一种高速全自动生化分析仪反应杯的计算方法及反应盘与流程

1.本技术涉及全自动生物分析仪反应盘杯位布局技术领域，尤其是涉及一种高速全自动生化分析仪反应杯的计算方法及反应盘。


背景技术：

2.越来越多的证据表明，疾病会导致人体体液特定成分的改变。这些特定成分通过与相应试剂的反应，利用光电比色原理即可完成准确地定性、定量测量。目前，自动化生化分析仪已取代人工操作，自动完成取样、混匀、温浴、结果计算、判断、显示和打印结果及清洗等全过程。
3.随着医学技术的进步和对人体奥秘的不断揭示，生化分析仪被用于进行越来越多的测试工作，如对血清、血浆、脑脊液、胸腹水等的分析测试，对其分析测试速度的要求也越来越高，高速全自动生化分析仪应运而生。
4.高速全自动生化分析仪改变了原有直线型杯位布局方式，采用圆盘状反应盘布局反应杯。为进一步提高测试速度，还将原有单圈反应杯布局扩展为双圈布局。将清洗、上样、试剂加注、搅拌、比色检测等操作装置沿反应盘周向布局，通过反应盘的转动与上述操作装置的精密配合，实现对测试时间、速度的控制。随着对测试速度要求的不断提高，以及不同检测主体对生化分析仪的定制要求，反应盘处的杯位布局千差万别。目前还缺乏一套行之有效的方法对杯位布局进行准确计算，影响高速全自动生化分析仪由设计到制作的转化效率。


技术实现要素：

5.本技术提供一种高速全自动生化分析仪反应杯的计算方法，能够根据高速生化分析仪确定的设计参数及现有机械运行能力，快速、准确地获得个位数的生物分析仪反应盘处的杯位布局方案，避免了在某一数据范围内进行多次实验探寻的过程，提高了反应盘及高速生化分析仪的设计、制作效率。
6.本技术的目的之一是提供一种高速全自动生化分析仪反应杯的计算方法，用于获得高速全自动生化分析仪单圈反应盘或双圈反应盘的反应杯位数量，该方法包括以下步骤：
7.构建第一计算模型，分别计算不同反应阶段占用的反应杯数量，加总获得第一反应杯位数；
8.构建第二计算模型，用于获得反应盘转动节拍指标与反应盘反应杯位数的对应关系；
9.将所得的第一反应杯位数代入第二计算模型，计算反应盘转动节拍指标；
10.对所得的反应盘转动节拍指标进行取整，采用第二计算模型反推，计算得到多组反应杯位数，即为高速全自动生化分析仪单圈反应盘的反应杯位数量。
11.其中，当该方法用于双圈反应盘时，由于反应盘中反应杯呈双圈排列，反应盘转动
节拍指标计数到的数值为双圈的杯数，因此，要对反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量进行折半处理，以还原出正确的反应盘转动节拍指标数据。
12.本技术所提供的反应杯数计算方法中，构建了两套以不同统计角度计算反应盘总杯数的计算模型。第一计算模型采用计数的方式，对处于不同反应阶段的杯位占用量进行计算后加总获得反应盘总杯数；第二计算模型采用反应盘转动节拍的相关指标直接获得反应盘总杯数。利用反应盘转动节拍指标中的整数性指标对第一计算模型所得数值进行圆整，从而获得符合反应盘转动节拍的反应盘总杯数，进而实现了由设计到制作的转化，使所得的反应盘总杯数适用于机械工作原理要求。
13.本技术公开的一个实施例中，第一计算模型采用清洗阶段占用的杯数与测试阶段占用杯数加总构建。
14.清洗阶段占用的杯数采用公式一算得，
15.公式一为：y1＝a*b，
16.y1为清洗阶段占用的杯位数；
17.a为高速全自动生化分析仪所采用的清洗阶数；
18.b为一反应杯加入反应试剂后至完成比色测试止所需进行的操作数量。
19.测试阶段占用杯数采用公式二算得，
20.公式二为：y2＝t/t，
21.y2为测试阶段占用杯数；
22.t为一反应杯自加入反应试剂起至完成比色测试止所需的总时间；
23.t为反应盘单次启停周期时间。
24.本技术所提供的反应杯数计算方法中，以计数方式统计反应盘总杯位数的第一计算模型，通过对高速全自动生化分析仪工作流程进行分解，将总反应杯计数分为清洗阶段占用杯数的计算和反应阶段占用杯数的计算。
25.目前，高速全自动生化分析仪清洗操作多采用7～10阶，即一反应杯须在清洗操作位点处依次进行7～10次启停，才能完成全部清洗流程。为提高测试速度，要求尽可能多的操作装置在单次启停中同步工作。而操作装置的正常运行要求足够的空间，从而使各操作装置无法进行连续布局。因此，一反应杯须在完成上一操作处理后，在单次启停周期中进行足够的移动，行进至下一操作位点附近，才具有进行下一操作的可能。由此，某一反应杯要完成全部清洗处理，其需要随反应盘转动与清洗阶数相同的圈数，其在转动过程中须在各操作位点处进行启停，因此，清洗阶段占用的杯位数即为清洗阶数与操作位点间隔数侧乘积(由于操作位点采用圆周循环分布，因此，操作位点间隔数应采用操作位点数减一进行计算而不采用实际间隔数)。
