血容比测量系统及利用其测量的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种血容比测量系统及利用其测量的方法。该血容比测量系统包含电化学试片及测量仪。所述测量仪包含：连接器将该电化学试片上的血液样品产生相应的反应信号传送到该测量仪；容抗特性调整器设置于该测量仪与该电化学试片的连接处；计算单元用以换算该电化学试片上的血液样品的浓度值及HCT值；模拟数字转换器将该相应的反应信号转换成数字化反应信号；及信号处理器，处理该数字化反应信号并将测量结果显示于显示器，其中所述计算单元采用分压原理而测得该血液样品的HCT值，以避免信号波形电压产生饱和或遭到截止而导致测量信号曲线失真。

【技术实现步骤摘要】
血容比测量系统及利用其测量的方法
本专利技术涉及一种血容比测量系统及利用其测量的方法，特别涉及一种具有容抗特性调整器的血容比测量系统及利用容抗特性调整器提高血液血容比的容抗特性有效提高测量精准度的方法。
技术介绍
鉴于生活饮食的富足，因不当饮食习惯所造成的疾病日益增加，具高度可靠性的电化学生化测量系统对需要长时间监控身体状态(如血糖、血脂等)的人们来说已成为生活中所不可或缺的工具。以往的的电化学生化测量系统的测量结果存在显著误差，主要因为血液组成中含有干扰测量结果的成分，其中最具代表的干扰成分即红血球于血液中所占比例的血容比(Hematocrit，于下文中简称HCT)。血液的HCT是导致测量结果发生误差的重要参数，例如，在进行血糖、胆固醇、凝血速度或尿酸等测量时，红血球会阻碍血液与酵素进行反应，使得呈现高HCT者其测量结果较实际值低，而呈现低HCT者其测量结果较实际值高。在现有技术中，已存在多种技术方案解决HCT所造成的问题，例如美国专利US5,628,890号已公开一种电化学系统测量试片，在试片上设置有一过滤层，将红血球从待测血液中分离，然而此专利公开仍有试片制程困难、成本高、测量时间长及需要大量测量血液等实用上的缺点。美国专利US7,407,811号公开了一种检测HCT并校正待测物浓度的方法，通过提供1Hz～20KHz的AC信号至待测血液，并测量该血液反应的相位角(phaseangle)及导纳强度(admittancemagnitude)而计算出血液中的HCT值。然而此专利所公开的技术方案仍需要反复提供二至五个不同频率的信号到测量血液中，并藉由该不同频率信号来测量HCT，导致整体存在反应时间长、增加运算困难及耗电等实用上的缺点。此外，美国专利US8,480,869号涉及关于一种以氧化还原方应测量HCT的方法，其公开于电化学试片电极上设置铁氰化钾或亚铁氰化钾，在与红血球进行反应后，藉此测量HCT。然而美国专利US8,480,869所公开的氧化还原药剂会干扰电化学试片上其他酵素，导致测量结果失真。再者，虽然美国专利US7,407,811与US8,480,869所公开的测量方法都可测量血液中HCT值，然而若血液中尚有其他成分同时存在，该其他成分亦对HCT测量准确度造成威胁。更有甚者，虽然美国专利US5,628,890可将红血球从待测血液中分离，却未能完全滤除HCT的存在。基于上述现有技术的缺点，使得业界目前急切需要具高精准度及可靠度的HCT测量系统。
技术实现思路
为克服上述现有技术的缺点，本专利技术实施例提供一种血容比测量系统，其包含电化学试片及测量仪，藉由具有血液容抗特性调整器的测量仪可有效地提高血液HCT容抗特性，并提高测量精准度。所述测量仪包含：连接器，将该电化学试片上的血液样品产生相应的反应信号传送到该测量仪；容抗特性调整器，设置于该测量仪与该电化学试片的连接处，该容抗特性调整器包含负载电阻及调整电容所组成的一电路；计算单元，用以换算该电化学试片上的血液样品的浓度值及HCT值；模拟数字转换器，将该相应的反应信号转换成一数字化反应信号；及一信号处理器，处理该数字化反应信号并将测量结果显示于一显示器；其中所述计算单元采用分压原理而测得该血液样品的HCT值，以避免信号波形电压产生饱和或遭到截止而导致测量信号曲线失真。根据实施例，所述容抗特性调整器调整电容与血液容抗特性而呈现并联关系，其中该信号处理器的整体电路容抗Ceq满足以下关系式：Ceq＝Cb+Cac其中Ceq为整体电路容抗，Cb为血液容抗，Cac为调整电容，藉此可获致将测量信号放大，减少测量所需的血液量的功效。根据另一实施例，所述容抗特性调整器调整电容与血液容抗特性而呈现串联关系，其中该信号处理器的整体电路容抗Ceq满足以下关系式：1/Ceq＝1/Cb+1/Cac其中Ceq为整体电路容抗，Cb为血液容抗，Cac为调整电容，藉此可获致将干扰信号有效地滤除。再者，藉由采用分压原理而实施的所述计算单元，可得知血液HCT值，具有防止因信号波形电压产生饱和或遭到截止造成测量信号曲线失真的功效。根据另一实施例，一种使用血容比测量系统测量血液血容比的方法，包含：提供测量用的电化学试片；将该电化学试片置入血容比测量系统中；由电源单元通过连接器及容抗特性调整器提供波形信号至该电化学试片上；通过该测量仪测量分压阻抗得到测量信号；通过该信号处理器分析该测量信号；以及通过该处理器显示测量血液的HCT值于该显示器上或利用该HCT值演算其他生化浓度。