LGRA全自動血液粘儀測試原理

LGRA全自動血液粘儀測試原理第1頁/共64頁概述早在1961年由Wells等人研制出來了回轉(zhuǎn)錐板式結(jié)構(gòu)的血液黏度分析儀器。我國70年代就開始血流變學的基礎(chǔ)研究，已有定型產(chǎn)品問世。20世紀80年代血流變學檢查應用于臨床實踐，并有許多家不同類型的儀器在各級醫(yī)院使用。

第2頁/共64頁血黏度分析儀結(jié)構(gòu)較簡單，各級醫(yī)療單位大多數(shù)是國產(chǎn)儀器；儀器價格比較便宜檢測時不需要試劑、消耗品小，操作簡單。國產(chǎn)血黏度儀器使用很普及，極大的促進了血黏度檢查在臨床方向的應用。

第3頁/共64頁血液流變學檢測的參數(shù)較多，涉及多種分析儀器，臨床上常用的有：血液黏度分析儀、

血凝分析儀器、

細胞變形分析儀、

血沉儀、

電泳儀、

紅細胞聚集分析儀器等。僅論述血液黏度分析儀器。

第4頁/共64頁血黏度分析儀的種類血黏度分析儀按其測量原理和構(gòu)件可分成四種：一、毛細管式；二、錐—板旋轉(zhuǎn)式；三、同軸圓筒旋轉(zhuǎn)式；四、電子—壓力傳感式。目前國內(nèi)的儀器主要采用前兩種結(jié)構(gòu)，即毛細管式和錐板式，所以僅分析這兩種結(jié)構(gòu)的儀器。

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毛細管黏度儀

毛細管黏度儀的測量部件是一根長型毛細管。不同黏度的流體流過相同的管道時所用的時間是不一樣的，流體的黏度愈大，所用的時間就愈大。儀器在一定切變率下測得血樣流過毛細管的時間推算出被測血樣品的黏度值。第6頁/共64頁毛細管黏度儀測量原理根據(jù)泊素葉（Poiseuiller）定律：如果控制相同的體積、壓差、管徑和管長、則流體的黏度與流過一定管長所用的時間成正比。即：Q=πr４/8η*△P/L（1）式中：Q為流體流量：即單位時間流過的液體體積；

r為毛細管半徑;L為毛細管長?！?/p>

P為毛細管兩端驅(qū)動流體流動的壓差。η為流體的黏度。第7頁/共64頁由于：流速V等于流量Q乘上時間t。即：流量Q=V/t（2）公式（1）可以寫成：V=πr4△Pt/8Lη（3）則有（3）公式可以求出流體黏度：η=πr4△Pt/8LV（4）第8頁/共64頁血黏度的公式在儀器制造好以后，毛細管的半徑r，長度L都為定值，壓差△P為已知值或可人為控制，流量Q可測量；則（4）式可寫成（5）式：

η=K△P/Q=K△Pt/V第9頁/共64頁K在給定毛細管與測試溫度下為常數(shù)，由（5）式可以看出：一定體積的液體；在衡定的壓力驅(qū)動下；通過一定管徑的毛細管所用的時間t；與該液體的黏度值η成正比。

第10頁/共64頁儀器的實際測定儀器實際測量時：分別讓生理鹽水和被測血樣通過毛細管；再分別測定生理鹽水流過毛細管所用的時間tW和血樣所用的時間tb由于水的黏度ηw是已知的,：在25℃時水的黏度ηw=1；

第11頁/共64頁被測血樣的黏度ηb可按下式得出:ηb=tb/tw*ηw(6_)

由(6)式可見,儀器的計時電路只要精確計時生理鹽水流過毛細管所用的時間tｗ和血樣流過的時間tｂ；由計算電路算出兩者的比例,就可簡單的算出被測血樣的黏度值ηb。

第12頁/共64頁特別說明需要說明的是泊素葉定律是：Poistwiller在1840年研究毛細管的液體做層狀流動而發(fā)現(xiàn)的定律；它適用于牛頓流體的一維定常流動。

