- 全自動(dòng)血流變儀
發(fā)展?fàn)顩r
第一代毛細(xì)管比粘度計(jì)血流變儀
屬我國(guó)早期開(kāi)發(fā)的血流變儀,在六、七十年代此種儀器一度得到廣泛使用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使之認(rèn)識(shí)到此種儀器在理論上混淆了“牛頓流體”和“非牛頓流體”的概念,在檢測(cè)中使用“牛頓流體”(鹽水)標(biāo)定“非牛頓流體”(全血)的粘度,并使用泊肅葉定律(此定律只適用于牛頓流體)進(jìn)行計(jì)算,故全血檢測(cè)數(shù)據(jù)離臨床實(shí)質(zhì)甚遠(yuǎn),加上操作繁瑣、重復(fù)性和精度差,對(duì)操作人員交叉污染嚴(yán)重,所以已被廣泛更新?lián)Q代,遭到淘汰,至今已無(wú)人使用。
第二代旋轉(zhuǎn)式血流變儀
主要由兩個(gè)同心圓筒(外圓筒略大于內(nèi)圓筒,半徑比小于1.15)組成測(cè)試液體填充兩個(gè)圓筒之間隙中,內(nèi)圓筒可借助于具有一定彈性系數(shù)的金屬絲支撐起來(lái),外圓筒在馬達(dá)的帶動(dòng)下,以一定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng),兩圓筒間的液體受到切變,有剪切應(yīng)力作用于內(nèi)圓筒,使內(nèi)圓筒偏轉(zhuǎn)到某一角度,直到與扭絲的恢復(fù)力矩平衡而穩(wěn)定,測(cè)內(nèi)圓筒所受的扭矩得出剪切應(yīng)力τ,剪切率Υ可由外圓筒旋轉(zhuǎn)的角速度算出。錐板式粘度計(jì)(上旋式或下旋式)與同軸雙圓筒旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)相似。
旋轉(zhuǎn)式(錐板式)粘度計(jì)是國(guó)外早在五六十年代就開(kāi)發(fā)出的用于測(cè)量石油等牛頓流體的粘度,這種原理測(cè)量牛頓流件的粘度是有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的,而且國(guó)外有大量的生產(chǎn)廠家。但由于血液是一種非牛頓流體,而且血液流變學(xué)是90年代初期才提出的一門新興學(xué)科,如果這種粘度計(jì)用于測(cè)量全血,將對(duì)血液的物理成份(紅細(xì)胞)造成嚴(yán)重破壞,最終影響血液的粘度;根據(jù)旋轉(zhuǎn)式(錐板式)粘度計(jì)的測(cè)量原理,剪切力是幾種固定力矩形成的,不是連續(xù)變化力矩測(cè)量方法。只能測(cè)某一點(diǎn)的粘度(牛頓流體),對(duì)于要測(cè)量多點(diǎn)粘度就得加不同的力,而力是靠改變加給電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)的,因此要測(cè)量多點(diǎn)粘度(全血1S-1-200S-1)實(shí)際上是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。所以國(guó)外用這種方式測(cè)量非牛頓流體粘度(血液粘度)的儀器很少。
一九九八年四月二十一日在桂林召開(kāi)的“臨床宏觀血液流變學(xué)測(cè)定方法標(biāo)準(zhǔn)化研討會(huì)”,專家們已明確指出:旋轉(zhuǎn)錐板式粘度計(jì)在檢測(cè)血漿時(shí)使樣品與空氣界面造成二次分流,并同時(shí)形成泰勒渦流,造成檢測(cè)結(jié)果偏低且不穩(wěn)定。專家同時(shí)指出,用旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)檢測(cè)血漿是在高剪切率下測(cè)定低粘度流體(血漿),這種方法的本身就是不可取的。
