荧光信号增益调节方法及其设备与流程

本发明涉及检测仪器技术领域，尤其涉及一种荧光信号增益调节方法及其设备。

背景技术：

血液分析仪是一种精密的检测仪器，主要用于血细胞的检测分析，光学室是血液分析仪实现血细胞检测的核心部分，血细胞流流经光学室的检测器时，会同时受到前向散射光、侧向散射光和侧向荧光的光路检测，具体参阅图1所示，前向散射光的强弱用于表征被测细胞的体积大小，侧向散射光的强弱用于表征被测细胞包含内容物的多少和被测细胞的复杂程度，侧向荧光的强弱用于表征被测细胞的细胞核和细胞器的核酸含量。

进一步地，光路检测需要借助光学通道和反应试剂，由于血细胞流中包含若干种血细胞，例如，红细胞、白细胞、血小板，而白细胞又可细分为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞等等，且各种血细胞的形状大小可能存在不一致，例如，白细胞直径在7-20μm左右，血小板直径在2-4μm左右，不同种类的血细胞的最大体积差在125倍，最小体积差有43倍，使得不同种类的血细胞的形态差异较大，而在不同光学通道中，形态各异的各种血细胞所产生的光信号会出现较大的差异，因此，在进行光路检测之前，需要借助不同的光学通道和反应试剂对血细胞流进行分类，一般来说，光学室划分若干光学通道，且每一光学通道各自对应不同的反应试剂。

而在进行侧向荧光的光路检测时，由于侧向荧光对应的光学通道本身散射光线就十分微弱，而在经过滤光片的过滤后，到达检测器的侧向荧光就更加微弱了，因此，为了检测微弱的侧向荧光，需要借助光电倍增管(photomultipliertube，pmt)，其中，pmt是灵敏度极高，响应速度极快的光探测器。

然而，由于不同光学通道下散射的荧光信号强弱并不一致，因此，为了能基于不同的光学通道调整荧光信号增益，现有技术下，存在以下三种方案：

方案一，通过实时调整激光器的功率，以调整侧向荧光到达检测器的总体数量，但是，由于前向散射光、侧向散射光和侧向荧光共用一个光学室，调整激光器的功率不仅能对侧向荧光产生影响，还能对前向散射光和侧向散射光产生影响，因此，无法做到单独调整侧向荧光增益。

方案二，通过调整电路板模拟电路的放大倍数，以调整侧向荧光增益，但受限于放大倍数，无法在脉冲频率较高时实现带宽和高倍放大并存。

方案三，通过手动调节模拟可调电位器，以调整pmt电压，进而调整侧向荧光增益，然而，这种方式需要拆卸光学室的仓门，且无法做到实时调整，因此，只适用于工程调试。

有鉴于此，需要重新设计一种荧光信号增益调节方法，以克服上述缺陷。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种荧光信号增益调节方法及其设备，用以解决现有技术中存在的无法基于不同的光学通道调整荧光信号增益的问题。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

一种荧光信号增益调节设备，至少包括主控模块和光电倍增管电压控制电路，其中，

所述主控模块，与光电倍增管电压控制电路相连接，用于基于用户指示，确定与所述用户指示对应的至少一个光学通道，并分别针对每一个光学通道，执行以下操作：从相应存储区域读取预存的与光学通道对应的指定通道参数，以及判断当前读取到的指定通道参数与上一次读取到的指定通道参数是否相同，确定不同时，将当前读取到的指定通道参数发送给所述光电倍增管电压控制电路；

所述光电倍增管电压控制电路，用于接收所述主控模块发送的指定通道参数，并基于所述指定通道参数产生对应的模拟电压值，以及基于所述模拟电压值，生成与所述模拟电压值对应的荧光信号增益值。

可选的，所述主控模块还包括用户单元，所述用户单元用于，在基于用户指示，确定与所述用户指示对应的至少一个光学通道之前，执行以下操作：

向用户呈现预设的若干种测量模式，其中，一种测量模式对应一种光学通道；

接收用户指示。

可选的，所述指定通道参数至少包括数字电压值。

可选的，所述光电倍增管电压控制电路至少包括处理芯片和光电倍增管，其中，

所述处理芯片，与所述光电倍增管相连，用于接收所述主控模块发送的数字电压值，并基于所述数字电压值产生对应的模拟电压值，以及将所述模拟电压值发送至光电倍增管的电压控制端；

