血气测试方法、血气测试主机、试剂包以及血气测试卡与流程

本发明涉及医用体外诊断领域，尤其是应用于医疗血气生化领域对微量血液检测的设备中实现液路精准控制的无生物污染的血气分析方法、主机、试剂包及测试卡。

背景技术：

血气检测是对血液中的酸碱度(ph)、二氧化碳分压(pco2)和氧分压(po2)等相关指标进行测定，是常用于判断机体是否存在酸碱平衡失调以及缺氧和缺氧程度等的重要手段。血气检测技术也一直在急性呼吸衰竭诊疗、外科手术、抢救与监护过程中发挥着至关重要的作用。

市场上常用的医用体外诊断设备的血气测试存在以下缺陷：

1、血气测试设备通常都需要依靠采血器采集血液样本，并将样本插入测试设备而注入样本，然而部分测试设备需要借助有人助推采血器才能将样本注入设备，而人为操作难免因操作不当而造成血液等测试液滴到设备上，造成设备污染；

2、部分血气测试设备具有独立于测试主机的测试卡，如本申请人在先申请的中国专利cn203705445u，其公开了一种新型的无生物污染的血气测试卡及其血气分析仪，测试卡上设有定标液通道、测试液通道和废液通道，定标液通道、测试液通道和废液通道相互汇集并通过阀门实现相互间通断，定标液通道末端连接试剂包，测试液通道末端连接采血器，废液通道末端连接真空泵，测试时，首先由真空泵提供负压从试剂包中抽取定标液到废液通道的测试区，进行定标，定标后再次启动真空泵，从采血器抽取血液等测试液到废液通道的测试区完成血气测试，而在抽取测试液的过程中，原先位于测试区的定标液继续沿废液通道流动一段距离，以与测试液相隔绝。

由于该血气分析仪的液体流动的动力由真空泵提供，而由于标液通道和测试液通道需要分别连接试剂包和采血器，因此真空泵只能接在废液通道端，因此在抽取定标液或测试样本时，必须要经过废液通道给定标液通道或测试液通道提供负压，且测试区也只能设置在废液通道中，为了将测试区与废液相隔绝，废液通道必须要足够长，通常废液通道长度将达到定标液通道(或测试液通道)长度的六倍以上，导致泵体空腔过大，且腔体中有负压，即便真空泵停止，腔内依然存在负压，要达到平衡，液体还会继续流动，因而不能精确控制样本的位置，导致需要抽取的样本量较多，造成样本浪费。

3、测试卡是一次性使用的耗材，废液通道太长也不利于控制耗材成本。

4、同样，由于使用真空泵抽取液体，在抽取的过程中，会产生负压，过大的真空泵负压腔体会使得测试样本里面的气压发生改变，使得样本中气体的测量的不准确。

技术实现要素：

本发明要解决的第一个技术问题在于提供一种无污染、样本用量少、成本低、检测结果准确的血气测试方法。

本发明要解决的第三个技术问题在于提供一种实现上述血气测试方法主机。

本发明要解决的第四个技术问题在于提供一种实现上述血气测试方法的试剂包。

本发明要解决的第五个技术问题在于提供一种实现上述血气测试方法的血气测试卡。

为解决上述技术问题，本发明提出一种血气测试方法，包括：

分别将采血器和具有蠕动泵管的试剂包对接具有液路通道的测试卡，使所述蠕动泵管与所述液路通道接通；

利用蠕动泵转子旋转而交替挤压和释放所述蠕动泵管来沿着设定方向泵送流体，将所述定标液和所述测试液依次泵入所述测试卡的液路通道的测试区，依次进行定标和测试；

读取定标和测试数据并进行处理而获得测试结果。

为解决上述技术问题，本发明提出一种血气测试主机，包括控制平台，控制平台具有：平台支架、旋转驱动机构以及蠕动泵转子，平台支架上设有通过接触性或非接触性方式检测测试卡的检测单元；旋转驱动机构，设置在所述平台支架上并能够输出旋转动能；蠕动泵转子包括：与所述旋转驱动机构传动相连而可旋转的转动件以及固定或一体成型于所述转动件上的多个可跟随所述转动件转动的用以挤压外部的蠕动泵管的挤压件。

