵粒子通過所述檢測微孔時段的粒子脈衝，以及獲取所述粒子脈衝的體積信息採集點；C、分析所述粒子脈衝中反映粒子穿越檢測微孔的運行軌跡信息，鑑別所述粒子脈衝是否有效地反映對應粒子的體積，獲取體積信息有效粒子脈衝。
2、 一種獲取粒子體積分布的方法，其特徵在於，包括以下步驟A、 採集粒子在液流作用下穿越檢測微孔時的脈沖信號；B、 對所述脈沖信號進行識別，用於確定表徵粒子通過所述檢測孩吏 孔時段的粒子脈衝，以及獲取所述粒子脈沖的體積信息採集點；C、 分析所述粒子脈衝中反映粒子穿越檢測微孔的運行軌跡信息， 鑑別所述粒子脈衝是否有效地反映對應粒子的體積，獲取體積信息有效 粒子脈衝。D、 利用所述體積信息有效粒子脈衝，獲Wi子體積分布信息。
3、根據權利要求2所述的方法，其特徵在於所述的步驟C包括 如下Cl、分析所述粒子脈衝的波形，用於確定每個待測粒子從進入所述 檢測微孔運行到離開檢測微孔的穿越時間；C2 、根據鑑別體積信息有效粒子脈衝的判定條件對每個粒子脈衝進 行有效性判斷，滿足所述判定條件的粒子脈衝為體積信息有效粒子脈衝；所述判定條件依據所述待測粒子穿越時間的分布信息而設置。
4、 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於所述步驟C2中的所 述判定條件還依據預設的總體粒子有效比例而設置。
5、 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於所述的穿越時間包 括待測粒子從進入所述檢測微孔運行到所述體積信息採集點的第一穿 越時間，和待測粒子從所述體積信息釆集點運行至離開檢測微孔的第二 穿越時間。
6、 根據權利要求5所述的方法，其特徵在於所述第一穿越時間 和第二穿越時間按照以下方法獲取Clll、在粒子脈衝的波形圖上，沿所述粒子脈衝體積信息採集點向 前搜索到第一個等於或小於預設的穿越時間檢測高度的脈衝信號所對 應的第一時間點，以及沿所述粒子脈衝體積信息採集點向後搜索到第一 個等於或小於所述穿越時間檢測高度的脈衝信號所對應的第二時間點， 該穿越時間檢測高度小於所述體積信息採集點的脈衝高度；C112、獲取所述體積信息釆集點對應時刻與所述第一時間點.的時間 差為所述第 一穿越時間，所述第二時間點與所述體積信息釆集點對應時 刻的時間差為所述第二穿越時間。
7、 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於所述穿越時間檢測 高度等於當前粒子脈衝體積信息採集點處脈衝高度乘以預定高度係數。
8、 根據權利要求7所述的方法，其特徵在於所述步驟C2包括如下C211 、將所有粒子分別按照所述第 一穿越時間與粒子數目對應關係 以及第二穿越時間與粒子數目對應關係進行統計，形成第一穿越時間與 粒子數目對應關係，以及第二穿越時間與粒子數目對應關係；C212 、使同時滿足所述第 一穿越時間小於預設第 一穿越時間高限且所述第二穿越時間小於預設第二穿越時間高限的粒子數目佔所有粒子總數的比例近似於所述預設總體粒子有效比例；C213、對每個粒子脈衝進行有效性判斷，當粒子脈衝的第一穿越時 間小於所述第一穿越時間高限且該粒子脈衝的第二穿越時間小於所述 第二穿越時間高限時，則該粒子脈沖為體積信息有效粒子脈衝。
9、 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於所述的步驟C2包括 如下C221 、將所有粒子分別按照所述第一穿越時間與粒子數目對應關係 以及第二穿越時間與粒子數目對應關係進行統計，形成第 一穿越時間與 粒子數目對應關係，以及第二穿越時間與粒子數目對應關係；C222、使同時滿足所述第一穿越時間在預設第一穿越時間高、低限 之內且所述第二穿越時間在預設第二穿越時間高、低限之內的粒子數目 佔所有粒子總數的比例近似於所述預設總體粒子有效比例；C223、對每個粒子脈沖進行有效性判斷，當粒子脈衝的第一穿越時 間大於所述第一穿越時間低限且小於所述第一穿越時間高限，同時該粒 子脈衝的第二穿越時間大於所述第二穿越時間低限且小於所述第二穿 越時間高限，則該粒子脈衝為體積信息有效粒子脈衝。
