基于多波长合束光源的凝血检测装置及凝血检测方法与流程

1.本发明涉及一种凝血检测装置及凝血检测方法，具体涉及一种基于多波长合束光源的凝血检测装置及凝血检测方法，属于光学法凝血检测技术领域。


背景技术：

2.目前，凝血检测是血栓与止血临床筛查的主要指标，是对人体的凝血系统和纤溶系统进行检查的一种方法。通过凝血检测，就能够了解人体的凝血系统和纤溶系统是否存在问题。凝血检测对于找出问题的原因，并指导临床治疗，具有重要的临床意义。血液凝固是一系列凝血因子激活的酶促连锁反应，每种凝血因子被前一因子激活，最后激活凝血酶原生成凝血酶，凝血酶将纤维蛋白原降解成纤维蛋白，最终生成纤维蛋白凝块，也就是说血液由液体状态转为凝胶状态，本质是纤维蛋白原变成纤维蛋白。凝血检测项目主要的检测指标有凝血酶原时间、活化部分凝血活酶时间、纤维蛋白原、凝血酶时间和纤维蛋白降解产物等。凝血检测方法通常有凝固法、发色底物法、免疫比浊法。其中，凝固法包括光学法和磁珠法，而光学凝固法也从散射比浊检测发展到了透射比浊的检测方法。光学凝固法利用特定波长进行凝固分析，根据信号变化绘制完整的凝固反应曲线。然而，因用于各凝血项目检测试剂的不同，所需光源的波长有所不同，需要根据具体检测试剂来调换光源检测模块，这种方法不仅在大规模自动化流水线实验室很难得到实践，而且增加了人力与时间的成本，检测效率大大降低。