第13頁/共64頁全血是非牛頓流體，在血管中的流動是脈動的非定常流動；毛細管黏度儀，測定近似牛頓流體的血漿黏度，其結(jié)果比較準確可靠。全血為非牛頓流體，其測定黏度值準確性會欠佳，現(xiàn)在許多儀器會在電路和計算方面給予校正。第14頁/共64頁毛細管黏度儀的基本結(jié)構(gòu)

這種類型的黏度儀可簡單分成全自動和半自動兩大類。全自動類儀器有樣品盤，多數(shù)儀器可以直接將原試管放入樣品盤上，樣品盤由步進電機帶動，在CPU控制下正反方向旋轉(zhuǎn)，配合采樣針協(xié)調(diào)動作，自動完成采取血樣的任務。

第15頁/共64頁血樣品的混勻全血樣品的混勻，儀器大多數(shù)是由采樣針，通過吮吸功能完成：采樣針具有吞吐混勻能力，由與采樣針相連的注射泵或蠕動泵等，在電路的控制下吸取一定量的全血樣品后，再由電路控制電機反轉(zhuǎn)、通過齒輪桿推動注射泵上行或是蠕動泵反轉(zhuǎn)、吐出吸入的血樣進入到原來的樣品管中。通過幾次吸吐將沉淀血細胞與血漿混勻，可確保全血黏度檢測精確，一般混勻的次數(shù)可通過儀器的操作程序由用戶自行決定。第16頁/共64頁采樣針每次完成采樣任務后，自動移到?jīng)_洗站位置，進行針內(nèi)、外壁清洗，再開始下一個血樣的采集。半自動類的儀器，沒有自動采樣功能，需要操作人員手工混勻全血樣品，再將待測樣品放在采樣針下方，按儀器進樣鍵，完成樣品采集任務。

第17頁/共64頁毛細管毛吸管黏度儀測量部件：長型毛細管和儲液池。根據(jù)泊素葉定律，要求測量毛細管必須具有直、長、圓的特點；管長與管徑之比通常應大于200，毛細管直徑要大于或等于1mm。

第18頁/共64頁管徑不能過細，否則毛細管中流動的可變形紅細胞向軸向集中的趨勢會明顯,測出的血液黏度偏低。第19頁/共64頁溫度由于黏度與溫度呈負相關(guān),故流體黏度測量時對溫度要求較高。測量毛細管和儲液池均安裝在有恒溫控制的測量室內(nèi)。為有效防止溫度的脈動，一般測量室內(nèi)裝有油或液體，內(nèi)置加熱元件，由控溫電路控制使其測量室內(nèi)的溫度始終維持在恒定的范圍內(nèi)，（37℃±0.5）

第20頁/共64頁儲液池在毛細管上端有儲液池。儀器通過泵將被測樣品吸入到儲液池中。測量時，再通過泵給被測血樣已知的切變壓力，分成高切、中切、低切。待測血樣流過毛細管，同時由光電檢測計時，得出流過一定管長所用的時間值。由計算電路計算出實測時間。得出被測血樣在高、中、低切變率下分別對應的黏度值。

第21頁/共64頁切變壓力值一般用壓力傳感器確定計算。臨床血流變學測定一般設(shè)定切變率為200S-1為高切、切變率10S-1以下為低切。

第22頁/共64頁全血高切黏度值反映紅細胞的變形性；全血低切黏度值反映紅細胞的聚集性。測量過程中，儀器的CPU單元會根據(jù)所測數(shù)值，自動作出黏度值—切變率曲線。電腦自動計算多種參考數(shù)值，顯示器顯示；由打印機，根據(jù)操作者的不同要求，打印報告單。第23頁/共64頁錐板式黏度計錐板式黏度計是旋轉(zhuǎn)式黏度計的一種；目前國內(nèi)血細胞黏度分析中：采用的最多的一種分析儀器：

