教学用模拟红细胞在不同浓度血糖中沉降系统的制作方法

1.本实用新型属于医用教学领域，具体涉及教学用模拟红细胞在不同浓度血糖中沉降系统。


背景技术：

2.血糖正常值是指人空腹的时候血糖值在3.9～6.1毫摩尔/升，血糖值对于治疗疾病和观察疾病都有着指导意义。空腹全血血糖超过7.0毫摩尔/升是糖尿病。糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病。高血糖则是由于胰岛素分泌缺陷或其生物作用受损，或两者兼有引起。糖尿病时长期存在的高血糖，导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害、功能障碍。要教育糖尿病患者懂得糖尿病的基本知识，树立战胜疾病的信心，如何控制糖尿病，控制好糖尿病对健康的益处。根据每个糖尿病患者的病情特点制定恰当的治疗方案。导致高血糖浓度，其可导致严重的复杂病症，包括心血管疾病，神经病和视网膜病。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是模拟红细胞在糖尿病人、健康人体内的血糖中的沉降，便于理解与教学，为解决上述问题，本实用新型提供教学用模拟红细胞在不同浓度血糖中沉降系统。
4.教学用模拟红细胞在不同浓度血糖中沉降系统，包括红细胞捕捉子系统、控制子系统，细胞捕捉子系统包括红细胞投放子系统、显微摄像子系统，控制子系统包括plc、监视单元，监视单元包括与plc电连接的监视器，红细胞投放子系统电连接plc；
5.显微摄像子系统电连接plc，显微摄像子系统包括摄像子系统、葡萄糖子系统，摄像子系统包括与plc电连接的显微镜摄像头，葡萄糖子系统内设置葡萄糖溶液，葡萄糖子系统还包括透明的小玻璃管1，小玻璃管1侧壁从上至下设有与小玻璃管腔体连通的进液口4、出液口5，小玻璃管1顶部设置细胞投放口7，进液口4、出液口5之间的小玻璃管1管壁外设置显微镜摄像头，显微镜摄像头包括与plc电连接的显微镜摄像头a2、plc电连接的显微镜摄像头b3，显微镜摄像头a2、显微镜摄像头b3在同一竖直方向上，显微镜摄像头a2的高度高于显微镜摄像头b3的高度，显微镜摄像头a2、显微镜摄像头b3各电连接plc。
6.所述细胞捕捉子系统电连接plc，细胞捕捉子系统还包括光源控制子系统，光源控制系统包括冷光源9、led灯6，小玻璃管1外壁设有为显微镜摄像头补光的led灯6，小玻璃管1四周设置冷光源9。
7.所述葡萄糖溶液的高度高于显微镜摄像头a2的高度，低于小玻璃管1上进液口4的高度。
8.相对于现有技术，本实用新型通过在小玻璃管内设置不同浓度的葡萄糖溶液，在小玻璃管管壁外设置有高位差的显微镜摄像头，利用显微镜摄像头拍摄到不同浓度的葡萄糖溶液中的红细胞图像的两个时间差的对比，生动形象的模拟红细胞在不同血糖中沉降对
比，便于理解，易于教学。
附图说明
9.图1是本实用新型结构示意图。
10.图2是各个装置连接简易示意图。
11.图3是显微镜摄像头与led灯位置示意图。
12.图4是小玻璃管结构示意图。
13.图5是目镜与显微镜摄像头配合示意图。
14.图6是带有支架的超小型光学显微镜。
15.其中，1是小玻璃管；2是显微镜摄像头a；21是光学显微镜a；211是目镜a；3是显微镜摄像头b；31是光学显微镜b；4是进液口；5是出液口；6是led灯；7是细胞投放口；8是plc；9是冷光源。
具体实施方式
16.如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本实用新型为教学用模拟红细胞在不同浓度血糖中沉降系统，包括红细胞捕捉子系统、与红细胞捕捉子系统电连接的控制子系统，红细胞捕捉子系统包括显微摄像子系统、光源控制子系统、红细胞投放子系统，控制子系统包括plc、与plc连接的监控单元、与监控单元连接的时间单元，人类的红细胞是双面凹的圆饼状。
17.下面说提到的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“四周”均表示图中的位置或方位关系，并无其它意义。
