CN115015178A - 一种光学检测装置及血液分析仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光学检测装置及血液分析仪，属于医疗设备的技术领域，解决了现有的血液分析仪存在成本较高且易受环境影响的技术问题。一种光学检测装置，包括激光装置、流动室装置、前散收集装置、侧向聚焦透镜、二向色镜、侧向荧光收集装置和侧向散射收集装置；激光装置输出的激光在流动室装置上形成第一焦点，经由流动室装置后激光形成发射光，发射光包括小角度发射光和大角度发射光；小角度发射光到达前散收集装置，大角度发射光依次经过侧向聚焦透镜及二向色镜后分别到达侧向荧光收集装置和侧向散射收集装置；前散收集装置、侧向荧光收集装置侧向散射收集装置分别输出细胞体积检测数据、细胞内核酸含量检测数据和细胞表面复杂程度检测数据。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，尤其是涉及一种光学检测装置及血液分析仪。
背景技术
血液分析仪是医院临床检验应用上的重要检测仪器，为疾病的诊断和治疗提供了重要的数据参考。血液分析仪主要通过激光散射原理对血液中有形成分进行测量；其中，通过低角度散射进行细胞的体积的检测，90°散射进行细胞表面复杂程度的检测，90°荧光进行细胞内核酸含量的检测。
目前，市场上的血液分析仪普遍价格较为昂贵，小型诊所及小型医疗中心一般都难以负担其价格，无法满足小型诊所的使用需求。现有的血液分析仪主要由雪崩二极管（APD）或光电倍增管（PMT）等器件制成，雪崩二极管和光电倍增管不仅成本较高并且易受微弱环境光影响、环境温度变化对检测精度影响比较大。
因此，现有的血液分析仪存在成本较高且易受环境影响的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光学检测装置及血液分析仪，以缓解现有的光学检测装置存在成本较高且易受环境影响的技术问题。
第一方面，本发明提供的一种光学检测装置，包括激光装置、流动室装置、前散收集装置、侧向聚焦透镜、二向色镜、侧向荧光收集装置和侧向散射收集装置；
所述激光装置输出的激光在所述流动室装置上形成第一焦点，经由流动室装置后激光形成发射光，所述发射光包括小角度发射光和大角度发射光；
所述小角度发射光到达所述前散收集装置，大角度发射光依次经过所述侧向聚焦透镜及所述二向色镜后分别到达所述侧向荧光收集装置和所述侧向散射收集装置；
所述前散收集装置、侧向荧光收集装置侧向散射收集装置分别输出细胞体积检测数据、细胞内核酸含量检测数据和细胞表面复杂程度检测数据；
所述激光装置包括激光模组和柱面镜机构，所述激光模组输出激光后由柱面镜机构进行整形后射向所述流动室装置；
所述前散收集装置、侧向荧光收集装置和侧向散射收集装置的光电探测器均为光电二极管（PD）。
进一步的，所述前散收集装置包括：挡直光阑、第一光电二极管和第一信号处理板；
所述激光在挡直光阑处形成第二焦点，由所述挡直光阑进行阻挡；
小角度发射光经过所述挡直光阑后由所述第一光电二极管将所述小角度发射光的光信号转换为第一电信号，并由第一信号处理板对第一电信号进行信号处理，得到细胞体积检测数据。
进一步的，所述大角度发射光经过所述侧向聚焦透镜的聚焦到达所述二向色镜，所述二向色镜将大角度发射光分为第一路大角度发射光和第二路大角度发射光，所述第一路大角度发射光和第二路大角度发射光分别到达所述侧向荧光收集装置和所述侧向散射收集装置。
进一步的，所述侧向荧光收集装置包括：孔径光阑、长通滤光片、第二光电二极管和第二信号处理板；
所述第一路大角度发射光经过所述孔径光阑到达所述长通滤光片；
所述长通滤光片对所述第一路大角度发射光进行滤光；
经过所述长通滤光片后由所述第二光电二极管将第一路大角度发射光的光信号转换为第二电信号，并由第二信号处理板对第二电信号进行信号处理，得到细胞内核酸含量检测数据。
进一步的，所述侧向散射收集装置包括：孔径光阑、第三光电二极管和第三信号处理板；
所述第二路大角度发射光经过所述孔径光阑后，由所述第三光电二极管将第二路大角度发射光的光信号转换为第三电信号，并由第三信号处理板对第三电信号进行信号处理，得到细胞表面复杂程度检测数据。
进一步的，所述侧向聚焦透镜为非球面透镜。
