專利名稱：智能血小板聚集儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是測(cè)試人體血液中血小板的醫(yī)療儀器，具體說(shuō)是一種采用近紅外光比濁法測(cè)得血小板的粘附和聚集功能的醫(yī)療儀器。
目前美國(guó)一種CHRONO－LOG型血小板聚集儀，為單一性，無(wú)電腦控制裝置，使用中需手工調(diào)零、調(diào)幅、開動(dòng)攪拌機(jī)，同時(shí)需要另行配制記錄儀，記錄儀單純完成聚集曲線的描繪，根據(jù)曲線人工進(jìn)行計(jì)算，作出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，不能自動(dòng)作實(shí)驗(yàn)報(bào)告，用血量大，測(cè)試前恒溫預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)。
本實(shí)用新型是提供一種采用微電腦專用電路將各種相應(yīng)的控制程序固化在集成電路中，解決自動(dòng)調(diào)零，對(duì)不同的測(cè)試樣品血漿進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零；自動(dòng)驅(qū)動(dòng)攪拌電機(jī)，并能將測(cè)試的聚集曲線和實(shí)驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)打印、復(fù)制以及自動(dòng)顯示當(dāng)時(shí)的時(shí)間的一種智能血小板聚集儀。同時(shí)用血量也少于現(xiàn)有技術(shù)。
為完成上述的目的所采取的技術(shù)方案整個(gè)儀器采用8位微處理器Z80作中央處理器，控制儀器各部分工作，對(duì)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，使整個(gè)儀器在微機(jī)控制下自動(dòng)工作。電路中采用模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換，程控放大自動(dòng)進(jìn)行調(diào)零和調(diào)增益。
本實(shí)用新型由電源、控溫電路、光電轉(zhuǎn)換電路、放大電路、程控放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、輸入輸出電路、顯示器、鍵盤、打印機(jī)、攪拌電機(jī)和基本計(jì)算系統(tǒng)所組成。
電源部分是將220V整流濾波后穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后得到5V、10V及±15V直流電源作儀器的工作電源?？販夭糠值碾娐吩O(shè)恒溫槽，槽內(nèi)設(shè)熱敏傳感器，由采集的溫度信號(hào)放大后控制電熱器的開啟和關(guān)閉，使恒溫槽保持在37℃，±0.1℃內(nèi)，血漿方形杯放入恒溫槽。光電轉(zhuǎn)換部分設(shè)置于恒溫槽前端，由紅外發(fā)光管和光敏電池組成，紅外光透過(guò)方形試杯，由光敏電池輸出電壓，發(fā)生相應(yīng)的變化。放大部分由二級(jí)運(yùn)算放大器組成，將光敏電池輸出的電壓進(jìn)行放大輸出。程控放大部分由運(yùn)算放大器和反饋電阻網(wǎng)絡(luò)組成，通過(guò)多路開關(guān)選擇反饋電阻，控制放大器的閉環(huán)增益，前級(jí)的放大電路的輸出與數(shù)模電路輸出的信號(hào)相減后進(jìn)行程控放大，并輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換部分。模數(shù)轉(zhuǎn)換部分由八位A／D轉(zhuǎn)換電路組成，該部分在中央處理器控制下將模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出。數(shù)模轉(zhuǎn)換電路部分是將中央處理器輸入數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓輸出，入程控放大部分。輸入輸出部分為中央處理器對(duì)顯示器、打印機(jī)、攪拌電機(jī)、A／D和D／A、程控放大之間的輸入輸出的接口和緩沖，其中由二片Z80P10一片74LS273組成。顯示部分由四位LED數(shù)碼管和六個(gè)發(fā)光二極管組成，用于顯示儀器的工作狀態(tài)、部分?