CN111366714A - 一种血栓弹力测量装置及血栓弹力图获取方法 - Google Patents

Abstract

一种血栓弹力测量装置及血栓弹力图获取方法，涉及临床用检测分析技术领域。该血栓弹力测量装置包括微流控芯片，振动组件、检测组件和主控组件，微流控芯片具有储液池和与储液池连通的测试通道，测试通道具有依次连通的定量池和测试池，样本可加入至储液池内；振动组件与微流控芯片连接以驱动微流控芯片以在预设时长内以预设频率振动；检测组件用于对应多个预设时长，分别检测每个预设时长内测试池中样本在多个预设频率下的多个振幅；主控组件分别与振动组件、检测组件和微流控芯片电连接，用于分别控制振动组件的预设频率、接收并处理检测组件的检测信息，以输出样本随预设时长和预设频率变化的血栓弹力图。

Description

一种血栓弹力测量装置及血栓弹力图获取方法

技术领域

本发明涉及临床用检测分析技术领域，具体而言，涉及一种血栓弹力测量装置及血栓弹力图获取方法。

背景技术

人体血液从人体抽取后会激发血液中的凝血因子产生凝结和纤溶等一系列状态的变化。通过临床监测，正常和病态(心脑血管疾病)的人体血液在整个过程中血液的状态改变有着显著的差异。血栓弹力图仪作为一种血栓弹力测量装置，通过对样本凝血过程进行监控、测试、分析，得出的样本凝血参数信息，协助临床医师对临床病人凝血状况诊断提供客观的指导。

现有技术中，血栓弹力测量装置多采用粘度法，即根据血样凝固过程中粘度的变化来测量凝血功能。具体地，测试杯两侧有一组驱动装置使测试杯的测试杯体以固定频率左右旋动，血液凝固过程中纤维蛋白不断增多，血样粘稠度增加，测试杯的杯盖带动探针左右旋动以搅拌测试杯体中的血样，从而使得仪器通过检测探针的运动状态对血样进行检测。然而，这种血栓弹力测量装置在凝血检测过程中容易受到操作环境周围振动的影响，从而影响检量结果的稳定性和精确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种血栓弹力测量装置及血栓弹力图获取方法，其能够在一定程度上避免操作环境周围振动的影响，从而提高测量结果的稳定性和精确性。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明的一方面，提供一种血栓弹力测量装置，该血栓弹力测量装置包括微流控芯片，振动组件、检测组件以及主控组件，其中，所述微流控芯片具有储液池和与所述储液池连通的测试通道，所述测试通道具有依次连通的定量池和测试池，所述样本可加入至所述储液池内；振动组件与所述微流控芯片连接以驱动所述微流控芯片在预设时长内以预设频率振动；检测组件用于对应多个所述预设时长，分别检测每个所述预设时长内所述测试池中所述样本在多个所述预设频率下的多个振幅；主控组件分别与所述振动组件、所述检测组件以及所述微流控芯片电连接，用于分别控制所述振动组件的预设频率、接收并处理所述检测组件的检测信息，以输出所述样本随预设时长和频率变化的血栓弹力图。该血栓弹力测量装置能够在一定程度上避免操作环境周围振动的影响，从而提高测量结果的稳定性和精确性。

可选地，所述测试通道包括多组，每组所述测试通道分别设于所述微流控芯片中，且每组所述测试通道相互独立。

可选地，所述测试通道包括4组。

可选地，所述储液池与所述定量池之间连接有第一通路，所述第一通路上设有第一单向阀，以使所述样本从所述储液池自所述第一通路单向输出至所述定量池。

可选地，所述微流控芯片还包括混合池，所述混合池连通设置于所述定量池和所述测试池之间。

可选地，所述定量池与所述混合池之间还连接有第二通路，所述第二通路上设有第二单向阀，以使所述样本从所述定量池自所述第二通路单向输出至所述混合池。

可选地，所述测试池包括测试池本体，和分别设于所述测试池本体内的圆柱通孔和液体通道，其中，所述液体通道的一端和所述定量池连通、另一端和所述圆柱通孔连通。

可选地，所述检测组件包括分别设于所述测试池相对两端的光源和用于接收所述光源的光信号的光电传感器。

可选地，所述主控组件包括控制器、信号放大电路以及A/D转换器，所述控制器控制所述振动组件的预设频率、接收并处理所述检测组件的检测信息，并通过所述信号放大电路的滤波放大和所述A/D转换器的模数转换后以数字信号形式输出至显示终端。