所述蠕动泵转子的各挤压件的旋转半径相等且呈相互间隔分布。

所述挤压件为滚轮、辊轴或凸起；所述旋转驱动机构为电机。

所述平台支架的上还设置至少一用以控制测试卡阀门通断的控制器；所述平台支架上还设置有可受控旋转的三通阀控制器；所述三通阀控制器上设有卡槽或凸筋。

所述平台支架上具有安放测试卡的安置槽，所述安置槽贯通所述平台支架的一侧而形成一测试卡插入口；所述安置槽的下方设置有定位槽，所述定位槽在平台支架上形成两个相互垂直的定位壁，所述定位槽与所述安置槽贯通，所述控制器设置在所述安置槽中，所述三通阀控制器设置在所述定位槽中；所述检测单元设置于所述安置槽处，所述检测单元包括外露设置在所述平台支架表面的多个信号灯。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种试剂包，包括：试剂包外壳、试剂包袋体以及蠕动泵管，试剂包外壳内具有容置空腔，表面设置有试剂输出接口；试剂包袋体安放在所述容置空腔中，用以充装定标液；蠕动泵管一端连通所述试剂包袋体，另一端连通所述试剂输出接口，以借助蠕动泵对其进行交替挤压和释放来向外泵送定标液。

所述试剂包上还设置有蠕动泵转子，所述蠕动泵管套在所述蠕动泵转子上；所述蠕动泵转子包括：与所述旋转驱动机构传动相连而可旋转的转动件和固定或一体成型于所述转动件上的多个可随所述传动件转动的挤压件，各挤压件的旋转半径相等且呈相互间隔分布。

所述挤压部为滚轮、辊轴或凸起。

所述蠕动泵管上还设置有将所述蠕动泵管与所述试剂包袋体连通，或，将所述蠕动泵管与外界空气连通的三通阀门，所述三通阀门上设有凸筋或卡槽。

所述试剂包外壳一侧具有凸台，蠕动泵管的至少一部分从所述凸台处外露于所述试剂包外壳之外，所述试剂输出接口设置在所述凸台上。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种测试卡，包括：测试卡主体和设于测试卡主体上的液路通道，所述液路通道包括：定标液通道、测试液通道和废液通道，所述定标液通道、所述测试液通道和所述废液通道的一端汇聚在一起，所述定标液通道的另一端设有试剂包接口，所述测试液通道的另一端设有采血器接口，所述废液通道的另一端设有排气孔，所述定标液通道上设置有测试区。

所述测试液通道靠近通道汇聚位置处具有一样本阀门，所述废液通道靠近通道汇聚位置处具有一废液阀门。

所述定标液通道内的对应测试区处设置有多个反应极片。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的血气测试方法和系统，通过蠕动泵转子与蠕动泵管配合，使定标液和测试液在测试卡的液路通道内以蠕动方式流动，实现了测试液和定标液流动过程的精准控制，大大节省了测试液和定标液，并大大缩短了废液通道的长度，节省了耗材成本，而且测试样本接触到的通道长度变小，也保证了测试样本气体的温度，提高了测试结果的准确性。