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘。鍵盤部分由7個(gè)輕觸鍵組成，用于向中央處理器輸入控制指令。打印部分采用PP40繪圖儀，輸出試驗(yàn)報(bào)告。攪拌電機(jī)用于轉(zhuǎn)動(dòng)試杯產(chǎn)生攪拌之用?；居?jì)算機(jī)系統(tǒng)由中央處理器、時(shí)鐘電路、譯碼電路、程序存貯器ROM、數(shù)據(jù)存貯器RAM組成，上述的所有程序固化在一片EPROM中，中央處理器按程序及鍵指令按步操作，控制各部分協(xié)調(diào)運(yùn)行，時(shí)鐘電路為中央處理器提供同步時(shí)鐘信號(hào)。
本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)合附圖加以詳細(xì)描述。


圖1為本實(shí)用新型工作框圖；圖2為本實(shí)用新型放大級(jí)電路圖；圖3為本實(shí)用新型主電路圖。
根據(jù)圖1所示整機(jī)由電源、控溫、光電轉(zhuǎn)換、放大、程控放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換、輸入和輸出接口、顯示、鍵盤、打印機(jī)、攪拌電機(jī)和基本計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，其中基本計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由中央處理器Z80ACPU、時(shí)鐘電路、譯碼電路、程序存貯器ROM、數(shù)據(jù)存貯器RAM組成，所有程序固化在一片2764EPROM中。其中電源是將220V變壓，整流濾波器，用78、79系列穩(wěn)壓器穩(wěn)壓得到＋5V、＋10V及±15V直流電源為儀器的工作電源。
控溫電路利用安裝在恒溫槽內(nèi)的熱敏傳感器采集溫度信號(hào)，放大后控制電熱器的開或關(guān)，使恒溫槽保持在37℃±0.1℃內(nèi)，開機(jī)時(shí)兩個(gè)電熱器并聯(lián)接入220V交流電快速加熱，至37℃電路轉(zhuǎn)觸發(fā)單向可控硅導(dǎo)通，控制繼電器，將電熱器串聯(lián)使加熱器的功率降至1／4，電路根據(jù)溫度的高低經(jīng)運(yùn)放比較后控制雙向可控硅的開或關(guān)，將溫度控制在37℃左右。試管放入恒溫槽。
光電轉(zhuǎn)換電路由紅外發(fā)光管BT401和光敏電池2CR21組成。當(dāng)透過(guò)試樣照射到光敏電池上的強(qiáng)度，根據(jù)試樣透射率變化而發(fā)生變化時(shí)，光敏電池輸出電壓發(fā)生相應(yīng)變化如圖2所示。
放大電路如圖2所示，由一級(jí)運(yùn)放OP07IC1和一級(jí)運(yùn)放IC23140以及電阻R1～R9、可變電阻W1～W3、電容C1～C5組成的二級(jí)放大器，是將光電池的輸出進(jìn)行放大，放大信號(hào)送入程控放大電路。
程控放大電路如圖2所示，由一片運(yùn)放IC33140和反饋電阻網(wǎng)絡(luò)IC184051以及電阻R10～R24、可變電阻W4、電容C6和C7，IC18包括八組開關(guān)組成，中央處理器通過(guò)八路開關(guān)選擇反饋電阻，控制放大器的閉環(huán)增益，程控放大器電路的輸入端連接前級(jí)放大電路的輸出端和D／A轉(zhuǎn)換器級(jí)輸出，這兩路信號(hào)相減后進(jìn)行放大并輸出，與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連。
模數(shù)轉(zhuǎn)換電路由集成塊IC90809八位A／D轉(zhuǎn)換電路、外圍電路IC8、IC9組成，在中央處理器控制下將模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出。
數(shù)模轉(zhuǎn)換電路由IC50808和IC63140以及電阻R41、電容C8組成，是將中央處理器送入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模擬電壓，輸入到程控放大器。
輸入輸出接口電路由二塊Z80P10IC10、IC11組成，用于中央處理器與鍵盤、顯示器打印機(jī)、攪拌電機(jī)、A／D和D／A轉(zhuǎn)換器、程控放大器之間的輸入輸出接口。
顯示器由四位LED數(shù)碼管和六個(gè)發(fā)光二極管、IC4驅(qū)動(dòng)電路，八只三極管、電阻R25～R32組成，該部分用于儀器的工作狀態(tài)、部分?jǐn)?shù)據(jù)及時(shí)鐘。
