血小板恒温震荡保存箱校准装置的研制*

崔 骊

血小板恒温震荡保存箱校准装置的研制*

崔 骊①

目的：血小板恒温震荡保存箱广泛用于医院输血科、实验室和血站，为了确保其技术参数的准确性，研制一套适用于临床的校准装置。方法：采用红外线发射器、数字温度传感器及ARM单片机等器件组成校准装置，对保存箱的温度、幅度和频率进行检测，并通过蓝牙通讯功能传输数据，最终打印出检测报告供临床参考。结果：研制的保存箱检测装置可检测保存箱的重要性能参数，以确保患者的输血安全。结论：该血小板恒温震荡保存箱校准装置操作简单、实用性强且性能稳定，经实验验证，可以检测保存箱的技术参数，保障其质量安全。

血小板恒温震荡保存箱；单片机；校准装置；蓝牙技术

血小板恒温震荡保存箱是保存血小板的仪器，其在血小板的输注过程中可提供20～24 ℃的恒温环境，且能够不停地摆动，防止血小板凝聚成团块，适用于医院输血科、血站及实验室等场所[1-3]。保存箱内装有多台轴流风机，使箱体内的温度均匀分布，便于保存血小板。如果保存箱的震荡频率、温度等技术参数不准确，容易造成血袋中的血液产生不定量的小血块，如果输入人体则会出现血栓，危及患者的生命[4-5]。目前，我国尚无功能完备的血小板恒温震荡保存箱校准装置，为了确保该设备的质量安全，本研究研制了一种便携式校准装置，用于该设备的质量控制检测。

1 血小板恒温震荡保存箱校准装置设计

1.1 保存箱校准装置结构及功能

校准装置主要由红外发射装置、电荷耦合器件(charge couple device，CCD)激光采集装置和液晶显示(liquid crystal display，LCD)装置构成如图1所示。

图1 血小板恒温震荡保存箱校准装置实物图

红外发射装置由红外线发射器和吸附盘两部分组成，吸附盘可以牢牢地吸附在保存箱内壁顶层，便于向采集装置发射红外线。

CCD激光采集装置由电源开关、数据通讯指示灯、蓝牙搜索指示灯、外接数字温度传感器及探头等组成。采集装置内置4.2 V、500 mA/h的锂电池，可连续工作5 h，并可通过蓝牙通讯、电脑、手机和LCD屏进行实时通讯。

LCD屏装置采用液晶触摸屏显示，可分页显示参数及波形，即第一页显示温度、幅度和频的数据，第二页显示幅度波形，第三页显示温度波形；内置锂电池供电；其辅助功能有时钟、界面设置、蓝牙通讯及数据抓取等功能；同时配有USB通讯口便于数据传输。

1.2 保存箱校准装置基本原理

当发射装置发出的红外线照射在采集装置的CCD传感器时，传感器被ARM微处理器的时序电路驱动后开始工作，接收到的信号由CCD传感器输出到抗干扰电路，经过滤波后送至微处理器内计算，得到的数据与温度传感器接收的数据一起由蓝牙模块(A)发射至蓝牙模块(B)，然后将数据再送至ARM微处理器进行分析和计算，得到的数据由LCD屏实时显示(如图2所示)。

图2 血小板恒温震荡保存箱校准装置原理图

1.3 保存箱校准装置性能参数

本研究研制的保存箱校准装置的性能参数：①最大幅度测量值为70000 um；②幅度测量范围为0.0～70 mm；③频率测量范围为0.0～120.0 Hz/ min；④温度测量范围为0.0～85.0 ℃；⑤幅度测量精度为0.1 mm；⑥频率测量精度为0.1 Hz/min；⑦温度测量精度为0.1 ℃；⑧冻结后数据抓取时间为6 min。

2 血小板恒温震荡保存箱校准装置使用方法

2.1 保存箱校准装置校准条件与连接方法

保存箱校准装置在校准时其条件为：①温度0～100 ℃，相对湿度30%～95%；②大气压力80～106 kPa[6-7]；③供电电源为内部锂电池供电；④检测时防止散射光干扰CCD传感器。保存箱校准装置的连接方法如图3所示。

检测前需将保存箱的摆动托盘关闭，将托盘移位到保存箱的最左边或最右边，这样才能够水平放置采集装置；红外线发射装置吸附于保存箱顶部应垂直于CCD传感器的窗口，必须保证发射的红外激光束只在CCD接收窗口内移动。

2.2 保存箱校准装置的校准项目及功能

(1)温度。检测温度时可将CCD激光采集装置放置于设定的检测点，由采集装置内的外接数字温度传感器探头接收信号，经过ARM微处理器计算后，实时显示在LCD装置的屏幕上。

(2)幅度。检测幅度时采集装置的CCD传感器接收信号后，经过抗干扰电路滤波后送至微处理器计算，并通过蓝牙模块将数据送至ARM微处理器进行分析和计算，所得数据由LCD屏实时显示。

在检测时常常有散射光干扰信号的采集，直接影响数据的准确性和稳定性，为了避免数据失准采用了创线式方法计算幅度值(如图4所示)。

在CCD传感器的右侧分别设置A、B、C三个测试点，对应的波形图如图5所示。

图5 创线式计算方法的波形图

采集数据时每次至少触发A、B两点，可以测得幅度和摆动的方向；如果将CCD传感器分为0～5000个点，可根据公式1计算最大幅度测量值。

式中A为最大幅度测量值；Amax为测量点数的最大值；Amin为测量点数的最小值。

(3)频率。校准装置通过LCD装置的屏幕查看当前的工作频率，然后将CCD传感器分为0～5000个点，当红外线扫描到第2500、3500和4500测量点时，传感器被触发后有信号显示，即可辨明摆动方向，此时计算频率次数，反方向不计算频率次数。