旋轉(zhuǎn)式(錐板式)血流變儀現(xiàn)在仍然需用人工注樣的,轉(zhuǎn)盤需人工清洗(自動(dòng)清洗的錐板式血流變儀因排水、中軸積污、盤壁積污等問(wèn)題,仍需人工不定期的清洗)等,至今仍未很好解決操作繁瑣、病員血樣的交叉污染問(wèn)題。此類儀器必然被近幾年出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)控制、操作簡(jiǎn)便靈活、重復(fù)性好、精度高的微流量-壓力傳感式全自動(dòng)血流變儀所代替。但由于旋轉(zhuǎn)式(錐板式)血流變儀在國(guó)內(nèi)銷售時(shí)間長(zhǎng),用戶較多,因此有很多醫(yī)療機(jī)構(gòu)還在選用此種粘度儀。
第三代微流量-壓力傳感式自動(dòng)血液流變儀
壓力傳感式自動(dòng)血液流變儀原理是在一個(gè)密封的模擬血流在人體流動(dòng)的細(xì)管內(nèi),加一定的壓力,讓血液在內(nèi)流動(dòng),流動(dòng)的同時(shí)壓力也不斷減小。因此不同壓力時(shí),流動(dòng)的速度也不同。通過(guò)采集壓力變化的一組數(shù)據(jù),就可以測(cè)量出不同壓力下的血液粘度,同時(shí)對(duì)血液的物理成份(主要是紅細(xì)胞)及化學(xué)成份不造成任何損壞及改變,以保證血液粘度的測(cè)量準(zhǔn)確性;更能真實(shí)測(cè)量紅細(xì)胞的變形指數(shù)及剛性指數(shù)。能真實(shí)測(cè)量出1S-1-200S-1范圍內(nèi)的各點(diǎn)的粘度值。
壓力傳感式血液流變儀是在“血液流變學(xué)”理論基礎(chǔ)上,最早是重慶大學(xué)原校長(zhǎng)吳教授的指導(dǎo)下,經(jīng)過(guò)多屆博士生與研究生的共同努力,在流體力學(xué)經(jīng)典方法中的“Casson流動(dòng)方程式”及“泊肅葉公式”等算法為依據(jù)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)多年的研究,終于解決了對(duì)非牛頓流體的檢測(cè)難題,開(kāi)發(fā)出最早的壓力傳感式血流變檢測(cè)儀,并取得中國(guó)發(fā)明專利。實(shí)現(xiàn)了在由高到低連續(xù)變化的剪切力的作用下,使流體(全血或血漿)在模擬人體血管的玻璃檢測(cè)器中流動(dòng)。檢測(cè)出每一瞬間的非牛頓流體(全血)或牛頓流體(血漿)的流量、流速等數(shù)據(jù),而計(jì)算出由高到低連續(xù)變化的剪切力作用下的流體粘度及卡森粘度;紅細(xì)胞變形性;紅細(xì)胞聚集性等二十多個(gè)指標(biāo)。在一些常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目(壓積,血層等)數(shù)據(jù)的參照下,可查出:高血壓;冠心?。荒X血栓,糖尿病等心腦血管病及原發(fā)性肝癌病變等疾病。為病人提供疾病及早期病變依據(jù)。
經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展與在先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)支持下,現(xiàn)國(guó)內(nèi)有多家生產(chǎn)廠家,測(cè)量粘度也不斷提高,如SH系列血流變檢測(cè)儀,重復(fù)性指標(biāo)也已經(jīng)達(dá)到同行業(yè)里的更水平,高切CV值<1%,中、低切CV值<1.5%,更加實(shí)用于科研、臨床用于測(cè)量血液粘度。
分類及原理
毛細(xì)管式黏度儀(壓力傳感器式)
原理:利用一標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管在相同條件下,液體黏度不同,流過(guò)一定提及的液體所需時(shí)間不同,黏度越大所需時(shí)間越長(zhǎng),黏度與時(shí)間成正比,其測(cè)量結(jié)果是同水的比黏度。
