專利名稱：基于五電極法的尿路結(jié)石智能診斷儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種測(cè)試分析儀，特別是一種基于五電極法的泌尿系統(tǒng)結(jié)石測(cè)試分析儀器。
背景技術(shù)：
泌尿系結(jié)石是一種世界范圍的常見病、多發(fā)病，其發(fā)病率呈上升趨勢(shì)高。我國(guó)南方諸省和港澳臺(tái)地區(qū)泌尿系結(jié)石發(fā)病率尤為嚴(yán)重，僅廣東省就約有400-1000萬的尿石病患，而且，80％以上的尿石患者都會(huì)復(fù)發(fā)。目前，對(duì)結(jié)石的預(yù)防尚無十分理想的方法，因此，及早地診斷泌尿系結(jié)石，有效地預(yù)防結(jié)石，具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。
現(xiàn)有的尿路結(jié)石診斷方法主要有腹部平片(KUB)診斷、靜脈尿路造影(IVP)、超聲顯像(B超)診斷、磁共振成像尿路造影(MRU)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層(SPECT)檢查、順行腎盂造影和CT檢查等。在臨床上，前三種方法最常用，但這三種方法均存在如下不足不能預(yù)先知道人體是否患有結(jié)石，只有當(dāng)結(jié)石長(zhǎng)到一定的大小后，才有可能被檢測(cè)出來；操作技術(shù)性較高或儀器價(jià)格高，造成診斷成本高，不易在基層醫(yī)院普及開展。
現(xiàn)有的尿路結(jié)石測(cè)試儀器包括腹部平片X光機(jī)(KUB)、靜脈尿路造影(IVP)檢測(cè)儀、超聲顯像儀(B超)、磁共振成像尿路造成影(MRU)檢測(cè)儀、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層(SPECT)檢測(cè)儀、順行腎盂造影檢測(cè)儀和CT檢查設(shè)備等。最常用的儀器是前三種，但是具有如下缺點(diǎn)腹部平片中的X光儀，因X射線輻射對(duì)病人會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，而不宜過多重復(fù)檢查，而尿石因復(fù)發(fā)率高需經(jīng)常檢測(cè)；檢查前的胃腸準(zhǔn)備也使得檢查結(jié)果不能很快得出，且非鈣結(jié)石的診斷率不高。靜脈尿路造影檢測(cè)儀，在檢查前也需要胃腸準(zhǔn)備，作碘過敏試驗(yàn)，受腎功能影響，禁忌癥較多，如碘過敏者、全身情況衰竭、高熱不退、心力衰竭及急性傳染病者、嚴(yán)重甲狀腺肌能亢進(jìn)以及嚴(yán)重心血管疾病者等均忌用。超聲顯像檢測(cè)儀使用時(shí)，腎的上極被肺所遮蓋，外側(cè)及后方為肋骨所遮蓋，因而部分無法顯示，同時(shí)此方法還會(huì)產(chǎn)生誤診，將肉刺等當(dāng)成結(jié)石，儀器分析率低乃至操作者業(yè)務(wù)熟練水平會(huì)影響結(jié)石檢測(cè)結(jié)果等。
另外，用上述儀器來檢測(cè)結(jié)石，不能預(yù)先知道人是否患有結(jié)石，只能在結(jié)石已經(jīng)長(zhǎng)到一定的大小形顆粒后，才能被檢測(cè)出來；對(duì)操作人員的技術(shù)業(yè)務(wù)水平要求高，儀器價(jià)格高等，均造成現(xiàn)有的尿路結(jié)石診斷成本高，不易在基層醫(yī)院普及推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種對(duì)人體無害、成本低、檢測(cè)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確的基于五電極法的尿路結(jié)石智能診斷儀。
本發(fā)明的五電極法的尿路結(jié)石智能診斷儀，含有鈣離子選擇性電極、鎂離子選擇性電極、草酸根選擇性電極、尿酸選擇性電極、枸櫞酸選擇性電極、信號(hào)放大電路、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)顯示器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；所述信號(hào)處理器含有A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)；所述鈣離子選擇性電極、鎂離子選擇性電極、草酸根選擇性電極、尿酸選擇性電極和枸櫞酸選擇性電極分別連接信號(hào)放大電路；所述信號(hào)處理器分別連接信號(hào)放大電路、數(shù)據(jù)顯示器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
所述鈣離子選擇性電極、鎂離子選擇性電極、草酸根選擇性電極、尿酸選擇性電極和枸櫞酸選擇性電極用以同時(shí)測(cè)定尿液中鈣離子、鎂離子、草酸根、尿酸和枸櫞酸五種物質(zhì)的濃度，其中所述鈣離子選擇性電極，可以采用市售的福建省科立龍電子有限公司生產(chǎn)的PCa-l型鈣電極，其是以PVC為膜的離子選擇性電極；所述鎂離子選擇性電極，可以采用市售瑞士梅特勒-托利多公司生產(chǎn)的DX224鎂離子選擇性電極，其檢測(cè)范圍為10-6～1mol/L，最佳pH范圍3～11；所述尿酸選擇性電極是含有活性物質(zhì)為尿酸酶的電極，由基于流動(dòng)注射分析中的氧電極和固定尿酸酶的安培計(jì)制備；所述草酸根選擇性電極為草酸酶電極，是含有活性物質(zhì)為草酸鹽脫羧酶的電極，其在CO2傳感器的頂端覆蓋尼龍，在電極頂端的酶層上覆蓋一層透析膜，將草酸鹽脫羧酶溶解于丙稀酰胺軟凝膠中；所述枸櫞酸選擇性電極，是含有活性物質(zhì)為混合硫化銀和檸檬酸銀的選擇電極。