进一步的，所述柱面镜机构为相互垂直设置的两块柱面镜。
进一步的，所述第一信号处理板、第二信号处理板和第三信号处理板为同型号的信号处理板。
第二方面，本发明还提供一种血液分析仪，包括第一方面所述的光学检测装置。
本发明提供一种光学检测装置，包括激光装置、流动室装置、前散收集装置、侧向聚焦透镜、二向色镜、侧向荧光收集装置和侧向散射收集装置；激光装置输出的激光在流动室装置上形成第一焦点，流动室装置提供血液细胞单个逐次通过整形后的激光区域，其中第一焦点形成在垂直于样本流的方向；经由流动室装置后激光形成发射光，所述发射光包括小角度发射光和大角度发射光；小角度发射光到达所述前散收集装置，大角度发射光依次经过侧向聚焦透镜及二向色镜后分别到达侧向荧光收集装置和侧向散射收集装置；前散收集装置、侧向荧光收集装置和侧向散射收集装置分别输出细胞体积检测数据、细胞内核酸含量检测数据和细胞表面复杂程度检测数据；前散收集装置包括激光模组和柱面镜机构，激光模组输出激光后由柱面镜机构进行整形后射向流动室装置；前散收集装置、侧向荧光收集装置和侧向散射收集装置的光电探测器均为光电二极管。
采用本发明提供的光学检测装置，在前散收集装置中采用激光模组和柱面镜机构，利用激光模组输出近准直的激光，并由柱面镜机构对激光进行整形，提供了满足激光输出要求的激光，使得激光模组替代了原有的激光二极管（LD）与非球面准直透镜相组合的方式进行激光输出，节省了非球面以准直透镜的部件的实用成本及透镜安装、调试的作业环节，从而降低了光学检测装置的生产成本。另外前散收集装置、侧向荧光收集装置和侧向散射收集装置的光电探测器均为光电二极管，利用光电二极管作为光电探测器，光电二极管的成本仅为雪崩二极管或光电倍增管的几十分之一到几百分之一，且光电二极管不易受环境温度及环境光影响，适用于多场景下的作业环境，无需高压电源即可工作，对信号处理板的适配要求也较低。因此利用光电二极管不仅大幅度降低了光电探测器的器件成本，并且也进一步降低了设置高压电源的成本及信号处理板的开发成本，从而有效解决了现有的光学检测装置成本较高且易受环境影响的技术问题。
相应地，本发明提供的一种血液分析仪也同样具有上述技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1为本发明实施例提供的光学检测装置的光路示意图；
图2为本发明实施例中的光学检测装置的俯视图。
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，下面将结合附图对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明实施例中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
目前，市场上的血液分析仪普遍价格较为昂贵，小型诊所及小型医疗中心一般都难以负担其价格，无法满足小型诊所的使用需求。现有的血液分析仪主要由雪崩二极管（APD）或光电倍增管（PMT）等器件制成，雪崩二极管和光电倍增管不仅成本较高并且易受微弱环境光影响、环境温度变化对检测精度影响比较大。
因此，现有的血液分析仪存在成本较高且易受环境影响的技术问题。
为解决以上问题，本发明实施例提供一种光学检测装置。
本发明实施例提供一种光学检测装置，如图1和图2所示，包括激光装置1、流动室装置2、前散收集装置3、侧向聚焦透镜4、二向色镜5、侧向荧光收集装置6和侧向散射收集装置7；激光装置1输出的激光在流动室装置2上形成第一焦点，流动室装置2提供血液细胞单个逐次通过整形后的激光区域，其中第一焦点形成在垂直于样本流的方向；经由流动室装置2后激光形成发射光，发射光包括小角度发射光和大角度发射光；小角度发射光到达前散收集装置3，大角度发射光依次经过侧向聚焦透镜4及二向色镜5后分别到达侧向荧光收集装置6和侧向散射收集装置7；前散收集装置3、侧向荧光收集装置6侧向散射收集装置7分别输出细胞体积检测数据、细胞内核酸含量检测数据和细胞表面复杂程度检测数据；激光装置1包括激光模组11和柱面镜机构12，激光模组11输出激光后由柱面镜机构12进行整形后射向流动室装置2；前散收集装置3、侧向荧光收集装置6和侧向散射收集装置7的光电探测器均为光电二极管。