技术实现要素：

3.本发明目的是提供了一种基于多波长合束光源的凝血检测装置及凝血检测方法。
4.本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种基于多波长合束光源的凝血检测装置，包括led阵列光源、窄带滤光片、聚光透镜、光纤合束器、导光匀光棒、光纤分束器和光电检测电路，led阵列光源中的各led发出具有不同的中心波长的光，各led光源辐射出的光线射到窄带滤光片上，窄带滤光片过滤成窄带光谱光，经过聚光透镜聚焦, 聚焦后不同中心波长的光分别导入光纤合束器对应输入端，经过光纤合束器将不同中心波长的光合束处理后，从光纤合束器输出端导出，从光纤合束器输出端导出的光再经导光匀光棒匀光后进一步耦合到分光光纤束器的输入端，分光光纤束将匀化的光均匀分配到分光光纤束的各个输出端。
5.所述基于多波长合束光源的凝血检测装置优选方案，led阵列光源可以发出多个中心波长的光，led阵列光源的发光时序可通过控制电路和程序分时控制，通过控制电路和程序分时控制功能来调节各led的发光顺序和发光时间，检测端口加入的样品试剂是随机的，因此，各波长的led发光顺序和发光时间是已知的，位于发射光180
°
位置的光电接收器，用来接收透过样本试剂的光强信号，多个波长测定的信号变化被依次传输至计算机系统，完成一个周期内每个波长的光强信号采集。
6.所述基于多波长合束光源的凝血检测装置优选方案，窄带滤光片的规格与光源的
中心波长所对应，窄带滤光片的带宽不大于10nm，窄带滤光片是带通滤光片细分的一个分支,是指让很窄的一个光波段范围内的光信号能通过,而使其他不需要的光波段截止的一种光学滤光片，一般当带宽小于中心波长值5%以下就称为窄带滤光片，各探测波长的频谱纯度则可通过窄带滤色片带宽设定来控制。
7.所述基于多波长合束光源的凝血检测装置优选方案，导光匀光棒可以为各种类型导光匀光棒。
8.一种利用基于多波长合束光源的凝血检测装置进行检测方法，包括以下步骤：s1、多个中心波长的led阵列光源发出的光分别通过对应窄带滤光片和聚光透镜；s2、将上述处理后的光分别导入多通道光纤合束器的输入端，从多通道光纤合束器输出端导出的光再通过一个导光匀光棒进行光谱合束；s3、将经过导光匀光棒均匀后的光进一步耦合到光纤分束器的输入端从而实现把从多个led发出的不同波长的光均匀分配到光纤分束器的各个输出端，得到多通道凝血检测所需的多波长探测光；s4、从光纤分束器的各个输出端输出的多波长探测光照射到样品上，位于发射光180
°
位置的光电接收器，用来接收透过样本试剂的光强信号，通过统计一定时间内连续测定的光强信号，最终得到样本和试剂的完整反应曲线。
9.本发明的优点在于：利用多种不同波长的光源进行同时检测，来适应不同的凝血试剂。利用多种不同波长的led光源分时序发光，通过滤色片来控制光源频谱和带宽，最终，光线准直透过被分析样本后由被测样本后的光电传感器检测，最终即可得到液体反应特性曲线。该发明的特点是光学结构简单、稳定、可靠。光源强度可调。
附图说明
10.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
11.图1为本发明一实施例提供的基于多波长合束光源的凝血检测方法流程图；图2为本发明一实施例基于多波长合束光源的凝血检测装置光路示意图。
12.图中1. led阵列光源，2. 窄带滤光片，3.聚光透镜， 4.光纤合束器， 5.导光匀光棒， 6.光纤分束器，7. 光电检测电路，8.散热座，9.样品，10.计算机，11.led控制电路。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.一种基于多波长合束光源的凝血检测装置，包括led阵列光源1、窄带滤光片2、聚光透镜3、光纤合束器4、导光匀光棒5、光纤分束器6和光电检测电路7，led阵列光源1、窄带滤光片2及聚光透镜3安装在散热底座8上， led阵列光源1辐射出的光线射到窄带滤光片2上，窄带滤光片2过滤成窄带光谱光，经过聚光透镜3聚焦, 聚焦后不同中心波长的光分别
导入光纤合束器4相应输入端，经过光纤合束器4将不同中心波长的光合束处理后，从光纤合束器6输出端导出，从导出的光再经导光匀光棒5匀光后进一步耦合到光纤分束器6的输入端，光纤分束器6将匀化的光均匀分配到光纤分束器6的各个输出端，从光纤分束器6的各个输出端输出的多波长探测光照射到被测样品9上，位于发射光180
°
位置的光电接收器，用来接收透过样品9的光强信号，连续测定一段时间内液体变化对光强的影响，最终得到液体反应特性曲线。
15.本实施例中，led阵列光源1的中心波长分别为405nm、570nm、670nm和800nm，led阵列光源1的发光时序可通过带计算机接口的led电源控制电路控制，被测样品检测端口加入的样品试剂是随机的，因此，各波长的led发光顺序和发光时间是已知的，由发射光的180
°
位置上的光电传感器探测透过样品的光强变化，测定一周期内液体变化对光强的影响，多个波长测定的信号变化被依此传输至计算机系统，完成一个周期的凝血检测任务。
16.本实施例中，窄带滤光片2与led光源的中心波长对应分别为405nm、570nm、670nm和800nm，窄带滤光片2的带宽为不大于10nm，窄带滤光片2是带通滤光片细分的一个分支,是指让很窄的一个光波段范围内的光信号能通过,而使其他不需要的光波段截止的一种光学滤光片，一般当带宽小于中心波长值5%以下就称为窄带滤光片2，各探测波长的频谱纯度则可通过窄带滤色片带宽设定来控制。
17.本实施例中，聚光透镜3由中央厚边缘薄的透光材料制成，利用凸透镜对光线具有聚焦作用的特点，经过窄带滤光片2处理后的光照到聚光透镜3上，从而使发散的光线聚焦。
18.本实施例中，光纤合束器为4合1光纤合束器，利用四合一光纤合束器将通过聚光透镜3后的四种中心波长的光合成一束，合束后的光包含四种中心波长。
19.本实施例中，导光匀光棒5用于将合束后的非均匀光变均匀，光线在导光匀光棒5的一端射入经过多次反射在另一端发出有四种中心波长组合而成的均匀光线，导光匀光棒5是利用光的反射原理，光线在导光匀光棒5的反射次数取决于入射角度，入射角越大，光线在匀光棒中的反射次数越少。导光匀光棒5两端可做磨砂或者雾面处理，要求全反射的地方表面光洁度必须要高。需要注意的是导光匀光棒5与和光纤合束器输出端面间的距离不可靠太近，否则，匀光效果达不到预期。
20.本实施例中，光纤分束器6为输出端带准直透镜的1分24光纤分束器，将经过导光匀光棒5处理后的光谱合束进一步耦合到光纤分束器6的输入端，光纤分束器6将四种不同中心波长的光均匀分配至24个输出端，每个输出端发射出来的光包含4种中心波长的准直光。
21.本实施例中，光电检测电路7将透过样品的光信号转化为电信号，光的变化引起光电检测电路中光电二极管反向电流的变化。光电流的大小与光照强度成正比，透过样品的光信号越强，反向电流越大；透过样品的光信号越弱，反向电流越小。随着时间的推移，样品中血液由液体状态转为凝胶状态，透过样品的光信号越来越小，光电传感器的转化的电信号也随之越小，连续测定一段时间内电信号的变化，最终得到液体反应特征曲线。
22.本实施例中，一定时间内按照设定顺序依次打开4个中心波长的led灯，在第一种中心波长的led灯亮一段时间后，光电检测电路7将接收的每个检测通道采集的信号传送至计算机10，采集完成后计算机10保存采集的信息。在规定时间内，将第一种中心波长的led灯关闭并且第二种中心波长的led灯打开的信号传输给led控制电路11，再次采集信号。这
样4个中心波长led灯顺序点亮后，每个波长光源所采集的信息都被保存在计算机系统，完成一个周期的光信号采集。
23.一种利用基于多波长合束光源的凝血检测装置进行检测方法，包括以下步骤：由4个中心波长分别为405nm、570nm、670nm和800nm的led阵列光源1发出的光分别通过对应窄带滤光片2和聚光透镜3；将上述处理后的光分别导入四合一光纤合束器的4个输入端，从四合一光纤合束器输出端导出的光再通过一个导光匀光棒5进行光谱合束；将经过导光匀光棒5均匀后的光进一步耦合到分光光纤束器的输入端从而实现把从4个led发出的不同波长的光均匀分配到分光光纤束器的各个输出端，得到多通道凝血检测所需的多波长探测光；从光纤分束器的各个输出端输出的多波长探测光照射到样品上，位于发射光180
°
位置的光电接收器，用来接收透过样本试剂的光强信号，通过统计一定时间内连续测定的光强信号，最终得到样本和试剂的完整反应曲线，就可得到相关凝血检测参数，各输出波长切换可实时控制，各输出波长的谱线宽度可通过窄带滤色片灵活控制，能满足不同检测要求。
24.本实施例利用光学法可以实现凝固法与发色底物法、免疫比浊法采用同一套光源和检测模块；本实施例可以通过计算机10程序分时控制和控制电路来调节多种特定波长可进行同时检测，与以往的凝血检测中采用滤光轮每秒旋转数圈，通过每根光纤把几个波长的单色光分时传送到检测单元的每个检测孔内分时检测有所不同。
25.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。