附图说明

图1为本发明血气测试系统其中一实施例的分解示意图；

图2为图1所示血气测试系统中试剂包的示意图；

图3为图1所示血气测试系统中测试卡的示意图；

图4为图1所示血气测试系统中控制平台的示意图；

图5为蠕动泵管与蠕动泵转子的转配示意图；

图6为蠕动泵原理示意图；

图7为图1所示血气测试系统的组装状态图；

图8为图1所示血气测试系统抽取定标液的工作原理示意图；

图9为图1所示血气测试系统排走定标液的工作原理示意图；

图10为图1所示血气测试系统抽取测试样本的工作原理示意图；

图11为图1所示血气测试系统排走测试样本的工作原理示意图。

附图标记说明如下：

1、控制平台；11、平台支架；12、蠕动泵转子；122、转盘；123、转轴；f1、f2、f3、f4、辊轴；13、安置槽；131、测试卡插入口；132、检测单元；133、信号灯；134、样本阀门控制器；135、废液阀门控制器；14、定位槽；141、定位壁；142、定位壁；15、三通阀控制器；151、卡槽；2、试剂包；21、试剂包外壳；211、容置空腔；22、试剂包袋体；23、蠕动泵管；24、三通阀门；241、凸筋；242、空气口；25、试剂输出接口；26、凸台；3、测试卡；31、测试卡主体；32、液路通道；321、定标液通道；3211、试剂包接口；3212、测试区；3213、反应极片；322、测试液通道；3221、采血器接口；3222、样本阀门；323、废液通道；3231、排气孔；3232、废液阀门；4、采血器。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

参阅图1和图7，本发明第一实施例的血气测试系统包括：试剂包2、测试卡3、采血器4以及对血气数据进行分析的血气测试主机，血气测试主机上设置有分别对接试剂包2和测试卡3并控制其工作的控制平台1(图中仅示出控制平台1，血气测试主机上除控制平台之外的其他结构均可采用现有技术，故而省略)。控制平台1、试剂包2、测试卡3的结构以下将结合附图详述，采血器4可以为采血针、采血管、毛细管等，还可以包括其他用于提供采集血液功能的部件或结构。

参阅图2，试剂包2包括：试剂包外壳21、试剂包袋体22以及蠕动泵管23。

试剂包外壳21内具有容置空腔211，试剂包袋体22安放在试剂包外壳21内的容置空腔211中，其用以充装定标液。试剂包外壳21表面设置有用以对接测试卡3的试剂输出接口25。该试剂输出接口25具体包括一连通蠕动泵管23的导管251以及套在导管251外周的一软胶管252，当测试卡3与试剂包2相连时，软胶管252用于保证试剂包2与测试卡可靠对接。试剂包外壳一侧具有凸台26，试剂输出接口25设置在凸台26上。

蠕动泵管23一端连通试剂包袋体22，另一端连通试剂输出接口25。蠕动泵管23的至少一部分从凸台26位置外露于试剂包外壳21之外，该外露段用以套在控制平台1的蠕动泵转子12上(以下详述)。

蠕动泵管23上还设置有三通阀门24，三通阀门24的阀体上具有三个端口，阀体内具有阀板，阀体表面具有可带动阀板转动的旋钮，三个端口分别连通试剂包袋体22、蠕动泵管23和空气口242，转动三通阀门24的旋钮，可将蠕动泵管23与试剂包袋体22连通，或者将蠕动泵管23与空气口242连通。在试剂包2的三通阀门24上设有凸筋241，该凸筋241用于与控制平台1上的三通阀控制器15相配合(以下详述)。

参阅图3，测试卡3包括：测试卡主体31和设于测试卡主体31上的液路通道32。液路通道32包括：定标液通道321、测试液通道322和废液通道323，定标液通道321、测试液通道322和废液通道323的一端汇聚在一起，定标液通道321的另一端设有试剂包接口3211，测试液通道322的另一端设有采血器接口3221，废液通道323的另一端设有排气孔3231，以用于排除废液通道323中的空气。

定标液通道321上设置有测试区3212，测试区3212处设置有多个反应极片3213，多个反应极片3213在定标液通道321内排布成一列。

定标液通道321、测试液通道322和废液通道323之间通过控制阀门实现通道间的通断。在本实施例中，测试液通道322靠近通道汇聚位置处具有一样本阀门3222，废液通道323靠近通道汇聚位置处具有一废液阀门3232，开启样本阀门3222可将测试液通道322与定标液通道321连通，关闭样本阀门3222，可将测试液通道322在样本阀门3222处阻断。同样，开启废液阀门3232可将废液通道323与定标液通道321连通，关闭废液阀门3232可将废液通道323在废液阀门3232处阻断。在其他实施例中，样本阀门3222和废液阀门3232也可替换成三通阀门，使三通阀门的三个端口分别连接定标液通道321、测试液通道322和废液通道323，通过转动三通阀门的旋钮，可实现定标液通道321、测试液通道322和废液通道323相互间的通断。

