基于磁悬浮的体外凝血功能检测装置及其检测方法

摘要

基于磁悬浮的体外凝血功能检测装置及检测方法凝血功能检测技术领域，该装置包括：凝血功能检测单元、驱动控制单元、信号采集单元、磁悬浮单元和加热装置；所述驱动控制单元驱动和控制所述凝血功能检测单元；所述凝血功能检测单元检测在血液凝固中，血粘度和密度的变化规律，所述信号采集单元采集血粘度和密度的变化规律以及血液凝固的时间，把这些信息发送至上位机；所述磁悬浮单元使所述凝血功能检测单元处于磁悬浮的状态，所述加热装置为所述凝血功能检测单元的被测血液加热。凝血功能检测装置具有灵敏度高、可实时检测、体积小、成本低廉等特点。因此，本发明在生物工程及医学等领域具有广阔的应用前景。

说明书

技术领域

本发明属于凝血功能检测技术领域，具体涉及一种基于磁悬浮的体外凝血功能检测装置及其检测方法。

背景技术

近年来，随着心血管病人的增多，外科手术、重症监护室等科室对病人血凝聚快速评估，以及抗凝药物检测和药量调整等需求越来越大，因此，快速、微量、便捷的床旁快速检测凝血功能的检测方法成为研究热点。目前临床凝血检测项目以磁珠法、光学法、压电法等湿生化凝血检测为主。湿生化凝血检测一般是血液与液态试剂在反应容器之中进行的，检测项目只是几个主要单因子的测试，而凝血过程需要十几个凝血因子的共同作用，湿生化凝血检测方法不能直接反映血小板功能及凝血障碍，并且仪器大，不能便携。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于磁悬浮的体外凝血功能检测装置及其检测方法，解决了现有技术中仪器大，价格高和不可实时监测的问题

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

基于磁悬浮的体外凝血功能检测装置，该装置包括：凝血功能检测单元、驱动控制单元、信号采集单元、磁悬浮单元和加热装置；所述驱动控制单元驱动和控制所述凝血功能检测单元；所述凝血功能检测单元检测在血液凝固中，血粘度和密度的变化规律，所述信号采集单元采集血粘度和密度的变化规律以及血液凝固的时间，把这些信息发送至上位机；所述磁悬浮单元使所述凝血功能检测单元处于磁悬浮的状态，所述加热装置为所述凝血功能检测单元的被测血液加热。

优选的，所述凝血功能检测单元包括：一次性塑料探针套、机械探针和可伸缩式套筒；磁悬浮单元包括：传感器底座、左感应磁体、感应线圈、永磁体、上驱动磁体、右感应磁体、从动体、弹性支撑和下驱动磁体；所述一次性塑料探针套套在所述机械探针外部，所述一次性塑料探针套和机械探针的下底面在同一个水平线上，插入血液样品试杯内的液面下；所述血液样品试杯外包裹加热装置，所述一次性塑料探针套和机械探针的上端面设置在可伸缩式套筒，所述可伸缩式套筒与所述从动体为一体化结构；所述左感应磁体和右感应磁体分别相对设置在传感器底座内壁两侧，所述左感应磁体和右感应磁体形成的空间内所述感应线圈缠绕固定的永磁体；所述永磁体下方固定上驱动磁体；所述上驱动磁体与所述从动体之间设有一定的距离；所述左感应磁体和右感应磁体坐在所述弹性支撑上，所述弹性支撑为环形结构，内环与所述可伸缩式套筒相互配合；所述下驱动磁体设置在所述弹性支撑的下端面。

优选的，所述传感器底座分为传感器上底座和传感器下底座，通过螺钉固定。

优选的，所述一次性塑料探针套为高分子聚合材料制备。

优选的，所述从动体为金属圆片，通过环氧树脂胶粘连在可伸缩式套筒上。

优选的，所述弹性支撑的内环外侧与外环内侧通过支撑杆连接。

优选的，所述弹性支撑防止凝血功能检测单元发生共振。

优选的，该装置还包括：放大电路；所述放大电路设置在所述驱动控制单元和磁悬浮单元之间。

基于磁悬浮的体外凝血功能检测装置的检测方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：将参与试验的血液样品试杯分别标号，将一次性塑料探针套装于机械探针上，要求机械探针下端面至少低于血液样品液面；将血液样品试杯放置在加热装置中并接通电源；

步骤二：通过上位机将开始检测命令传输至驱动控制单元；驱动控制单元将信号传输给放大部分，正弦信号经放大电路部分放大后会使磁悬浮单元上下驱动磁体产生的磁场强弱不断发生规律性变化，使可伸缩式套筒做竖直方向的周期振动；随着血液样本中凝血酶和纤维蛋白的形成，机械探针的振动频率发生改变；信号采集单元将持续监测凝血功能检测单元的输出频率；