所述光电倍增管，用于接收所述处理芯片发送的模拟电压值，并基于所述模拟电压值，生成与所述模拟电压值对应的荧光信号增益值。

可选的，所述处理芯片为数模转换芯片，在接收所述主控模块发送的指定通道参数，并基于所述指定通道参数产生对应的模拟电压值时，所述数模转换芯片用于：

接收所述主控模块发送的数字电压值；

直接将所述数字电压值转换为对应的模拟电压值。

可选的，所述处理芯片为数字电位器，在接收所述主控模块发送的指定通道参数，并基于所述指定通道参数产生对应的模拟电压值时，所述数字电位器用于：

接收所述主控模块发送的数字电压值；

将电位档调整到与所述数字电压值符合的档位；

输出与所述档位对应的模拟电压值。

一种荧光信号增益调节方法，包括：

基于用户指示，确定与所述用户指示对应的至少一个光学通道；

分别针对每一个光学通道，执行以下操作：

从相应存储区域读取预存的与光学通道对应的指定通道参数，并判断当前读取到的指定通道参数与上一次读取到的指定通道参数是否相同；

确定不同时，生成与当前读取到的指定通道参数对应的模拟电压值，并基于所述模拟电压值，生成与所述模拟电压值对应的荧光信号增益值。

可选的，基于用户指示，确定与所述用户指示对应的至少一个光学通道之前，进一步包括：

向用户呈现预设的若干种测量模式，其中，一种测量模式对应一种光学通道；

接收用户指示。

可选的，所述若干种测量模式至少包含以下一种或任意组合：

白细胞计数模式、白细胞分类模式、网织红细胞模式、血小板模式和异常红细胞模式。

可选的，所述指定通道参数至少包括数字电压值。

可选的，生成与当前读取到的指定通道参数对应的模拟电压值，包括

直接将所述数字电压值转换为对应的模拟电压值；或者，

将电位档调整到与所述数字电压值符合的档位，输出与所述档位对应的模拟电压值。

本发明实施例中，先确定用户指示所对应的光学通道，然后，从相应存储区域读取预存的与已确定的光学通道对应的指定通道参数，并判断当前读取的指定通道参数是否与上一次读取到的指定通道参数相同，若不同，就会基于当前读取到的指定通道参数生成对应的模拟电压值，然后，生成与模拟电压值对应的荧光信号增益值，这样，无论当前对哪种光学通道进行侧向荧光的光路检测，荧光信号的增益值都基于预存的指定通道参数进行实时调整，使得荧光信号的散射强度满足光路检测需求，进而，提高了检测结果的准确度。

附图说明

图1为本发明实施例中光学室光路检测示意图；

图2为本发明实施例中荧光信号增益调节设备结构示意图；

图3为本发明实施例中荧光信号增益调节方法流程图；

图4为本发明实施例中光电倍增管的控制电压与荧光信号增益的关系示意图；

图5为本发明实施例中血液分析仪工作流程示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术中存在的无法基于不同的光学通道调整荧光信号增益的问题，本发明实施例中，重新设计了一种荧光信号增益调节方法，该方法为，先确定与用户指示对应的至少一个光学通道，然后，分别针对每一个光学通道，执行以下操作：从相应存储区域读取预存的与光学通道对应的指定通道参数，并判断当前读取到的指定通道参数与上一次读取到的指定通道参数是否相同，确定不同时，生成与当前读取到的指定通道参数对应的模拟电压值，并生成与该模拟电压值对应的荧光信号增益值。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将通过具体实施例对本发明的方案进行详细描述，当然，本发明并不限于以下实施例。

参阅图2所示，本发明实施例中，荧光信号增益调节设备至少包括主控模块20和光电倍增管电压控制电路21，其中，

主控模块20，与光电倍增管电压控制电路21相连接，用于基于用户指示，确定与用户指示对应的至少一个光学通道，并分别针对每一个光学通道，执行以下操作：从相应存储区域读取预存的与光学通道对应的指定通道参数，以及判断当前读取到的指定通道参数与上一次读取到的指定通道参数是否相同，确定不同时，将当前读取到的指定通道参数发送给光电倍增管电压控制电路21，其中，指定通道参数至少包括数字电压值；

光电倍增管电压控制电路21，用于接收主控模块20发送的指定通道参数，并基于指定通道参数产生对应的模拟电压值，以及基于模拟电压值，生成与上述模拟电压值对应的荧光信号增益值。

进一步地，光电倍增管电压控制电路21至少包括处理芯片211和光电倍增管212，其中，

处理芯片211，与光电倍增管212相连，用于接收主控模块20发送的数字电压值，并基于数字电压值产生对应的模拟电压值，以及将产生的模拟电压值发送至光电倍增管212的电压控制端；

光电倍增管212，用于接收处理芯片211发送的模拟电压值，并基于模拟电压值，生成与模拟电压值对应的荧光信号增益值。

其中，处理芯片211可以为数模转换芯片，也可以为数字电位器。

处理芯片211为数模转换芯片，在接收主控模块20发送的指定通道参数，并基于指定通道参数产生对应的模拟电压值时，数模转换芯片用于，接收主控模块20发送的数字电压值，并直接将该数字电压值转换为对应的模拟电压值。

