[实用新型]血液阻抗分析仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种医学分析检测设备，尤其是涉及一种血液阻抗分析仪。

背景技术

现在市场上的血液凝固检测设备大多是利用光学法或者磁路磁珠法来检测血液凝固时血液阻抗的变化，设备结构及控制电路复杂，体积大，制造成本高，功耗高；另外，由于其适用性的原因，所能得到的数据大多是血液凝固时间相关的技术参数，而不是直接得到血液凝固时的阻抗值，无法为进一步的数据分析提供了一个更直观有效地的依据。

实用新型内容

本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种血液阻抗分析仪，设备结构及控制电路简单，设备体积小，功耗低，成本少，并且直接得到血液凝固时的阻抗值，为进一步的数据分析提供了一个更直观有效的依据。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

一种血液阻抗分析仪，包括电源模块、控制模块、信号处理模块、放大模块、显示模块及血液样品区，所述电源模块连接所述控制模块，所述信号处理模块通过I²C连接所述控制模块，所述放大模块及所述显示模块分别通过UART连接所述控制模块，所述血液样品区连接所述信号处理模块。

进一步的：

还包括存储模块，所述存储模块通过SPI连接所述控制模块。

所述血液样品区是由PE薄膜做成的小容量血液样品存放区，并通过铜线连接所述信号处理模块，在PE薄膜上印刷有银浆电极。

所述电源模块设有3.3V及5V两种电源。

所述电源模块的开关控制包括软件控制及硬件开关控制两种。

本实用新型的技术效果在于： 

本实用新型公开的一种血液阻抗分析仪，设备体积小，功耗低，成本少，便于携带；直接检测得到血液凝固时的阻抗值，为进一步的数据分析提供了一个更直观有效的依据；另外，血液阻抗信号在由激励信号激励后通过放大电路放大后再做处理，增加了数据的准确性。

附图说明

图1为本实用新型的系统连接框架图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型包括电源模块2、控制模块1、信号处理模块5、放大模块3、显示模块4及血液样品区（未在图中画出），电源模块2连接控制模块1，信号处理模块5通过I²C连接控制模块1，放大模块3及显示模块4分别通过UART连接控制模块1，血液样品区连接信号处理模块5，存储模块6通过SPI连接控制模块1，存储模块6中可存储历史数据，实时数据可存储在显示模块4的存储区里。信号处理模块5为血液样品提供可控的正弦激励波，同时对于经过放大模块3放大后的信号进行处理得到血液阻抗的数据值。信号放大模块3由差分放大芯片为主要架构的放大电路来放大经由血液的小信号，显示模块4可以显示血液阻抗测试条件、时间、结果等数据。血液样品区是由PE薄膜做成的小容量血液样品存放区，并且通过导电性较好的铜线作为传导线，在PE薄膜上印刷银浆电极从而更好的传递血液阻抗信号，具有简单易做的特点，并且可以处理少量血液，避免大量取血造成的不便。

电源模块2根据整个系统中各个模块的供电以及电路的功耗设计，放大模块3以及控制模块1的电源不同，故而电源模块2设有3.3V及5V两种电源。为了便于系统的供电控制以及降低功耗并延长系统使用寿命，将电源模块2的开关控制设计为两种：软件控制和硬件开关控制，通过软件与硬件两方面控制电源的开关，在不需要电源供电时可在程序上设计自动关闭电源。其工作原理是利用三极管的导通或者截止控制DC/DC电源芯片的使能管脚，其为高电平时，芯片使能，电源工作。双重开关保证了电源的稳定及可控性，并且MCU软件控制可以在系统运行中及时有效的关闭电源，降低功耗。

在本实施例中，控制模块1由TI公司的MSP430f2272作为控制芯片，它的低功耗以及集成的UART、I²C等模块满足分析仪的需要。将MSP430f2272的P3.4和P3.5管脚作为GPIO来控制片选管脚并且读取存储检测信号，而USART1配置在三线SPI模式。在SPI模式下，串行数据可以在多个器件之间进行发送和接收，这些器件使用主机提供的共用时钟。具有第二功能的UCxSTE引脚，用于使能器件接收和发送数据，由主机控制。作为从机的显示模块4将AD5933分析后的阻抗实部虚部数据通过USART模式存储，经过MCU软件程序进一步处理为更详尽的便于观测数据，并且能够及时有效地读取。信号处理模块5主要是两部分组成，产生正弦信号的AD5933电路和AD221等放大芯片构成的放大电路。由血液的电学特性可知，其在一定的频率下可以等效为一个电阻，故而需要一个激励源经过，通过电压/电流的变化来测定其阻值。由于血液凝固的过程中会引起阻值的变化，因此要选择交流源作为激励，微量血液的阻抗值较小，激励源的峰值也不适合过大，而AD5933的正弦信号的频率与峰值的可控性解决了这个问题。在AD5933输出的激励源经过待测样品阻抗后的电压差，由可调增益放大器AD8221监测接地负载的电流。AD8221的正弦波输出信号相对于设定的偏置VDD/2对称，并反馈回AD5933中进行数字信号处理，AD8221周边的电路确保了信号放大的准确性与稳定性。血液样品区是一个微流体通道，利用毛细现象将少量的血液样品送入样品存放区，整个微流体通道是由双面胶将两层PE薄膜粘贴在一起，双面胶厚度30um，PE薄膜厚度50um，通过计算所需血液样品的体积在双面胶与PE薄膜上刻制相应的通道与样品存放区。