鍵盤由復(fù)位鍵RESET、富血小板血漿鍵PRP、貧血小板血漿鍵PPP、啟動(dòng)鍵START、打印鍵PRINT、時(shí)間鍵TIME和校正AMEND共七個(gè)鍵，組成，用于輸入中央處理器控制指令。
打印機(jī)由PP40繪圖儀組成，用于輸出試驗(yàn)報(bào)告，以及完成記錄實(shí)時(shí)聚集曲線。
攪拌電機(jī)在電機(jī)軸上裝有磁鋼，電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，利用旋轉(zhuǎn)磁鋼產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)動(dòng)試杯中的磁珠產(chǎn)生攪拌，中央處理器在程序控制下，發(fā)出相應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)攪拌電機(jī)。
基本計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由中央處理器Z80IC15、時(shí)鐘電路4020、IC16、74LS74、IC17、譯碼電路74LS138 IC13、程序存貯器ROM1／474LS32IC14、數(shù)據(jù)存貯器RAM6116IC12組成，所有程序固化在一片2764EPROM中，不需外存貯器，工作可靠，程序不易遺失，中央處理器按程序及鍵盤指令按步操作，控制各部分協(xié)調(diào)動(dòng)行，時(shí)鐘電路為中央處理器同步時(shí)鐘信號(hào)。
操作過(guò)程開機(jī)后，控溫電路和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)即開始工作，顯示器顯示時(shí)鐘、打印機(jī)、攪拌電機(jī)均處于準(zhǔn)備狀態(tài)，CPU采樣鍵盤等待鍵命令，待進(jìn)入恒溫狀態(tài)后，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
鍵入“RESET”令令后，CPU控制繪圖儀繪制曲線的座標(biāo)，并等待下一個(gè)鍵命令。
在試孔內(nèi)放入貧血小板血漿后，鍵入“PPP”命令，CPU向D／A電路輸出基準(zhǔn)電壓信號(hào)，在程控放大器輸入端與經(jīng)放大的PPP信號(hào)相減，通過(guò)逐次采樣經(jīng)A／D電路轉(zhuǎn)換的程控放大器輸出及調(diào)整基準(zhǔn)電壓，使程控放大器輸出為零，達(dá)到調(diào)零目的，調(diào)整放大器增益后重復(fù)上述過(guò)程，可得到不同增益時(shí)的一組基準(zhǔn)電壓值。調(diào)零結(jié)束后記錄下該組數(shù)值后，顯示器上顯示“0”，表示執(zhí)行“PPP”命令(調(diào)零)結(jié)束。
換上富血小板血漿并鍵入“PRP”命令后，CPU將程控放大器增益置于11檔并向D／A輸出該增益時(shí)的調(diào)零基準(zhǔn)電壓，再采樣此時(shí)的程控放大器輸出，電壓由于血小板量與血清的透光率有一定的關(guān)系，故CPU經(jīng)運(yùn)算并用軟件進(jìn)行校正得到血小板數(shù)，CPU將該數(shù)據(jù)送顯示并記錄供打印實(shí)驗(yàn)報(bào)告，得到血小板數(shù)后，CPU調(diào)整程控增益，并輸出相應(yīng)基準(zhǔn)電壓，使程控放大器的輸出(即放大的PRP信號(hào))達(dá)到2.5V～4.0V，以充分利用A／D總片的分辨率，調(diào)整結(jié)束后，向PIO(1)的A.7口送出一個(gè)高電平，啟動(dòng)攪拌電機(jī)，滴入試劑后，血樣在試劑作用下，發(fā)生聚集，變清透光率與聚集率以一定關(guān)系變化鍵入“START”命令后，CPU每隔1秒鐘后連續(xù)采樣聚集信號(hào)10次，經(jīng)數(shù)字濾波后進(jìn)行運(yùn)算轉(zhuǎn)換成聚集率，記錄并實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)值輸出到繪圖儀繪制聚集曲線，同時(shí)CPU進(jìn)行分鐘倒計(jì)數(shù)，并送顯示器顯示，計(jì)數(shù)器減至零后，停止A／D采樣，關(guān)閉攪拌電機(jī)，并計(jì)算一分鐘上升率，及各項(xiàng)聚集，解聚指標(biāo)，打印實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，鍵入“PRINT”命令后，CPU將RAM中保存的、采樣值調(diào)出，重新繪制曲線及實(shí)驗(yàn)報(bào)告。鍵入“TIME”及“AMEND”命令可調(diào)整機(jī)內(nèi)的時(shí)鐘，時(shí)鐘是用一片CC4020十四級(jí)計(jì)數(shù)器對(duì)CPU的同步時(shí)鐘分頻后，輸入到CPU的非屏蔽中斷輸入端，由軟件記數(shù)器構(gòu)成年、月、日、時(shí)、分、秒、記數(shù)。
