血球容积比的全血量测电路的制作方法

本实用新型是关于一种血液检查技术，特别是关于一种血球容积比的全血量测电路。

背景技术：

一般大型医院或医学中心的血液检查程序是先利用离心机将血球和血浆分离，然后再对血浆进行各式各样的检测，以保证检验结果的精准度。居家检测仪器则是直接以全血进行量测，以具备低血量、低成本、快速检测及易携带化的优点。但以全血进行量测导致目前血糖仪的误差值超过标准，因而降低血糖检验的精准度。多项研究显示“血球容积比(hematocrit；HCT)”就是影响血糖检验的一个重要因素。

血球容积比是指在一定量的血液中含有多少比例的红血球。一般男性的血液的血球容积比大约为36～50％，而女性的血液的血球容积比大约为34～47％。根据血液中的血球容积比能够让人们了解血液的质量。于测量血液的血糖浓度时，血糖浓度的测量值亦会随着血球容积比而有所变化。

测量血球容积比的方法有很多种，例如可以利用测量血液阻抗的方式；利用光学方式；利用氧化还原反应方式；以及利用电化学方式，来求得血球容积比。以利用氧化还原反应方式的测量方法来说，其是于电化学式感测试片中，必须在计数电极(counter electrode)上设有一氧化还原反应物质(redox substance)，来产生明显的氧化还原电流，以测量血球容积比。然而，依据现有技术的血球容积比测量方法尚存在有更一步改善的空间。

技术实现要素：

在一实施例中，一种血球容积比的全血量测方法，包括：计时固定电容充电至既定电位的第一充电时间；利用时间数字转换电路将第一充电时间转换成第一数字信号；计时待测样本充电至既定电位的第二充电时间；利用时间数字转换电路将第二充电时间转换成第二数字信号；以及根据第一数字信号、第二 数字信号与固定电容的电容值产生电容变化值。

在另一实施例中，一种血球容积比的全血量测方法，包括：利用电源电路对固定电容充电至电源电位；计时固定电容从电源电位放电至既定电位的第一放电时间；利用时间数字转换电路将第一放电时间转换成第一数字信号；利用电源电路对待测样本充电至电源电位；计时待测样本从电源电位放电至既定电位的第二放电时间；利用时间数字转换电路将第二放电时间转换成第二数字信号；以及根据第一数字信号、第二数字信号与固定电容的电容值产生电容变化值。

在一实施例中，一种血球容积比的全血量测电路，其包括：一电源电路、一固定电容、一第一量测端、一第二量测端、一充电开关、一第一开关、一第二开关、一时间数字转换电路以及一处理单元。第一量测端与第二量测端用以耦接一待测样本。充电开关耦接在电源电路与固定电容的第一端之间，以及耦接在电源电路与第一量测端之间。第一开关耦接在固定电容的第二端与接地之间。第二开关耦接在第二量测端与接地之间。处理单元耦接充电开关、第一开关、第二开关以及时间数字转换电路。处理单元用以控制充电开关、第一开关、第二开关以致使固定电容与待测样本个别进行充电。而时间数字转换电路用以计时固定电容充电至既定电位的第一充电时间并将第一充电时间转换成第一数字信号，以及计时待测样本充电至既定电位的第二充电时间并将第二充电时间转换成第二数字信号。然后，处理单元更用以根据第一数字信号、第二数字信号与固定电容的电容值产生电容变化值。

在另一实施例中，一种血球容积比的全血量测电路，其包括：一电源电路、一固定电容、一第一量测端、一第二量测端、一充电开关、一第一开关、一第二开关、一放电阻抗、一放电开关、一时间数字转换电路以及一处理单元。第一量测端与第二量测端用以耦接一待测样本。充电开关耦接在电源电路与固定电容的第一端之间，以及耦接在电源电路与第一量测端之间。第一开关耦接在固定电容的第二端与接地之间。第二开关耦接在第二量测端与接地之间。放电阻抗的第一端耦接固定电容的第一端与第一量测端。放电开关耦接在放电阻抗的第二端与接地之间。处理单元耦接充电开关、第一开关、第二开关、放电开关以及时间数字转换电路。处理单元用以控制充电开关、第一开关、第二开关与放电开关以致使固定电容与待测样本个别进行充放电。而时间数字转换电路 用以计时固定电容放电至既定电位的第一放电时间并将第一放电时间转换成第一数字信号，以及计时待测样本放电至既定电位的第二放电时间并将第二放电时间转换成第二数字信号。然后，处理单元更用以根据第一数字信号、第二数字信号与固定电容的电容值产生电容变化值。