采用本发明实施例提供的光学检测装置，在激光装置1中采用激光模组11和柱面镜机构12，利用激光模组11输出近准直的激光，并由柱面镜机构12对激光进行整形，提供了满足激光输出要求的激光，使得激光模组11替代了原有的激光二极管（LD）与非球面准直透镜相组合的方式进行激光输出，节省了非球面以准直透镜的部件的实用成本及透镜安装、调试的作业环节，从而降低了光学检测装置的生产成本。另外前散收集装置3、侧向荧光收集装置6和侧向散射收集装置7的光电探测器均为光电二极管，利用光电二极管作为光电探测器，光电二极管的成本仅为雪崩二极管或光电倍增管的几十分之一到几百分之一，且光电二极管不易受环境温度及环境光影响，适用于多场景下的作业环境，无需高压电源即可工作，对信号处理板的适配要求也较低。因此利用光电二极管不仅大幅度降低了光电探测器的器件成本，并且也进一步降低了设置高压电源的成本及信号处理板的开发成本，从而有效解决了现有的光学检测装置成本较高且易受环境影响的技术问题。
在一种可能的实施方式中，前散收集装置3包括：挡直光阑、第一光电二极管和第一信号处理板；激光在挡直光阑处形成第二焦点，由挡直光阑进行阻挡；第一光电二极管将小角度发射光的光信号转换为第一电信号，并由第一信号处理板对第一电信号进行信号处理，得到细胞体积检测数据。激光装置1输出的激光与流动室装置内的细胞相互作用后形成发射光，部分没有与细胞相互作用的激光（即漏掉的激光）由挡直光阑进行阻挡，避免漏掉的激光到达第一光电二极管处，干扰第一光电二极管对小角度发射光的信号采集。也就是前散收集装置3通过挡直光阑对漏掉的激光进行阻挡，并由第一光电二极管接收小角度发射光的光信号，将光信号转换为第一电信号后由第一信号处理板对第一电信号进行处理，从而得到细胞体积检测数据。利用设置第一光电二极管及第一信号处理板进行光信号处理，最大化降低了前散收集装置3的生产成本。
在一种可能的实施方式中，大角度发射光经过侧向聚焦透镜4的聚焦到达二向色镜5，二向色镜5将大角度发射光分为第一路大角度发射光和第二路大角度发射光，第一路大角度发射光和第二路大角度发射光分别到达侧向荧光收集装置6和侧向散射收集装置7。设置二向色镜5将大角度发射光分成第一路大角度发射光和第二路大角度发射光，也就是利用二向色镜5进行侧向荧光与侧向散射光（与激发光同波段）的区分，第一路大角度发射光即侧向荧光到达侧向荧光收集装置6，第二路大角度发射光即侧向散射光到达侧向散射收集装置7。
在一种可能的实施方式中，侧向荧光收集装置6包括：孔径光阑、长通滤光片、第二光电二极管和第二信号处理板；第一路大角度发射光经过孔径光阑到达长通滤光片；长通滤光片对第一路大角度发射光进行滤光；经过长通滤光片后由第二光电二极管将第一路大角度发射光的光信号转换为第二电信号，并由第二信号处理板对第二电信号进行信号处理，得到细胞内核酸含量检测数据。其中长通滤光片具有荧光可通过，其他光截止的作用，使得通过孔径光阑的第一路大角度发射光在长通滤光片的作用下，保留第一路大角度发射光中的荧光，并由第二光电二极管将第一路大角度发射光中的荧光信号转换为第二电信号，最终由第二信号处理板对第二电信号进行处理得到细胞内核酸含量检测数据，设置第二光电二极管及第二信号处理板，最大化降低了侧向荧光收集装置6的生产成本。
在一种可能的实施方式中，侧向散射收集装置7包括：孔径光阑、第三光电二极管和第三信号处理板；第二路大角度发射光经过孔径光阑后，由第三光电二极管将第二路大角度发射光的光信号转换为第三电信号，并由第三信号处理板对第三电信号进行信号处理，得到细胞表面复杂程度检测数据。侧向散射收集装置7通过孔径光阑和第三光电二极管接收第二路大角度发射光的光信号，并由第三信号处理板对第二路大角度发射光的电信号进行处理，从而得到细胞体积检测数据。利用第三光电二极管及第三信号处理板进行光信号处理，最大化降低了侧向散射收集装置7的生产成本。
在一种可能的实施方式中，侧向聚焦透镜4为非球面透镜，设置非球面透镜进行侧向荧光（即第一路大角度发射光）及侧向散射光（即第二路大角度发射光）的聚焦。
在一种可能的实施方式中，柱面镜机构12为相互垂直设置的两块柱面镜。设置相互垂直的两块柱面镜，对激光模组11输出的近准直的激光进行聚焦，使得激光在流动室装置2处垂直于样本流方向形成第一焦点。
