SA一7000全自動血流變儀檢測系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

林鄭春

（福建中醫(yī)藥大學附屬人民醫(yī)院設備科，福建 福州 350000）

1 研究背景

血液流變儀是醫(yī)學中一種常用的檢測儀器，其應用的理論基礎為血液流變，血液流變儀能夠根據(jù)患者的血液粘度為患者疾病診斷提供依據(jù)。在臨床中，多種疾病都能夠通過血液的各項指標進行判斷，從某種意義上來說疾病的發(fā)生與血液有著密不可分的關系。通過對患者的血液進行深入檢查，能夠對患者發(fā)生心腦血管疾病、惡性腫瘤等多種疾病的發(fā)病因素進行分析，從而能夠為患者疾病的臨床診斷提供重要依據(jù)。

在臨床中，多種疾病都能夠通過血液的各項指標進行判斷，從某種意義上來說疾病的發(fā)生與血液有著密不可分的關系。通過對患者的血液進行深入檢查，能夠對患者發(fā)生心腦血管疾病、惡性腫瘤等多種疾病的發(fā)病因素進行分析，從而能夠為患者疾病的臨床診斷提供重要依據(jù)。

SA-7000自動血流變測試儀采用國際先進的錐板式、毛細管式的雙測量方式，能準確的測量數(shù)據(jù)，現(xiàn)已被各地大、中型醫(yī)院廣泛采用。

2 血流變儀檢測原理

A-7000自動血流變測試儀最重要的零件為轉矩馬達，轉矩馬達具有低慣性的特點，能夠將受控力施加于被檢測的血液，驅動軸應始終保持在中心位置，主要是由于低阻力磁浮軸承作用的結果，能夠對檢測血液施加應力，錐板式為其測試頭，計算機是檢測過程的控制中心。

切變率可設置在1～200s-1之間，并可將其與粘度二維曲線的關系圖進行標記，并繪制成圖。牛頓粘性定理是其檢測的原理，即理想流體在層流條件下服從下列關系：

式中：γ為切變率，s-1；η為流體的粘度系數(shù)，Pa·s；τ為切應力，Pa。

如果流體的粘度系數(shù)η不隨切變率及相應的切變力變化，即維持一個常數(shù)，則該流體為牛頓流體。與此相反，如果液體的粘度與切變率有關，即在不同切變率下粘度為不同數(shù)值，則該液體為非牛頓流體。血液的粘度表現(xiàn)為低切變率下粘度相當高，隨切變率的上升粘度逐漸降低；當切變率高到一定程度（例如200s-1之上）之后，粘度逐漸達到一個較低的穩(wěn)定數(shù)值。

SA-7000自動血流變測試儀主要是通過椎板測試法和毛細管測試法來完成。其中椎板測試法是通過對病人全血粘度（包含高切粘度、中切粘度、低切粘度）的檢測。毛細管測試法是對病人血漿粘度的檢測。

3 血流變儀總體設計

SA-7000血流變儀主要由機械組件、電路部分、軟件部分三部分組成。其中機械組件包含：機芯、清洗桶、加樣臂、加樣針、蠕動泵、轉盤、毛細管、負壓罐、加樣架。電路部分包括：開關穩(wěn)壓電源、液位報警板、通訊板（USB轉接板)、椎板測試板、電機控制板、加樣臂轉接板、泵控制板、泵轉接板、毛細管測試板、溫度顯示板、電腦、打印機等組成，系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。

部分電路圖如圖2~4。

4 控制器程序設計

圖1 系統(tǒng)結構框圖

圖2 溫度控制電路設計

圖3 廢液檢測電

圖4 清洗液檢測電

SA-7000血流變儀控制器程序設計的內容主要包括：轉速檢測控制程序、步進電機控制程序、計算機的通信程序、溫度采集控制程序。血流變儀通電后電腦程序自動復位進入初始化狀態(tài)：對血流變儀硬件系統(tǒng)進行自檢。自檢完成后向計算機發(fā)送初始化完成的指令，計算機進入操作主界面等待。操作人員將待測血液樣品放入轉盤對應位置后，計算機應對患者的檢測數(shù)據(jù)進行詳細計算，計算完成后。方可開始檢測，并能夠將相關指令自動傳遞給各個控制系統(tǒng)。接到指令后，各個控制系統(tǒng)能夠根據(jù)指令進行分析，并完成相關指令操作，指令完成后能夠返回主界面等待再次下達的指令。

5 血流變儀標定

5.1 計算公式

計算公式如圖5。

5.2 儀器測試軟件標定

儀器測試軟件中具有標定功能。采用國家標準物質研究中心配制的標準粘度液。

（1）何時需要標定：①儀器安裝應符合相關標定的各項指標。②若儀器存在更換；計算機系統(tǒng)改動以及搬動等情況，需要對儀器進行重新標定。③儀器使用一段時間后，發(fā)現(xiàn)儀器測量數(shù)值有明顯偏差。

（2）零點標定：不能夠在測試液體中增加任何液體，并找到【標定界面】，同時，點擊按鈕“增加標樣”，將0的粘度值輸入其中，完成上述操作后，點擊“確定”，檢測完成后，將標定結構進行保存。

圖5 計算公式

（3）標準粘度液標定：①將0.8ml標準粘度液放入測試液中，并找到【標定界面】，同時，點擊按鈕“增加標樣”，能夠出現(xiàn)相應的對話框，在對話框中輸入相應的數(shù)據(jù)即可，輸入完成后單擊確定即可，隨后儀器能夠測試標準粘度液標定。②標定測試結束后，在切變率-粘度坐標中顯示綠色的標定曲線；③在“標樣列表”框中顯示出所有標定曲線對應粘度液的粘度、參數(shù)1及參數(shù)2。

（4）刪除標定曲線。①在“標樣列表”框中，用鼠標選中一組水平數(shù)據(jù)，此時數(shù)據(jù)被藍色色條覆蓋，對應切變率-粘度坐標中相應曲線變?yōu)辄S色，單擊“刪除標樣”按鈕，則此標定曲線在坐標中消失，“標樣列表”框中相應數(shù)字消失；②最少保留零點標定曲線、高粘度（27.0mPa·s左右）標定曲線及低粘度（7.0mPa·s左右）標定曲線各一條，以保證儀器正常測試。

（5）毛細管標定。在樣品盤1號孔內放入空試管并加入3ml蒸餾水，點擊“設置”菜單，選擇“毛細管標定”。然后點擊“重新標定”、“確定”。儀器將自動進行3次標定，標定結束后，點擊“接受”，最后點擊“是”，保存新的標定參數(shù)。

6 結語

血流變分析儀是測量流變學指標的主要方式。SA-7000全自動血流變分析儀的功能優(yōu)點：①能夠使非牛頓流體全血的表觀粘度自動檢測得以實驗。②通過制定血流變分析儀器能夠實現(xiàn)自動化，例如，取樣針的自動清洗等。③全自動血流變分析儀具有報警裝置，若存在清洗液不足、廢液桶滿的現(xiàn)象時能夠觸發(fā)報警裝置。④全自動血流變分析儀能夠實現(xiàn)自動校準，從而使檢驗結果得到保證。⑤全自動血流變分析儀具有檢測樣本少的優(yōu)勢，能夠降低反復采血給患者帶來的痛苦。⑥全自動血流變分析儀具有強大的數(shù)據(jù)庫，能夠使患者的疾病資料得以保存。