参阅图4和图5，控制平台1包括：平台支架11以及设置在平台支架11上的蠕动泵转子12、三通阀控制器15以及检测单元132等。

蠕动泵转子12设置在平台支架11表面，平台支架11内设置有与蠕动泵转子12传动相连并可带动蠕动泵转子12旋转的旋转驱动机构。旋转驱动机构可为任何能够输出旋转动能的动力机构。本实施例中，旋转驱动机构为电机，其隐藏于平台支架11内。在其他实施例中，旋转驱动机构也可为外露于平台支架11表面的手摇把，通过手动操纵手摇把而实现蠕动泵转子旋转。

蠕动泵转子12包括：两相对并间隔设置的两转盘122、穿设固定在两转盘122中心的转轴123以及穿设固定在两转盘122靠近外周位置的多个辊轴f1、f2、f3、f4。本实施例中，辊轴为四根，在其他实施例中，可根据泵送速度要求以及蠕动泵管23的直径相应增加或减少辊轴的数量，但辊轴数量应不少于两个。转轴123与平台支架11内的旋转驱动机构相连，而被旋转驱动机构带动旋转，使得转轴123和两转盘122共同构成一个转动件而带动多个辊轴f1、f2、f3、f4转动。多个辊轴f1、f2、f3、f4设置在以转轴123为圆心的圆周上，使各辊轴f1、f2、f3、f4的旋转半径相等。

参阅图5，试剂包2上的蠕动泵管23套在蠕动泵转子12的各辊轴f1、f2、f3、f4处，各辊轴f1、f2、f3、f对应在两转盘122之间的部分构成用于挤压蠕动泵管23的挤压件。参阅图6，当蠕动泵转子12上的各辊轴f1、f2、f3、f4顺时针转动而辊压蠕动泵管23时，被辊压过的蠕动泵管23被释放而恢复其形状时会产生真空，从而将流体吸入蠕动泵管23内，在辊轴f1与辊轴f4之间的蠕动泵管23内形成“枕”形流体a，随着蠕动泵转子12继续顺时针转动，蠕动泵管23在图中箭头方向的前方产生真空，“枕”形流体a被向前吸引，同时后方的流体沿箭头方向继续被吸入蠕动泵管23内，形成“枕”形流体b，以此类推，当蠕动泵转子12转动时，将带动各辊轴f1、f2、f3、f4交替挤压和释放蠕动泵管23，来沿着设定方向泵送流体，使流体以蠕动方式到达预定位置。

同理，预实现流体沿图中箭头反向流动时，只需逆时针转动蠕动泵转子12即可。

依照上述蠕动泵转子12与蠕动泵管23泵送流体的原理，蠕动泵转子还可作很多变形。如，将上述各辊轴f1、f2、f3、f4替换成滚轮或凸块等挤压件，蠕动泵管23套在滚轮或凸块的外周，随着蠕动泵转子12转动，滚轮或凸块将交替挤压和释放蠕动泵管23，使流体沿着蠕动泵转子12旋转方向泵送。滚轮、凸块和辊轴还可任意组合使用。此外，上述实施例中的转轴123和转盘122还可整体替换成一个一体成型的转动件上或替换成多个可同步随动的转动件，转动件通过旋转驱动机构传动相连而实现转动。上述滚轮、凸块和辊轴可与转动件分体成型再与转动件相固定，也可一体成型于转动件上。

参阅图2和图4，平台支架11上还设置有三通阀控制器15，在平台支架11内设置有阀门驱动机构。三通阀控制器15可受阀门驱动机构控制而相对于平台支架11旋转。在其他实施例中，三通阀控制器15的旋转动作也可手动操作。