18.显微镜摄像子系统包括摄像子系统、葡萄糖子系统，摄像子系统包括与plc电连接的显微镜摄像头，显微镜摄像头与显微镜相配合，显微镜摄像头包括显微镜摄像头a2、显微镜摄像头b3，显微镜摄像头a2、显微镜摄像头b3各电连接plc，显微镜摄像头a2、显微镜摄像头b3在同一竖直方向上，且显微镜摄像头a2的高度高于显微镜摄像头b3的高度。
19.葡萄糖子系统内设有不同浓度的葡萄糖溶液，葡萄糖子系统还包括竖直放置的玻璃管1，玻璃管1腔体内设置葡萄糖溶液。
20.具体地，小玻璃管1的腔体内充有葡萄糖溶液，小玻璃管1的管壁的同一竖直方向上开设有与腔体连通的进液口4、出液口5，进液口4的高度高于出液口5的高度，进液口4位于管壁的上部，进液口4连通进液管（图中未画出），进液管上设置阀门a（图中未画出）；
21.出液口5位于管壁的下部，出液口5连通出液管（图中未画出），出液管上设置阀门b（图中未画出）；
22.小玻璃管1的顶部开设有细胞投放口7，细胞投放口7上铰接盖子，细胞投放口7的外周壁设置下支耳，盖子的外周壁上设置与下支耳对应的上支耳，上支耳铰接下支耳进而将盖子与细胞投放口7配合，目的是使小玻璃管1内部形成闭合腔体，避免腔体内的葡萄糖溶液受到污染，影响实验结果，需要注意的是，整个模拟过程中，小玻璃管1内部完全处于无菌环境，小玻璃管1内无其他干扰因素。
23.小玻璃管1的进液口4、出液口5之间的管壁外侧设置显微镜摄像头，与显微镜摄像头相对的小玻璃管1管壁另一侧设置两个led灯6，led灯6用于给显微镜摄像头拍摄时补光。
24.具体地，进液口4、出液口5之间的管壁外侧从上至下依次设置显微镜a21、显微镜b31，显微镜a21的目镜a211上配合连接显微镜摄像头a2，显微镜b31的目镜b上配合连接显微镜摄像头b3，所述的显微镜a21、显微镜b31均调节好焦距，且固定在不同高度的支架上，使得显微镜a21、显微镜b31形成高位差，进一步使得显微镜摄像头a2、显微镜摄像头b3形成高位差。显微镜摄像头a2、显微镜摄像头b3各电连接plc8，plc8电连接监视器，用于监视显微镜摄像头a2、显微镜摄像头b3拍摄到的画面。
25.特别地，显微镜a21的物镜中心所在的高度记为h1，显微镜b31的物镜中心所在的高度为h2，则显微镜摄像头a2拍摄到（一个或多个或多层）模拟红细胞图像时，（一个或多个或多层）红细胞下沉的高度为h1；显微镜摄像头b3拍摄到相同的（一个或多个或多层）模拟红细胞图像时，（一个或多个或多层）红细胞下沉的高度为h2。所述的模拟红细胞为比重较大的红色圆形片，利用红色圆形片在葡萄糖溶液中沉降模拟红细胞在血糖的沉降。
26.由于红细胞形状为双面凹的圆饼状，所以选取的模拟红细胞为中间凹陷的红色圆形片，且红色圆形片能够在葡萄糖溶液中自由下沉，通过摄像头拍摄到的模拟红细胞图像是一个中间凹陷的红色圆形片或者多个红色圆形片，以下提到的拍摄到模拟红细胞的图像均为一个红色圆形片或者多个红色圆形片。
27.以下的工作过程中，提到的模拟红细胞均为一个或多个或多层红色圆形片。
28.在显微镜摄像头相对方向的小玻璃管1外侧设置两个与显微镜摄像头a2、显微镜摄像头b3相对的led灯6，在小玻璃管1外侧四周设置冷光源6，避免由于小玻璃管1内的葡萄糖溶液浓度这一个变量变成葡萄糖溶液浓度、温度两个变量，使得试验结果出现错误，也就是说只有葡萄糖溶液浓度这一个变量，保证红细胞在不同浓度的葡萄糖溶液中沉降的对比结果的准确性。
29.红细胞捕捉子系统用于捕捉在相同条件下，模拟红细胞在不同浓度的葡萄糖溶液下降同一高度的图像；显微摄像子系统用于有无拍摄到模拟红细胞，由于葡萄糖溶液浓度相同，溶液温度与室内温度均相同，即数个模拟红细胞在相同条件下的同一浓度的葡萄糖溶液浓度中下沉速度相同，显微镜摄像头a2、显微镜摄像头b3第一次捕捉到模拟红细胞（有可能是多个模拟红细胞）图像的瞬间的时间的差值，即为红色圆形片在同一葡糖糖溶液中下沉的时间。
30.需要说明的是同一条件下，每个红色圆形片在同一葡萄糖溶液中下沉相同高度，所用的时间相同，因此不需要考虑同一浓度下的葡萄糖溶液中，显微镜摄像头a2、显微镜摄像头b3可能拍摄到的不是同一个红色圆形片，只需要记录显微镜摄像头a2、显微镜摄像头b3第一次瞬间捕捉到红细胞图像时的时间差即可。