(4)打印功能。校准装置可以连接电脑、android系统手机及LCD屏，如果想打印检测报告，在LCD屏上启用冻结功能，校准装置将自动抓取6 min的数据量保存到内存卡上，连接打印机就可打印出检测报告。

(5)蓝牙通讯。校准装置可以通过蓝牙与电脑、LCD屏及android系统手机同时进行数据传输，而且这3种显示设备的屏幕上可以显示其他两种设备的在线状态。

3 血小板恒温震荡保存箱校准装置的特点及实验

本研究研制的校准装置体积小、易携带及操作简单，对于不同种类的保存箱都可以校准；使用蓝牙通讯传递信号不需要导线连接，节省了检测时间[8-9]；采用铝合金材料制作外壳，抗干扰能力较强；采用锂电池供电其电量充足，方便使用[10-11]；具有同步波形显示和数字显示功能；可以冻结并打印出6 min数据量作为检测报告。

使用校准装置检测一台XHZ-1B型血小板恒温振荡保存箱，LCD屏装置放置于保存箱外，红外发射装置吸附于保存箱箱体上方、CCD激光采集装置放置于保存箱箱体下方与红外发射装置保持垂直(如图6所示)。保存箱校准装置检测数据见表1。

图6 检测连接图

表1 血小板恒温震荡保存箱校准装置检测数据

4 结语

血小板恒温震荡保存箱是储存血小板的重要设备，其质量的优劣直接影响患者的输血安全，因此研究保存箱的质量控制检测非常必要[12-13]。本研究研制的校准装置充分利用了现代电子技术，而且体积小巧、操作便利、实用性强。通过实验验证，可以检测保存箱的温度、频率及幅度等重要参数，达到了校准装置的设计目标，能够用于保存箱的质量控制检测，确保其临床使用安全[14-15]。

[1]张长友,朱昌名.电梯系统固态固有频率计算方法与减震策略[J].系统仿真学报,2007,19(16):3856-3859.

[2]尹海峰,尹海潮,孙树强.频率的测量在单片机设计中的应用[J].科技信息,2008(7):41-42.

[3]陶冶,袁永超,罗平.基于DS18B20的单片机温度测量系统[J].农机化研究,2007,10(10):160-163.

[4]杨延宁,张志勇,张威虎,等.一种基于SWC的数字温度计的设计[J].现代电子技术,2007,30(21):104-105.

[5]袁尤西,李彬华,程向明,等.EMCCD冷指温度控制系统天文研究与技术[J].国家天文台台刊,2013,10(3): 293-300.

[6]陈红良,刘高平,徐林海.一种基于蓝牙传输的温度检测系统[J].万里学院学报,2011,24(4):75-78.

[7]蒋蓉蓉,林一民.不同温度和时间对血细胞参数的影响[J].检验医学与临床,2013,10(2):217-219.

[8]徐国胜.不同冷冻保护剂对-80℃冰箱冷冻保存血小板效果分析[J].中外医学研究,2013,11(19):144-145.

[9]龚大彬,梁见庭.甘露醇注射液恒温加热箱的设计与应用[J].中华现代护理杂志,2013,19(2):189.

[10]郑润桃,王光,董莉,等.恒温循环解冻系统在血库工作中的应用探讨[J].内蒙古医学杂志,2013,45(2):209-210.

[11]朱楷,梁中会,史文君.冷链设备温度无线监控系统对提高血液质量的意义[J].基层医学论坛,2013, 17(29):3890-3891.

[12]龚卫锋,白艳丽.影响血浆化浆效果的因素分析[J].中国医学物理学杂志,2012,29(2):3305-3306,3313.

[13]王艳,刘敏霞,王捷熙,等.新型相变材料运血箱对血液保存质量影响的研究[J].军事医学,2012,36(7): 494-497.

[14]刘利明,李廷俊,肖泽斌,等.冰冻机采血小板复融后的质量研究[J].中国民康医学(上半月),2009,21(1): 27-28,30.

[15]吴巍巍,金正花,石凯.等.冻伤后复温用恒温水浴箱的研制与应用[J].中华烧伤杂志,2013,29(1):86-87.

Development of calibration device for platelet thermostatic storage box

/
CUI Li//
China Medical Equipment,2014,11(11):13-15.

Objective: The platelet thermostatic storage box is widely used in hospital, laboratory, and blood station. It is very necessary to develop a calibration device to ensure the accuracy of the technical parameters. Methods: Using Infrared emitter, digital temperature sensor, ARM microcontroller etc to form a calibration device, the parameters of temperature, amplitude and frequency are processed. Data is transferred by Bluetooth communication, final; the test report is printed out for clinical. Results: The calibration device is developed, it can detect the important performance parameters of preservation box, it can ensure the safety of patient's blood transfusion. Conclusion: This calibration device is simple operation, strong practicability, stable performance; it can detect the technical parameters of platelet thermostatic storage box through experiment to ensure the safety and quality.

Platelet thermostatic storage box; Single chip microcomputer; The calibration device; Bluetooth technology

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.11.005

1672-8270(2014)11-0013-03

R197.39

A

崔骊,女,(1975- ),硕士，工程师。第四军医大学西京医院器材设备科，从事质量控制管理和检测的研究工作。

2014-05-08

军事医学计量科研专项课题(2012--JL1-022)“医用灭菌设备温度计校准规范实验验证及检测装置准确性论证”

①第四军医大学西京医院器材设备科 陕西 西安 710032

[First-author’s address]Xijing Hospital, The Fourth Medical University of PLA, Xi’an 710032, China.