专利名称：快速多维特征向量血液分析仪探测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对血液样本的多种参数进行检测的探测装置。
现有的血液分析仪主要有两大类型，一种是Sequoia-Turner公司生产的CELL-DYN2000型为代表的“电阻法”;另一种是K.Preston，Jr首先提出并成功地用于CELLSCAN计划中的“使用显微镜载物片上的血涂片自动阅读方法”，但是这两种分析仪的探测装置都有缺点，用“电阻法”只用了一维特征向量即测量直径的方法，无法精确地对白细胞进行分类计数。由于淋巴细胞中的小淋巴细胞比其它粒细胞直径小，而有10%的大淋巴细胞的直径分布范围与其它粒细胞重合，所以无法精确区分。其它粒细胞如嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞等直径分布范围重迭，用电阻法更无法进行分类。其次用电阻法无法进行细胞形态异常的检查，对红细胞与白细胞必须要分两次制备样品。“使用显微镜载物片上的血涂片自动阅读方法”，它必须要人工制备血涂片，人工干预操作过程，并且要求在载物片的两维平面内自动寻找目标，要求摄像机的视野比较大，在图象处理系统中要处理的象素数较多，在自动寻找目标的过程中，由于焦点变化，因此要求能自动对焦，所以系统成本高、速度慢、人工干预多，很难实现自动化。
本发明的目的是制备一种成本低、操作简单、使用方便、全自动的快速多维特征向量血液分析仪探测装置。
本发明的探测装置，是由探测室、光电系统、接口电路组成。探测室内有一负压管和一采样管，它们中间通过一微孔相通，当负压管产生负压时，血样从采样管吸入，连续通过微孔进入负压管。至少有一根光电系统的光轴通过微孔，在一种或多种光谱下可测定通过微孔的血细胞的直径特征向量及其它特征向量，光电系统中的光敏元件产生的图象信息经接口电路进入图象处理系统，可进行形态学的检查。
采样管与负压管相通的腔内分别有二个电极，它们为外电极和内电极，当血液样品中的血细胞通过微孔时，可用电阻法细胞计数器原理测定其直径特征向量，可用光电、图象系统提取光密度特征向量、各种纹理特征向量、形状特征向量等。
采样管与负压管可以用导电材料制成，这样它们就可分别作为内、外电极使用。所用的导电材料可以是铂合金、不锈钢等。
本发明中光电系统的光源可用单色光，也可用普通的白炽灯，使探测在可见光波长内进行，如果条件允许的话，也可在紫外、红外范围，χ、γ射线也可作为探测光源。
在光电系统的光敏元件中，可以是单个的光敏元件，但是它只提取光密度的特征向量。用线阵CCD、面阵CCD或真空管电视摄像机则能提供多维特征向量，对血样本进行多种指标的检测。
由光敏元件得到的图象信息被存贮在先进先出的图象暂存队列，为了使在图象暂存队列内的连续图象帧向信息不失真，线阵CCD行缓冲器内的数据并行送入图象暂存队列时必须由进队控制器控制，其相当于电视机中的“行频”作用，而行频的频率又与和微孔中流速有关的变量传感器的电模拟量相关，传感器可以是反映负压压力P的大小，也可以是反映柱塞泵位移速度dL/dt的大小(L是柱塞泵的位移)。所以，进队控制器必须受与微孔中流速有关的变量传感器的控制，它是电压-频率转换电路。行频频率f与传感器的电模拟量的线性关系为f＝K1P或f＝K2dL/dt，K1或K2为固定一个系统的常数，它可以由电压一频率转换器中的比例调节电位器调整。微孔中血样本的流速也可以用超声血流量计或电磁血流量计等的原理直接测出微孔内血液样品的流速V。这样行频频率f与传感器的电模拟量的线性关系为f＝K3·V。通过微孔后的图象行向变形可以用常规光学方法或者图象处理手段进行恢复。K3为固定一个系统的常数。
本发明能对血液样本进行多种信息的检测。可以对血细胞进行精确的分类计数，定量测定及形态学检查。它不需要在两维平面内寻找目标，也不需要自动对焦，因此阵列光敏元件的数量可以减少，即使用线阵光敏元件也可得到清晰的两维图象，使系统结构和算法大为简单。这样不仅降低了成本，而且配合适当的图象处理系统，在不用人工干预的情况下可以对血样本进行实时处理，实现检测过程自动化。使用本发明的探测装置，只需一次制备样品，操作简便，使用方便。
