一种通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法

本发明涉及血液分析，尤其是涉及一种通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法。

背景技术：

1、血液凝固过程中，纤维蛋白、血小板和血细胞形成三维交联的网状结构，在纤溶酶的作用下，纤维蛋白溶解。在这个过程中血液黏弹性会发生改变，通过检测血液黏弹性的变化来定性或定量分析凝血过程，可以帮助医生了解患者的凝血功能信息，做出准确的诊断和治疗。

2、单独的血液弹性和黏度参数所能够反映的凝血系统的信息并不完全相同，同时掌握凝血过程中的弹性和黏度信息有其必要性，但是现有的血栓弹力图仪不能同时测量旋转剪切条件下血液的黏度和弹性。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法，通过对测杯施加旋转振荡，获取测量元件被血液带动产生的旋转角度，从而计算出血液黏弹性变化，能够同时掌握凝血过程中的弹性和黏度信息并且检测过程无需通过扫频方式测量系统共振频率，减低了系统复杂度。

2、本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

3、一种通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法，包括以下步骤：

4、搭建测量系统：将被测血液样品注入测杯，测量元件的探针伸入测杯的血液样品中，对测杯施加旋转振荡，输入驱动角度为，获取测量元件被血液带动产生的旋转角度；

5、根据测量系统的力学模型得到力学方程：

6、 （1），

7、为测量元件的转动惯量，和分别为测量元件和血液粘性阻尼系数，和分别为测量元件和血液的刚度；

8、由于

9、（2），

10、（3），

11、（4），

12、为驱动角度的幅值，为测量元件旋转角度幅值，为幅值比，为相位角，将公式（2）、（3）（4）带入公式（1）得到：

13、 （5），

14、（6），

15、通过系统确定、和的数值；

16、获取多组和的数据，根据多组数据求解多组和值，并根据多组和值采用最小二乘法拟合求解和；

17、由于和与血液的剪切模量和动力黏度相关，因此和可以作为表征血液凝固过程中黏弹性变化的指标。

18、进一步地，通过系统确定的数值具体为：对测量系统进行三维建模，通过三维建模软件计算测量元件的转动惯量。

19、进一步地，通过系统确定和的数值具体为：使测量元件空载，对测量元件施加初始位移和初始速度，使测量元件做自由衰减振动，记录检测组件自由振荡信号，根据自由振荡信号的幅频特性曲线，计算和。

20、进一步地，初始位移为和初始速度为，振动方程为

21、（7），

22、解得 （8），

23、（9），

24、（10），

25、 （11），

26、式中，为衰减系数，为阻尼固有频率；为固有频率；

27、幅频特性曲线满足以下特征：当时，；当时,两根之间距离为，根据幅频特性曲线得到和的具体数值并计算值，将带入公式（9）计算出，将带入公式（11）计算出。

28、进一步地，所述通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法还包括校准步骤，所述校准步骤包括黏度校准，黏度校准具体为：

29、在空载条件下进行零点校准，消除空气阻力产生的系统误差，分别检测测量元件空载以及在两种不同黏度的液体中的旋转角度，通过最小二乘法拟合数据点确定校准直线方程，对黏度进行校准。

30、进一步地，两种不同黏度的液体黏度分别为20和50。

31、进一步地，校准公式为，其中分别为空载和两种黏度液体在所述测量系统与参考设备的测量值，最小二乘方式最佳拟合线方程为。

32、进一步地，所述通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法还包括校准步骤，所述校准步骤包括弹性校准，弹性校准具体为：

33、在空载条件下进行零点校准，消除空气阻力产生的系统误差，分别测量测量元件空载以及采用两种不同弹力的扭簧时的旋转角度，通过最小二乘法拟合数据点确定校准直线方程，对弹性进行校准。

34、进一步地，两种不同弹力的扭簧的刚度分别为10和20。

35、进一步地，校准公式为，其中分别为空载和采用两种弹簧在所述测量系统与参考设备的测量值，最小二乘方式最佳拟合线方程为。

36、相比现有技术，本发明一种通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法通过对测杯施加旋转振荡，获取测量元件被血液带动产生的旋转角度，根据测量系统的力学模型得到力学方程，从而计算出血液黏弹性变化，能够同时掌握凝血过程中的弹性和黏度信息并且检测过程无需通过扫频方式测量系统共振频率，减低了系统复杂度，其评价体系与血液弹力图仪兼容。

技术特征：

1.一种通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法，其特征在于：通过系统确定的数值具体为：对测量系统进行三维建模，通过三维建模软件计算测量元件的转动惯量。

3.根据权利要求1所述的通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法，其特征在于：通过系统确定和的数值具体为：使测量元件空载，对测量元件施加初始位移和初始速度，使测量元件做自由衰减振动，记录检测组件自由振荡信号，根据自由振荡信号的幅频特性曲线，计算和。

4.根据权利要求3所述的通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法，其特征在于：初始位移为和初始速度为，振动方程为

5.根据权利要求1所述的通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法，其特征在于：所述通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法还包括校准步骤，所述校准步骤包括黏度校准，黏度校准具体为：

6.根据权利要求5所述的通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法，其特征在于：两种不同黏度的液体黏度分别为20和50。

7.根据权利要求5所述的通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法，其特征在于：校准公式为，其中，分别为空载和两种黏度液体在所述测量系统与参考设备的测量值，最小二乘方式最佳拟合线方程为。

8.根据权利要求1所述的通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法，其特征在于：所述通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法还包括校准步骤，所述校准步骤包括弹性校准，弹性校准具体为：

9.根据权利要求8所述的通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法，其特征在于：两种不同弹力的扭簧的刚度分别为10和20。

10.根据权利要求8所述的通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法，其特征在于：校准公式为，其中分别为空载和采用两种弹簧在所述测量系统与参考设备的测量值，最小二乘方式最佳拟合线方程为。

技术总结
本发明公开了一种通过旋转振荡测量血液黏弹性的方法，属于血液分析技术领域，通过对测杯施加旋转振荡，获取测量元件被血液带动产生的旋转角度，根据测量系统的力学模型得到力学方程，从而计算出血液黏弹性变化，能够同时掌握凝血过程中的弹性和黏度信息并且检测过程无需通过扫频方式测量系统共振频率，减低了系统复杂度，其评价体系与血液弹力图仪兼容。

技术研发人员：王钟周,孙海旋,李俊坡,吴升鹏
受保护的技术使用者：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8