所述A/D轉(zhuǎn)換器用以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
所述單片機(jī)相當(dāng)于中央處理器(CPU)，用以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和整體控制。
所述數(shù)據(jù)顯示器用以顯示檢測(cè)的五種離子的濃度。
所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用以存儲(chǔ)檢測(cè)的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的診斷原理在尿石患者尿液中，對(duì)尿石的形成起重要作用的五種物質(zhì)(鈣、鎂、草酸根、尿酸、枸櫞酸)的濃度特別是其相互間比率均與正常人尿液存在差異。具體表現(xiàn)為(1)尿鈣量正常人尿液中的鈣離子濃度為200±80mg/d，而男性尿石患者的尿鈣大都超過300mg/d，女性尿石患者的尿鈣大都超過250mg/d。
(2)尿鎂和鎂/鈣比值正常人尿液中的鎂含量(92±9mg/d)與尿石患者(88±29mg/d)差異不大，但正常人尿液中的鎂/鈣比(0.893)大于尿石病人尿液中的鎂/鈣比(0.448)，此比值可為區(qū)分尿石病人和正常人的條件之一。
(3)尿草酸、尿枸櫞酸及其比值正常人的尿草酸值為36.8±10.3mg/d，尿石病人尿草酸含量明顯高于正常人或不活躍結(jié)石病人，約為54.9±18.2mg/d，原發(fā)性高草酸尿癥＞146.1mg/d；大多數(shù)的結(jié)石病人存在著低枸櫞酸尿，尿枸櫞酸排出量小于106mg/d，而正常人尿枸櫞酸含量為205±27mg/d；正常人尿液中的尿枸櫞酸/尿草酸比為2.60±0.51，顯著大于尿石患者的1.24±0.23。
(4)尿中尿酸含量正常人尿液中的尿酸含量為529(男)～396(女)mg/d；而尿酸尿石患者＞595mg/d。
(5)結(jié)石組中有69％的人尿鈣/枸櫞酸比值為1.57，而正常對(duì)照組為0.86。
通過分析被檢測(cè)者尿液中上述五種物質(zhì)的濃度，分析其相互之間的比率，然后與正常人進(jìn)行比對(duì)分析，從而判斷被檢測(cè)者是否為尿石患者。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明利用測(cè)定患者尿液中的鈣、鎂、草酸根、尿酸和枸櫞酸的濃度，可以簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確地診斷被檢測(cè)者是否患有尿路結(jié)石，而且診斷前的預(yù)處理容易。
2.本發(fā)明對(duì)人體毫無損害。
3.本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、價(jià)格低于目前臨床上所使用的診斷泌尿系結(jié)石的儀器(如X光機(jī)、B超機(jī)和CT等)，可以在基層醫(yī)院推廣。


圖1是基于五電極法的尿路結(jié)石智能診斷儀的診斷流程框圖；圖2是基于五電極法的尿路結(jié)石智能診斷儀的信號(hào)放大電路圖；圖3是基于五電極法的尿路結(jié)石智能診斷儀的電原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并發(fā)明不限于此。
如圖1所示，包括有鈣離子選擇性電極、鎂離子選擇性電極、草酸根選擇性電極、尿酸選擇性電極、枸櫞酸選擇性電極、信號(hào)放大電路、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)顯示器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；所述信號(hào)處理器包括有A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)；所述鈣離子選擇性電極、鎂離子選擇性電極、草酸根選擇性電極、尿酸選擇性電極和枸櫞酸選擇性電極分別連接信號(hào)放大電路；所述信號(hào)處理器分別連接信號(hào)放大電路、數(shù)據(jù)顯示器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
工作時(shí)，來自于鈣離子選擇性電極、鎂離子選擇性電極、草酸根選擇性電極、尿酸選擇性電極、枸櫞酸選擇性電極的五路模擬信號(hào)分別經(jīng)信號(hào)放大電路1、2、3、4、5放大后，輸送到A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后經(jīng)過單片機(jī)進(jìn)行分析得出五種離子濃度，通過液晶顯示器顯示出五種離子濃度，并存儲(chǔ)于微機(jī)中。
如圖2和圖3所示，來自于五電極的五路電極信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大電路放大后通過A/D轉(zhuǎn)換器TLC2543的AIN0、AIN1、AIN2、AIN3、AIN4接口輸入，經(jīng)其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)AT89C51單片機(jī)的P1.1接口輸入到單片機(jī)中，經(jīng)單片機(jī)處理后通過其P0.0～P0.7、A15、A14、A13、A12接口輸入到液晶顯示器HS12864-1中顯示五種離子濃度；經(jīng)單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)同時(shí)通過RXD、TXD接口傳輸?shù)诫娖睫D(zhuǎn)化器MAX232中，經(jīng)其轉(zhuǎn)化后輸入到PC機(jī)中存儲(chǔ)。