優(yōu)點(diǎn):1)適用于測(cè)量黏度較低的“牛頓流體”,如血漿、血清。2)制造成本低廉。
缺點(diǎn):不適于測(cè)量“非牛頓流體”,如全血;精度及重復(fù)性難以保證。
原因:血液是非牛頓流體,血液的黏度隨切變率的變化而改變。血液在毛細(xì)管中流動(dòng),距軸心不同半徑處切變率不同,故管中各處黏度也就不同。用毛細(xì)管黏度儀測(cè)量全血粘度,所得結(jié)果只是某種意義上的平均,得不出在某一特定切變率下的黏度。故用毛細(xì)管黏度儀測(cè)量全血粘度是有其原理的局限性,或者可以這樣理解:對(duì)牛頓流體來(lái)說(shuō),切應(yīng)力與切變率之比是個(gè)常數(shù),是個(gè)線性問(wèn)題;而作為非牛頓流體的血液,黏度隨切變率改變,是個(gè)非線性問(wèn)題。用只能解決線性問(wèn)題的儀器去解決非線性問(wèn)題,必然影響測(cè)試精度,產(chǎn)生誤差。
圓筒式黏度儀(懸絲式)
原理:由兩個(gè)同軸圓筒組成,圓筒間隙內(nèi)放待測(cè)液體,內(nèi)筒與一個(gè)彈簧游絲(懸絲)相連,一般固定內(nèi)筒不動(dòng),外筒以已知角度旋轉(zhuǎn),通過(guò)測(cè)量液體鉀在內(nèi)筒壁上的扭力矩,換算成液體的黏度。
優(yōu)點(diǎn):適合測(cè)量各種流體在低切變率下的黏度。
缺點(diǎn):1)各切變率下測(cè)量結(jié)果不穩(wěn)定。2)檢測(cè)效率低。
原因:1)由于兩筒間隙流層中切變率不均勻,導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果失準(zhǔn)。2)此種儀器的特長(zhǎng)是用來(lái)研究與時(shí)間相關(guān)的流變特性及低切變率下的黏度指標(biāo)。而恰恰低切變率下黏度的測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng),因此,該儀器不適應(yīng)大批量的臨檢工作。
錐板式黏度儀
原理:由一個(gè)圓平板和一個(gè)同軸圓錐組成,待測(cè)量的液體放在圓錐和圓板間隙內(nèi)。一般固定圓板,圓錐以已知角度旋轉(zhuǎn),通過(guò)測(cè)量液體加在圓錐上的扭力矩?fù)Q算液體的黏度。
優(yōu)點(diǎn):1)既適合測(cè)量牛頓流體,更適合測(cè)量非牛頓流體。如:全血、血漿。2)測(cè)量精度及重復(fù)性較高。3)檢測(cè)效率高。
原因:1)由于間隙高度與半徑成正比,速度也與半徑成正比,而切變率為速度與高度之比,從而使切變率與半徑無(wú)關(guān),處處相等,使得對(duì)應(yīng)于確定的轉(zhuǎn)速就得到確定的切變率。該儀器能在確定的切變率下測(cè)量各種液體黏度,故適用于牛頓流體,更適用于非牛頓流體的測(cè)量。2)由于具備PID伺服技術(shù),高速傳感技術(shù),是采用快速全量程逐點(diǎn)測(cè)量方法的錐板流變儀,從而保證了測(cè)量精度及重復(fù)性,適應(yīng)大批量的臨檢工作。
微流量-壓力傳感式自動(dòng)血液流變儀
壓力傳感式血液流變儀原理是在一個(gè)密封的模擬血流在人體流動(dòng)的細(xì)管內(nèi),加一定的壓力,讓血液在內(nèi)流動(dòng),流動(dòng)的同時(shí)壓力也不斷減小。因此不同壓力時(shí),流動(dòng)的速度也不同。通過(guò)采集壓力變化的一組數(shù)據(jù),就可以測(cè)量出不同壓力下的血液粘度,同時(shí)對(duì)血液的物理成份(主要是紅細(xì)胞)及化學(xué)成份不造成任何損壞及改變,以保證血液粘度的測(cè)量準(zhǔn)確性;更能真實(shí)測(cè)量紅細(xì)胞的變形指數(shù)及剛性指數(shù)。全血檢測(cè)后完全回收,總用血量少于錐板式,因錐板式檢測(cè)全血后已經(jīng)改變了全血的物理性質(zhì),全完溶血,不能回收離心血漿。
