一种血沉测量装置的制作方法

1.本技术涉及生化测量技术领域，尤其涉及一种血沉测量装置。


背景技术：

2.在体内的血液中，因为血液的流动以及红细胞表面负电荷的相互排斥，红细胞呈分散悬浮状态。而离体的血液在静置时，红细胞会因重力作用而下沉。当处于病理状态时，血浆中蛋白的种类与含量会发生变化，将改变血液中电荷的平衡，使红细胞表面负电荷减少，进而使红细胞形成缗钱状而加快沉降。因此，可以通过检测红细胞在1小时内沉降的速率，即红细胞沉降率(erythrocytesedimentationrate,esr)，来辅助病症评估。
3.esr被认为是炎症的可靠反应因子，广泛应用于感染性疾病、结缔组织病、霍奇金病及癌症等的监控及治疗。基于透光率变化的esr测量，有效缩短检测时间，有极大的应用前景。
4.而现有技术中在对血液的红细胞沉降率进行测量时，一种是采用魏氏测量方法，但该方法面临测量时间长且用血量大的技术缺陷，另一种是通过相干光束照射到具有平坦表面的读取腔上，其中，该读取腔内承载有待测血液，但该方案因为使用相干光源，故存在衍射效应及回光反射，而这两种现象都会影响到对血沉的测量精度。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种血沉测量装置，用于提升对血液中红细胞沉降率的测试精度。
6.本技术实施例提供了一种血沉测量装置，包括：
7.包括光源、第一光学组件、检测管路和信号采集装置，所述光源、所述第一光学组件、所述检测管路和所述信号采集装置同轴设置，其特征在于，
8.所述光源，用于发射入射光束；
9.所述第一光学组件，设置于所述光源和所述检测管路之间，以用于限制所述入射光束的横截面积，提升所述入射光束横截面光强的均匀性，且使得限制后的光束横截面的直径不大于所述检测管路的内径；
10.所述检测管路，由允许所述入射光束透射的材料制成，用于承载待测血液，且所述检测管路的轴向垂直于所述入射光束的传播方向，以接收所述入射光束，使得所述入射光束透射所述检测管路后与所述待测血液相互作用；
11.所述信号采集装置，用于采集所述入射光束透射所述检测管路后的透射光信号，以对所述待测血液中的红细胞沉降率进行测量。
12.优选的，所述血沉测量装置还包括：第二光学组件；
13.所述第二光学组件设置于所述检测管路和所述信号采集装置之间，以对所述透射光信号进行滤波，以从透过所述检测管路后的透射光信号中筛选出与红细胞聚集度成线性关系的透射光信号，或筛选出满足预设角度的透射光信号。
14.优选的，所述第一光学组件为第一台阶孔，所述第一台阶孔具有第一小孔、第二小孔和第三小孔，所述光源容置于所述第一小孔内，所述光源、所述第一小孔、所述第二小孔和所述第三小孔同轴设置，且所述第一小孔、所述第二小孔和所述第三小孔的孔径依次减小，使得所述光源的入射光束依次经过所述第一小孔、所述第二小孔和所述第三小孔后，对所述入射光束的横截面积进行限制，以提升所述入射光束横截面光强的均匀性。
15.优选的，所述检测管路放置于容置腔内，所述容置腔与所述第一台阶孔设置于同一基体上，其中，所述第三小孔与所述容置腔贯通连接，且所述第一台阶孔的中心轴与所述容置腔横截面的中心点在同一直线上，以使得所述入射光束穿过所述第一小孔、所述第二小孔和所述第三小孔后照射所述检测管路。
16.优选的，所述第二光学组件为第二台阶孔，所述第二台阶孔包括第四小孔和第五小孔，所述第四小孔和所述第五小孔同轴设置，所述第四小孔和所述第五小孔的孔径依次增大，其中，所述第二台阶孔的中心轴和所述第一台阶孔的中心轴在同一直线上，使得所述透射光信号依次通过所述第四小孔和所述第五小孔后，对所述透射光信号进行滤波，以从透过所述检测管路后的透射光信号中筛选出与红细胞聚集度成线性关系的透射光信号，或筛选出满足预设角度的透射光信号。
