專利名稱：測定紅細胞變形性的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于血液的測試或分析領(lǐng)域，具體涉及一種測定紅細胞變形性的方法和裝置。
目前國際上測定紅細胞變形性的技術(shù)主要有以下幾種1.微吸管法，在恒定的負壓下測定微吸管所吸入紅細胞部分的長度，以此確定紅細胞的力學(xué)性質(zhì)和變形性能。由于該方法只對單個紅細胞進行測量，操作復(fù)雜、費時，不宜臨床推廣。
2.激光衍射法將血樣放入流動室內(nèi)，由于切向應(yīng)力引起紅細胞變形，測量變形期間透過激光強度和紅細胞的長度比來確定紅細胞的變形性。該方法只能測量群體紅細胞的變形性能，且儀器的造價非常昂貴。
3.過濾法在一定的溫度和壓強下，測量一定體積的紅細胞懸浮液通過濾膜所需的時間來確定紅細胞的變形性能。如日本專利昭63-168564公開了一種方法即對裝在內(nèi)容器內(nèi)的血液加一定的離心力，使紅血球通過細孔過濾器向外容器流出，由過濾前的紅血球數(shù)與過濾后的紅血球殘留量之比來確定紅血球的變形性。該方法的不足之處是只能測量紅細胞變形性的平均指數(shù)，測量值重復(fù)性差，少量不易變形的紅細胞或混雜的白細胞、聚集的血小板均可阻塞膜孔，影響測量結(jié)果。
總之迄今為止用以觀察紅細胞變形性的方法都不夠理想，有的測量結(jié)果不夠精確，重復(fù)性差，有的操作繁瑣、不切實用，并且除微吸管法外均只能給出群體紅細胞變形性的平均指數(shù)，不能給出單個紅細胞的變形性。
本發(fā)明目的是提供一種測量單個紅細胞變形性，并通過統(tǒng)計大量紅細胞而得到群體紅細胞變形分布的操作方便，可廣泛適用于臨床的方法和裝置。
正常的紅細胞具有高度的變形能力，能較快通過比其直徑小得多的微孔和毛細血管，即通過時間短。若因各種原因造成變形性減低，則較難通過上述小孔，即通過時間長。因此，測量紅細胞通過小孔的時間，便可得到單個紅細胞變形能力的大小。統(tǒng)計大量紅細胞，就能得到群體紅細胞硬度分布曲線，即變形譜。
根據(jù)上述原理，將紅細胞混懸于含電解質(zhì)的稀釋液中，在混懸液中置入一微孔膜，在膜的兩端浸入電極，兩電極通過微孔形成回路，當膜兩端存在壓差時，壓力大的一端的懸浮液流向另一端，每個紅細胞通過微孔時，由于電阻的變化使兩極間產(chǎn)生電壓變化。這樣，每通過一個紅細胞，電極兩端即產(chǎn)生一個寬度對應(yīng)于通過時間的脈沖。通過測量紅細胞通過小孔的時間即可得到單個紅細胞變形能力的大小，統(tǒng)計大量紅細胞就能得到群體紅細胞硬度分布曲線，即變形譜。
用上述方法測定紅細胞變形性的裝置之一可以是，在容器中裝入一探測器，在探測器上開一通孔，孔上設(shè)一微孔膜，在微孔膜的內(nèi)外側(cè)各置一電極與微孔膜平行，探測器上部與負壓系統(tǒng)相連接，電極與信號測量系統(tǒng)相連接。
負壓系統(tǒng)包括用管子與探測器相接的廢液瓶，與廢液瓶相接的緩沖器和通過閥門與緩沖器相接的氣泵。
信號測量系統(tǒng)包括與電極相接的測量單元，與測量單元相接的放大和整形單元，與放大和整形單元相接的脈寬-數(shù)字變換單元和通過接口與脈寬-數(shù)字變換單元相接的微處理機。
本發(fā)明的優(yōu)點是1.可以測量單個紅細胞變形性的精確數(shù)據(jù);
2.能夠統(tǒng)計群體紅細胞變形性的分布狀況，定量給出子群體分布情況;
3.由于采用核孔膜作為探測器，實驗條件基本上模擬體內(nèi)條件，能直觀地反映微循環(huán)狀態(tài);
4.全系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動測量，操作簡單，取血量少，設(shè)備造價低，便于臨床推廣應(yīng)用。