综上，根据本实用新型的血球容积比的全血量测电路适用于侦测全血待测样本的血球容积比，以提供全血检测之血液特征(如，血糖)的校正参考，进而达到低血量、低成本且高准确度的血液检测。

附图说明

图1是根据本实用新型的血球容积比的全血量测电路的一实施例的示意图。

图2是根据本实用新型的血球容积比的全血量测方法的第一实施例的流程图。

图3是图2中步骤S310的一实施例的流程图。

图4是图2中步骤S330的一实施例的流程图。

图5是根据本实用新型的血球容积比的全血量测方法的第二实施例的流程图。

图6是图5中步骤S420的一实施例的流程图。

图7是图5中步骤S330的一实施例的流程图。

图8是根据本实用新型的血球容积比的全血量测方法的第三实施例的流程图。

图9是根据本实用新型的血球容积比的全血量测方法的第四实施例的流程图。

附图标记为：

110 电源电路

130 处理单元

150 时间数字转换电路

20 待测样本

Cr 固定电容

G 接地

P1 第一量测端

P2 第二量测端

Mp 充电开关

M1 第一开关

M2 第二开关

Md 放电开关

Rr 放电阻抗

Sp 控制信号

S1 控制信号

S2 控制信号

S4 控制信号

Sd 控制信号

St1 起始信号

St2 结束信号

Sc1 第一数字信号

Sc2 第二数字信号

S310 计时固定电容充电至第一既定电位的第一充电时间

S311 开启充电开关并输出起始信号给时间数字转换电路

S313 利用时间数字转换电路响应起始信号开始计时，并且利用电源电路经由充电开关对固定电容进行充电

S315 侦测固定电容的端电压

S316 端电压是否达到第一既定电位？

S317 输出结束信号给时间数字转换电路

S319 利用时间数字转换电路响应结束信号结束计时，并且据以得到固定电容充电至第一既定电位的第一充电时间

S320 利用时间数字转换电路将第一充电时间转换成第一数字信号

S330 计时待测样本充电至第一既定电位的第二充电时间

S331 开启充电开关并输出起始信号给时间数字转换电路

S333 利用时间数字转换电路响应起始信号开始计时，并且利用电源电路经由充电开关对待测样本进行充电

S335 侦测待测样本的端电压

S336 端电压是否达到第一既定电位？

S337 输出结束信号给时间数字转换电路

S339 利用时间数字转换电路响应结束信号结束计时，并且据以得到待测样本充电至第一既定电位的第二充电时间

S340 利用时间数字转换电路将第二充电时间转换成第二数字信号

S350 根据第一数字信号、第二数字信号与固定电容的电容值产生电容变化值

S360 将电容变化值转为对应的血球容积比的值

S410 利用电源电路对固定电容充电至电源电位

S420 计时固定电容从电源电位放电至第二既定电位的第一放电时间

S421 开启放电开关并输出起始信号给时间数字转换电路

S423 利用时间数字转换电路响应起始信号开始计时，并且利用放电开关将固定电容电性连接至接地以进行放电

S425 侦测固定电容的端电压

S426 端电压是否达到第二既定电位？

S427 输出结束信号给时间数字转换电路

S429 利用时间数字转换电路响应结束信号结束计时，并且据以得到固定电容放电至第二既定电位的第一放电时间

S430 利用时间数字转换电路将第一放电时间转换成第一数字信号

S440 利用电源电路对待测样本充电至电源电位

S450 计时待测样本从电源电位放电至第二既定电位的第二放电时间

S451 开启放电开关并输出起始信号给时间数字转换电路

S453 利用时间数字转换电路响应起始信号开始计时，并且利用放电开关将待测样本电性连接至接地以进行放电

S455 侦测待测样本的端电压

S456 端电压是否达到第二既定电位？

S457 输出结束信号给时间数字转换电路

S459 利用时间数字转换电路响应结束信号结束计时，并且据以得到待测样本放电至第二既定电位的第一放电时间

S460 时间数字转换电路将第二放电时间转换成第二数字信号

S470 根据第一数字信号、第二数字信号与固定电容的电容值产生电容变化值

S480 将电容变化值转为对应的血球容积比的值

具体实施方式

图1是根据本实用新型的血球容积比(HCT)的全血量测电路的一实施例的示意图。参照图1，血球容积比的全血量测电路包括一电源电路110、一固定电容Cr、一第一量测端P1、一第二量测端P2、一充电开关Mp、一第一开关M1、一第二开关M2、一处理单元130以及一时间数字转换电路(TDC)150。