17.优选的，所述第二光学组件为通孔结构，通孔内壁设置有螺纹，且通孔的中心轴与所述第一台阶孔的中心轴在同一直线上，以从透过所述检测管路后的透射光信号中筛选出与红细胞聚集度成线性关系的透射光信号，或筛选出满足预设角度的透射光信号。
18.优选的，所述第一台阶孔、所述容置腔和所述第二台阶孔设置于同一基体上。
19.优选的，所述第一台阶孔、所述容置腔和所述通孔结构设置于同一基体上。
20.优选的，所述第一台阶孔的第二小孔和第三小孔的内径设置在0.5mm至2.0mm之间，所述第二台阶孔的第四小孔和第五小孔的内径设置在0.5mm至2.0mm之间，所述第一台阶孔和所述第二台阶孔的孔内粗糙度分别为ra1.6。
21.优选的，所述第一台阶孔的第二小孔和第三小孔的内径设置在0.5mm至2.0mm之间，所述通孔的直径设置在0.5mm至2.0mm之间，所述第一台阶孔的孔内粗糙度为ra1.6。
22.优选的，所述第一台阶孔内和所述第二台阶孔内具有防反射涂层。
23.优选的，所述第一台阶孔内壁和通孔内壁都具有防反射涂层。
24.优选的，所述检测管路的直径为所述容置腔横截面径向尺寸的1.0至1.2倍。
25.优选的，所述第一光学组件还包括匀光片，所述匀光片设置于所述第三小孔和所述检测管路之间，以用于增加所述入射光束横截面光强的均匀性。
26.优选的，所述第一光学组件为导光管，所述导光管的横截面直径小于所述光源所发射光束的横截面直径，以对所述入射光束的横截面积进行限制，提升所述入射光束横截面光强的均匀性。
27.优选的，所述信号采集装置通过三轴固定装置进行固定，以使得通过调节所述三轴固定装置，对所述信号采集装置在空间中的位置进行调节。
28.本技术实施例中的血沉测量装置，包括光源、第一光学组件、检测管路和信号采集装置，所述光源、所述第一光学组件、所述检测管路和所述信号采集装置同轴设置，所述光源，用于发射入射光束；所述第一光学组件，设置于所述光源和所述检测管路之间，以用于限制所述入射光束的横截面积，提升所述入射光束横截面光强的均匀性，且使得限制后的
光束横截面的直径不大于所述检测管路的内径；所述检测管路，由允许所述入射光束透射的材料制成，用于承载待测血液，且所述检测管路的轴向垂直于所述入射光束的传播方向，以接收所述入射光束，使得所述入射光束透射所述检测管路后与所述待测血液相互作用；所述信号采集装置，用于采集所述入射光束透射所述检测管路后的透射光信号，以对所述待测血液中的红细胞沉降率进行测量。
29.因为本技术实施例中不存在相干光源，且测量装置结构简单，故一方面提升了测量的准确度，另一方面降低了测量装置的物质成本。
附图说明
30.图1为本技术实施例中血沉测量装置的一个结构示意图；
31.图2为本技术实施例中血沉测量装置的另一个结构示意图；
32.图3为本技术实施例中血沉测量装置的另一个结构示意图；
33.图4为本技术实施例中血沉测量装置中的干扰信号示意图。
34.附图标记如下：
35.光源10、第一光学组件20、检测管路30、信号采集装置40、第一台阶孔50、匀光片60、容置腔70、基体80、导光管90、第二台阶孔100、通孔110。
具体实施方式
36.本技术实施例提供了一种血沉测量装置，用于提升对待测血液中红细胞沉降率的测试精度。
37.下面通过具体实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本技术能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本技术相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本技术的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