26.现有高速全自动生化分析仪通常将上样装置与清洗装置设置于同一位点。一反应杯在完成r1试剂加注后，依次进行加样、搅拌、r2试剂加注(如有)、再搅拌、比色测试。该反应杯自加入r1试剂至完成比色测试所需的时间与反应杯单次启停周期时间的商即为该反应杯自加入r1试剂至完成比色测试这一反应阶段所占用的杯位数量。
27.反应杯单次启停周期时间可由高速全自动生化分析仪的设计检测速度算得，采用公式t＝1/v*3600。式中，v为高速全自动生化分析仪的设计检测速度，单位为测试样/小时，与3600相乘后，将其转换为秒/测试样，即每测试样的单次启停时间。
28.为提高测试速度，要求对完成测试的反应杯即刻进行清洗以便进行下次反应；同时，也许清洗阶段与反应阶段还需满足：尚未完成清洗的反应杯无法用于反应，尚未完成反应的反应杯不应进行清洗。因此，高速全自动生化分析仪反应盘中同时存在处于清洗阶段的反应杯和处于反应阶段的反应杯。将两者加总后，即为反应盘中的所用反应杯。即本技术构建的第一计算模型。
29.本技术公开的一个实施例中，反应盘转动节拍指标为反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量。该指标与机械机构带动反应盘移动的能力相关，可由机械机构的极限性能进行限定，同时，还需综合考虑操作装置的机械性能。
30.采用反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量构建第二计算模型时，采用公式三x＝[y
±
1]/b对反应盘杯位总数进行计算。式中，
[0031]
x为反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量；
[0032]
y为高速全自动生化分析仪单圈反应盘的反应杯位数量；
[0033]
b为一反应杯加入反应试剂后至完成比色测试止所需进行的操作数量。
[0034]
本技术所提供的反应杯数计算方法中，第二计算模型以反应盘的机械运行方式为基础，分别对反应盘顺时针旋转、逆时针旋转对单圈杯位改变数量(一反应杯随反应盘转动一圈后的位置与其起始位置的变化)进行分析，获得反应盘杯位总数与反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量与操作位点间隔数间的关系。
[0035]
由于反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量、操作位点间隔数均应为一整数，因此，将由第一计算模型获得的反应盘杯位总数代入第二计算模型计算反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量，当算得的反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量不为整数时，应对该指标进行取整处理，取该数据相邻两个整数，重新代入第二计算模型后，即可算得2个或4个反应盘杯位总数，该数据即为符合反应盘机械要求，且与反应阶段统计计数相接近的优化反应盘杯位数方案。
[0036]
本技术的另一目的在于提供一种采用上述反应杯数计算方法计算得到杯位总数，进而进行杯位布局的反应盘，以及具有该反应盘的高速全自动生化分析仪。通过采用上述反应杯数计算方法，能够准确地计算得到反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量以及与之对应的反应盘的反应杯位数量，极大地提高了反应盘及反应盘处操作装置的设计、制造效率，并为高速全自动生化分析仪的测试速度提升、定制化服务提供支撑。
具体实施方式
[0037]
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本技术申请实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，描述应被认为本质上是示例性的而非限制性的。
[0038]
实施例1
[0039]
本实施例公开了一种高速全自动生化分析仪反应杯的计算方法，用于获得单圈反应盘高速全自动生化分析仪的反应杯位布局数量。
[0040]
本实施例所公开的一种高速全自动生化分析仪反应杯的计算方法包括以下步骤：
[0041]
s1.构建第一计算模型，分别计算清洗阶段占用的杯数与测试阶段占用杯数。
[0042]
具体包括：
[0043]
s11.采用公式一计算清洗阶段占用的杯数：
[0044]
y1＝a*b
ꢀꢀ
公式一
[0045]
式中，y1为清洗阶段占用杯数；a为高速全自动生化分析仪所采用的清洗阶数；b为一反应杯加入反应试剂后至完成比色测试止所需进行的操作数量。
[0046]
目前，高速全自动生化分析仪的清洗阶数多为7～10；沿反应盘周向布局的操作位点数多为4～6个。
[0047]