充电开关Mp耦接在电源电路110与固定电容Cr的第一端之间，并且耦接在电源电路110与第一量测端P1之间。第一开关M1耦接在固定电容Cr的第二端与接地G之间。第二开关M2耦接在第二量测端P2与接地G之间。处理单元130耦接充电开关Mp、第一开关M1、第二开关M2以及时间数字转换电路150。换句话说，充电开关Mp的第一端耦接电源电路110的供电端。充电开关Mp的第二端耦接固定电容Cr的第一端与第一量测端P1。充电开关Mp的控制端耦接处理单元130。第一开关M1的第一端耦接固定电容Cr的第二端。第一开关M1的第二端耦接接地G。第一开关M1的控制端耦接处理单元130。第二开关M2的第一端耦接第二量测端P2。第二开关M2的第二端耦接接地G。第二开关M2的控制端耦接处理单元130。并且，处理单元130电性连接固定电容Cr的第一端与第一量测端P1。于量测时，待测样本20可移除地耦接在第一量测端P1与第二量测端P2之间。于此，待测样本20相当于跨接于在第一量测端P1与第二量测端P2之间的一待测电容。换言之，血液(待测样本20)中的血球容积比变化可等效为一电容效应。

图2是根据本实用新型的血球容积比的全血量测方法的第一实施例的流程图。图3是图2中步骤S310的一实施例的流程图。图4是图2中步骤S330的一实施例的流程图。

在一实施例中，参照图1至图4，处理单元130输出控制信号Sp、S1控制充电开关Mp与第一开关M1开启(on)，并且同时输出起始信号St1给时 间数字转换电路150(步骤S311)，以致电源电路110开始对固定电容Cr进行充电，并且时间数字转换电路150响应起始信号St1开始计时(步骤S313)。此时，第二开关M2关闭。于充电开关Mp与第一开关M1开启后，电源电路110经由充电开关Mp对固定电容Cr进行充电，并且时间数字转换电路150同时进行计时。于充电过程中，处理单元130侦测固定电容Cr的端电压(步骤S315)，并且判断端电压是否达到一既定电位(以下称第一既定电位)(步骤S316)。当固定电容Cr的端电压未达到第一既定电位时，处理单元130维持输出控制信号Sp、S1，以致充电开关Mp与第一开关M1维持开启。当固定电容Cr的端电压达到第一既定电位时，处理单元130输出结束信号St2给时间数字转换电路150(步骤S317)。此时，时间数字转换电路150响应结束信号St2结束计时，并且据以得到固定电容Cr充电至第一既定电位的第一充电时间(步骤S319)。于此，第一充电时间为接收到的起始信号St1及结束信号St2的时间差。时间数字转换电路150将第一充电时间转换成第一数字信号Sc1(步骤S320)并且传送给处理单元130。

此外，处理单元130输出控制信号Sp、S2控制充电开关Mp与第二开关M2开启(on)，并且同时输出起始信号St1给时间数字转换电路150(步骤S331)，以致电源电路110开始对待测样本20进行充电并且时间数字转换电路150响应起始信号St1开始计时(步骤S333)。此时，第一开关M1关闭。于充电开关Mp与第二开关M2开启后，电源电路110经由充电开关Mp对待测样本20进行充电，并且时间数字转换电路150同时进行计时。于充电过程中，处理单元130侦测待测样本20的端电压(步骤S335)，并且判断端电压是否达到第一既定电位(步骤S336)。当待测样本20的端电压未达到第一既定电位时，处理单元130维持输出控制信号Sp、S2，以致充电开关Mp与第二开关M2维持开启。当待测样本20的端电压达到第一既定电位时，处理单元130输出结束信号St2给时间数字转换电路150(步骤S337)。此时，时间数字转换电路150响应结束信号St2结束计时，并且据以得到待测样本20充电至第一既定电位的第二充电时间(步骤S339)。于此，第二充电时间为接收到的起始信号St1及结束信号St2的时间差。时间数字转换电路150将第二充电时间转换成第二数字信号Sc2(步骤S340)并且传送给处理单元130。

于接收到第一数字信号Sc1与第二数字信号Sc2之后，处理单元130根据 第一数字信号、第二数字信号与固定电容Cr的电容值产生一电容变化值(步骤S350)。在一些实施例中，处理单元130可根据第一数字信号与第二数字信号之间的变化与固定电容Cr的电容值来估测电容变化值。于此，所得到的电容变化值是相关于待测样本20的血球容积比。

