论文摘要
目的：血液中各类血细胞含量是反映人体健康程度的重要参数。血液流经人体各个组织器官，其成分变化对于人体机能和组织功能的实现产生重大影响，而机体的病变也会影响血液各组分，因此，对人体血细胞进行分析具有重大意义。目前临床检验设备主要是基于湿化学方法，其设备普遍存在检验速度慢、体积大、需大量液体试剂的配合，现场应用受限等问题。本文研究目的是研究一种基于定量离心分层技术（干式化学法）的快速血液检测关键技术及装置，实现定量检测常规血细胞参数，使其适合现场条件、急诊情况或基层医疗单位使用。方法：首先，在研究总结了前人的研究成果基础上提出血细胞分析检测方法：离心、检测相分离的基于血液棕黄色层定量离心分层技术（QBC）的方法。为离心机设计可快速拆卸的专用离心盘，用来配合干式血液检测毛细管的离心，而在更换离心盘后，该离心机可用于常规的临床检验实验室用途，这样可以做到一机多用。该算法对传统检测方法进行了改进：首先，采用彩色线阵CCD结合自行设计的成像透镜对待测毛细管实现一次成像，大大提高检测精度与速度；其次，在用蓝光激发荧光照射时，使毛细管沿其轴向转动10个位置检测取平均值，减小了由于离心过程中各个界面分层不均带来的影响；最后，通过医学实验对系统的可靠性和可行性进行了检验分析。内容：本论文主要包括以下几个方面的研究工作：（1）进行了光路及CCD图像采集模块的研究。在光路及CCD图像采集模块中，采用LED冷光源增强了环境适应性；应用彩色线阵CCD不需额外的滤光片，在信号处理电路中采用相关双采样法及视频信号处理专用芯片AD9826，简化了系统的结构；应用CPLD可编程逻辑器件实现CCD驱动的时序，简化程序，提高应用性。（2）对图像采集后的信号处理算法进行了研究。该部分主要是确定各层分层的确切位置，在红光源照射下，确定全血体积、标定点及浮子位置；在蓝光源照射下，重点区分中间三层（白细胞和血小板层）的信息。中间三层的边界确定采用红色图和绿色图相互比照的方法。确定了算法规则及血常规参数的转化。（3）对系统毛细管进排样、检测控制模块进行了研究。设计了毛细管进排样的机械结构，中央处理单元采用DSP数字信号处理器，减少外围电路，进行了进排样精度及检测精度的实验，系统稳定性良好。（4）在研究的新型检测方法基础上，结合光路技术和电路技术等，构建了“基于定量离心分层技术的快速血液检测系统”。本文详细叙述了系统三个组成部分：光路检测结构、毛细管进排样结构及数据处理算法的实现。（5）设计并开展了一项医学实验，对系统的可靠性和可行性进行检验。在与QBC Autoread plus和Sysmex XT-1800i两类仪器的对比中，以红细胞压积（HCT）、血红蛋白（HGB）、粒细胞（GRAN）、淋巴细胞及单核细胞（LM）、白细胞（WBC）和血小板（PLT）为对比参数，相关系数分别为0.99、0.98、0.95、0.93、0.96、0.94和0.99、0.97、0.986、0.95、0.975、0.94，达到了令人满意的效果。结果：提出了基于干式化学法的快速血细胞检测方法，并在以数字信号处理器（DSP）为核心控制的系统中，结合光路检测技术、电路控制技术和数据处理技术，构建了“基于定量离心分层技术的快速血液检测系统”检验平台；制作完成实验样机一套，通过对大量样本的实验测试，验证了系统的可靠性和可行性。针对基于干式化学法的血液检测系统的毛细管进排样系统，申请发明专利一项。结论：本系统完全突破了传统的血液检测概念，实现了基于干式化学法的检测，相比湿式检测具有灵活、不需要液体试剂处理过程。本课题实现了现场条件下仪器携行性、抗震性好、检测结果快速准确的功能。一方面及时准确的检测结果为伤病员的抢救赢得了时间；另一方面，系统结构紧凑、运营成本低，同样适合基层医疗单位使用。“基于定量离心分层技术的快速血液检测系统”性能优良、使用方便，运用该系统可实现血细胞HCT、HGB、RBC、PLT、MCHC、GRAN、%GRAN、LM和%LM9个参数的定量测量，并具有自校准和报警提示、输出存储与打印等功能。在现场血液快速检测和基层急诊中有较广泛的应用价值，特别是在战时状态进行常规血细胞检测具有不可替代的价值。研究意义：1)样本无需制备，可迅速展收，适合现场快速检验；2)检测速度快，除去离心时间（5分钟），进样、检测时间≯60s，操作简便，无需复杂维护，携行性好；3)结构紧凑，体积小，环境适应性强，使用综合成本低。本研究特色及创新之处：1)离心、检测分离，除去离心的5分钟，每个样本检测时间在60秒内，大大提高检测速度，尤其提高多样本的检测速度（以20样本为例，本系统与QBCAutoread plus和QBC star相比，三者检测时间分别是25分钟、45分钟和120分钟）；2)双光源检测、毛细管轴向转动，高分辨率的彩色线阵CCD图像传感器一次成像，提高检测精度；3)冷光源LED功耗低、控制简单、寿命长，工作温度范围广，环境适应性、抗震动和抗干扰能力强；4)采用DSP作为核心控制器，实时、快速地实现各种数字信号的处理，软件方面把对两个电机的控制以任务的形式进行调度，提高了系统的反应速度；5)检测模块功能独立，结构大大简化，体积小，重量轻，携行性好，有效降低成本，提高可集成性，优于国内外的同类产品。
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标签：血液棕黄色层论文;