專利名稱：測定紅細(xì)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(xì)胞變形性的方法和裝置。
目前國際上測定紅細(xì)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(fù)壓下測定微吸管所吸入紅細(xì)胞部分的長度，以此確定紅細(xì)胞的力學(xué)性質(zhì)和變形性能。由于該方法只對單個紅細(xì)胞進(jìn)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(xì)胞變形，測量變形期間透過激光強(qiáng)度和紅細(xì)胞的長度比來確定紅細(xì)胞的變形性。該方法只能測量群體紅細(xì)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(qiáng)下，測量一定體積的紅細(xì)胞懸浮液通過濾膜所需的時間來確定紅細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞或混雜的白細(xì)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(xì)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(xì)胞變形性的平均指數(shù)，不能給出單個紅細(xì)胞的變形性。
本發(fā)明目的是提供一種測量單個紅細(xì)胞變形性，并通過統(tǒng)計大量紅細(xì)胞而得到群體紅細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞通過小孔的時間，便可得到單個紅細(xì)胞變形能力的大小。統(tǒng)計大量紅細(xì)胞，就能得到群體紅細(xì)胞硬度分布曲線，即變形譜。
根據(jù)上述原理，將紅細(xì)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(dāng)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(xì)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(xì)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(xì)胞通過小孔的時間即可得到單個紅細(xì)胞變形能力的大小，統(tǒng)計大量紅細(xì)胞就能得到群體紅細(xì)胞硬度分布曲線，即變形譜。
用上述方法測定紅細(xì)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(fù)壓系統(tǒng)相連接，電極與信號測量系統(tǒng)相連接。
負(fù)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(jī)。
本發(fā)明的優(yōu)點是1.可以測量單個紅細(xì)胞變形性的精確數(shù)據(jù);
2.能夠統(tǒng)計群體紅細(xì)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(xì)胞變形譜6病變紅細(xì)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(fù)壓系統(tǒng)11相連接。電極4與信號測量系統(tǒng)19相連接。
負(fù)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(fù)壓系統(tǒng)11中還可以加入一負(fù)壓控制器10，通過負(fù)壓控制器10自動測量系統(tǒng)內(nèi)的負(fù)壓值，并控制氣泵的啟動和停止，保持系統(tǒng)內(nèi)的負(fù)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(jī)16，微處理機(jī)16與外圍設(shè)備打印機(jī)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(zhǔn)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(jìn)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(jìn)行比較，當(dāng)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(xì)胞同時進(jìn)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(dāng)脈沖發(fā)生堆積時，其輸出幅度比單個細(xì)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(jìn)行脈寬-數(shù)字變換，提高測量準(zhǔn)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(dāng)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(dá)到去堆積之目的。
微處理機(jī)16可以采用8031單片機(jī)，從接口15讀入數(shù)據(jù)后把它作為道地址進(jìn)行多道加1，統(tǒng)計大量紅細(xì)胞的脈寬后由打印機(jī)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(fù)壓，電極4間通一恒定電流，微孔膜3外的紅細(xì)胞懸浮液通過微孔流入廢液瓶7中，當(dāng)每一個紅細(xì)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(xì)胞變形性的時間譜，并由打印機(jī)17輸出子群體變形指數(shù)和群體紅細(xì)胞變形平均指數(shù)。
附圖5是正常紅細(xì)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(biāo)為紅細(xì)胞通過微孔的時間，單位為毫秒，縱坐標(biāo)為紅細(xì)胞數(shù)。
附圖6是病變紅細(xì)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(xì)胞變形性的方法，其特征在于將紅細(xì)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(dāng)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(xì)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(xì)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(xì)胞通過小孔的時間即可得到單個紅細(xì)胞變形能力的大小，統(tǒng)計大量紅細(xì)胞就能得到群體紅細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(fù)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(xì)胞變形性的裝置，其特征在于所述的負(fù)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(xì)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(jī)16。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測定紅細(xì)胞變形性的方法和裝置。該方法利用微孔膜測量紅細(xì)胞通過微孔的時間來分析紅細(xì)胞的平均變形能力，群體變形能力和單個紅細(xì)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(fù)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