本發(fā)明有如下附圖

圖1裝置工作原理2測量單元電路方框3放大和整形單元電路方框4脈寬-數(shù)字變換單元電路方框5正常紅細胞變形譜6病變紅細胞變形譜圖。
實施例1用絕緣材料制作一容器作為探測器2，在容器壁上開一通孔，通孔上設(shè)一微孔膜3，微孔膜3的厚度為7至12μm，材料可以選用高分子聚合物薄膜，用重粒子照射后蝕刻形成孔徑為3至7μm的微孔膜，將探測器2置入一容器1內(nèi)，在微孔膜3的內(nèi)外側(cè)各置一電極4與微孔膜3平行，兩電極4通過微孔形成回路。探測器2上部與負壓系統(tǒng)11相連接。電極4與信號測量系統(tǒng)19相連接。
負壓系統(tǒng)11包括用管子6通過閥門5與探測器2上部相接的廢液瓶7，與廢液瓶7相接的緩沖器8和通過閥門5與緩沖器8相接的氣泵9。在負壓系統(tǒng)11中還可以加入一負壓控制器10，通過負壓控制器10自動測量系統(tǒng)內(nèi)的負壓值，并控制氣泵的啟動和停止，保持系統(tǒng)內(nèi)的負壓保持預(yù)置的恒壓。
信號測量系統(tǒng)19包括與電極4相接的測量單元12，與測量單元12相接的放大和整形單元13，與放大和整形單元相接的脈寬-數(shù)字變換單元14和通過接口15與脈寬-數(shù)字變換單元相接的微處理機16，微處理機16與外圍設(shè)備打印機17和圖形顯示器18相接。
測量單元12電路框圖見附圖2。圖中W1是穩(wěn)壓器，給信號測量系統(tǒng)提供工作電壓，HL是恒流源組件，工作電壓為0～40V，工作電流1μA～10mA任意調(diào)節(jié)，恒流源的穩(wěn)定性直接影響測量精度，電路中增加一個二極管和電阻實現(xiàn)零溫漂，確保測量準確，A1為跟隨器，起阻抗匹配作用，C為隔離電容，A2為第一級放大器，對脈沖電壓進行放大，放大倍數(shù)為5倍，放大后的脈沖由A點送往放大整形單元13。
放大整形單元13電路框圖見附圖3。圖中A3為10倍放大器，A4為可變增益放大器，其放大的脈沖送入比較器A6進行比較，當電壓高于閾電平時，比較器A6觸發(fā)，輸出高電平，輸入電壓低于閾電平時，又恢復(fù)低電平，這樣A6輸出一個代表脈沖寬度的方波信號。對于兩個或多個紅細胞同時進入微孔時，電路中測量到的脈沖要產(chǎn)生堆積現(xiàn)象，本電路中采用探測脈沖幅度的辦法消除堆積的影響。當脈沖發(fā)生堆積時，其輸出幅度比單個細胞產(chǎn)生的脈沖幅度要高，超過Vif電平，此時A5比較器觸發(fā)輸出一個方波，該方波對后面的電路產(chǎn)生禁止，不進行脈寬-數(shù)字變換，提高測量準確度。
脈寬-數(shù)字變換單元14電路框圖見附圖4。從放大整形單元13送入的脈寬信號F的前沿使觸發(fā)器23置1，打開計數(shù)器24計數(shù)，后沿一路觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器20，其
使觸發(fā)器23復(fù)位，計數(shù)停止，另一路經(jīng)反相器25反相后給觸發(fā)器26置位，其
由高向低跳變，產(chǎn)生中斷請求，并鎖存計數(shù)值，這是不出現(xiàn)堆積時的現(xiàn)象。當出現(xiàn)堆積時，由于禁止信號B總是落后于脈寬信號F，這樣禁止信號B到來時，觸發(fā)器22置位，其
復(fù)位計數(shù)器24和觸發(fā)器26，脈寬信號F的后沿到來時，觸發(fā)器22仍處于置位狀態(tài)，觸發(fā)器26處于復(fù)位狀態(tài)，不產(chǎn)生中斷請求，達到去堆積之目的。
微處理機16可以采用8031單片機，從接口15讀入數(shù)據(jù)后把它作為道地址進行多道加1，統(tǒng)計大量紅細胞的脈寬后由打印機17輸出分布圖和變形數(shù)據(jù)。