優(yōu)點(diǎn):1)檢測(cè)過(guò)程完全密封,所以不會(huì)在表面形成膜而影響檢測(cè)結(jié)果。1S-200S-1全程數(shù)據(jù)。
不只是逐點(diǎn)測(cè)量。
2)檢測(cè)結(jié)果精度高。CV值已經(jīng)達(dá)到<1.5%的水平
3)維護(hù)保養(yǎng)方便、簡(jiǎn)單
4)部分儀器能自動(dòng)識(shí)別全血、血漿。
維修保養(yǎng)
日常保養(yǎng)
每天標(biāo)本處理完畢后連續(xù)清洗8-10次,并清潔廢液瓶,檢測(cè)廢液瓶?jī)?nèi)干簧管傳感器是否靈敏可靠,最后加滿蒸餾水瓶,以備下次使用。
最后一次清洗后拿掉定心罩,并用柔軟干凈的紙巾清潔切液錐以及液槽。
開(kāi)機(jī)預(yù)熱過(guò)程,開(kāi)機(jī)后儀器測(cè)頭溫度穩(wěn)定到37℃后,再等待15-20分鐘后進(jìn)行測(cè)量(可以減少因溫度原因造成的測(cè)值不穩(wěn)現(xiàn)象。)
水平調(diào)整
每次移動(dòng)儀器或測(cè)值不良時(shí)首先檢測(cè)水平是否良好,使用隨機(jī)配送的專用水平儀放在儀器測(cè)頭上并觀察水平儀上的氣泡是否在允許的圓圈內(nèi),如果不在,可以通過(guò)調(diào)整幾個(gè)地腳螺釘即可。
切液錐保養(yǎng)
每天使用完儀器后清洗工作結(jié)束后使用柔軟干凈的紙巾清潔切液錐,如果切液錐表面有血凝塊或纖維蛋白等污染物,可使用溫水加中性洗滌劑(如洗潔精)對(duì)切液錐表面進(jìn)行清潔。
清潔完成后用干布或不掉屑的紙巾清潔干凈放在安全穩(wěn)固的地方待用,注意不要把切液錐滾落到地面上,這樣會(huì)使切液錐報(bào)廢!
嚴(yán)禁使用強(qiáng)酸、堿及腐蝕性溶液清洗!這樣也會(huì)使切液錐報(bào)廢!
液槽保養(yǎng)
每天使用完儀器后清洗工作結(jié)束后檢查排液口是否排液流暢,并使用柔軟干凈的紙巾清潔液槽,如果液槽內(nèi)有血凝塊或纖維蛋白等污染物,可使用溫水加中性洗滌劑(如洗潔精進(jìn)行清潔)。
同樣嚴(yán)禁使用強(qiáng)酸、堿及腐蝕性溶液清洗!否則回導(dǎo)致液槽報(bào)廢!
定心罩的安裝與拆除
注意拆裝定心罩時(shí)不要用力過(guò)猛,輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)并向上用力拔下。向下安裝時(shí)更要注意對(duì)準(zhǔn)立軸尖并輕輕向下用力,以免粗暴安裝導(dǎo)致立軸頂端合金軸尖斷裂。
清洗系統(tǒng)保養(yǎng)
如發(fā)生清洗無(wú)力,不上水現(xiàn)象,首先檢查進(jìn)液泵管是否良好,液體是否足夠。其次檢查管道是否通暢,并使用注射器抽吸各清洗管道。如還不能解決請(qǐng)同工程師聯(lián)系。
排廢系統(tǒng)保養(yǎng)
每天清潔廢液桶并檢測(cè)瓶?jī)?nèi)干簧管傳感器是否靈敏可靠,檢測(cè)方法,把廢液瓶蓋顛倒,儀器屏幕提示“廢液瓶滿”說(shuō)明正常,如未提示則需向工程師求助解決。
當(dāng)廢液不吸時(shí)需檢查管道是否通暢,可使用較大的注射器(20ml以上)套接在儀器排廢接口上,并在儀器菜單中選擇“排堵”功能,抽吸注射器,清理排廢系統(tǒng),如果無(wú)法清理請(qǐng)聯(lián)系工程師。
微流量-壓力傳感式自動(dòng)血液流變儀保養(yǎng)
壓力傳感式血流變儀保養(yǎng)簡(jiǎn)便,完全自動(dòng)化操作,不用人為清洗.進(jìn)樣泵管一般3年左右才更換一次,減少保養(yǎng)成本.如果使用專用清洗液,效果更好.
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