本发明的探测装置配上图象处理系统能进行红细胞计数、血小板计数、白细胞计数、白细胞分类计数、血红蛋白测定、平均红细胞体积(MCV)的测定、平均红细胞血红蛋白含量(MCH)的测定、平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)的测定、细胞形态异常的检查等多项血液检测。
探测装置示意如图所示，
图1是探测室示意图，其中1是采样管，2是负压管，3是探测室，4是探测室中与负压管和采样管相通的微孔。
图2是整个装置的示意图，其中5是图象信息送入线阵CCD行缓冲器的电缆，6是线阵CCD摄象机，7是用肉眼观察探测室3微孔内被测目标情况的目镜，8是光学显微镜，9是物镜，10是聚光透镜组，11是孔径光栅，12是滤色片，13是视场光栅，14是聚光镜，15是光源，22是接口电路。
图3是接口电路方框图，其中16是线阵CCD行缓冲器，17是图象暂存队列，18是图象处理系统，19是仲裁电路，20是进队控制器，21是传感器。
实施例用光学玻璃制成一长方形探测室，在探测室正中打一微孔，其直径φ＝80μ，微孔的二端分别与采样管和负压管相通，采样管和负压管用铂合金制成，用粘结剂与探测室胶合。在光电系统中，用普通白炽灯为光源，调节光路使其通过聚光镜、视场光栅、孔径光栅、聚光透镜组。在视场光栅与孔径光栅之间放入波长为540nm的滤光片，可用于对红细胞血红蛋白含量及分布进行定量的分检。显微光学摄像系统由物镜、光学显微镜、线阵CCD摄像机组成。线阵CCD线阵方向在CCD摄像机的焦平面内并与微孔的轴向垂直。在接口电路中，图象信息被存贮在先进先出的图象暂存队列内，图象暂存队列对于线阵CCD行缓冲器与图象处理系统都是“透明的”，当线阵CCD行缓冲器与图象处理系统同时提出对图象暂存队列访问时，由仲裁电路决定由谁先进行访问。线阵CCD接受的图象信息由电缆送入线阵CCD行缓冲器内，为了使在图象暂存队列内的连续图象帧向信息不失真，线阵CCD行缓冲器内的数据并行送入图象暂存队列中必须由进队控制器控制，而进队控制器又必须受与微孔中流速有关的变量传感器控制，这样即可用线阵CCD得到清晰的两维图象，这样制成的探测装置配上图象处理系统，即可得到多维特征向量血液分析仪。
权利要求
1.一种用于血液分析仪的探测装置，由探测室、光电系统、接口电路组成，其特征在于探测量内有一负压管和一采样管，它们中间通过一微孔相通，至少有一根光电系统的光轴通过该微孔，由光敏元件产生的图象信息经接口电路进入图象处理系统。
2.根据权利要求1所述的血液分析仪的探测装置，其特征在于与采样管和负压管相通的腔内分别有外电极和内电极，通过这两个内、外电极，可以用电阻法测定通过微孔的血细胞直径的大小。
3.根据权利要求2所述的血液分析仪的探测装置，其特征在于采样管与负压管由导电材料制成，并分别兼作外电报和内电报。
4.根据权利要求1所述的血液分析仪的探测装置，其特征在于光电系统的光源采用可见光或不可见光。
5.根据权利要求1所述的血液分析仪的探测装置，其特征在于光电系统的光敏元件采用的是单个光敏元件，或线阵CCD，或面阵CCD，或真空管电视摄象机。
6.根据权利要求5所述的光敏元件，其特征在于采用线阵CCD后传感器的电模拟量与微孔内血样流速有关，进队控制器是电压一频率转换电路，它与传感器的电模拟量呈线性关系。
全文摘要
本发明是以多维特征向量对血液样本进行检测的探测装置。现有的“电阻法”血液分析仪只提供一维特征向量，而“使用显微镜载物片上的血涂片自动阅读方法”必须人工干预操作过程，而且速度慢，成本高。本发明采用了一特殊结构的探测室，用光电探测，图象信息经线阵CCD或其它光敏元件，接口电路中用一个与探测室微孔内血样本流速有关的变量传感器。该探测装置配上图象处理系统，即能制成成本低、速度快、操作方便的全自动化多维特征向量血液分析仪。
文档编号G01N33/49GK1044535SQ9010044
公开日1990年8月8日 申请日期1990年1月23日 优先权日1990年1月23日
发明者边隆祥 申请人:复旦大学