基于透射比浊法的自动化血小板聚集分析仪的设计与实现
发布时间：2020-04-19 12:33
【摘要】：血小板聚集功能是血小板的重要生理特性之一,是其参与止血和血栓形成过程的重要因素,能够很好地反映血小板的活化状态,在动脉粥样硬化血栓形成和发展中起着重要作用。目前临床上治疗动脉粥样硬化血栓病症,大多采用试药法,根据疗程结束后的血液样本实验室分析结果来判断药效,调整用药方案。但试药法的缺点是试剂成本比较高,效率低,而且研究发现对抗血小板药物产生抗药性的患者占人群5%～20%,这给临床规划用药带来了极大的风险。基于透射比浊法的自动化血小板聚集分析仪的提出在一定程度上解决了这些问题。它实现了加样、搅拌、温控、检测、清洗等全过程的自动化操作和多个通道同时检测多个样本、多个指标,仪器检测效率高、可靠性好。本文首先介绍了血小板聚集分析仪器的发展历程和现状;接着阐述了几种常见的检测分析方法以及它们各自的优缺点,确定并论证了透射比浊法作为本设计的血小板聚集分析方法;然后设计了一款基于透射比浊法的自动化血小板聚集分析仪;最后对系统各功能模块进行了测试,着重测试了光电检测系统的信号稳定性、可重复性和各通道的一致性,还通过与临床常用仪器的比对实验验证了血小板聚集分析仪的准确性。仪器的硬件设计采用STM32F103系列芯片作为主控器,在此基础上进行模块化设计,搭建了光电检测模块、恒温控制模块、自动化控制模块和信号处理模块等硬件部分。光电检测模块由光源控制电路、光电信号采集和转换电路、检测台三个部分组成,实现将光信号转换为电信号。恒温控制模块包括加热电路和温度实时检测电路,实现检测过程中温度的恒定。自动化控制模块分为自动加样、自动搅拌、自动清洗三个子模块,实现对试剂与样本的添加、混合物搅拌和反应杯与加样针的清洗等过程。仪器的软件设计包括上位机应用软件和各个模块的控制软件两大部分。上位机应用软件是基于Qt Creator环境和C++语言设计的,主要实现上位机与下位机的命令、数据交互,检测数据的进一步处理如聚集曲线的实时显示、血小板聚集终点的判定和最大聚集率的计算等。模块控制软件是基于Keil环境和C语言设计的,主要包含自动化模块控制程序、温度传感器控制程序、A/D转换控制程序和串口通信程序等。本文最后介绍了仪器设计和调试过程遇到的一些问题及其解决办法,指出了需要改进的一些地方。
【图文】：
（ａ）邋ＶｅｒｉｆｙＮｏｗ邋系统逦（ｂ）邋Ｃｈｒｏｎｏ－ｌｏｇ５９０＿４Ｄ邋系统逡逑图１．１基于电阻抗法和比浊法的血小板聚集分析仪逡逑美国海伦娜（Ｈｅｌｅｎａ）公司生产的ＡｇｇＲＡＭ四通道血小板聚集仪［１６］，其检测方逡逑法是比浊法，可对各种动物的血小板进行精确的诱导聚集分析，，如图１．２所示。逡逑该仪器是半自动操作，需人工对样品和诱聚剂分别进行加样、搅拌等过程，检测逡逑结果受人为因素影响较大。逡逑｜邋一邋二８ＢＢＢ逡逑＇邋ｒ＾ｎ逦—５１＾５逡逑图１．２Ｈｅｌｅｎａ－ＡｇｇＲＡＭ四通道血小板聚集仪逡逑Ｄａｄｅ－Ｂｅｈｒｉｎｇ公司推出的ＰＦＡ－１００／２００系统采用了微细管血流检测法进行血逡逑小板功能分析１１＇该仪器检测结果为血液堵塞微细管的时间，通过对时间的长短逡逑来分析血小板的聚集功能。该仪器无法定量的测定血小板聚集前后的数量，无法逡逑得到准确的血小板聚集率。如图１．３所示：逡逑＾邋ｆ邋W 逡逑Ｉ逡逑图邋１．邋３邋ＰＦＡ－１００／２００邋系统逡逑４逡逑
收缩纤维蛋白溶解、吸附。血小板正常处于静息状态，如果在某些生理或病理逡逑情况下，血小板在刺激物的诱导下被激活，发生如形变、成团聚集、释放细胞逡逑颗粒内容物的分泌等。如图２．１所示［２１］：逡逑ＩＥ常血／：、吱逦ｉｉ小咬S占危椋椋肌⒅ɑ罨龀桑椋樗ㄥ义贤迹玻毖“宀煌淖刺义希玻惭“寰奂治龅囊庖邋义希玻澹玻毖“寰奂礤义险Ｇ榭鱿拢“宕τ诰蚕⒆刺辉谀承┨厥獾纳砘虿±碜刺虏佩义媳患せ疃贾戮奂⑸Ｑ“寮せ钍侵冈谟盏技磷饔孟卵“宸⑸母髦直溴义匣缧翁У谋浠ㄋ驷缤乖才套幢湮斐龆喔鑫弊愕氖魍恍脱“澹㈠义希峰义
本文编号：2633304
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