云慶輝，晉 虎，崔 驪，李向東

血小板恒溫振蕩保存箱校準(zhǔn)裝置的研究

云慶輝，晉 虎，崔 驪，李向東

目的：研制一套便攜式血小板恒溫振蕩保存箱校準(zhǔn)裝置，用于血小板恒溫振蕩保存箱的質(zhì)量控制，以確保其安全使用。方法：采用數(shù)字溫度傳感器、TCD感光器件、ARM單片機(jī)對血小板恒溫振蕩保存箱的溫度、幅度、頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理，利用藍(lán)牙通信功能和LCD顯示屏進(jìn)行實時顯示。結(jié)果：該裝置性能穩(wěn)定，可以檢測血小板恒溫振蕩保存箱的溫度、幅度、頻率，能夠?qū)崿F(xiàn)對其工作參數(shù)的實時屏顯。結(jié)論：該便攜式校準(zhǔn)裝置的應(yīng)用，可有效地校準(zhǔn)血小板恒溫振蕩保存箱的性能參數(shù)，為其安全使用提供保障。

血小板恒溫振蕩保存箱；校準(zhǔn)裝置；單片機(jī)；藍(lán)牙技術(shù)

0 引言

血小板恒溫振蕩保存箱是血小板的貯藏設(shè)備。當(dāng)血液或血小板注入到血袋后，將血袋放置于振蕩架上作往復(fù)振蕩，恒速電動機(jī)做功后振蕩架水平振蕩，防止血液凝固和血小板活性增強(qiáng)[1]。保存箱箱體內(nèi)裝有多臺軸流風(fēng)機(jī)，當(dāng)它們工作時，可以使箱體內(nèi)的溫度均勻分布，有利于血小板的保存。如果血小板振蕩保存箱的振蕩頻率、溫度不穩(wěn)定，容易使血袋中的血液產(chǎn)生小血塊。如果給患者輸入含有小血塊的血液，患者就會出現(xiàn)血栓，危及生命[2-3]?，F(xiàn)在科室只能使用簡單的工具測試血小板振蕩保存箱的溫度和頻率：使用數(shù)字溫度計和水銀溫度計測試溫度，利用秒針指示表和計數(shù)法確定頻率[4]。目前，我國還沒有功能完備的校準(zhǔn)裝置，所以為了科學(xué)地校準(zhǔn)血小板振蕩保存箱的參數(shù)，確保該設(shè)備的質(zhì)量安全，我院計量站研制了一種便攜式血小板振蕩器保存箱校準(zhǔn)裝置，用于該設(shè)備的質(zhì)量控制檢測。

1 校準(zhǔn)裝置設(shè)計

1.1 結(jié)構(gòu)

圖1為校準(zhǔn)裝置的功能結(jié)構(gòu)圖，主要由紅外發(fā)射裝置、CCD激光采集裝置和LCD顯示屏裝置3部分構(gòu)成。

圖1 血小板振蕩器保存箱校準(zhǔn)裝置示意圖

（1）紅外發(fā)射裝置。包括蘑菇吸盤和紅外線發(fā)射器，它的功能是發(fā)射激光。

（2）CCD激光采集裝置。側(cè)面有電源充電口、電壓偏低指示燈、數(shù)據(jù)通信指示燈、藍(lán)牙搜索指示燈、外接數(shù)字溫度傳感器探頭、電源開關(guān)。CCD裝置可以通過藍(lán)牙協(xié)議通信方式和計算機(jī)、Android手機(jī)、LCD顯示屏進(jìn)行通信。內(nèi)置5 000 mAh、4.2 V鋰電池供電，可連續(xù)工作5 h。

（3）LCD顯示屏裝置。液晶觸摸顯示屏參數(shù)分3頁顯示：第1頁為溫度、幅度、頻率中文數(shù)據(jù)顯示，第2頁為幅度波形顯示，第3頁為溫度波形顯示。側(cè)面配有充電口、開關(guān)、USB通信口。屏幕輔助功能有時鐘、藍(lán)牙通信、界面設(shè)置、凍結(jié)功能、數(shù)據(jù)抓取、打印功能。內(nèi)置5 000 mAh、4.2 V鋰電池供電。

1.2 工作原理

工作原理如圖2所示。

圖2 血小板振蕩器保存箱校準(zhǔn)裝置原理示意

根據(jù)圖2設(shè)計的血小板振蕩器保存箱校準(zhǔn)裝置原理框圖，當(dāng)激光發(fā)射器的激光照射在CCD傳感器上時，傳感器同時被ARM微處理器的時序電路驅(qū)動后開始工作，接收激光位置。接收到的信號位置由CCD傳感器的2腳和3腳輸出，再經(jīng)過濾波抗干擾電路的處理，送至ARM微處理器內(nèi)。經(jīng)過處理器計算后得到的數(shù)據(jù)與溫度傳感器接收的數(shù)據(jù)一起由藍(lán)牙模塊（A）發(fā)射出去，然后由藍(lán)牙模塊（B）接收后送至RAM微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和計算，得到的數(shù)據(jù)由顯示屏實時顯示[5-6]。