本发明的另一方面，提供一种血栓弹力图获取方法，该血栓弹力图获取方法包括：

获取预设时长内振动组件的多个预设频率；

对应所述多个预设频率分别获取样本的振幅；

根据多个所述振幅对应获得共振频率；

根据所述共振频率计算样本的凝血参数；

以时间轴对相邻的两个所述预设时长得到的所述凝血参数连线，以绘制血栓弹力图。

本发明的有益效果包括：

本申请提供的血栓弹力测量装置，包括微流控芯片、振动组件、检测组件以及主控组件。其中，微流控芯片具有储液池和与储液池连通的测试通道，测试通道具有依次连通的定量池和测试池，样本可加入至储液池内；振动组件与微流控芯片连接以驱动微流控芯片以预设频率振动；检测组件用于以预设时间段检测测试池中样本的振幅；主控组件分别与振动组件、检测组件以及微流控芯片电连接，用于分别控制振动组件的预设频率、接收并处理检测组件的检测信息，以输出样本随时间和频率变化的血栓弹力图。这样一来，通过振动组件可以对微流控芯片进行预设频率的振动，进而带动悬挂于微流控芯片测试池内的样本进行振动，通过不断变换预设频率可获取预设时间段下频率和振幅的变化情况，从而获取预设时间段对应的共振频率；同理，通过不断变换预设时间段可获取每一个预设时间段对应的共振频率。进而根据共振频率的变化获取样本血液粘弹性及其他凝血参数信息，根据该凝血参数信息以获取血栓弹力图并输出。本申请提供的血栓弹力测量装置，相比于现有技术外置且质量较轻的探针而言，在一定程度上能够避免操作环境周围振动的影响，从而提高血栓弹力测量装置测量结果的稳定性和精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的血栓弹力测量装置的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的血栓弹力测量装置的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的血栓弹力测量装置的结构示意图之三；

图4为本发明实施例提供的血栓弹力图获取方法的流程示意图。

图标：10-微流控芯片；11-储液池；12-第一通路；121-第一单向阀；13-定量池；14-第二通路；141-第二单向阀；15-混合池；17-测试池；171-圆柱通孔；21-振动台；22-振动源；23-驱动机构；31-光源；32-光电传感器；41-控制器；42-信号放大电路；43-A/D转换器；44-信号采集卡；50-显示终端；60-样本。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1，本实施例提供一种血栓弹力测量装置，该血栓弹力测量装置包括微流控芯片10、振动组件、检测组件以及主控组件。其中，微流控芯片10具有储液池11和与储液池11连通的测试通道，测试通道具有依次连通的定量池13和测试池17，样本60可加入至储液池11内；振动组件与微流控芯片10连接以驱动微流控芯片10在预设时长内以预设频率振动；检测组件用于对应多个预设时长，分别检测每个预设时长内测试池17中样本60在多个预设频率下的多个振幅；主控组件分别与振动组件、检测组件以及微流控芯片10电连接，用于分别控制振动组件的预设频率、接收并处理检测组件的检测信息，以输出样本60随预设时长和预设频率变化的血栓弹力图。

其中，微流控技术通过压力装置、机械装置、电路控制系统、甚至是光波、声波等多种装置可以驱动微升到皮升量级的连续液体或者离散液滴进行移动、融合、分裂等动作实现检验的目的。微流控芯片10在满足检出限要求范围内，可将分析样本60根据实验需求由连续流分割为分散流，从而避免了因连续流充满整个通道而造成的试剂浪费，其具有液体流动可控、消耗试样和试剂极少等特点。相比于现有技术的血栓弹力测量装置，本申请基于微流控芯片10进行血栓弹力测量装置可有效降低样本60和试剂的使用量，降低测试成本。