38.另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
39.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
40.为方便理解，下面对本技术中的血沉测量装置进行详细描述，请参阅图1，本技术中的血沉测量装置包括同轴设置的光源10、第一光学组件20、检测管路30和信号采集装置40。
41.其中，光源10一般为led光源或激光光源，用于提供入射光束，使得入射光束照射检测管路中的待测血液样本，以对待测血液样本中的红细胞沉降率(血沉)进行测量，若光源10为led光源时，该led光源为单色性较好的红外光源，一般中心波长为950nm。
42.检测管路30由允许所述入射光束透射的材料制成，用于承载待测血液，且所述检测管路的轴向垂直于所述入射光束的传播方向，以接收所述入射光束，使得所述入射光束透射所述检测管路后与所述待测血液相互作用，实际场景中检测管路还可以连接有采样分配模块，其中，采样分配模块包括采集血液样本的采样装置和分样装置，采样装置包括采样针、动力装置，以及连接采样针、动力装置的采集管路，动力装置用于驱动采样针采集血液样本，分样装置将采集到的血液样本分配至不同的检测模块，如分配至血沉测量装置中的检测管路中。
43.第一光学组件20设置于光源10和检测管路30之间，用于限制入射光束的横截面积，使得限制后的光束横截面的直径不大于检测管路的内径，以提升限制后的入射光束横截面光强的均匀性。
44.信号采集装置40设置于检测管路之后，以对入射光束透射检测管路后的透射光信号进行采集，以对待测血液中的红细胞沉降率进行测量。实际应用中，信号采集装置可以为光电倍增管，或增强型的光电倍增管等。
45.本技术实施例中，因为不存在相干光源，故避免了相干光的衍射效应对测量精度的影响，且本技术实施例中的第一光学组件对入射光束的横截面积进行限制，使得限制后的光束横截面积的直径不大于检测管路的内径，从而一方面提升了限制后入射光束横截面光强的均匀性，另一方面避免了当限制后入射光束的直径大于等于检测管路时，使得直径大于等于检测管路的部分入射光不经过检测管路中的待测样本，而在检测管路中传播引起的干扰信号，故本技术实施例提升了对红细胞沉降率测量的精度，且本技术实施例中的血沉测量装置结构简单，也降低了血沉测量装置的物质成本。
46.基于图1所述的实施例，下面对第一光学组件20进行描述，请参阅图2至图3：
47.在图2中，第一光学组件20为第一台阶孔50，第一台阶孔50具有第一小孔、第二小孔和第三小孔，光源10容置于所述第一小孔内，光源10、第一小孔、第二小孔和第三小孔同轴设置，且第一小孔、第二小孔和第三小孔的孔径依次减小，使得光源10的入射光束依次经过第一小孔、第二小孔和第三小孔后，对所述入射光束的横截面积进行限制，以提升所述入射光束横截面光强的均匀性。
48.作为一种可选的实施例，第一台阶孔50中第二小孔和第三小孔的内径设置在0.5mm与2.0mm之间，优选的，第三小孔的内径为0.5mm，以更好的提升入射光束横截面光强的均匀性。
49.为了防止入射光束在第一台阶孔内出现反射而产生干扰信号，还可以对第一台阶孔的内壁做粗糙化处理，优选的，第一台阶孔内的粗糙度为ra1.6。
50.为了进一步减少第一台阶孔内的反射干扰，还可以进一步在第一台阶孔内涂防反射涂层，作为一种可选的实施例，可以是对第一台阶孔的内壁做消光发黑处理。
51.在图2中，当第一光学组件20为第一台阶孔50时，为了进一步增强限制后光束横截面光强的均匀性，还可以在第一台阶孔中第三小孔后增加匀光片60，以进一步提升入射光束横截面光强的均匀性。