三通阀控制器15上设置有卡槽151，当试剂包2的蠕动泵管23套在蠕动泵转子12上时，试剂包2上的三通阀门24正好与平台支架11上的三通阀控制器15相对，且三通阀门24上的凸筋241可卡入三通阀控制器15的卡槽151上，从而使三通阀控制器15与三通阀门24连成一体，以带动三通阀门24旋转而实现阀门状态切换。

在其他实施例中，凸筋241和卡槽151的位置也可互换，即将凸筋241设置在三通阀控制器15上，而将卡槽151设置在三通阀门24上。

结合参阅图3和图7，平台支架11上具有安放测试卡3的安置槽13，安置槽13贯通平台支架11的一侧(图中方位的顶侧)而形成一测试卡插入口131，测试卡3经该测试卡插入口131放置在安置槽13中。平台支架11的安置槽13中还设置至少一用以控制测试卡3阀门通断的控制器。本实施例中控制器为两个，分别为样本阀门控制器134和废液阀门控制器135，两控制器均为弹压式按钮结构，以分别对应控制测试卡3上的弹压式的样本阀门3222和废液阀门3232。在其他实施例中，如果测试卡上控制通道间通断的阀门为一个三通阀时，控制器相应为类似上述三通阀控制器15的结构。

平台支架11上还设有用于测量测试卡3的检测单元132，检测单元132包括：设于平台支架11内的测试电路以及外露在平台支架11表面的信号采集单元。信号采集单元可通过电化学测量方式直接接触测试卡3的测试区3212，实现测试卡3信号采集，并将采集到的信号反馈给测试电路，经测试电路运算而得到检测结果。信号采集单元还可通过非接触式的光线测量方式对测试卡3的测试区3212进行信号采集，然后将采集到的信号反馈给测试电路，经测试电路运算而得到检测结果。本实施例属于后者，本实施例中，检测单元132包括外露在平台支架11表面的多个信号灯133，多个信号灯133排列成一排，当测试卡3安放在平台支架11的安置槽13中时，该多个信号灯133分别一一对应照亮测试卡3测试区3212中的多个反应极片3213，通过接收测试区3212的反光或透射光，并将其反馈给测试电路，使之对光信号进行处理，进而获得检测结果。

平台支架11在对应安置槽13的下方还设置有定位槽14，三通阀控制器15设置在定位槽14中，定位槽14与安置槽13贯通以方便试剂包2与测试卡3相对接，定位槽14在平台支架11表面形成两个相互垂直的定位壁141、142。

参阅图2、图3、图4和图7，该血气测试系统工作时，首先将测试卡3放置在控制平台1的安置槽13中，然后将试剂包2的蠕动泵管23套接在控制平台1的蠕动泵转子12上，此时试剂包2的凸台26恰位于平台支架11的定位槽14中，适当调整试剂包2，使凸台26顶面紧靠定位壁141，凸台26的侧面紧靠定位壁142，此时试剂包2上的试剂输出接口25恰好正对测试卡3的试剂包接口3211，且试剂包2上的三通阀门24恰好正对控制平台1上的阀门控制器12，也就是说，定位壁141和定位壁142一方面为试剂包2对接测试卡3提供了定位导向，另一方面也为试剂包2的三通阀门24对接阀门控制器12提供了对接导向；之后，将试剂包2上的三通阀门24的凸筋241卡入控制平台1上的三通阀控制器15的卡槽151上，并将完成采血后的采血器4对接测试卡3的采血器接口3221，将试剂包2的试剂输出接口25对接测试卡3的试剂包接口3211，至此，测试卡3与试剂包2相连为一组密封通道。