具体地，微流控芯片10包括有储液池11和与储液池11连通的测试通道，样本60可加入到储液池11内，示例地，可通过移液器将样本60加入到储液池11的入口处。

测试通道包括依次连通的定量池13和测试池17，其中，定量池13远离测试池17的一端与储液池11连通。由于定量池13的容积固定，因此通过储液池11进入到定量池13内的样本60，可在定量池13内完成定量选取，测试池17为血栓弹力测量装置的测量场所，从定量池13过来的样本60挤入至测量池内，并悬挂于测量池的容置腔内。

振动组件用于驱动该微流控芯片10在预设时长内以预设频率振动，从而通过检测组件对应多个预设时长，分别检测每个预设时长内测试池17中样本60在多个预设频率下的多个振幅。即，通过对振动组件在每一个预设时长内施加预设频率使得悬挂于测试池17上的样本60进行振动，进行频率扫描(即通过检测组件检测对应预设频率下的振幅，通过不断变换振动组件施加的预设频率，以获取多个预设频率下对应的振幅)，根据该频率扫描获取的振幅与频率的变化关系以获取该预设时长对应的共振频率；通过改变预设时长从而获取每一个预设时长对应的共振频率。

需要说明的是，样本60(在本实施例中为血液样本)的粘弹性变化相对来说比较缓慢，而频率扫描过程较快，因此在频率扫描的过程中，可近似认为样本60的粘弹性为定值。而血液样本的粘弹性与其共振频率具有相关性，血液的粘弹性发生变化，共振频率也会相应地发生变化。因此，本申请提供的实施例通过检测每一个预设时长下样本60每一个预设频率所对应的振幅情况，可实时获取每一个预设时长所对应的共振频率，从而通过计算分析得到样本60的凝血参数，进而根据凝血参数获取血栓弹力图曲线。

主控组件与振动组件电连接，用于控制振动组件的预设频率；主控组件与检测组件电连接，用于接收并处理检测组件的检测信息(即接收并处理预设频率对应的样本60的振幅)。进而主控组件根据预设频率及检测组件的检测信息进行计算分析以获取该样本60的血栓弹力图。

可选地，在本实施例中，血栓弹力测量装置还可以包括测量基体，微流控芯片10可对应设于该测量基体内，振动组件可与测量基体连接。

另外，需要说明的是，本申请采用微流控芯片10，在测量时，可以将试剂直接加入到微流控芯片10的储液池11处，在测试过程中，只需手动添加样本60，无需在测试过程中再添加试剂，样本60的处理及后期的混合均由设备自动完成，自动化程度较高。

综上所述，本申请提供的血栓弹力测量装置，包括微流控芯片10、振动组件、检测组件以及主控组件。其中，微流控芯片10具有储液池11和与储液池11连通的测试通道，测试通道具有依次连通的定量池13和测试池17，样本60可加入至储液池11内；振动组件与微流控芯片10连接以驱动微流控芯片10在预设时长内以预设频率振动；检测组件用于对应多个预设时长，分别检测每个预设时长内测试池17中样本60在多个预设频率下的多个振幅；主控组件分别与振动组件、检测组件以及微流控芯片10电连接，用于分别控制振动组件的预设频率、接收并处理检测组件的检测信息，以输出样本60随时间和预设频率变化的血栓弹力图。这样一来，通过振动组件可以对微流控芯片10在预设时长内进行预设频率的振动，进而带动悬挂于微流控芯片10测试池17内的样本60进行振动，通过不断变换该预设时长内的预设频率可获取该预设时长下预设频率和振幅的变化情况，从而获取该预设时长对应的共振频率；同理，通过不断变换预设时长可获取每一个预设时长对应的共振频率。进而根据共振频率的变化获取样本60血液粘弹性及其他凝血参数信息，根据该凝血参数信息以获取血栓弹力图。本申请提供的血栓弹力测量装置，相比于现有技术外置且质量较轻的探针而言，在一定程度上能够避免操作环境周围振动的影响，从而提高血栓弹力测量装置测量结果的稳定性和精确性。