所A/D轉(zhuǎn)換器采用TI公司的12位串行模擬轉(zhuǎn)換器TLC2543，轉(zhuǎn)換時(shí)間10μs，11個(gè)模擬輸入通道，可提供的采樣速率為66kps，供電電流1mA。
所述單片機(jī)采用AMTEL公司的AT89C51單片機(jī)，該單片機(jī)低能耗，高性能，內(nèi)含4K字節(jié)快擦寫可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)，時(shí)鐘頻率選擇8-12MHZ。
所述數(shù)據(jù)顯示器采用液晶顯示器，其型號(hào)為HS12864-1，是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器，主要由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及128×64全點(diǎn)陣液晶顯示器組成。
所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用具有存儲(chǔ)器的微型計(jì)算機(jī)。
用該基于五電極法的尿路結(jié)石智能診斷儀對(duì)5位尿路結(jié)石病人和5位無結(jié)石正常人尿樣進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下(1)尿鈣量正常人尿液中的鈣離子濃度為180±40mg/d，而尿石患者的尿鈣260±61mg/d。
(2)尿鎂和鎂/鈣比值正常人尿液中的鎂/鈣比為0.78，尿石病人尿液中的鎂/鈣比為0.448。
(3)尿草酸、尿枸櫞酸及其比值正常人的尿草酸值為34.2±4.6mg/d，尿石病人尿草酸含量為48.3±11.3mg/d；
結(jié)石病人均存在著低枸櫞酸尿，尿枸櫞酸排出量98±16mg/d，而正常人尿枸櫞酸含量為178±21mg/d；正常人尿液中的尿枸櫞酸/尿草酸比為5.20±1.4，尿石患者的為2.02±0.51。
(4)尿中尿酸含量正常人尿液中的尿酸含量為452±116mg/d；1位尿酸結(jié)石患者的689mg/d。
(5)結(jié)石病人尿鈣/枸櫞酸比值為2.65，正常人為1.01。
權(quán)利要求
1.一種五電極法的尿路結(jié)石智能診斷儀，其特征在于含有鈣離子選擇性電極、鎂離子選擇性電極、草酸根選擇性電極、尿酸選擇性電極、枸櫞酸選擇性電極、信號(hào)放大電路、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)顯示器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；所述信號(hào)處理器含有A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)；所述鈣離子選擇性電極、鎂離子選擇性電極、草酸根選擇性電極、尿酸選擇性電極、枸櫞酸選擇性電極分別連接信號(hào)放大電路；所述信號(hào)處理器分別連接信號(hào)放大電路、數(shù)據(jù)顯示器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷儀，其特征在于所述尿酸選擇性電極是含有活性物質(zhì)為尿酸酶的電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷儀，其特征在于所述草酸根選擇性電極是含有活性物質(zhì)為草酸鹽脫羧酶的電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷儀，其特征在于所述枸櫞酸選擇性電極是含有活性物質(zhì)為混合硫化銀和檸檬酸銀的選擇電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種五電極法的尿路結(jié)石智能診斷儀，所述診斷儀含有鈣離子選擇性電極、鎂離子選擇性電極、草酸根選擇性電極、尿酸選擇性電極、枸櫞酸選擇性電極、信號(hào)放大電路、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)顯示器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；所述信號(hào)處理器含有A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)；所述鈣離子選擇性電極、鎂離子選擇性電極、草酸根選擇性電極、尿酸選擇性電極、枸櫞酸選擇性電極分別連接信號(hào)放大電路；所述信號(hào)處理器分別連接信號(hào)放大電路、數(shù)據(jù)顯示器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。所述診斷儀通過同時(shí)測(cè)定患者尿液中的鈣、鎂、草酸根、尿酸和枸櫞酸的濃度及其相對(duì)比值，可簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確地診斷被檢測(cè)者是否患有尿路結(jié)石，對(duì)人體毫無損害，可以在基層醫(yī)院推廣。
文檔編號(hào)A61B5/05GK1888887SQ200610036670
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月25日
發(fā)明者歐陽健明 申請(qǐng)人:暨南大學(xué)