實施例2取血樣20μl，用電解液將其稀釋2000倍左右后放入容器1中，打開氣泵9，使探測器2內(nèi)維持3～12cm水柱的負壓，電極4間通一恒定電流，微孔膜3外的紅細胞懸浮液通過微孔流入廢液瓶7中，當每一個紅細胞通過微孔時，電極4兩端就產(chǎn)生一個寬度代表其變形性的脈沖，該脈沖經(jīng)過信號測量系統(tǒng)19處理后在屏幕18上適時顯示紅細胞變形性的時間譜，并由打印機17輸出子群體變形指數(shù)和群體紅細胞變形平均指數(shù)。
附圖5是正常紅細胞變形譜。實驗者女，26歲。實驗條件微孔膜的孔徑5μm，膜厚15μm，壓差4cm水柱。圖中橫座標為紅細胞通過微孔的時間，單位為毫秒，縱坐標為紅細胞數(shù)。
附圖6是病變紅細胞變形譜?；颊吣?，59歲，取血時病歷記載幽門梗阻，一個月后死于癌癥。實驗條件與上例相同。
權(quán)利要求
1.一種測定紅細胞變形性的方法，其特征在于將紅細胞混懸于含電解質(zhì)的稀釋液中，在混懸液中置入微孔膜，在膜的兩端浸入電極，兩電極通過微孔形成回路，當膜兩端存在壓差時，壓力大的一端的混懸液流向另一端，每個紅細胞通過微孔時，由于電阻的變化使兩電極間產(chǎn)生電壓變化，每通過一個紅細胞，電極兩端即產(chǎn)生一個寬度對應(yīng)于通過時間的脈沖，通過測量紅細胞通過小孔的時間即可得到單個紅細胞變形能力的大小，統(tǒng)計大量紅細胞就能得到群體紅細胞硬度分布曲線，即變形譜。
2.如權(quán)利要求1所述測定紅細胞變形性的方法，其特征在于所述的微孔膜采用核孔膜。
3.如權(quán)利要求2所述測定紅細胞變形性的方法，其特征在于所述的核孔膜的孔徑為3至7μm，膜厚為7至17μm。
4.如權(quán)利要求1所述的測定紅細胞變形性的方法，其特征在于所述的壓差為3至12cm水柱。
5.一種用權(quán)利要求1所述的方法測定紅細胞變形性的裝置，包括容器1，其特征在于容器1內(nèi)放置探測器2，探測器2上部與負壓系統(tǒng)11相連接，探測器2由絕緣材料制成內(nèi)空的容器，容器壁上開一通孔，通孔上設(shè)有微孔膜3，在微孔膜3的內(nèi)外側(cè)各置一電極4與微孔膜3平行，電極4與信號測量系統(tǒng)19相連接。
6.如權(quán)利要求5所述測定紅細胞變形性的裝置，其特征在于所述的負壓系統(tǒng)11包括用管子6與探測器2相接的廢液瓶7，與廢液瓶7相接的緩沖器8和通過閥門5與緩沖器8相接的氣泵9。
7.如權(quán)利要求5所述測定紅細胞變形性的裝置，其特征在于所述的信號測量系統(tǒng)19包括與電極4相接的測量單元12，與測量單元12相接的放大和整形單元13，與放大和整形單元相接的脈寬-數(shù)字變換單元14和通過接口15與脈寬-數(shù)字變換單元相接的微處理機16。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測定紅細胞變形性的方法和裝置。該方法利用微孔膜測量紅細胞通過微孔的時間來分析紅細胞的平均變形能力，群體變形能力和單個紅細胞的變形能力。該裝置的結(jié)構(gòu)為在一容器內(nèi)放置探測器，探測器由絕緣材料制成，在探測器壁上開一通孔，孔上設(shè)一微孔膜，在膜的內(nèi)外側(cè)各置一電極與微孔膜平行，電極與信號測量系統(tǒng)相接，探測器的上部與負壓系統(tǒng)相連接。
文檔編號G01N33/555GK1090644SQ9310011
公開日1994年8月10日 申請日期1993年2月6日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月6日
發(fā)明者何高魁, 黃小健, 陳寶流, 王玉蘭, 朱天成 申請人:中國原子能科學(xué)研究院