测试通道包括多组，每组测试通道分别设于微流控芯片10中，且每组测试通道相互独立。这样一来，本申请采用一台血栓弹力测量装置，一块微流控芯片10，便可以同时进行多个项目的同时测量，历时较短，检测效率较高，极大地降低了用户的等待时间，提高用户体验。

示例地，测试通道可以为2组、3组、4组或者5组等。在本实施例中，该血栓弹力测量装置的测试通道采用4组。

可选地，请参考图2，储液池11与定量池13之间连接有第一通路12，第一通路12上设有第一单向阀121，以使样本60从储液池11自第一通路12单向输出至定量池13，以防止样本60回流。

微流控芯片10还包括混合池15，混合池15连通设置于定量池13和测试池17之间。这样一来，微流控芯片10测试通道内的样本60经由混合池15的混合后可以混合地更均匀，使得后续测量结果的稳定性和精确性更高。

可选地，为防止自定量池13流入混合池15的样本60回流，定量池13与混合池15之间还连接有第二通路14，第二通路14上设有第二单向阀141，以使样本60从定量池13自第二通路14单向输出至混合池15。

当然，在第二通路14上设置有第二单向阀141并非是对本申请的限制，在其他的实施例中，在第二通路14上还可以设置成双向可逆阀，采用双向可逆阀时，样本60可以在定量池13和混合池15之间来回混合，便于样本60和试剂的混合。具体地，定量池13和混合池15之间采用何种类型的阀组，可根据样本60和试剂的混合方式而定。

具体地，在本实施例中，测试池17包括测试池本体，和分别设于测试池本体内的圆柱通孔171和液体通道，其中，液体通道的一端和定量池13连通、另一端和圆柱通孔171连通。这样，从定量池13(当具有混合池15时则为混合池15)挤入至测试池17内的样本60可先进入液体通道，再经液体通道进入圆柱通孔171，样本60充满圆柱通孔171，并在其表面张力的作用下，部分悬挂且露出于圆柱通孔171之外，通过振动微流控芯片10可带动悬挂于测试池17上的样本60进行振动。

另外，在本实施例中，振动组件包括振动台21、振动源22以及驱动机构23，驱动机构23用于驱动振动源22振动，振动源22可带动振动台21振动，振动台21与微流控芯片10连接，可带动微流控芯片10振动。此外，振动源22通过驱动机构23及血栓弹力测量装置外部的加速度控制反馈等实现振动源22在运动过程中加速度的恒定。

进一步地，请参考图3，检测组件包括分别设于测试池17相对两端的光源31和用于接收光源31的光信号的光电传感器32。这样一来，光源31从测试池17的一端射入，受到样本60悬挂部分的阻挡，透射光及阴影均投射到光电传感器32靶面上，光电传感器32靶面检测亮度的变化。由于其亮度的变化与振动的幅度呈相关性，因此，通过亮度的变化可获取样本60的振幅变化。

在本实施例中，主控组件包括控制器41、信号放大电路42以及A/D转换器43，控制器41控制振动组件的预设频率、接收并处理检测组件的检测信息，并通过信号放大电路42的滤波放大和A/D转换器43的模数转换后以数字信号形式输出至显示终端50。

或者，在其他的实施例中，主控组件可以包括控制器41和信号采集卡44，控制器41控制振动组件的预设频率、接收并处理检测组件的检测信息，并通过信号采集卡44的模数转换后以数字信号形式输出至显示终端50。示例地，显示终端50可以为显示器。

本申请的实施例还提供了一种血栓弹力图获取方法，该方法的执行主体可以是计算机、服务器、处理器、移动终端、可穿戴设备等可以进行数据处理的设备，本申请在此不作限定。

请参考图4，该方法包括：

S100、获取预设时长内振动组件的多个预设频率。

S200、对应多个预设频率分别获取样本的振幅。

振动组件在预设时长内(通常为数秒)以预设频率进行振动，即在该预设时长内每一个预设频率对应具有相应的振幅；在预设时间段下，通过不断改变预设频率获取对应预设频率的振幅，可以获取在该预设时长内的预设频率与振幅的响应曲线关系。