参阅图7至图11，该血气测试系统工作过程如下：

抽取定标液过程：首先，启动样本阀门控制器134，使其关闭样本阀门3222，并使废液阀门控制器135将废液阀门3232打开；然后，使三通阀控制器15启动，转动三通阀门24，将试剂包袋体22与蠕动泵管23连通；之后，启动蠕动泵转子12正转，使其交替挤压和释放蠕动泵管23，把试剂包2内的定标液抽入测试卡3的定标液通道321并覆盖测试卡3的测试区3212，此时，控制平台1开始收集定标数据开始定标。

排走定标液过程：定标完成后，样本阀门控制器134作用下保持样本阀门3222关闭，废液阀门控制器135作用下保持废液阀门3232打开；之后，使三通阀控制器15转动三通阀门24，使空气口242与蠕动泵管23连通；然后，启动蠕动泵转子12正转，使其交替挤压和释放蠕动泵管23，把空气抽入测试卡3的定标液通道321，以推走覆盖测试卡3测试区3212的定标液，并把该定标液推入测试卡3的废液通道323内。

抽取测试样本过程：启动样本阀门控制器134，将样本阀门3222打开，并使废液阀门控制器135关闭废液阀门3232；之后启动三通阀控制器15，转动三通阀门24，使空气口242与蠕动泵管23连通；然后，启动蠕动泵转子12反转，使其交替挤压和释放蠕动泵管23，把测试样本抽入测试卡3的测试液通道322并覆盖测试卡3的测试区3212，此时，控制平台1开始收集样本数据开始测试。

排走测试样本过程：测试完成后，启动样本阀门控制器134，关闭样本阀门3222，并启动废液阀门控制器135，使其打开废液阀门3232；保持三通阀控制器15，保证空气口242与蠕动泵管23连通；然后，启动蠕动泵转子12正转，使其交替挤压和释放蠕动泵管23，把空气抽入测试卡3的定标液通道321，推走覆盖测试卡3测试区3212的测试样本，并把该测试样本推入测试卡的废液通道323。

本发明的血气测试系统通过蠕动泵转子12与蠕动泵管23配合，使定标液和测试液在测试卡3的液路通道内以蠕动方式流动，相比于现有技术中通过真空泵抽取流体的方式，流体在液路通道内不会有大体积变化引起的惯性流动，蠕动泵到位置了就不转，液体也就不流了，实现了测试液和定标液流动过程的精准控制，大大节省了测试液和定标液，并大大缩短了废液通道的长度，使废液通道的长度不大于定标液通道长度的三倍，也不大于测试液通道长度的三倍，大大节省了耗材成本，而且测试样本接触到的通道长度变小，也保证了测试样本气体的温度，提高了测试结果的准确性。

以上为本发明血气测试系统第一实施例的各部分结构、原理及工作过程，血气测试系统第二实施例的各部分结构与上述实施例大致相同，差别在于，第二实施例中，蠕动泵转子12设计在试剂包2上，并与试剂包2的蠕动泵管23套在一起，控制平台1上只需设计用以带动蠕动泵转子12旋转的旋转驱动机构即可，该旋转驱动机构与蠕动泵转子12通过可拆卸连接结构相连接，以方便二者连接或分离。该实施例的血气测试系统工作过程与原理与上述实施例相同，此处不再赘述。

依照上述血气测试系统的工作原理及过程，本发明还提供一种血气测试方法，其包括如下步骤：

分别将采血器和具有蠕动泵管的试剂包对接具有液路通道的测试卡，使蠕动泵管与测试卡的液路通道接通；

利用蠕动泵转子旋转而交替挤压或释放蠕动泵管来沿着设定方向泵送流体，将定标液和测试液依次泵入测试卡的液路通道的测试区，依次进行定标和测试；

读取定标和测试数据并进行处理而获得测试结果。

该血气测试方法通过蠕动泵转子与蠕动泵管配合，使定标液和测试液在测试卡的液路通道内以蠕动方式流动，实现了测试液和定标液流动过程的精准控制，大大节省了测试液和定标液，并大大缩短了废液通道的长度，节省了耗材成本，而且测试样本接触到的通道长度变小，也保证了测试样本气体的温度，提高了测试结果的准确性。

以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。