全部運(yùn)算，操作均由駐留在EPROM中的程序控制CPU完成。
權(quán)利要求1.一種采用紅外光比濁法測(cè)血小板的粘附和聚集，由溫槽、光電轉(zhuǎn)換、電源、主機(jī)、打印和記錄儀組成的智能血小板聚集儀，其特征在于a。光電轉(zhuǎn)換電路由紅外發(fā)光管BT401、光敏電池2CR21組成，光敏電池2CR21輸出連接放大部件OP07IC，輸入端，經(jīng)第二級(jí)3140IC2放大后，分別連接D/A轉(zhuǎn)換器和程控放大部件中3140IC3的輸入端，3140IC3的輸入端同時(shí)連接4051電阻網(wǎng)絡(luò)IC18并包括八組開關(guān)，3140IC3輸出連接A/D轉(zhuǎn)換器，上述的A/D、D/A轉(zhuǎn)換器和IC18均與中央處理器連接；b.中央處理器與鍵盤、顯示器、打印機(jī)、攪拌機(jī)以及A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、程控放大部件之間設(shè)輸入輸出接口電路；c.中央處理系統(tǒng)由中央處理器、時(shí)鐘電路、譯碼電路、程序存貯器ROM、數(shù)據(jù)存貯器RAM組成，并固化在一片EPROM中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能血小板聚集儀，其特征在于放大部件由一級(jí)運(yùn)放OP07IC1和一級(jí)運(yùn)放3140IC2以及電阻R1～R9、可變電阻V1～W3、電容C1～C5組成的二級(jí)放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能血小板聚集儀，其特征在于程控放大部件由一片運(yùn)放3140IC3和反饋電阻網(wǎng)絡(luò)4051IC18以及電阻R10～R24、可變電阻W4、電容C6和C7IC18包括八組開關(guān)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能血小板聚集儀，其特征在于數(shù)模轉(zhuǎn)換電路由集成塊0808IC5、3140IC6以及電阻R41電容C8組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能血小板聚集儀，其特征在于輸入輸出接口電路由IC10、IC11二塊Z80P10組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能血小板聚集儀，其特征在于顯示器由四位LED數(shù)碼管和六個(gè)發(fā)光二極管、IC474LS273、八只三極管、電阻R25～R32組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能血小板聚集儀，其特征在于鍵盤由RESET復(fù)位鍵、PRP富血小板血漿鍵、PPP貪血小板血漿鍵、START啟動(dòng)鍵、PRINT打印鍵、TIME時(shí)間鍵和AMEND校正鍵組成。
專利摘要一種測(cè)試人體血液中血小板的儀器，整機(jī)由電源、控溫電路、光電轉(zhuǎn)換電路、放大電路、程控放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路、輸入輸出電路、顯示器、鍵盤、打印機(jī)、攪拌電機(jī)和基本計(jì)算系統(tǒng)所組成。由8位微處理器作中央處理器，控制各部分，具有測(cè)試血漿自動(dòng)調(diào)零、攪拌、報(bào)告打印及顯示時(shí)間等功能。
文檔編號(hào)G01N21/84GK2077126SQ90207370
公開日1991年5月15日 申請(qǐng)日期1990年6月25日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月25日
發(fā)明者談軍 申請(qǐng)人:上海通用機(jī)電技術(shù)研究所