S300、根据多个振幅对应获得共振频率。

其中，当达到共振频率时，振幅达到最大。因此，根据预设时长内的预设频率与振幅的响应曲线，可得到该预设时长的共振频率。通过不断改变预设时长，可获取不同预设时长对应的共振频率。

S400、根据共振频率计算样本的凝血参数。

S500、以时间轴对相邻的两个预设时长得到的凝血参数连线，以绘制血栓弹力图。

由于振幅达到最大时，共振频率与样本(本实施例中为血液样本)的粘弹性呈正相关性，因此通过获取共振频率随预设时长的变化情况，可通过一定的计算分析获取与血液样本粘弹性相关的凝血参数信息，具体地，血栓弹力图主要考虑反应时间R、血块生成速率Angle、最大血凝块强度(即血液弹力)MA以及血凝块形成时间K四个参数。其中，反应时间R值、最大血凝块强度MA值是实验实测出的，血块生成速率Angle和血凝块形成时间K值则可以通过本申请的获取方法计算分析换算得出，得出这些相关凝血参数信息后，根据对应的凝血参数信息以时间轴对相邻的两个预设时长得到的凝血参数进行连线，可以绘制出该样本对应的血栓弹力图。

以上所述仅为本发明的可选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种血栓弹力测量装置，其特征在于，包括：

微流控芯片，所述微流控芯片具有储液池和与所述储液池连通的测试通道，所述测试通道具有依次连通的定量池和测试池，样本可加入至所述储液池内；

振动组件，与所述微流控芯片连接以驱动所述微流控芯片在预设时长内以预设频率振动；

检测组件，用于对应多个所述预设时长，分别检测每个所述预设时长内所述测试池中所述样本在多个所述预设频率下的多个振幅；以及

主控组件，分别与所述振动组件、所述检测组件以及所述微流控芯片电连接，用于分别控制所述振动组件的预设频率、接收并处理所述检测组件的检测信息，以输出所述样本随预设时长和预设频率变化的血栓弹力图。

2.根据权利要求1所述的血栓弹力测量装置，其特征在于，所述测试通道包括多组，每组所述测试通道分别设于所述微流控芯片中，且每组所述测试通道相互独立。

3.根据权利要求2所述的血栓弹力测量装置，其特征在于，所述测试通道包括4组。

4.根据权利要求1所述的血栓弹力测量装置，其特征在于，所述储液池与所述定量池之间连接有第一通路，所述第一通路上设有第一单向阀，以使所述样本从所述储液池自所述第一通路单向输出至所述定量池。

5.根据权利要求1所述的血栓弹力测量装置，其特征在于，所述微流控芯片还包括混合池，所述混合池连通设置于所述定量池和所述测试池之间。

6.根据权利要求5所述的血栓弹力测量装置，其特征在于，所述定量池与所述混合池之间还连接有第二通路，所述第二通路上设有第二单向阀，以使所述样本从所述定量池自所述第二通路单向输出至所述混合池。

7.根据权利要求1所述的血栓弹力测量装置，其特征在于，所述测试池包括测试池本体，和分别设于所述测试池本体内的圆柱通孔和液体通道，其中，所述液体通道的一端和所述定量池连通、另一端和所述圆柱通孔连通。

8.根据权利要求1所述的血栓弹力测量装置，其特征在于，所述检测组件包括分别设于所述测试池相对两端的光源和用于接收所述光源的光信号的光电传感器。

9.根据权利要求1所述的血栓弹力测量装置，其特征在于，所述主控组件包括控制器、信号放大电路以及A/D转换器，所述控制器控制所述振动组件的预设频率、接收并处理所述检测组件的检测信息，并通过所述信号放大电路的滤波放大和所述A/D转换器的模数转换后以数字信号形式输出至显示终端。

10.一种血栓弹力图获取方法，其特征在于，包括：

获取预设时长内振动组件的多个预设频率；

对应所述多个预设频率分别获取样本的振幅；

根据多个所述振幅对应获得共振频率；

根据所述共振频率计算样本的凝血参数；

以时间轴对相邻的两个所述预设时长得到的所述凝血参数连线，以绘制血栓弹力图。

Images