在一种可能的实施方式中，第一信号处理板、第二信号处理板和第三信号处理板为同型号的信号处理板。由于前散收集装置3、侧向荧光收集装置6和侧向散射收集装置7的光电探测器均为光电二极管，因此可以将三个装置的信号处理板设置为同一型号的信号处理板，从而实现只对同一款信号处理板进行增益调节来满足前散、侧向、荧光三个通道信号采集处理，无需针对不同的光电探测器单独开发对应的控制板及信号处理板，进一步降低了光学检测装置的生产成本。
本发明实施例还提供一种血液分析仪，包括上述实施例提供的光学检测装置，采用此光学检测装置的血液分析仪具有成本较低、检测稳定性高的优势，满足了小型诊所及小型医疗中心的血液分析检测需求。
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。
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。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种光学检测装置，其特征在于，包括激光装置、流动室装置、前散收集装置、侧向聚焦透镜、二向色镜、侧向荧光收集装置和侧向散射收集装置；
所述激光装置输出的激光在所述流动室装置上形成第一焦点，经由流动室装置后激光形成发射光，所述发射光包括小角度发射光和大角度发射光；
所述小角度发射光到达所述前散收集装置，所述大角度发射光依次经过所述侧向聚焦透镜及所述二向色镜后分别到达所述侧向荧光收集装置和所述侧向散射收集装置；
所述前散收集装置、侧向荧光收集装置和侧向散射收集装置分别输出细胞体积检测数据、细胞内核酸含量检测数据和细胞表面复杂程度检测数据；
所述激光装置包括激光模组和柱面镜机构，所述激光模组输出激光后由柱面镜机构进行整形后射向所述流动室装置；
所述前散收集装置、侧向荧光收集装置和侧向散射收集装置的光电探测器均为光电二极管。
2.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述前散收集装置包括：挡直光阑、第一光电二极管和第一信号处理板；
所述激光在挡直光阑处形成第二焦点，由所述挡直光阑进行阻挡；
所述第一光电二极管将所述小角度发射光的光信号转换为第一电信号，并由第一信号处理板对第一电信号进行信号处理，得到细胞体积检测数据。
3.根据权利要求2所述的光学检测装置，其特征在于，所述大角度发射光经过所述侧向聚焦透镜的聚焦到达所述二向色镜，所述二向色镜将大角度发射光分为第一路大角度发射光和第二路大角度发射光，所述第一路大角度发射光和第二路大角度发射光分别到达所述侧向荧光收集装置和所述侧向散射收集装置。
4.根据权利要求3所述的光学检测装置，其特征在于，所述侧向荧光收集装置包括：孔径光阑、长通滤光片、第二光电二极管和第二信号处理板；
所述第一路大角度发射光经过所述孔径光阑到达所述长通滤光片；
所述长通滤光片对所述第一路大角度发射光进行滤光；
经过所述长通滤光片后由所述第二光电二极管将第一路大角度发射光的光信号转换为第二电信号，并由第二信号处理板对第二电信号进行信号处理，得到细胞内核酸含量检测数据。
5.根据权利要求4所述的光学检测装置，其特征在于，所述侧向散射收集装置包括：孔径光阑、第三光电二极管和第三信号处理板；
所述第二路大角度发射光经过所述孔径光阑后，由所述第三光电二极管将第二路大角度发射光的光信号转换为第三电信号，并由第三信号处理板对第三电信号进行信号处理，得到细胞表面复杂程度检测数据。
6.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述侧向聚焦透镜为非球面透镜。
7.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述柱面镜机构为相互垂直设置的两块柱面镜。
8.根据权利要求5所述的光学检测装置，其特征在于，所述第一信号处理板、第二信号处理板和第三信号处理板为同型号的信号处理板。
9.一种血液分析仪，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的光学检测装置。
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