s12.采用公式二计算测试阶段占用杯数：
[0048]
y2＝t/t
ꢀꢀ
公式二
[0049]
式中，y2为测试阶段占用杯数；t为一反应杯自加入反应试剂起至完成比色测试止所需的总时间；t为反应盘单次启停周期时间。
[0050]
将公式t＝1/v*3600代入公式二，可得：
[0051]
y2＝t*v/3600
[0052]
目前，高速全自动生化分析仪自加入反应试剂起至完成比色测试止所需的总时间取值范围为450s～650s；反应盘单次启停周期时间可由高速全自动生化分析仪设计测试速度算得，现有高速全自动生化分析仪设计测试速度为800测试样/h～1800测试样/h，对应的反应盘单次启停周期时间为450s～650s。
[0053]
s13.加总清洗阶段占用的杯数和测试阶段占用杯数计算第一反应杯位数y：
[0054]
y＝y1+y2[0055]
采用四舍五入对算得的y值进行取整处理。
[0056]
s2.构建第二计算模型：
[0057]
x＝(y
±
1)/b
ꢀꢀ
公式四
[0058]
式中，x为反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量。
[0059]
将由步骤s1算得的第一反应杯位数代入公式四，计算反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量。
[0060]
s3.对步骤s2所算得的反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量进行圆整，取数值相邻两整数；将所取整数重新代入公式四，计算得到优化的反应盘杯位数方案。
[0061]
采用上述方法进行以下实例：
[0062]
单圈反应盘高速全自动生化分析仪设计测试速度为800测试样/h，8阶自动清洗，样品只与r1反应，沿反应盘周向依次布局上样(清洗与上样同位点)、r1加注、搅拌、比色测试、搅拌操作位点5个，自加入反应试剂r1起至完成比色测试止所需的总时间为600s。
[0063]
采用上述设计参数进行以下计算：
[0064]
①
采用第一计算模型计算第一反应杯位数：
[0065]
y＝8*4+600*800/3600＝165(四舍五入取整数)
[0066]
②
将第一反应杯位数代入第二计算模型计算反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量：
[0067]
反应盘顺时针旋转，则一反应杯随反应盘转动一周后向前递进一个杯位：
[0068]
x＝(165+1)/4
[0069]
反应盘顺时针旋转，则一反应杯随反应盘转动一周后向后递进一个杯位：
[0070]
x＝(165-1)/4
[0071]
算得：
[0072]
x1＝41
[0073]
x2＝41.5
[0074]
分别对x2进行取整，则x2的相邻数值均为41、42。
[0075]
③
将反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量重新代入第二计算模型计算优化的反应盘杯位数方案：
[0076]y优化1
＝41*4
±
1＝163或165
[0077]y优化2
＝42*4
±
1＝167或169
[0078]
由上述步骤，算的符合该单圈反应盘高速全自动生化分析仪设计条件的反应盘单圈杯位数可为163、165、167、169中的任一数值。
[0079]
根据上述计算结果，制作163孔/165孔反应盘，反应盘其他指标与现有800测试样/h的高速全自动生化分析仪单圈反应盘相同。调试反应盘单次启停周期为4.5s，反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量为41杯位，高速全自动生化分析仪均可正常工作，测试速度达标。
[0080]
根据上述计算结果，制作167孔/169孔反应盘，反应盘其他指标与现有800测试样/h的高速全自动生化分析仪单圈反应盘相同。调试反应盘单次启停周期为4.5s，反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量为42杯位，高速全自动生化分析仪均可正常工作，测试速度达标。
[0081]
除上述实例外，还以下表所列的其他设计条件进行了多个反应盘杯位的布局计算，并制作了相应的反应盘，采用现有800测试样/h的高速全自动生化分析仪进行调试，均可正常使用，且测试速度达标。
[0082][0083][0084]
实施例2
[0085]
本实施例公开了一种高速全自动生化分析仪反应杯的计算方法，用于获得双圈反应盘高速全自动生化分析仪的反应杯位数量。
[0086]
s1.构建第一计算模型，分别计算清洗阶段占用的杯数与测试阶段占用杯数。
[0087]
具体包括：
[0088]
s11.采用公式一计算清洗阶段占用的杯数：