在一些实施例中，第一既定电位与固定电容Cr的电容值是预先储存在一储存单元(图未示)中。处理单元130需使用时再从储存单元中读出需使用的数值(第一既定电位或固定电容Cr的电容值)。其中，此储存单元可内建于处理单元130中，或是位于处理单元130外部并电性连接处理单元130。

在一些实施例中，血球容积比的全血量测电路可更包括一放电阻抗Rr以及一放电开关Md。放电阻抗Rr的第一端耦接固定电容Cr的第一端与第一量测端P1。放电开关Md耦接在放电阻抗Rr的第二端与接地G之间。也就是说，放电开关Md的第一端耦接放电阻抗Rr的第二端。放电开关Md的第二端耦接接地G。放电开关Md的控制端耦接处理单元130。

于每次充电动作完成后，处理单元130输出控制信号Sd控制放电开关Md开启(on)，以致使充电后的固定电容Cr或充电后的待测样本20进行放电。

在另一实施例中，可改由量测放电时间来得到电容变化值。

图5是根据本实用新型的血球容积比的全血量测方法的第二实施例的流程图。图6是图5中步骤S420的一实施例的流程图。图7是图5中步骤S330的一实施例的流程图。

在另一实施例中，参照图1、图5至图7，处理单元130输出控制信号Sp、S1控制充电开关Mp与第一开关M1开启(on)，以致电源电路110开始对固定电容Cr进行充电。此时，第二开关M2与放电开关Md均关闭。于充电开关Mp与第一开关M1开启后，电源电路110经由充电开关Mp对固定电容Cr进行充电，以使固定电容Cr充电至电源电位(步骤S410)。在一些实施例中，处理单元130可透过控制充电开关Mp与第一开关M1的开启时间来控制电源电路110对固定电容Cr进行充电时间，以致使电源电路110将固定电容Cr充电至电源电位。例如，处理单元130持续输出控制信号Sp、S1一既定时间。此既定时间足以使电源电路110将固定电容Cr充电至电源电位。于达到既定时间后，处理单元130停止输出控制信号Sp、S1，以致使充电开关Mp与第 一开关M1关闭(off)。在一些实施例中，处理单元130可透过侦测固定电容Cr的端电压是否达到电源电位来控制电源电路110对固定电容Cr进行充电时间，以致使电源电路110将固定电容Cr充电至电源电位。例如，当固定电容Cr的端电压未达到电源电位时，处理单元130维持输出控制信号Sp、S1，致使充电开关Mp与第一开关M1维持开启。当固定电容Cr的端电压达到电源电位时，处理单元130停止输出控制信号Sp、S1，以致使充电开关Mp与第一开关M1关闭。

于固定电容Cr充电至电源电位之后，处理单元130输出控制信号Sd控制放电开关Md开启(on)，并且同时输出起始信号St1给时间数字转换电路150(步骤S421)，以致固定电容Cr经由放电阻抗Rr与放电开关Md电性连接至接地而进行放电，并且时间数字转换电路150响应起始信号St1开始计时(步骤S423)。此时，充电开关Mp、第一开关M1与第二开关M2均关闭。于放电过程中，处理单元130侦测固定电容Cr的端电压(步骤S425)，并且判断端电压是否达到一既定电位(以下称第二既定电位)(步骤S426)。当固定电容Cr的端电压未达到第二既定电位时，处理单元130维持输出控制信号Sd，以致放电开关Md维持开启。当固定电容Cr的端电压达到第二既定电位时，处理单元130输出结束信号St2给时间数字转换电路150(步骤S427)。此时，时间数字转换电路150响应结束信号St2结束计时，并且据以得到固定电容Cr放电至第二既定电位的第一放电时间(步骤S429)。于此，第一放电时间为接收到的起始信号St1及结束信号St2的时间差。时间数字转换电路150将第一放电时间转换成第一数字信号Sc1(步骤S430)并且传送给处理单元130。

