专利名称：血液粘度快速检测装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种医疗检测装置及其方法，尤其是涉及一种用于血液粘度检测的快速检测装置及其方法。
背景技术：
在医学领域，测量血液及其它生理液体的粘度是最新发展起来的诊断手段，特别对心血管疾病及癌、瘤等疑难病症的诊断应用比较广泛。但是，现有医用的检测血液粘度的仪器操作复杂且需要的采血良较大。
现有的血液粘度测量方法主要有毛细血管法、旋转法、落体法、振动法、平板法等。如传统的毛细血管重力法通过流体在垂直毛细管中的流动时间对比进行粘度的粗略对比测算，测算的粘度非常不精确，同时时间测定受人为影响较大，有很大的误差；而旋转测试法通过旋转摩擦流体进行测算，其切变率由其旋转的角速度缺点，因此只能在固定的切变率下进行多点的测试，测试时间长，同时由于旋转体本身各处具有摩擦力，以及空气气隙对测量元件有影响，测量精度会有一定的影响，另外旋转体本身在长期的使用过程中会不断磨损，会导致测试误差不断的增加。而就血液粘度测量的装置来说最简单的测量方法是毛细血管法，即Pinkevitch粘度计。例如中国专利号为98239308.3，发明名称为“智能型毛细管血液粘度计”的粘度计，它有一个玻璃竖管、与竖管下端口相连通有一个水平放置的玻璃毛细管，竖管及玻璃毛细管均置于恒温水浴箱中，位于玻璃毛细管下端有一个载重传感器，该传感器通过A/D采集卡向计算机传递信号，与玻璃竖管的入口相连通有塑胶管，与塑胶管相连通有进样管、测试管、吹干管。这种新型的血液粘度计自动化程度高，操作简便；但是，此种粘度计所用的毛细血管的内径一般为毫米量级，由于毛细管的内径粗，临床使用时对病人来说需要抽取大量的血液，一般所需血液在10ml以上，因此该仪器不适用医院临床适用，第二个不足是该仪器的实验温度是通过恒温水浴箱控制，如果测定温度的范围比较宽，恒温槽的造价高，体积大，也不适用医院临床适用。再如中国专利号为200510064206.1，发明名称为“一种实时检测人体血液粘度的测量仪”的血液测量装置，该测量仪包括压力源、输液管、微米管、透明毛细管、装有标定液体的标定液体容器、温控单元、数据测量及处理单元、显示�？�、控制单元；透明毛细管处于数据测量及处理单元内部，粘度测量采用相对测量法。该发明的实时检测人体血液粘度的测量仪具有能清除操作和读数误差，检测精度和自动化程度高等特点；但是，此种测量仪还需设置温控单元等，因此结构复杂，操作不够简便。
血液粘度系指在不同切变率下的表观粘度，因为血液是非牛顿流体，所以血液粘度对切变率有依赖性，既血液粘度是随切变率变化而变化，随切变率增高而降低，随切变率的降低而增高，所以，血液在各个不同切变率下所表现出来的粘度是不同的。国际血液学标准化委员会(ICSH)1986年在血液流变学血液粘度测定的指导意见中提出，理想的粘度仪测定应包括1-200S-1剪切范围。切变率的高与低虽然是相对的，但对于血液来说，高切变率可以选择200S-1，中切变率可选50S-1-30S-1，而低切变率测定最好能在1S-1附近进行。因为1S-1附近的血液粘度测定，有不容忽视的临床意义。在日常工作中，除非某种研究工作的需要，我们不可能对每一份标本都测定在各个切变率下的粘度值，一般只测几个具有代表性的粘度值，即测低切下全血粘度和高切下全血粘度和测中切下全血粘度。因为不同切变率下的血液粘度具有不同的流变学含义，高切变率下血液粘度主要反映红细胞的变形状况(此时一般无聚集)的血流粘度。中切变率状况下的血液粘度反映的是红细胞既已明显变形又无明显聚集状况下的血流粘度。低切变率下的血液粘度可以反映红细胞聚集条件下(此时无变形)的血流粘度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种快速、简捷、精确地实现血液粘度检测的血液粘度检测的快速检测装置及其方法。
本发明的技术方案如下设计的设计的血液粘度快速检测装置，其要点是包括进样品针、电磁阀、气压传感器和蠕动泵，其中进样品针上端与电磁阀的一端连接，该电磁阀的另一端经检测管与所述蠕动泵相连，在所述电磁阀和蠕动泵之间的检测管上设有气压传感器；所述检测管的管径大于所述进样品针的管径。