[0089]
y1＝a*b
ꢀꢀ
公式一
[0090]
式中，y1为清洗阶段占用杯数；a为高速全自动生化分析仪所采用的清洗阶数；b为一反应杯加入反应试剂后至完成比色测试止所需进行的操作数量。
[0091]
目前，高速全自动生化分析仪的清洗阶数多为7～10；沿反应盘周向布局的操作位点数多为4～6个。
[0092]
s12.采用公式二计算测试阶段占用杯数：
[0093]
y2＝t/2t
ꢀꢀ
公式二
[0094]
式中，y2为测试阶段占用杯数；t为一反应杯自加入反应试剂起至完成比色测试止所需的总时间；t为反应盘单次启停周期时间。
[0095]
将公式t＝1/v*3600代入公式二，可得：
[0096]
y2＝t*v/7200
[0097]
目前，高速全自动生化分析仪自加入反应试剂起至完成比色测试止所需的总时间取值范围为450s～650s；反应盘单次启停周期时间可由高速全自动生化分析仪设计测试速度算得，现有高速全自动生化分析仪设计测试速度为800测试样/h～1800测试样/h，对应的反应盘单次启停周期时间为450s～650s。
[0098]
s13.加总清洗阶段占用的杯数和测试阶段占用杯数计算第一反应杯位数y：
[0099]
y＝y1+y2[0100]
采用四舍五入对算得的y值进行取整处理。
[0101]
s2.构建第二计算模型：
[0102]
x＝(y
±
1)/b
ꢀꢀ
公式四
[0103]
式中，x为反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量。
[0104]
将由步骤s1算得的第一反应杯位数代入公式四，计算反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量。
[0105]
s3.对步骤s2所算得的反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量进行圆整，取数值相邻两整数；将所取整数重新代入公式四，计算得到优化的反应盘杯位数方案。
[0106]
采用上述方法进行以下实例：
[0107]
双圈反应盘高速全自动生化分析仪设计测试速度为2000测试样/h，8阶自动清洗，样品与r1、r2试剂反应，沿反应盘周向依次布局上样(清洗与上样同位点)、r1加注、搅拌、比色测试、搅拌、r2加注操作位点6个，自加入反应试剂r1起至完成比色测试止所需的总时间为600s。
[0108]
采用上述设计参数进行以下计算：
[0109]
①
采用第一计算模型计算第一反应杯位数：
[0110]
y＝8*5+600*2000/7200＝207(四舍五入取整数)
[0111]
②
将第一反应杯位数代入第二计算模型计算反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量：
[0112]
反应盘顺时针旋转，则一反应杯随反应盘转动一周后向前递进一个杯位：
[0113]
x＝(207+1)/5反应盘顺时针旋转，则一反应杯随反应盘转动一周后向后递进一个杯位：
[0114]
x＝(207-1)/5
[0115]
算得：
[0116]
x1＝41.2
[0117]
x2＝41.6
[0118]
分别对x1、x2进行取整，则x1、x2的相邻数值均为41、42。
[0119]
③
将反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量重新代入第二计算模型计算优化的反应盘杯位数方案：
[0120]y优化1
＝41*5
±
1＝204或206
[0121]y优化2
＝42*5
±
1＝209或211
[0122]
由上述步骤，算的符合该单圈反应盘高速全自动生化分析仪设计条件的反应盘单圈杯位数可为204、206或209、211中的任一组数值。
[0123]
根据上述计算结果，制作内外204、206孔双圈反应盘，反应盘其他指标与现有2000测试样/h的高速全自动生化分析仪双圈反应盘相同。调试反应盘单次启停周期为3.6s，反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量为41杯位，高速全自动生化分析仪可正常工作，测试速度达标。
[0124]
根据上述计算结果，制作209孔、211孔双圈反应盘，反应盘其他指标与现有2000测试样/h的高速全自动生化分析仪单圈反应盘相同。调试反应盘单次启停周期为3.6s，反应盘单次启停周期内所发生的杯位移动数量为42杯位，高速全自动生化分析仪均可正常工作，测试速度达标。
[0125]
除上述实例外，还以下表所列的其他设计条件进行了多个反应盘杯位的布局计算，并制作了相应的反应盘，采用现有2000测试样/h的高速全自动生化分析仪进行调试，均可正常使用，且测试速度达标。
[0126]