此外，处理单元130输出控制信号Sp、S2控制充电开关Mp与第二开关M2开启(on)，以致电源电路110开始对待测样本20进行充电。此时，第一开关M1与放电开关Md均关闭。于充电开关Mp与第二开关M2开启后，电源电路110经由充电开关Mp对待测样本20进行充电，以使待测样本20充电至电源电位(步骤S440)。在一些实施例中，处理单元130可透过控制充电开关Mp与第二开关M2的开启时间来控制电源电路110对待测样本20进行充电时间，以致使电源电路110将待测样本20充电至电源电位。例如，处理单元130持续输出控制信号Sp、S2一既定时间。此既定时间足以使电源电路110将待测样本20充电至电源电位。于达到既定时间后，处理单元130停 止输出控制信号Sp、S2，以致使充电开关Mp与第二开关M2关闭(off)。在一些实施例中，处理单元130可透过侦测待测样本20的端电压是否达到电源电位来控制电源电路110对待测样本20进行充电时间，以致使电源电路110将待测样本20充电至电源电位。例如，当待测样本20的端电压未达到电源电位时，处理单元130维持输出控制信号Sp、S2，致使充电开关Mp与第二开关M2维持开启。当待测样本20的端电压达到电源电位时，处理单元130停止输出控制信号Sp、S2，以致使充电开关Mp与第二开关M2关闭。

于待测样本20充电至电源电位之后，处理单元130输出控制信号Sd控制放电开关Md开启(on)，并且同时输出起始信号St1给时间数字转换电路150(步骤S451)，以致待测样本20经由放电阻抗Rr与放电开关Md电性连接至接地而进行放电，并且时间数字转换电路150响应起始信号St1开始计时(步骤S453)。此时，充电开关Mp、第一开关M1与第二开关M2均关闭。于放电过程中，处理单元130侦测待测样本20的端电压(步骤S455)，并且判断端电压是否达到第二既定电位(步骤S456)。当待测样本20的端电压未达到第二既定电位时，处理单元130维持输出控制信号Sd，以致放电开关Md维持开启。当待测样本20的端电压达到第二既定电位时，处理单元130输出结束信号St2给时间数字转换电路150(步骤S457)。此时，时间数字转换电路150响应结束信号St2结束计时，并且据以得到待测样本20放电至第二既定电位的第二放电时间(步骤S459)。于此，第二放电时间为接收到的起始信号St1及结束信号St2的时间差。时间数字转换电路150将第二放电时间转换成第二数字信号Sc2(步骤S460)并且传送给处理单元130。

于接收到第一数字信号Sc1与第二数字信号Sc2之后，处理单元130根据第一数字信号、第二数字信号与固定电容Cr的电容值产生一电容变化值(步骤S470)。在一些实施例中，处理单元130可根据第一数字信号与第二数字信号之间的变化与固定电容Cr的电容值来估测电容变化值。于此，所得到的电容变化值是相关于待测样本20的血球容积比。

在一些实施例中，第二既定电位与固定电容Cr的电容值是预先储存在一储存单元(图未示)中。处理单元130需使用时再从储存单元中读出需使用的数值(第二既定电位或固定电容Cr的电容值)。其中，此储存单元可内建于处理单元130中，或是位于处理单元130外部并电性连接处理单元130。

图8是根据本实用新型的血球容积比的全血量测方法的第三实施例的流程图。图9是根据本实用新型的血球容积比的全血量测方法的第四实施例的流程图。

在一些实施例中，于得到电容变化值后，处理单元130还可以进一步将电容变化值转为对应的血球容积比的值(步骤S360或步骤S480)，如第8及9图所示。在一些实施例中，处理单元130可基于一比对表、一转换曲线或一转换公式将电容变化值转为对应的血球容积比的值。其中，比对表、转换曲线或转换公式可预先储存在一储存单元(图未示)中。

应当可理解的是，各步骤的执行顺序并不限于图标所示的例示顺序，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可依据步骤的执行内容适当地调配执行顺序。例如：可先执行待测样本的充电时间(或放电时间)的计时，再执行固定电容的充电时间(或放电时间)的计时。或者，可利用二组电路同时执行固定电容与待测样本的充电时间(或放电时间)的计时。

在一些实施例中，待测样本20可为一血糖试纸。处理单元130可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算器、中央处理器、场编程门阵列、可编程逻辑设备、状态器、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或任何基于操作指令操作信号(模拟和/或数字)的装置。前述的储存单元可由一个或多个储存组件所实现。于此，储存组件可以是例如内存或缓存器等，但在此并不对其限制。

综上，根据本实用新型的血球容积比的全血量测电路适用于侦测全血待测样本的血球容积比，以提供全血检测的血液特征(如，血糖)的校正参考，进而达到低血量、低成本且高准确度的血液检测。

虽然本实用新型以前述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟习相像技术者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的专利保护范围须视本说明书所附的申请专利范围所界定者为准。