1.3 設(shè)計性能參數(shù)

（1）最大幅度測量值為70 000 μm；（2）幅度測量精度為±0.1 mm；（3）頻率測量精度為±0.1 Hz/min；（4）溫度測量精度為±0.1℃；（5）幅度測量范圍為0.0～70 mm；（6）頻率測量范圍為0.0～120.0 Hz/min；（7）溫度測量范圍為0.0～85.0℃；（8）凍結(jié)后數(shù)據(jù)抓取時間為6 min（6 min數(shù)據(jù)記錄存儲）。

2 校準(zhǔn)裝置的使用方法

2.1 校準(zhǔn)條件

環(huán)境溫度為0～100℃；相對濕度為30%～95%；大氣壓力為80～106kPa；供電電源為內(nèi)部鋰電池供電；防止藍(lán)牙信號干擾和其他雜散光干擾CCD傳感器。

2.2 連接方法

校準(zhǔn)裝置在使用前應(yīng)先充電，確保電量充足。然后把血小板振蕩箱的擺動托盤關(guān)閉，并將其移位到振蕩箱最左邊或最右邊（工作中必須保證發(fā)射的紅外激光束在CCD接收窗口內(nèi)移動）。將采集裝置水平放置于托盤架上，然后將激光發(fā)射裝置吸附于頂部，保證發(fā)射的紅外激光垂直于CCD傳感器的窗口，LCD顯示端可以任意放置或拿在手中（如圖3所示）。校準(zhǔn)裝置安置完畢后開機(jī)測試，先發(fā)射激光在CCD傳感器上掃描，掃描范圍僅限于CCD傳感器的感應(yīng)窗口內(nèi)。檢測時用戶可以根據(jù)實際情況把溫度傳感器的探頭放到理想的位置上。

圖3 血小板振蕩器保存箱校準(zhǔn)裝置連接示意

2.3 主要校準(zhǔn)項目及基本功能

2.3.1 溫度

溫度檢測探頭可以使用內(nèi)置式或外接式。外接式傳感器探頭可以根據(jù)實際情況放置于需要檢測溫度的地方，由溫度傳感器接收信號，經(jīng)過RAM處理后實時顯示在LCD屏幕上。

2.3.2 幅度

CCD傳感器拾取信號時可能有其他散射光干擾，會直接影響信號處理后的計算結(jié)果。為了提高計算結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，使用一種簡單的創(chuàng)線式方法計算幅度值（如圖4所示）。在CCD傳感器的右半部分分別設(shè)置A、B、C 3個測試點，對應(yīng)的波形如圖5所示，波形圖上也有對應(yīng)的A、B、C測試點。數(shù)據(jù)采集時每次都要觸發(fā)A、B、C 3點（至少觸發(fā)A、B 2點），這樣可以準(zhǔn)確地獲得頻率的周期和擺動的方向，再根據(jù)周期換算成對應(yīng)的頻率。同理，把CCD傳感器分為0～5 000點，根據(jù)提取的測量點數(shù)的最大值和最小值計算差值，然后乘以15 μm就是最大幅度測量值，即

式中：15 μm為CCD最小點長度；A為最大幅度測量值；Amax為測量點數(shù)的最大值；Amin為測量點數(shù)的最小值。

圖4 創(chuàng)線式計算方法的原理

2.3.3 頻率

校準(zhǔn)裝置通過數(shù)字顯示和波形顯示，可以實時查看當(dāng)前的工作頻率。把CCD傳感器分為0～5 000點，設(shè)置A、B、C 3個測量點，如果在第2 500、3 500、4 500測量點上，A、B、C測量點被觸發(fā)后有信號顯示，則可以辨明方向，計算頻率次數(shù)，反方向則不計算頻率次數(shù)[7-8]。

2.3.4 打印

校準(zhǔn)裝置可以連接計算機(jī)，將凍結(jié)并保存6 min的實時數(shù)據(jù)量打印出來，保存文件名為凍結(jié)的時間；LCD顯示屏、Android手機(jī)存儲的數(shù)據(jù)文件可以通過USB口連接到計算機(jī)讀取后打印出來。

2.3.5 藍(lán)牙無線通信方案

藍(lán)牙共享方案是通過校準(zhǔn)裝置中的采集模塊與LCD顯示屏、計算機(jī)、Android手機(jī)3種顯示設(shè)備同時進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而且這3種顯示設(shè)備的屏幕上還會顯示其他2種裝置的在線工作狀態(tài)。

3 主要創(chuàng)新點

該校準(zhǔn)裝置操作簡單、體積小、容易攜帶，對不同型號和種類的血小板恒溫振蕩保存箱可以校準(zhǔn)；校準(zhǔn)中不需要導(dǎo)線連接，使用藍(lán)牙無線通信傳遞信號；校準(zhǔn)裝置的外殼使用鋁合金材料制作，抗干擾能力比較強(qiáng)；校準(zhǔn)裝置使用鋰電池供電，電量充足，攜帶方便；校準(zhǔn)數(shù)據(jù)具有實時同步波形顯示和數(shù)字顯示功能；可以凍結(jié)并打印6 min數(shù)據(jù)量，給出檢測報告。