31.红细胞投放系统用于将红色圆形片投放至小玻璃管1内，需要说明的是红色圆形片投放时，葡萄糖溶液同一水平面处充满红色圆形片（也就是葡萄糖溶液中一个平面处至少有一层红色圆形片，便于显微镜观察到红色圆形片），使显微镜摄像头能够在监视区域内准确捕捉到红色圆形片的图像，避免由于红色圆形片过少，在监视区域内无法捕捉到红色圆形片图像；同一浓度的葡萄糖溶液中，显微镜摄像头a2拍摄到的红色圆形片与显微镜摄像头b3拍摄的红色圆形片是同一个，也可能是同一平面内的两个相同的红色圆形片，无论拍摄到的是同一个或者不是同一个红色圆形片，由于每个红色圆形片在相同浓度的葡萄糖溶液中下降相同的高度，所用的时间相同，因此只需要记录显微镜摄像头a2拍摄到第一个
红色圆形片或多个红色圆形片图像的瞬间，以及显微镜摄像头b3拍摄到第一个红色圆形片的瞬间。
32.光源控制子系统用于为拍摄时补充光以及模拟红细胞在不同浓度葡萄糖溶液中沉降时提供相同的温度条件。
33.plc用于控制红细胞捕捉子系统的正常进行，监视单元包括监视器a、监视器b，监视器a用于监视显微镜摄像头a2捕捉的图像，监视器b用于监视显微镜摄像头b3捕捉的图像。
34.plc控制红细胞捕捉子系统中的显微摄像子系统、光源控制子系统、红细胞投放子系统，具体地，plc控制显微镜摄像头采集监控区域内的红细胞视频摄像，plc控制led灯6、冷光源9的正常运作。
35.本实用新型的工作过程如下：
36.启动整个系统中的plc，plc控制显微镜摄像头、led灯6、冷光源9工作，第一步，关闭出液管的阀门b，打开进液管的阀门a，从进液口4向小玻璃管1腔体内灌注浓度为3.9
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6.1毫摩尔每升的范围内任意一值的葡萄糖溶液，直至小玻璃管1腔体内的葡萄糖溶液高度高于显微镜摄像头a2的高度时，关闭阀门a；
37.从细胞投放口7向小玻璃管1内投放红细胞，红细胞投放后盖上盖子，当第一次投放的红色圆形片首次自然下沉至与显微镜摄像头a2同一高度的位置时，显微镜摄像头a2拍摄到模拟红细胞时，记录监视器a第一次出现的红色圆形片图像时的时间t1（需要说明是同一浓度葡萄糖溶液时，只需要记录显微镜摄像头a2第一次拍摄到红色圆形片图像的时间，第一次之后的数次红色圆形片图像出现的时间不需要记录，因为同一平面上的红色圆形片下沉相同的高度，所用的时间相同）；
38.当红色圆形片首次下降至与显微镜摄像头b3同一高度时，显微镜摄像头b3第一次捕捉到第一个红色圆形片，即监视器b第一次显示红色圆形片的图像的瞬间，记录此时的时间t2，t2与t1的时间差即为模拟红细胞在此次浓度的葡萄糖溶液中从高度h1下降到h2所需要的时间;
39.第二步，打开阀门b，小玻璃管1内部的葡萄糖溶液完全排出小玻璃管1，由于第一次投放的红色圆形片可能是多个红色圆形片，此时的第一个红色圆形片可能随着葡萄糖溶液完全排出，可能全部沉到了小玻璃管1的底部，也可能一部分排出小玻璃管1，另一部分沉到小玻璃管1的底部；
40.第三步，重复第一步的步骤，向小玻璃管1内缓慢注入浓度大于7.0毫摩尔每升的葡萄糖溶液后（避免将小玻璃管1底部残存的红色圆形片激起），静置一段时间后，向小玻璃管1内第二次投放红色圆形片，并记录此时监视器a上第一次出现红色圆形片的图像时间t3，记录此时监视器b上第一次出现红色圆形片的图像时的时间t4，t4与t3的时间差即为在此次浓度的葡萄糖溶液中，红色圆形片从高度h1下降到h2所需要的时间，需要说明的是监视器a上第一次出现红色圆形片并不是第一步；
41.比较得到的两个时间差，可得出不同浓度的葡萄糖溶液内，红色圆形片下沉相同高度的时间的对比，即模拟红细胞在不同浓度的葡萄糖溶液内沉降的对比，便于理解红细胞在糖尿病人、健康人的血糖中沉降的对比，也可以向小玻璃管1内注入多组不同浓度的葡萄糖溶液，进行模拟红细胞沉降实验，得到多组数据。
42.以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。