专利名称：离心式血液成分比容测定装置的制作方法
技术领域：
本发明属于医疗器械领域，是对血液中各种成份的比容进行测定的装置。
背景技术：
血液是人体的重要组成部分，血液中的各种血液成份都有不同的功能。比如红细胞起到携氧作用，在手术的时候，红细胞压积(Hct)的数值是医师判断病人是否需要输血的一个重要指标。目前，临床麻醉医师主要通过高速台式离心机对毛细管中的微量血液进行离心分离，然后根据Hct定义用游标卡尺测量、计算或通过血球压积读数盘来获取Hct值。每次获取Hct需要用两种不同的设备分两个步骤方能实现。
现有高速台式离心机外形笨重，体积大，在进行高速离心时产生的噪音大，通常大于70dB，很大程度上干扰了手术室内包括手术医师、麻醉医师、手术护士在内的工作人员的正常工作。同时由于噪音分贝较高，长期在此种环境下工作对工作人员的身体健康有极大影响。
用游标卡尺和压积读数盘测定血液成份比容，在分辨各相邻成份分界面时，依赖于人眼识别，受人为因素影响，测量结果一致性不好，误差大。
用现有离心方法测定血液成份比容，整个过程全部手动，操作过程的随机误差大，效率低，测量出的数据需要人工记录并计算，不便于统计分析和管理。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以使用在手术室等地方的随时监测血液成份比容的测定装置，该装置可以使用微量的血液进行自动测量。
实现本发明目的的技术解决方案是一种离心式血液成份比容测定装置该装置由电源系统、离心分离系统、测量系统和控制系统四个系统组成。其中电源系统包括变压器和电源板；离心分离系统由直流电机、驱动器、托盘、防护盖组成；测量系统由毛细腔体、步进电机、丝杆、光电传感器、测量系统电路板组成；控制系统由控制系统电路板、液晶显示屏、按键组成。
离心分离系统采用直流电机，对微量血样进行高速离心，离心托盘上有多个从中心呈放射状排列的凹槽。在进行离心操作时将盛有待测血样的毛细管封堵好，放置于离心托盘上的凹槽内，压稳毛细管防护盖，根据需要选择适当的转速和时间进行离心操作。
测量的时候将离心分层后的微量血液的毛细管放置于带有狭缝的毛细腔体内，用步进电机带动丝杆机构使光电传感器沿着狭缝进行扫描。由于封堵物、各分层的血液成份透光率不同，在光电扫描过程中，根据接收管接收信号的顺序及幅值变化，判断几种介质临界面。由于步进电机步进距离是精确设计的，通过计算在每种介质中，电机的行进步数，就可测得每个液柱的长度。通过精确测定分离后的血液成份柱的长度和整个液体柱的长度，根据比容的定义计算出血液中该血液成份的比容值。
采用单片机对离心转速、离心时间、测量速度进行精确控制，对测定结果进行计算、记录、编辑、整理，并可用图形等直观方式表述手术过程中患者血液成份比容变化趋势。
传统的血液成份比容测定方法采用的离心速度为12000转/分，离心时间为5分钟，如微量法测定Hct的金标准。本发明选用直流电机进行离心分离，离心转速和离心时间可调，测定结果与传统测量方法测定结果有良好的线性关系，采用线性回归统计学分析方法对测量数据进行拟合校正，使得最终显示的测量数据与传统测定结果误差小于3％。
与现有技术相比，本发明具有如下显著的优越性能1.采用最新直流电机技术，克服以往普通交流电机噪声，并使整机高度降低，离心半径减小，最终使整机小巧，同时转速降低，使正常工作噪音＜60dB；2.通过光电扫描的方式自动测量计算各血液成份的比容，时间短，重复性好，结果可分组进行长期的存贮、编辑、整理、翻查，可用直观图形显示手术过程中患者各血液成份的比容随时间的变化趋势；3.通过线性回归分析方法对整机进行校正，校正后整机测量误差＜3％。
本发明整合了血液成份离心分离与各血液成份比容自动测定两项功能，提高了产品的实用价值。采用光电扫描的方式自动测量计算各血液成份比容，通过线性回归分析对整机进行校正，并由计算机来管理数据结果，大大提高了工作效率，减轻了麻醉医师的工作负担。
图1血液离心分层后的毛细管；图2离心托盘剖面图；图3毛细腔体图；图4测量系统结构示意图；图5丝杆带动滑块及传感器运动示意图；图6齿轮和齿形带传动滑块及传感器运动示意图；图7齿条传动滑块及传感器运动示意图。
图中1-封堵物；