錐板式黏度計第24頁/共64頁錐板式黏度計是：通過低慣性轉(zhuǎn)矩電機帶動與支撐軸連接的一定幾何學常數(shù)的圓錐旋轉(zhuǎn)；在圓錐與錐板之間加入被測液體；圓錐旋轉(zhuǎn)時對被測流體施加一個受控應力；在被測樣品所充滿的間隙中，各部分切變率一致。

第25頁/共64頁在測定血液黏度時：被測血樣處于預先設(shè)定的切變率下；做單純的定向流動；錐板式黏度計適合測量非牛頓流體的黏度；特別適合全血黏度的檢測。研究全血的凝固過程、黏彈性及紅細胞變形性、聚集性等。第26頁/共64頁錐板式黏度儀測量原理

錐板式黏度儀是：根據(jù)圓錐的幾何學常數(shù)；帶動圓錐旋轉(zhuǎn)的支撐軸扭轉(zhuǎn)常數(shù)為已知的應變力；計算出切變率與切應力，有兩者之比得到被測流體的實際黏度值為：

η=τ/y=3Mθ/2лr

（7）第27頁/共64頁上式中：τ為應變力：即作用于單位面積上的切向力；其單位為牛頓/米2。

y為切變率；即隨時間而變化的切應變值。單位為S-1。M為圓錐的轉(zhuǎn)矩；單位是達因/厘米2。θ為圓錐的傾斜角度；r為圓錐的半徑（厘米）。

為圓錐旋轉(zhuǎn)角速度；單位是弧度/秒。第28頁/共64頁儀器制造好以后，其圓錐的幾何數(shù)值半徑r、圓錐角θ為定值。在測量時，將被測血樣注入圓錐與錐板之間；電機驅(qū)動電路以已知的角速度使圓錐旋轉(zhuǎn)；圓錐旋轉(zhuǎn)給被測血樣一個切應力并使其產(chǎn)生分層流動；血樣黏度越大、圓錐旋速越慢，其受力也會越大。圓錐所受轉(zhuǎn)矩大小由其相連的測力傳感器檢測。

第29頁/共64頁儀器的計算電路通過（7）式計算出不同切變率下被測血樣的黏度值。單位為應力與時間的乘積，即毫帕.秒

，（

mPa*S）。

第30頁/共64頁錐板式黏度儀的基本構(gòu)造錐板式黏度儀也分成全自動和半自動兩類。全自動儀器可以自動完成檢測；根據(jù)儀器的大小和檢測速度的不同；儀器可有一個或多個進樣盤和采探針；多采用吞吐式樣品自動混勻技術(shù)，由操作者根據(jù)實際情況選擇混勻的次數(shù)。

第31頁/共64頁采樣完成后，自動進行采樣針的內(nèi)外清洗及吹干。半自動型儀器比較小、價格便宜。由操作者人工混勻血樣，送到儀器的采樣針下完成血樣的采集工作。

第32頁/共64頁錐板構(gòu)件錐板式血液黏度計測量部分的核心是：錐板構(gòu)件，材料一般為鋁合金，加工精細圓滑。驅(qū)動電機為低慣性調(diào)速電機；由控制電路為其提供不同的驅(qū)動電壓；驅(qū)動軸現(xiàn)一般都采用阻力極小的紅寶石軸承，有效降低圓錐旋轉(zhuǎn)時摩擦力。

第33頁/共64頁現(xiàn)在國際上已出現(xiàn)無摩擦支撐結(jié)構(gòu)的血液流變儀。采用的是航空航天導航系統(tǒng)技術(shù)；準確測量切變率1—200/S范圍內(nèi)的血黏度值。代表了血黏度分析儀的發(fā)展方向。

第34頁/共64頁傳感器在切變率測量方面：不同的廠家采用不同技術(shù)和傳感器；有的選用霍爾元件測速；通過伺服控制電機運轉(zhuǎn)準確。

第35頁/共64頁光柵裝置目前比較先進的切變率測量傳感器是：高精度光柵裝置。可以實現(xiàn)全部檢測過程的實時測量，做出的黏度—切變率曲線比較真實可靠；可以得出測量范圍內(nèi)多點切變率下的血黏度值。實現(xiàn)血液黏度測定的高準確性和高精密性。第36頁/共64頁溫度控制錐板式黏度儀的測量部分的溫度控制：多采用半導體恒溫元件。由機內(nèi)的恒溫電路檢測錐板的實際工作溫度；根據(jù)需要為半導體恒溫元件提供一定的電壓和電流。始終維持其溫度在37±0.5℃范圍內(nèi)。