本发明是针对传统血液粘度检测装置结构复杂、检测数据部精确的基础上创造性地设计的，本发明中将被检测的血液样品装入样品试管等血液存储容器，关闭进样品针与检测管之间连接的电磁阀，使电磁阀两侧的进样品针与检测管隔离，从而使得检测管形成密闭管路；开启蠕动泵，将检测管内的空气排出，从而使得检测管内的气压小于大气压，此时通过气压传感器检测所述检测管内的气体压力，当检测管内的气压达到设定值时，停止蠕动泵；然后打开电磁阀，样品试管等血液存储容器内的血液样品在压力作用下进入进样品针，此时通过气压传感器检测血液样品进入进样品针过程中检测管内的气体压力变化数值，再将气压传感器的采样数据送给计算机，根据公式计算出血液样品的粘度，以上结构中设计检测管的管径远远大于所述进样品针的管径，如此，在计算过程中可忽略进样品针的体积，更加有利于血液粘度的检测，数据也更加精确。
在所述进样品针下方设有样品试管，所述进样品针下部伸入该样品试管内，并该进样品针下端靠近所述样品试管底部，以上结构能够根据方便血液粘度的测量。
为了使气压传感器与检测管的连接更加可靠，同时也便于更换，所述气压传感器经硅胶软管与所述检测管相连接。
血液粘度快速检测装置所采用的血液粘度快速检测方法，其特征在于包括以下步骤 a.将被检测的血液样品装入样品试管，在该样品试管内伸入进样品针，关闭进样品针与检测管之间连接的电磁阀，使电磁阀两侧的进样品针与检测管隔离，从而使得检测管形成密闭管路； b.开启检测管一端上设置的蠕动泵，将检测管内的空气排出，从而使得检测管内的气压小于大气压，通过气压传感器检测所述检测管内的气体压力，当检测管内的气压达到设定值时，停止蠕动泵； c.打开电磁阀，样品试管内的血液样品在压力作用下进入进样品针，此时通过气压传感器检测血液样品进入进样品针采样时间内检测管内的气体压力变化数值； d.根据采集到的气体压力变化数据，通过粘度公式计算出血液样品的粘度。
本发明是采用负压的方式对血液粘度进行检测，通过压力差将血液样品压入检测装置，此时可根据压力的减小对即压力的变化值对血液的粘度进行测量，整个过程时间短，温度基本恒定，而传统的检测方法需要随时对血液样品进行加热以保持温度的恒定，采用正压方式对血液样品进行检测，精确度低，本发明根据不同粘度的流体，流动速度和其粘度大小成反比的原理，因此粘度较大的流体，在流入进样品针的过程中，流速较慢，管路系统中气压增大的速度较慢；相反，粘度较小的流体，流入过程中流速较快，因此管路系统中空气压力增大的速度较快。将采集到的压力变化的数据，通过压力一粘度的数学模型进行计算，就可以测出流体的粘度。
步骤d中所述的粘度公式为η＝πR4P/8QL，本发明的粘度公式是这样的根据泊肃叶流体公式，在管道中流动的流体流量Q，管半径R，管长L，流体粘度η与管路两端压力差P之间的关系为 Q＝πR4P/8ηL 流动过程中流体的剪切率为 t＝4Q/πR3 所以在血液样品流入进样品针的过程中，采集出检测管中连续的压力变化情况，就可以动态的计算出在各切变率下流体的粘度。
推算说明 血液样品粘度公式为η＝πR4P/8QL 对应的切变率为t＝4Q/πR3 在血液样品流入进样品针的过程中，可以认为检测管为一个封闭的系统，通过压力与体积的计算公式 P1V1/T1＝P2V2/T2 在血液样品流入的过程中，时间非常的短，因此可以认为温度没有发生变化，即T1＝T2，因此上述公式可以简化为 P1V＝P2V2 检测管内压力的变化是由于血液样品流入管路，导致检测管内空气体积减少导致的，因此检测管体积在单位时间的变化即是流体在管路中的即时流量Q，管路内空气体积V的变化可以通过压力P的变化计算出，因此流体的即时流量Q可以通过压力的变化P计算出来 对检测过程中采集的压力变化进行微分计算，可以得到压力变化εP， 利用P1V＝P2V2公式和εP可以计算出体积的变化εV， 此体积的变化即是在当前微分时间下流体的即时流量Q， 通过采集到的压力以及计算出的即时流量Q，可以计算出待检测的流体在切变率t＝4Q/πR3时的粘度η＝πR4P/8QL。
步骤c中血液样品进入进样品针的采样时间为8～12秒，将该采样时间均分为50段，在每个分段点上连续采集压力值100次，将此压力值求平均值作为此采样时间点的采样数据，最后得到50个采样数据，然后根据这些数据值绘制出压力变化曲线，根据压力变化曲线绘制出压力变化的梯度值曲线，最后根据梯度值曲线计算出血液样品高中低切处的粘度值。