2-红细胞；3-血浆；4-空气；5-凹槽；6-离心托盘；7-毛细管腔体；8-狭缝；9-毛细管；10-支架；11-光电传感器；12-毛细腔体；13-位置传感器；14-丝杆；15-导向柱；16-滑块；17-弹性联轴器；18-减震器；19-步进电机。
具体实施例方式
下面结合说明书
本发明的实施例。
实施例1离心分离系统的离心电机选用直流无刷电机，也可以选用空心杯电机。
实施例2如图4所示的测量系统结构中，将等螺距丝杆14与步进电机19的轴同心连接，光电传感器11安装在与丝杆配合连接的可移动滑块16上，步进电机19的转动通过丝杆14转换为滑块16和光电传感器11的直线运动，使光电传感器11沿着具有狭窄缝隙的毛细腔体12扫描；在光电传感器11的上下两个运动极限点安装两个位置传感器13，探知极限位置、配合测量工作。
实施例3光电传感器可以选用集成光耦，也可以选用分开的分离发射、接收装置。
实施例4光电传感器的传动结构可以选用如图5所示的丝竿带动滑块及传感器运动方式；如图6所示的齿轮和齿形带传动滑块及传感器运动方式；如图7所示的齿条传动滑块及传感器运动方式等多种结构。
本发明所述测定装置可应用范围很广，不止限于本说明书中所提到的实施方式及应用领域。对于本技术领域的专业人员来说，对本发明实施例所做出的任何改进或变更都不会超出本发明的精神和所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种离心式血液成份比容测定装置，其特征是该装置由电源系统、离心分离系统、测量系统和控制系统四个系统组成。
2.根据权利要求1所述的离心式血液成份比容测定装置，其特征是电源系统包括变压器和电源板。
3.根据权利要求1所述的离心式血液成份比容测定装置，其特征是离心分离系统由直流电机、驱动器、托盘、防护盖组成。
4.根据权利要求1所述的离心式血液成份比容测定装置，其特征是测量系统由毛细腔体、步进电机、丝杆、光电传感器、测量系统电路板组成。
5.根据权利要求1所述的离心式血液成份比容测定装置，其特征是控制系统由控制系统电路板、液晶显示屏、按键组成。
6.根据权利要求1所述的离心式血液成份比容测定装置，其特征是采用线性回归统计学分析方法对测量数据进行拟合校正。
7.根据权利要求1所述的离心式血液成份比容测定装置，其特征是测量系统的毛细腔体带有狭缝。
8.根据权利要求1所述的离心式血液成份比容测定装置，其特征是离心分离系统的电机可以选用直流无刷电机。
9.根据权利要求1所述的离心式血液成份比容测定装置，其特征是离心分离系统的电机可以选用空心杯电机。
10.根据权利要求1所述的离心式血液成份比容测定装置，其特征是光电传感器可以选用集成光耦。
11.根据权利要求1所述的离心式血液成份比容测定装置，其特征是光电传感器可以选用分开的分离发射、接收装置。
12.根据权利要求1所述的离心式血液成份比容测定装置，其特征是光电传感器的传动结构可以选用丝杆带动滑块及传感器的运动方式。
13.根据权利要求1所述的离心式血液成份比容测定装置，其特征是光电传感器的传动结构可以选用齿轮和齿形带动传动滑块及传感器的运动方式。
14.根据权利要求1所述的离心式血液成份比容测定装置，其特征是光电传感器的传动结构可以选用齿条传动滑块及传感器的运动方式。
全文摘要
一种离心式血液成分比容测定装置，由电源系统、离心分离系统、测量系统和控制系统四个系统组成。其中电源系统包括变压器和电源板；离心分离系统由直流电机、驱动器、托盘、防护盖组成；测量系统由毛细腔体、步进电机、丝杆、光电传感器、测量系统电路板组成；控制系统由控制系统电路板、液晶显示屏、按键组成。测量的时候将离心分层后的微量血液的毛细管放置于带有狭缝的毛细腔体内，用步进电机带动丝杆机构使光电传感器沿着狭缝进行扫描。精确测定分离后的血液成分柱的长度和整个液体柱的长度，根据比容的定义计算出血液中该组分的比容值，在装置内部通过线性回归的方法对该比容值进行校正，获得在误差允许范围内的最终结果。
文档编号G01N9/00GK1584546SQ200410042739
公开日2005年2月23日 申请日期2004年5月25日 优先权日2004年5月25日
发明者刘进, 丁五行, 张兰, 李宝明, 李群, 李晓霞, 赵广江 申请人:刘进, 丁五行