处理芯片211为数字电位器，在接收主控模块20发送的指定通道参数，并基于指定通道参数产生对应的模拟电压值时，数字电位器用于，接收主控模块20发送的数字电压值，并将电位档调整到与该数字电压值符合的档位，然后，输出与档位对应的模拟电压值。

具体参阅图3所示，本发明实施例中，荧光信号增益调节方法流程如下：

步骤300：主控模块向用户呈现预设的若干种测量模式，并接收用户指示。

具体的，本发明实施例中，预先基于各种血细胞的形态差异，选定了几种光学通道，并为每一种光学通道，设定了相应的测量模式，即，一种测量模式对应一种光学通道。

例如，假设共存在5种光学通道，则确定存在5种测量模式，较佳的，本发明实施例提供的5种测量模式分别为，白细胞计数模式、白细胞分类模式、网织红细胞模式、血小板模式和异常红细胞模式，且白细胞计数模式对应第一光学通道，白细胞分类模式对应第二光学通道，网织红细胞模式对应第三光学通道，血小板模式对应第四光学通道，异常红细胞模式对应第五光学通道。

进一步地，确定预设的各种测量模式后，主控模块中存在用户单元，向用户呈现预设的若干种测量模式，并监测用户行为，以便能接收用户指示。

例如，假设存在“白细胞计数模式”、“白细胞分类模式”、“网织红细胞模式”、“血小板模式”和“异常红细胞模式”共5种测量模式，并由用户单元展示给用户，用户通过触摸屏点击或按键点击选择，确定当前测量模式为“白细胞计数模式”。

当然，本发明实施例中，并不限定于以上5种测量模式，可基于实际光学通道的数目和实际检测需求进行调整。而且，用户也可以同时选择多种测量模式，例如，用户通过选择“血小板模式”和“异常红细胞模式”两种测量模式。

步骤310：主控模块基于用户指示，确定与用户指示对应的至少一个光学通道。

具体的，主控模块确定用户指示后，确定与该用户指示对应的至少一个光学通道。

例如，继续以前述示例进行说明，假设用户指示为“白细胞计数模式”，则可确定与用户指示对应的光学通道为“第一光学通道”；或者，假设用户指示为“血小板模式”和“异常红细胞模式”，则可确定与用户指示对应的光学通道为“第四光学通道”和“第五光学通道”。

步骤320：针对每一个光学通道，主控模块均执行以下操作：从相应存储区域读取预存的与光学通道对应的指定通道参数。

具体的，主控模块确定待测的光学通道后，分别针对每一个光学通道，执行以下操作：从相应存储区域读取预先保存的，且与该光学通道对应的指定通道参数，其中，相应存储区域可以为配置库，指定通道参数是自定义的，本发明实施例中，指定通道参数至少包含数字电压值。

例如，若已确定的光学通道为“第一光学通道”，假设预存的“第一光学通道”对应的数字电压值为二进制“10100”。

又例如，若已确定的光学通道为“第四光学通道”和“第五光学通道”，假设预存的“第四光学通道”对应的数字电压值为二进制“1000”，预存的“第五光学通道”对应的数字电压值为二进制“100011”。

当然，上述仅仅是以二进制进行举例，实际应用时，数字电压值还可以是八进制、十六进制等等，并不限定于此。

本发明实施例中，自定义的指定通道参数还可以包含前向散射光增益值、侧向散射光增益值、侧向荧光增益值和脉冲识别阈值，由于后续操作是基于数字电压值执行的，因此，可以认为指定通道参数是指数字电压值。

步骤330：针对每一个光学通道，主控模块均会执行以下操作：判断当前读取到的指定通道参数与上一次读取到的指定通道参数是否相同，若是，执行步骤340，否则，执行步骤350。

具体的，以一个光学通道为例，主控模块读取到该光学通道的指定通道参数后，会判断当前获取的指定通道参数，是否与上一次读取到的指定通道参数相同，若相同，执行步骤340，否则，执行步骤350。

例如，继续以前述示例中“第一光学通道”进行说明，当前读取到的“第一光学通道”对应的数字电压值为“10100”，若上一次读取到的数字电压值也为“10100”，则执行步骤340，若上一次读取到的数字电压值不为“10100”，则执行步骤350。

之所以要判断当前读取的指定通道参数，和上一次读取到的指定通道参数是否相同，是因为，每一个光学通道的通道参数类型是一样的，但不同光学通道所需的通道参数实际值是不一样的，例如，若两次测量模式都是白细胞计数模式，则无需调整指定通道参数，但是，若上一次测量模式为白细胞计数模式，而当前测量模式是“白细胞分类模式”，显然，两者所需的光电倍增管电压值是不一样的。