第37頁/共64頁儀器的檢測電路在CPU控制下；可以測出多個切變率下的全血黏度和血漿黏度；并繪制黏度—切變率關(guān)系曲線。由打印機打印結(jié)果和曲線。黏度測量范圍一般在1-30毫帕.秒（mP.s），儀器外接電腦用于數(shù)據(jù)管理；對測定結(jié)果和計算結(jié)果進行分析；具有專家診斷系統(tǒng)。

第38頁/共64頁濟南美醫(yī)林電子儀器有限公司第39頁/共64頁MEN—C型全自動血液粘度動態(tài)分析儀技術(shù)指標及性能特點技術(shù)指標

切變率范圍：1/S-200/S

粘度范圍：0mpa.s-50mpa.s

檢測溫度：37℃+

0.5℃

重復性誤差：全血高切

≤3.0%

全血低切

≤5%

血漿

≤3.0%

全血測試時間：≤60個/小時

血漿測試時間：≤80個/小時

全血用量：0.5ml

血漿用量：0.5ml

第40頁/共64頁性能特點檢測原理：錐板式穩(wěn)態(tài)測量結(jié)構(gòu)保證各切邊率下連續(xù)檢測全血黏度；

混勻功能：全血樣品檢測采用新穎的層吸式混勻技術(shù)，實現(xiàn)快速混勻的同時保證了紅細胞不受破壞(也可以備選吞吐式混勻)；

先進的管路設(shè)計，減少機械故障的同時徹底避免撞針的問題；

與血沉、壓積儀聯(lián)機，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動傳輸，無需手工輸入；

第41頁/共64頁

液面探針功能：自動感應全血、血漿液位，無需手工提取血漿；

支持Lis和His系統(tǒng)：所有結(jié)果可通過LIS系統(tǒng)上傳，可遠程訪問血流變檢測相關(guān)數(shù)據(jù)及信息；

采用真空泵抽廢液，保證測量機構(gòu)，管路清潔，無清洗液殘留影響；可選擇非牛頓、牛頓流體質(zhì)控物，進行質(zhì)控測量、校準，還可打印質(zhì)控報表；一次性抗凝試管或塑料試管直接上機測量，全血黏度、血漿黏度、血沉、壓積等全部測量只需3ml樣本；

第42頁/共64頁

樣本隨到隨測，可任意更改樣本測量優(yōu)先順序；

自動定標:

開始初始化運行檢測程序，及時提示用戶測量機構(gòu)異常、需進行定標操作，使用國家標準物質(zhì)研究中心提供的標準粘度液進行定標；第43頁/共64頁樣品異常報警功能:測試過程中樣品異常(如凝塊、異物等影響)，設(shè)備自動報警提示；

設(shè)備自動清洗：開機或關(guān)機操作時，儀器自動進行清洗、浸泡等操作，保證管路的清潔；可備選清洗液、廢液、負壓檢測功能：實時檢測清洗液、廢液、負壓，及時報警提示用戶或暫停測量程序，保證樣本測量的準確性；第44頁/共64頁報告單自定義功能：能自定義報告單打印項目30項；同時具備多種報告單格式供擇；便捷的信息管理功能：病人信息單鍵盤快速輸入模式，應用快捷鍵的設(shè)置使得病人信息輸入更方便快捷，也可以備選掃描儀輸入病人信息。第45頁/共64頁血沉、壓積快捷鍵輸入：使用快捷鍵，即使沒有備選血沉壓積儀，也可以使用單鍵盤操作，連續(xù)、快速、準確地輸入數(shù)據(jù)；自動打印全中文報告單并繪制動態(tài)粘度曲線分析圖第46頁/共64頁SOUTH990BZ全自動血液粘度動態(tài)分析儀技術(shù)指標及性能特點技術(shù)指標