52.除此以外，第一光学组件20还可以为图3中的导光管90，其中，导光管90的横截面积小于光源10所发射光束的横截面直径，也用于对入射光束的横截面积进行限制，从而一方面提升限制后入射光束横截面光强的均匀性，另一方面避免当入射光束的直径大于等于
检测管路时，使得直径大于等于检测管路的部分入射光不经过检测管路中的待测样本，而在检测管路中传播引起的干扰信号。
53.下面接着对图1中的检测管路和信号采集装置进行描述，请继续参阅图2至图3：
54.在图2实施例中，为了保证检测管路30始终与光源10及第一台阶孔50同轴设置，图2实施例将检测管路30放置于容置腔70内进行固定，从而保证了检测管路30在测量过程中位置的稳定性，而为了进一步保证在对检测管路30中的待测血液重复检测时，检测管路30在每次检测过程中位置的固定性和稳定性，图2实施例将容置腔70与第一台阶孔50设置于同一基体80上，其中，第一台阶孔50中的第三小孔与容置腔70贯通连接，且第一台阶孔50的中心轴与容置腔70横截面的中心点在同一直线上，以使得入射光束穿过第一台阶孔50后，照射到检测管路30上。
55.进一步，为了防止检测管路30在容置腔70内移动，而导致入射光束与检测管路不同轴，或者入射光照射在检测管路横截面的位置不固定，图2实施例中，将检测管路30的直径设置为容置腔70横截面径向尺寸的1.0至1.2倍，使得检测管路30可以和所述容置腔70过盈配合，从而使得检测管路30在容置腔70中不会晃动，保证了检测管路30在容置腔70中位置的稳定性。
56.图2实施例中，将第一台阶孔50和容置腔70设计为一体式结构，一方面保证了检测管路30与光轴的同轴设置，另一方面也保证了检测管路30在容置腔内位置的稳定性，避免了在每次测量过程中，都需要对检测管路30的位置进行调节的问题，一方面提升了对红细胞沉降率测量的效率，另一方面也简化了血沉测量装置的结构，降低了装配的难度。
57.需要说明的是，除了将容置腔70和第一台阶孔50设计为一体化结构以外，实际应用中，还可以通过三轴固定装置(图中未示出)对检测管路30进行固定，以对检测管路30在空间中的位置进行调节和固定，使得检测管路30在测量过程中，与光源10和第一台阶孔50同轴设置。
58.在测量红细胞沉降率的过程中，一般入射光束会与待测血液中的红细胞相互作用，而产生透过检测管路后的透射光信号，如果红细胞的聚集度越集中，则透射光信号越弱，反之透射光信号越强，故可以通过采集透射过检测管路后的透射光信号，以对待测血液中的红细胞沉降率进行测量。
59.图2及图3实施例中的信号采集装置40用于采集与红细胞聚集度相关的透射光信号，而实际测量中仅有满足预设角度的透射光信号的变化曲线与红细胞聚集度相关，而信号采集装置40接收到的光信号除了透射光信号以外，还存在着大量的由检测管路发出的杂散光及检测管路内壁的漫反射光，如图4中的s1，s2和s3，其中，s1，s2为曲线特异性极差的干扰光信号，s3为特异性较差的透射光信号，这两种信号均需要被过滤。
60.故图2和图3实施例中分别在检测管路30和信号采集装置40之间设置了第二光学组件，以用于对透射光信号进行滤波，以从透过检测管路后的透射光信号中筛选出与红细胞聚集度成线性关系的透射光信号，或筛选出满足预设角度的透射光信号，其中，该预设角度的透射光信号即为与红细胞聚集度成线性关系的透射光信号。
61.作为一种可选的实施例，第二光学组件可以为图2实施例中的第二台阶孔100，其中，该第二台阶孔100包括第四小孔和第五小孔，第四小孔和第五小孔同轴设置，第四小孔和第五小孔的孔径依次增大，第二台阶孔100的中心轴和第一台阶孔50的中心轴在同一直