附图说明图1表示根据本专利技术一实施例所绘制的电化学试片的结构分解示意图；图2a～图2d是根据本专利技术的一实施例而绘制电极系统的布置示意图；图3是表示根据本专利技术的实施例而绘制的测量仪的系统方块示意图；图4是表示根据本专利技术的实施例而绘制的计算单元的等效电路图；图5是表示根据本专利技术另一实施例而绘制的另一计算单元的等效电路图；图6a至6p表示根据本专利技术实施例而绘制的容抗特性调整器的等效电路图，其中图6a～6f中所表示的是容抗特性调整器的调整电容与血液容抗呈现并联关系，图6g至图6k中所表示的是该容抗特性调整器的调整电容与血液容抗呈现串联关系，图6l至6p中所表示的是将两调整电容对血液进行串联与并联状态；图7为根据本专利技术的并联调整电容的实施例与无容抗特性调整器的测量仪，针对10％、30％及50％输出信号进行对比的结果。图8表示针对各测量仪输出信号差异系数进行对比的结果；以及图9表示使用本专利技术血容比测量系统的测量HCT方法的流程说明图。具体实施方式以下以各实施例详细说明并基于附图说明的范例，做为本专利技术的参考依据。在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的符号。且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各组件的部分将以分别描述说明的，值得注意的是，图中未示出或描述的组件，为所属
中技术人员所公知的形式，另外，特定的实施例仅为揭示本专利技术使用的特定方式，其并非用以限定本专利技术。本专利技术实施例主要提供一种藉由生化测量系统测量血液HCT的方法。该生化测量系统包括测量仪及电化学试片，其中该电化学试片尚包括有至少一对电极。当进行测量时，使用者需先行将该电化学试片插入该测量仪，然后利用采血针扎刺自己的皮肤以渗出微量血液，并将此血液直接滴在电化学试片上。当血滴被吸入到位于电极上方的反应层时，因血液中的红血球在结构上具有电容及电阻特性，利用该电抗及容抗特性与HCT浓度有直接关系，因此通过测量血液中阻抗及容抗即可得知HCT浓度。图1表示根据本专利技术一实施例所绘示电化学试片的结构分解示意图。在图1中，电化学试片100包含绝缘基板102、电极系统104、绝缘层106、下隔片108、亲水性隔片110及上隔片112。绝缘基板102为具有电绝缘性的基材，其材料可包含但不限于：聚氯乙烯(PVC)、玻璃纤维、聚酯、电木、聚对苯二甲酸二乙酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、陶瓷或上述材料的任意组合。电极系统104的材料可为任何导电物质，例如碳胶、银胶、铜胶、金银混合胶、碳银混合胶、或上述导电材料的任意组合。在一实施例中，电极系统是由导电碳粉层所构成。在另一实施例中，电极系统是由金属层所构成。又本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种血容比测量系统，其特征在于，具有电化学试片、以及测量仪，其中所述测量仪包含：电源单元，其用于提供信号；连接器，其接收所述电源单元所提供的所述信号并将所述信号传送到所述电化学试片上，且将所述电化学试片上的血液样品与所述信号所产生的相应的反应信号传送到所述测量仪；容抗特性调整器，其设置于所述测量仪与所述电化学试片的连接处；计算单元，其用以换算所述电化学试片上的血液样品的浓度值及HCT值；模拟数字转换器，其将所述相应的反应信号转换成数字化反应信号；以及信号处理器，其处理所述数字化反应信号。

【技术特征摘要】
2013.11.19 TW 1021420181.一种血容比测量系统，其特征在于，具有电化学试片、以及测量仪，其中所述测量仪包含：电源单元，其用于提供信号；连接器，其接收所述电源单元所提供的所述信号并将所述信号传送到所述电化学试片上，且将所述电化学试片上的血液样品与所述信号所产生的相应的反应信号传送到所述测量仪；容抗特性调整器，其设置于所述测量仪与所述电化学试片的连接处；计算单元，其用以换算所述电化学试片上的血液样品的浓度值及HCT值；模拟数字转换器，其将所述相应的反应信号转换成数字化反应信号；以及信号处理器，其处理所述数字化反应信号。2.根据权利要求1所述的血容比测量系统，其特征在于，所述计算单元测量所述电化学试片的分压阻抗信号而测得所述血液样品的HCT值。3.根据权利要求2所述的血容比测量系统，其特征在于，所述分压阻抗值的范围为200Ω～2MΩ。4.根据权利要求1所述的血容比测量系统，其特征在于，所述电源单元所提供的所述信号为直流方波信号，其频率为1KHz～22KHz，电压为50mV～5V。5.根据权利要求1所述的血容比测量系统，其特征在于，所述信号处理器包含由运算放大器、加法器、减法器、和积分器中的一个或多个组件组成的电路。6.根据权利要求1所述的血容比测量系统，其特征在于，所述容抗特性调整器包含负载电阻及调整电容所组成的电路。7.根据权利要求6所述的血容比测量系统，其特征在于，所述调整电容的容抗值为1pF～150uF。8.根据权利要求7所述的血容比测量系统，其特征在于，所述容抗特性调整器的所述调整电容与血液样品容抗呈现并联关系。9.根据权利要求8所述的血容比测量系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑淳铭，吴李腾翌，朱清渊，
申请(专利权)人：五鼎生物技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71