4 實驗臨床應(yīng)用效果

目前，將研制的校準(zhǔn)設(shè)備在不同廠家、不同種類的血小板恒溫振蕩保存箱中運行測試，測試效果非常理想。該校準(zhǔn)裝置不僅可以作為血小板恒溫振蕩保存箱的計量設(shè)備，還可以單獨對血小板恒溫振蕩保存箱的工作過程監(jiān)控。目前研發(fā)的血小板恒溫振蕩保存箱校準(zhǔn)裝置的精準(zhǔn)度都是以元件參數(shù)經(jīng)過理論和數(shù)學(xué)計算出來的，測量結(jié)果準(zhǔn)確度只能定性說明，不能定量說明。該校準(zhǔn)裝置使用簡單，具有以下應(yīng)用效果：

（1）對被檢測設(shè)備的工作過程進(jìn)行監(jiān)控；

（2）可以有效查看被檢測設(shè)備的工作參數(shù)波形；

（3）能對設(shè)備運行情況進(jìn)行全方面了解；

（4）可以有效及時地對設(shè)備檢測、校準(zhǔn)；

（5）具有6 min的數(shù)據(jù)記錄功能，可以往后查看歷史記錄；

（6）可以對檢測的參數(shù)數(shù)值進(jìn)行打??；

（7）LCD顯示可直接觀看參數(shù)，數(shù)值精度高；

（8）可有效排除血小板恒溫振蕩保存箱中的血液是否產(chǎn)生血漿。

5 結(jié)語

血小板恒溫振蕩保存箱是儲存血小板的重要設(shè)備[9]，其性能的優(yōu)劣會直接影響患者的輸血安全，所以對其進(jìn)行質(zhì)量控制檢測是非常必要的[10]。我站研制的血小板恒溫振蕩保存箱校準(zhǔn)裝置充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)和藍(lán)牙通信方式，可以檢測血小板恒溫振蕩保存箱的性能參數(shù)——溫度、頻率、幅度，而且結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、實用性強(qiáng)，可以確保血小板恒溫振蕩保存箱的質(zhì)量安全。

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（收稿：2014-02-22 修回：2014-05-20）

關(guān)于出版物中漢字?jǐn)?shù)字的用法

按照GB/T 15835—1995《出版物上數(shù)字用法的規(guī)定》執(zhí)行。其中漢字?jǐn)?shù)字的用法：

1.數(shù)字作為詞素構(gòu)成定型詞、詞組、慣用語、縮略語或具有修辭色彩的詞句，應(yīng)使用漢字。例：一方面、一律、二倍體、一氧化碳、十一五規(guī)劃、十二指腸等。

2.鄰近的2個數(shù)字并列連用表示概數(shù)時，應(yīng)使用漢字，連用的2個數(shù)字之間不加標(biāo)點，如七八個人、五十二三歲、兩三家醫(yī)院等。

3.非公歷的歷史紀(jì)年用漢字，如清咸豐十年九月二十日、八月十五中秋節(jié)等。

4.部隊醫(yī)院編號有“第”字者，其編號可用漢字，如解放軍第三○二醫(yī)院；或不用“第”字，其編號用阿拉伯?dāng)?shù)字，如解放軍302醫(yī)院。

5.敘述和不定數(shù)詞一律用漢字，如任何一個患者，這是一種免疫反應(yīng)，無一例死亡等。

本刊編輯部

Development of calibration device for platelet thermostatic concussion and preservation chest

YUN Qing-hui,JIN Hu,CUI Li,LI Xiang-dong
(Xijing Hospital of the Fourth Military Medical University,Xi'an 710032,China)

ObjectiveTo develop a calibration device for the quality control of the platelet thermostatic concussion and preservation chest.MethodsData acquisition and processing were carried out for the temperature,amplitude and frequency of the chest with digital temperature sensor,TCD sensitization component and ARM SCM.Bluetooth communication and LCD display were used for real-time display.ResultsThe device could measure the temperature, amplitude and frequency of the chest,and display the working parameters at real time.ConclusionThe device can realize the calibration of the performance parameters of the chest,and can enhance its safety use.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（3）：36-38]

platelet thermostatic concussion and preservation chest;calibration device;single chip microcomputer;Bluetooth technology

R318.6；TH772.2

A

1003-8868（2015）03-0036-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.03.036

軍隊醫(yī)學(xué)計量科研專項課題（2012--JL1-022）

云慶輝（1969—），男，高級工程師，主要從事醫(yī)院醫(yī)療器械管理、開發(fā)工作，E-mail：yunqhui@ fmmu.edu.cn。

710032西安，第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院（云慶輝，晉 虎，崔 驪，李向東）

李向東，E-mail：lixiangdong1963@sohu.com