线上，使得透射光信号依次通过第四小孔和第五小孔后，对所述透射光信号进行滤波，以从透过所述检测管路后的透射光信号中筛选出与红细胞聚集度成线性关系的透射光信号，或筛选出满足预设角度的透射光信号。
62.因为第二台阶孔100采用了先窄后宽的结构，故第二台阶孔100中的第四小孔可以有效地从空间上过滤掉部分无效测量光线，提高有效测量光信号的信噪比，而第五小孔的直径大于第四小孔，从而减少了有效测量光信号在第二台阶孔中的反射次数，增加了有效测量光信号的强度。
63.作为一种可选的实施例，第二台阶孔100中第四小孔和第五小孔的内径设置在0.5mm与2.0mm之间，优选的，第四小孔的内径为0.5mm，第五小孔的内径为1.5mm。
64.为了减少透射光束在第二台阶孔内的反射次数，还可以进一步对第二台阶孔100的内壁做粗糙化处理，并在第二台阶孔的内壁涂防反射涂层，优选的，第二台阶孔内的粗糙度为ra1.6，并对第二台阶孔的内壁做消光发黑处理。
65.作为另一种可选的实施例，第二光学组件还可以为图3中的通孔结构110，通孔110内壁设置有螺纹，且通孔110的中心轴与容置腔70横截面的中心点在同一直线上，以从透过所述检测管路后30的透射光信号中筛选出与红细胞聚集度成线性关系的透射光信号，或筛选出满足预设角度的透射光信号。
66.因为通孔结构110内壁设置有螺纹，故当透射光信号在通孔110内发生反射时，可以通过通孔内设置的螺纹将照射到螺纹上的透射光信号反射至偏离该透射光的方向，以避免对该透射光信号造成干扰。
67.进一步，为了减少透射光信号在通孔内的反射次数，还可以对通孔110的内壁做消光发黑处理。
68.作为一种可选的实施例，图3中通孔110的内径设置在0.5mm至2.0mm之间，一方面可以有效地从空间上过滤掉部分无效测量光线，提高有效测量光信号的信噪比，另一方面减少了有效测量光信号在通孔中的反射次数，增加了有效测量光信号的强度。
69.为了减少图2中第二台阶孔100与容置腔70及第一台阶孔50之间的装配难度，及图3中通孔110与容置腔70之间的装配难度，还可以进一步将第一台阶孔50、容置腔70和第二台阶孔100设置在同一基体上，或将容置腔70和通孔110设置在同一基体上，以进一步提升血沉测量装置结构的一体化程度，降低血沉测量装置装配的难度。
70.需要说明的是，图2中的第一光学组件20为第一台阶孔50、第二光学组件为第二台阶孔100，图3中的第一光学组件20为导光管90、第二光学组件为通孔110，而实际应用中，第一光学组件20中的第一台阶孔50和导光管90，与第二光学组件中的第二台阶孔100和通孔110之间可以随意组合，只要满足血沉测量装置中有一个第一光学组件和一个第二光学组件即可，此处对血沉测量装置中的第一光学组件和第二光学组件的具体形态不做限制。
71.最后，当信号采集装置40对穿过第二光学组件的透射光信号进行测量时，可以是先计算出与待测血液中红细胞沉降率成线性关系的透射光信号所满足的预设角度，以将信号采集装置设置在该预设角度范围内，以对该预设角度内的透射光信号进行探测。
72.或者，还可以是将信号采集装置40通过三轴固定装置(图中未示出)进行固定，并通过三轴固定装置对信号采集装置40在空间中的位置进行调节，以使得信号采集装置40探测到与红细胞成线性关系的透射光信号。
73.本技术实施例中，通过提前计算出与待测血液中红细胞沉降率成线性关系的透射光信号所满足的预设角度，或通过三轴固定装置对信号采集装置在空间中的位置进行调节，使得信号采集装置可以探测到与红细胞沉降率成线性关系的透射光信号，从而进一步提升了对待测血液中红细胞沉降率测量的准确性。
74.以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。