有益效果1、相比传统的采用正压力方式检测的血液粘度检测装置，本发明采用负压力方式检测，可以节省部分检测步骤，使检测时间更快；2、本发明相比传统检测装置，不需要将较多血液样品先吸入检测系统中再进行检测，如此血液样品用量的需求更少，节省了血液样品的用量；3、本发明采用先进的计算机技术进行检测，可以更精确的采集到气压的变化，使计算的粘度结果更加准确；4、本发明具有构思巧妙、结构简单、实施容易、可靠性好等特点。
图1是本实用新型的结构意图。
上述附图中各编号的意义是1.进样品针，2.电磁阀，3.气压传感器，4.蠕动泵，5.检测管，6.样品试管，7.硅胶软管。
具体实施例方式 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
请参见图1所示的血液粘度快速检测装置，由进样品针1、电磁阀2、气压传感器3、蠕动泵4、检测管5、样品试管6和硅胶软管7等构成，其中电磁阀2、气压传感器3、蠕动泵4均为传统结构，在此不作赘述，所述进样品针1上端与电磁阀2的一端连接，该电磁阀2的另一端经检测管5与所述蠕动泵4相连，所述检测管5为玻璃检测管，在所述电磁阀2和蠕动泵4之间的检测管5上设有气压传感器3；所述检测管5的管径大于所述进样品针1的管径。
图1中还可以看出在所述进样品针1下方设有样品试管6，所述进样品针1下部伸入该样品试管6内，并该进样品针1下端靠近所述样品试管6底部；所述气压传感器3经硅胶软管7与所述检测管5相连接。
实施例1血液粘度快速检测装置所采用的血液粘度快速检测方法， 设定进样针的管径为5cm与长度为0.05cm；检测管的管径为L30cm与长度为R0.25cm；检测过程的温度控制37±0.1℃ a.将被检测的血液样品装入样品试管6，在该样品试管6内伸入进样品针1，关闭进样品针1与检测管5之间连接的电磁阀2，使电磁阀2两侧的进样品针1与检测管5隔离，从而使得检测管5形成密闭管路； b.开启检测管5一端上设置的蠕动泵4，将检测管5内的空气排出，从而使得检测管5内的气压小于大气压，通过气压传感器3检测所述检测管5内的气体压力，当检测管5内的气压达到设定值时，停止蠕动泵4； c.打开电磁阀2，样品试管6内的血液样品在压力作用下进入进样品针1，此时通过气压传感器3检测血液样品进入进样品针1采样时间内检测管5内的气体压力变化数值，血液样品进入进样品针1的采样时间为8～12秒，将该采样时间均分为50段，在每个分段点上连续采集压力值100次，将此压力值求平均值作为此采样时间点的采样数据，最后得到50个采样数据，然后根据这些数据值绘制出压力变化曲线，根据压力变化曲线绘制出压力变化的梯度值曲线，最后根据梯度值曲线计算出血液样品高中低切处的粘度值，得到 d.根据采集到的气体压力变化数据，通过粘度公式η＝πR4P/8QL，计算出血液样品的粘度如下 实施例2设定进样针的管径为5cm与长度为0.05cm；检测管的管径为L30cm与长度为R0.25cm；检测过程的温度控制37±0.1℃ a.将被检测的血液样品装入样品试管6，在该样品试管6内伸入进样品针1，关闭进样品针1与检测管5之间连接的电磁阀2，使电磁阀2两侧的进样品针1与检测管5隔离，从而使得检测管5形成密闭管路； b.开启检测管5一端上设置的蠕动泵4，将检测管5内的空气排出，从而使得检测管5内的气压小于大气压，通过气压传感器3检测所述检测管5内的气体压力，当检测管5内的气压达到设定值时，停止蠕动泵4； c.打开电磁阀2，样品试管6内的血液样品在压力作用下进入进样品针1，此时通过气压传感器3检测血液样品进入进样品针1采样时间内检测管5内的气体压力变化数值，血液样品进入进样品针1的采样时间为8～12秒，将该采样时间均分为50段，在每个分段点上连续采集压力值100次，将此压力值求平均值作为此采样时间点的采样数据，最后得到50个采样数据，然后根据这些数据值绘制出压力变化曲线，根据压力变化曲线绘制出压力变化的梯度值曲线，最后根据梯度值曲线计算出血液样品高中低切处的粘度值，得到 根据粘度公式η＝πR4P/8QL从而得到 实施例3设定进样针的管径为5cm与长度为0.05cm；检测管的管径为L30cm与长度为R0.25cm；检测过程的温度控制37±0.1℃ a.