切變率范圍：1/S-200/S

粘度范圍：0mpa.s-50mpa.s

檢測溫度：37℃+

0.1℃

重復性誤差：全血高切

≤1.0%

全血低切

≤1.5%

血漿

≤1.0%

全血測試時間：≤60S/例

血漿測試時間:≤25S/例

全血恒定用量：≤1.0ml

血漿恒定用量:≤0.7ml

第47頁/共64頁重慶南方數(shù)控設(shè)備有限公司第48頁/共64頁性能特點

※檢測原理：MOTO壓力傳感技術(shù)實現(xiàn)樣品流動過程中切變率連續(xù)切變動態(tài)檢測；

※混勻功能：全血樣品檢測采用氣壓式無損混勻，不破壞紅細胞(也可選擇吸吐式混勻)；

※原試管檢測:40孔位轉(zhuǎn)盤原試管夾式設(shè)計，實現(xiàn)原試管直接上機檢測；

※自動定量：光敏技術(shù)實現(xiàn)樣品用量恒定定量檢測；

第49頁/共64頁※液面探針功能：血漿標本無需單獨分離；

※條碼識別功能：采用條碼掃描識別技術(shù)，病人信息可掃描錄入；

※內(nèi)核程控技術(shù)：設(shè)備內(nèi)核程控采用工業(yè)單片機時序控制技術(shù)，計算機完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析處理；

第50頁/共64頁※自動定標:

標準全血及血漿質(zhì)控物自動修正儀器測試參數(shù)，完成質(zhì)控校準；

※樣品異常報警功能:測試過程中樣品質(zhì)量(如溶血、血凝塊、異物等)異常，設(shè)備自動報警提示；

※管路污染檢測功能：可實現(xiàn)檢測系統(tǒng)清潔程度自動判別，永不堵孔；

第51頁/共64頁※設(shè)備自動清洗、報警功能：樣品檢測完畢后自動清洗檢測裝置及吸樣針內(nèi)外壁,清洗液存量完畢自動報警提示；

※設(shè)備故障自動診斷功能：硬件故障測試，氣路密封性、壓力采樣、管路清潔度等檢測；

第52頁/共64頁※聯(lián)網(wǎng)功能：增加網(wǎng)絡(luò)傳送端口,所有標本可通過LIS系統(tǒng)上傳,并遠程訪問血流變檢測相關(guān)數(shù)據(jù)及信息；

※配套功能：血沉壓積儀聯(lián)機，檢測數(shù)據(jù)直接導入；

第53頁/共64頁※報告單自定義功能：能自定義報告單打印項目30項；同時具備多種報告單格式供選擇；設(shè)備信息管理功能：自動打印全中文報告單并繪制動態(tài)粘度曲線分析圖，病人信息存儲、查詢、打印。主界面能即時顯示已檢測樣品數(shù)據(jù)；第54頁/共64頁

※檢測指標：能測試切變率200/S、150/S、60/S、30/S、10/S、5/S、3/S、1/S對應的全血粘度；能同步完成紅細胞壓積、纖維蛋白原、紅細胞電泳時間的測試；測試分析指標共計30項；

※PID智能溫度控制。第55頁/共64頁北京中勤世帝科學儀器有限公司是一家專業(yè)研發(fā)、制造醫(yī)療檢測儀器及診斷試劑的企業(yè)、世帝公司生產(chǎn)紅細胞變形/聚集儀、動態(tài)血沉/壓積測試儀;凝血因子機械分析技術(shù)的凝血檢測設(shè)備凝血四項全液體試劑;大型全自動生化儀第56頁/共64頁1.LG-R-80A全自動血液粘度儀

2.LG-R-80E全自動血液粘度儀

3.LG-R-80F全自動血液粘度儀

4.LG-R-80D全自動血液粘度儀

5.LG-R-80G全自動血液粘度儀

6.LG-R-80B血液粘度儀

7.LG-R-80C血液粘度

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