步骤340：维持当前状态不变。

具体的，确定当前读取到的指定通道参数和上一次读取到的指定通道参数一致时，维持当前状态不变，即，无需调整光电倍增管电压值。

步骤350：主控模块均将当前读取到的指定通道参数发送给处理芯片。

具体的，以一个光学通道为例，主控模块确定当前读取到的指定通道参数和上一次读取到的指定通道参数不一致时，将当前读取到的指定通道参数发送给处理芯片。

步骤360：处理芯片根据获取到的指定通道参数，生成对应的模拟电压值，并将生成的模拟电压值发送给光电倍增管的电压控制端。

具体的，处理芯片获取到主控模块发送的指定通道参数后，根据获取到的指定通道参数，生成对应的模拟电压值，并将生成的模拟电压值发送给光电倍增管的电压控制端，或者，可以通过电压跟随器将生成的模拟电压值发送给光电倍增管的电压控制端，以保证光电倍增管的电压控制端接收到的模拟电压值与处理芯片输出的模拟电压值一致，不会因线路耗损而降低。

进一步地，采用数模转换芯片(简称d/a芯片)作为处理芯片时，可直接将数字电压值转换为对应的模拟电压值。

例如，假设采用d/a芯片作为处理芯片，且该d/a芯片用二进制“0-11110”表征的模拟电压范围“0-3v”，若d/a芯片接收到的数字电压值为“10100”，经da转换可得到模拟电压值为“2v”。

又进一步地，采用数字电位器作为处理芯片时，将电位档调整到与数字电压值符合的档位，就可输出与档位对应的模拟电压值。

例如，假设采用数字电位器作为处理芯片，且该数字电位器用十六进制“0-1e”表征的模拟电压范围“0-3v”，若数字电位器接收到的数字电压值为“14”，则将电位档调整到“0-1e”中的“14”处，数字电位器会输出转换后的模拟电压值“2v”。

步骤370：光电倍增管接收模拟电压值，并生成与接收到的模拟电压值对应的荧光信号增益值。

具体的，参阅图4所示，光电倍增管能基于电压控制端被输入的电压值，控制荧光信号增益，且电压值与增益值呈正比，进一步地，当光电倍增管的电压控制端接收到处理芯片发送的模拟电压值后，光电倍增管会基于接收到的模拟电压值，生成与该模拟电压值对应的荧光信号增益值。

这样，倘若预先已为不同的光学通道调试出合适的数字电压值，那么，根据本发明提供的方案，光电倍增管最后可输出相应的荧光信号增益值，以满足不同光学通道对荧光信号增益的不同要求。

本发明实施例中，保存在相应存储区域的指定通道参数是经过预先调试的，以“血小板模式”测量模式，在该光学通道下，采用图2所示的可调电位器进行多次测试，以确定满足当前所处光学通道检测需求的光电倍增管电压值，并将其保存在相应存储区域内。

当然，本发明实施例中，光电倍增管可以是普通的光电倍增管(photomultipliertube，pmt)，也可以是通道光电倍增管(channelphotomultiplier，cpm)。

下面结合具体的实施场景，针对本发明优选的pmt类光电倍增管，对本发明上述实施例作进一步详细说明。

参阅图5所示，本发明实施例中，荧光信号增益调节方法的具体流程如下：

步骤500：基于用户指示，确定测量模式。

步骤510：进入测量状态，控制端下发时序指令。

具体的，时序指令包括取样、加反应试剂、加热、稀释等一系列操作流程指令。

步骤520：arm处理器执行时序指令，并从配置库中读取用户选择的测量模式所处光学通道的数字pmt电压值，并通过总线下发给可编程门阵列(field－programmablegatearray，fpga)。

步骤530：fpga通过串行外设接口(serialperipheralinterface，spi)将获得的数字pmt电压值下发给d/a芯片。

步骤540：d/a芯片对数字pmt电压值进行da转换，获得模拟电压值，并将模拟电压值发送给pmt的电压控制端。

步骤550：pmt基于接收到的模拟电压值，输出相应增益值。

本实施例中，可以认为arm与fpga组成主控模块。

综上所述，本发明实施例中，先确定用户指示所对应的光学通道，然后，从相应存储区域读取预存的与已确定的光学通道对应的指定通道参数，并判断当前读取的指定通道参数是否与上一次读取到的指定通道参数相同，若不同，就会基于当前读取到的指定通道参数生成对应的模拟电压值，然后，生成与模拟电压值对应的荧光信号增益值，这样，无论当前对哪种光学通道进行侧向荧光的光路检测，荧光信号的增益值都基于预存的指定通道参数进行实时调整，使得荧光信号的散射强度满足光路检测需求，进而，提高了检测结果的准确度，而且，相对现有技术，既可以做到单独且实时调整荧光信号的增益值，又不受限于模拟电路的放大倍数。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。