将被检测的血液样品装入样品试管6，在该样品试管6内伸入进样品针1，关闭进样品针1与检测管5之间连接的电磁阀2，使电磁阀2两侧的进样品针1与检测管5隔离，从而使得检测管5形成密闭管路； b.开启检测管5一端上设置的蠕动泵4，将检测管5内的空气排出，从而使得检测管5内的气压小于大气压，通过气压传感器3检测所述检测管5内的气体压力，当检测管5内的气压达到设定值时，停止蠕动泵4； c.打开电磁阀2，样品试管6内的血液样品在压力作用下进入进样品针1，此时通过气压传感器3检测血液样品进入进样品针1采样时间内检测管5内的气体压力变化数值，血液样品进入进样品针1的采样时间为8～12秒，将该采样时间均分为50段，在每个分段点上连续采集压力值100次，将此压力值求平均值作为此采样时间点的采样数据，最后得到50个采样数据，然后根据这些数据值绘制出压力变化曲线，根据压力变化曲线绘制出压力变化的梯度值曲线，最后根据梯度值曲线计算出血液样品高中低切处的粘度值，得到 根据粘度公式η＝πR4P/8QL从而得到 由以上数据可以看出，计算出的血液样品粘度精确度高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种血液粘度快速检测装置，其特征在于包括进样品针(1)、电磁阀(2)、气压传感器(3)和蠕动泵(4)，其中进样品针(1)上端与电磁阀(2)的一端连接，该电磁阀(2)的另一端经检测管(5)与所述蠕动泵(4)相连，在所述电磁阀(2)和蠕动泵(4)之间的检测管(5)上设有气压传感器(3)；所述检测管(5)的管径大于所述进样品针(1)的管径。
2.根据权利要求1所述的血液粘度快速检测装置，其特征在于在所述进样品针(1)下方设有样品试管(6)，所述进样品针(1)下部伸入该样品试管(6)内，并该进样品针(1)下端靠近所述样品试管(6)底部。
3.根据权利要求1所述的血液粘度快速检测装置，其特征在于所述气压传感器(3)经硅胶软管(7)与所述检测管(5)相连接。
4.一种如权利要求1所述的血液粘度快速检测装置所采用的血液粘度快速检测方法，其特征在于包括以下步骤
a.将被检测的血液样品装入样品试管(6)，在该样品试管(6)内伸入进样品针(1)，关闭进样品针(1)与检测管(5)之间连接的电磁阀(2)，使电磁阀(2)两侧的进样品针(1)与检测管(5)隔离，从而使得检测管(5)形成密闭管路；
b.开启检测管(5)一端上设置的蠕动泵(4)，将检测管(5)内的空气排出，从而使得检测管(5)内的气压小于大气压，通过气压传感器(3)检测所述检测管(5)内的气体压力，当检测管(5)内的气压达到设定值时，停止蠕动泵(4)；
c.打开电磁阀(2)，样品试管(6)内的血液样品在压力作用下进入进样品针(1)，此时通过气压传感器(3)检测血液样品进入进样品针(1)采样时间内检测管(5)内的气体压力变化数值；
d.根据采集到的气体压力变化数据，通过粘度公式计算出血液样品的粘度。
5.根据权利要求4所述的血液粘度快速检测方法，其特征在于步骤d中所述的粘度公式为η＝πR4P/8QL。
6.根据权利要求4所述的血液粘度快速检测方法，其特征在于步骤c中血液样品进入进样品针(1)的采样时间为8～12秒，将该采样时间均分为50段，在每个分段点上连续采集压力值100次，将此压力值求平均值作为此采样时间点的采样数据。
全文摘要
本发明公开了一种血液粘度快速检测装置及其方法，其进样品针上端与电磁阀的一端连接，该电磁阀的另一端经检测管与所述蠕动泵相连，在所述电磁阀和蠕动泵之间的检测管上设有气压传感器；所述检测管的管径大于所述进样品针的管径；其方法采用负压的方式对血液样品粘度进行检测，根据不同粘度的流体，流动速度和其粘度大小成反比的原理，采集检测管内压力变化的数据，通过压力一粘度的数学模型进行计算，就可以测出流体的粘度。本发明具有测量精确度高、构思巧妙、结构简单、实施容易、可靠性好等特点。
文档编号G01N11/08GK101813599SQ20101015158
公开日2010年8月25日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者蔡泳 申请人:蔡泳
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