10、 才艮據權利要求4所述的方法，其特徵在於所述穿越時間按照 以下方法獲取在粒子脈衝的波形圖上，沿所述粒子脈衝體積信息採集 點向前搜索到第一個等於或小於預設穿越時間檢測高度的脈衝信號所 對應的第 一時間點，以及沿所述粒子脈沖體積信息採集點向後搜索到第 一個等於或小於所述穿越時間檢測高度的脈衝信號所對應的第二時間 點，該穿越時間檢測高度小於所述體積信息採集點的脈衝高度；所述穿 越時間等於所述第二時間點與所述第 一 時間點之間的時間差。
11、 根據權利要求10所述的方法，其特徵在於所述的步舉C2包括如下C231 、將所有粒子按照所述穿越時間與粒子數目對應關係進行統 計，形成穿越時間與粒子數目對應關係；C^32、使滿足所述穿越時間在預設穿越時間高限之內的粒子數目佔 所有粒子總數的比例近似於所述預設總體粒子有效比例；C233、對每個粒子脈衝進行有效性判斷，當粒子脈衝的穿越時間小 於所述穿越時間高限時，則該粒子脈衝為體積信息有效粒子脈衝。
12、 根據權利要求IO所述的方法，其特徵在於所述的步驟C2包 括如下C241 、將所有粒子按照所述穿越時間與粒子數目對應關係進行統 計，形成穿越時間與粒子數目對應關係；C242、使滿足所述穿越時間在大於預設穿越時間低限且小於所述穿 越時間高限的粒子數目佔所有粒子總數的比例近似於所述預設總體粒 子有效比例；C243、對每個粒子脈沖進行有效性判斷，當粒子脈衝的所述穿越時 間小於所述穿越時間高限且大於所述穿越時間低限時，則該粒子脈衝為 體積信息有效粒子脈沖。
13、 才艮據權利要求2至12任一權利要求所述的方法，其特徵在於 所述粒子脈衝體積信息採集點按照以下方法確定對所述粒子脈衝的波 形圖進行分析，當所述粒子脈衝只有一個波峰時，則體積信息採集點為所述粒子脈 沖的波峰位置;當所述粒子脈衝有超過一個的波峰時，則體積信息採集點為第一個 波峰與第二個波峰之間的波谷位置。
14、 根據權利要求13所述的方法，其特徵在於所述步驟D中所述粒子體積分布信息用粒子體積分布直方圖表示。
15、 一種獲取體積信息有效粒子脈衝的裝置，包括 一信號採集和 處理模塊，用於驅動待測粒子混合液通過檢測微孔，產生電壓信號，並 對所述電壓信號進4於A/D轉換，形成脈衝信號； 一脈衝信號識別模塊， 用於對所述脈衝信號進行識別，將表徵所述待測粒子通過檢測微孔時段 的脈衝信號設定為粒子脈衝信號，並確定所述粒子脈衝信號的體積信息 採集點；其特徵在於還包括粒子信息有效性鑑別模塊，用於對所述例子脈衝信號的運動 軌跡信息進行分析，鑑別所述粒子脈衝反映對應粒子體積的有效性，輸 出體積信息有效粒子脈衝。
16、 一種獲取粒子真實體積分布的裝置，包括 一信號採集和處理 模塊，用於驅動待測粒子混合液通過檢測微孔，產生電壓信號，並對所 述電壓信號進行A/D轉換，形成脈衝信號； 一脈沖信號識別模塊，用於 對所述脈衝信號進行識別，將表徵所述待測粒子通過檢測微孔時段的脈 衝信號設定為粒子脈衝信號，並確定所述粒子脈衝信號的體積信息採集 點；及體積直方圖生成^=莫塊；其特徵在於還包括粒子信息有效性鑑別模塊，用於對所述例子脈衝信號的運動 軌跡信息進行分析，鑑別所述粒子脈衝反映對應粒子體積的有效性，輸 出體積信息有效粒子脈沖；所述體積直方圖生成模塊利用所有體積信息 有效粒子脈衝，形成粒子體積分布直方圖。
17、 根據權利要求16所述的裝置，其特徵在於所述粒子信息有 效性鑑別模塊包括脈衝穿越時間信息檢測模塊和脈衝綜合動態判斷模 塊，所述脈衝穿越時間信息檢測模塊用於確定每個待測粒子從進入所述 檢測微孔運行到離開檢測微孔所需的穿越時間，所述脈衝綜合動態判斷 模塊用於依據預設總體粒子有效比例及所述穿越時間的分布信息，鑑別所述粒子脈衝反映粒子體積的有效性，獲取體積信息有效粒子脈衝。
全文摘要
一種獲取體積信息有效粒子脈衝及粒子體積分布的方法和裝置，應用於粒子檢測領域。該方法首先獲取待測粒子通過檢測微孔時的粒子脈衝，以及獲取粒子脈衝的體積信息採集點，通過對粒子在檢測微孔中運行軌跡信息的分析，判斷粒子脈衝信息的有效性，即鑑別粒子脈衝是否真實有效地反映對應粒子的體積信息，並剔除失真較大的粒子脈衝，之後用所有被判定為體積信息有效的粒子脈衝的體積計入粒子體積分布直方圖，就可以獲得真實準確的待測粒子體積分布信息。並且本發明方法具有很強的適應性和檢測結果的穩定性。
文檔編號G01N15/10GK101581654SQ200810067278
公開日2009年11月18日 申請日期2008年5月16日 優先權日2008年5月16日
發明者歡 祁 申請人:深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司