步骤三：待血液凝固过程完成后，由信号采集单元采集到的机械探针响应频率将达到动态平衡，完成凝血过程测试。

优选的，所述加热装置开启时温度在37℃左右。

本发明的有益效果是：本发明针对现有技术手段的不足，提供了一种基于磁悬浮的体外凝血功能检测装置及其检测方法，凝血功能检测装置具有灵敏度高、可实时检测、体积小、成本低廉等特点。因此，本发明专利在生物工程及医学等领域具有广阔的应用前景。

附图说明

图1本发明基于磁悬浮的体外凝血功能检测装置的信号传输示意图。

图2本发明凝血功能检测单元、磁悬浮单元和加热装置结构示意图。

图3本发明弹性支撑结构示意图。

图4本发明基于磁悬浮的体外凝血功能检测方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，基于磁悬浮的体外凝血功能检测装置，该装置包括：凝血功能检测单元、驱动控制单元、放大电路、信号采集单元、磁悬浮单元和加热装置2；所述驱动控制单元将驱动和控制的正弦信号发送至放大电路，所述放大电路将正弦信号放大并传送至所述凝血功能检测单元；所述凝血功能检测单元检测在血液凝固中，血粘度和密度的变化规律，所述信号采集单元采集血粘度和密度的变化规律以及血液凝固的时间，把这些信息发送至上位机；所述磁悬浮单元使所述凝血功能检测单元处于磁悬浮的状态，所述加热装置2为所述凝血功能检测单元的被测血液加热。

如图2所示，凝血功能检测单元包括：一次性塑料探针套3、机械探针4和可伸缩式套筒6；所述磁悬浮单元包括：传感器底座、左感应磁体9、感应线圈10、永磁体11、上驱动磁体12、右感应磁体13、从动体14、弹性支撑16和下驱动磁体17；所述一次性塑料探针套3套在所述机械探针4外部，所述一次性塑料探针套3和机械探针4的下底面在同一个水平线上，插入血液样品试杯5内的液面下；本实施例中，一次性塑料探针套3通过高分子聚合材料制备而成，可以不必每次检测时都更换，多次使用也可以。所述血液样品试杯5外包裹加热装置2，本实施例中，加热装置2的温度控制在37度左右。所述一次性塑料探针套3和机械探针4的上部设置在可伸缩式套筒6，所述可伸缩式套筒6与所述从动体14为一体化结构；本实施例中，所述从动体为金属圆片，通过环氧树脂胶粘连在可伸缩式套筒上。所述左感应磁体9和右感应磁体13分别相对设置在传感器底座内壁两侧，在所述左感应磁体9和右感应磁体13形成的空间内所述感应线圈10缠绕固定的永磁体11；所述永磁体11下方固定上驱动磁体12；所述上驱动磁体12与所述从动体14之间设有一定的距离；所述左感应磁体9和右感应磁体13坐在所述弹性支撑16上，所述弹性支撑16为环形结构，内环与所述可伸缩式套筒6相互配合；所述下驱动磁体17设置在所述弹性支撑16的下端面。通电时，感应线圈10通过切割左感应磁体9和右感应磁体14所产生的磁场来产生感应电流，使上驱动磁体12和下驱动磁体17间产生磁场，通过改变通电电流的大小，改变所述上驱动磁体12和下驱动磁体17之间的磁场，改变从动体14与所述上驱动磁体12之间的距离，从而使所述可伸缩式套筒6带动机械探针4在液面内上下往复的运动。如图3所示，所述弹性支撑16的内环外侧与外环内侧通过支撑杆连接，其中内环与所述可伸缩式套筒6之间设有内压圈18，为了保证机械探针4在正常工作时不会与凝血功能检测单元发生共振现象，并且在液面内上下往复运动时不会产生水平方向的位移。

本实施例中，所述传感器底座分为传感器上底座7和传感器下底座8，通过螺钉15固定。加热单元2的外面包裹装置外壳1，所述装置外壳1采用铝材料制备，保证了检测装置具有良好的抗电磁干扰能力。

如图4所示，基于磁悬浮的体外凝血功能检测装置的检测方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：将参与试验的血液样品试杯5分别标号，将一次性塑料探针套3装于机械探针4上，要求机械探针4下端面至少低于血液样品液面；将血液样品试杯5放置在加热装置2中并接通电源，将温度设置在37度左右；

步骤二：通过上位机将开始检测命令传输至驱动控制单元；驱动控制单元将信号传输给放大电路，正弦信号经放大电路部分放大后会使磁悬浮单元上下驱动磁体产生的磁场强弱不断发生规律性变化，改变从动体14与所述上驱动磁体12之间的距离，使与所述从动体14固定的可伸缩式套筒6做竖直方向的周期振动；随着血液样本中凝血酶和纤维蛋白的形成，机械探针4的振动频率发生改变；信号采集单元将持续监测凝血功能检测单元的输出频率；

步骤三：待血液凝固过程完成后，由信号采集单元采集到的机械探针4响应频率将达到动态平衡，发送至上位机，完成凝血过程测试。

步骤四：待检测完成后，将血液样本试杯5与一次性塑料探针3取出。清洗检测用具并晒干，关闭装置电源，收好装置。