血小板恒温振荡保存箱校准装置的研究

云庆辉，晋 虎，崔 骊，李向东

血小板恒温振荡保存箱校准装置的研究

云庆辉，晋 虎，崔 骊，李向东

目的：研制一套便携式血小板恒温振荡保存箱校准装置，用于血小板恒温振荡保存箱的质量控制，以确保其安全使用。方法：采用数字温度传感器、TCD感光器件、ARM单片机对血小板恒温振荡保存箱的温度、幅度、频率进行数据采集处理，利用蓝牙通信功能和LCD显示屏进行实时显示。结果：该装置性能稳定，可以检测血小板恒温振荡保存箱的温度、幅度、频率，能够实现对其工作参数的实时屏显。结论：该便携式校准装置的应用，可有效地校准血小板恒温振荡保存箱的性能参数，为其安全使用提供保障。

血小板恒温振荡保存箱；校准装置；单片机；蓝牙技术

0 引言

血小板恒温振荡保存箱是血小板的贮藏设备。当血液或血小板注入到血袋后，将血袋放置于振荡架上作往复振荡，恒速电动机做功后振荡架水平振荡，防止血液凝固和血小板活性增强[1]。保存箱箱体内装有多台轴流风机，当它们工作时，可以使箱体内的温度均匀分布，有利于血小板的保存。如果血小板振荡保存箱的振荡频率、温度不稳定，容易使血袋中的血液产生小血块。如果给患者输入含有小血块的血液，患者就会出现血栓，危及生命[2-3]。现在科室只能使用简单的工具测试血小板振荡保存箱的温度和频率：使用数字温度计和水银温度计测试温度，利用秒针指示表和计数法确定频率[4]。目前，我国还没有功能完备的校准装置，所以为了科学地校准血小板振荡保存箱的参数，确保该设备的质量安全，我院计量站研制了一种便携式血小板振荡器保存箱校准装置，用于该设备的质量控制检测。

1 校准装置设计

1.1 结构

图1为校准装置的功能结构图，主要由红外发射装置、CCD激光采集装置和LCD显示屏装置3部分构成。

图1 血小板振荡器保存箱校准装置示意图

（1）红外发射装置。包括蘑菇吸盘和红外线发射器，它的功能是发射激光。

（2）CCD激光采集装置。侧面有电源充电口、电压偏低指示灯、数据通信指示灯、蓝牙搜索指示灯、外接数字温度传感器探头、电源开关。CCD装置可以通过蓝牙协议通信方式和计算机、Android手机、LCD显示屏进行通信。内置5 000 mAh、4.2 V锂电池供电，可连续工作5 h。

（3）LCD显示屏装置。液晶触摸显示屏参数分3页显示：第1页为温度、幅度、频率中文数据显示，第2页为幅度波形显示，第3页为温度波形显示。侧面配有充电口、开关、USB通信口。屏幕辅助功能有时钟、蓝牙通信、界面设置、冻结功能、数据抓取、打印功能。内置5 000 mAh、4.2 V锂电池供电。

1.2 工作原理

工作原理如图2所示。

图2 血小板振荡器保存箱校准装置原理示意

根据图2设计的血小板振荡器保存箱校准装置原理框图，当激光发射器的激光照射在CCD传感器上时，传感器同时被ARM微处理器的时序电路驱动后开始工作，接收激光位置。接收到的信号位置由CCD传感器的2脚和3脚输出，再经过滤波抗干扰电路的处理，送至ARM微处理器内。经过处理器计算后得到的数据与温度传感器接收的数据一起由蓝牙模块（A）发射出去，然后由蓝牙模块（B）接收后送至RAM微处理器进行数据分析和计算，得到的数据由显示屏实时显示[5-6]。

1.3 设计性能参数

（1）最大幅度测量值为70 000 μm；（2）幅度测量精度为±0.1 mm；（3）频率测量精度为±0.1 Hz/min；（4）温度测量精度为±0.1℃；（5）幅度测量范围为0.0～70 mm；（6）频率测量范围为0.0～120.0 Hz/min；（7）温度测量范围为0.0～85.0℃；（8）冻结后数据抓取时间为6 min（6 min数据记录存储）。

2 校准装置的使用方法

2.1 校准条件

环境温度为0～100℃；相对湿度为30%～95%；大气压力为80～106kPa；供电电源为内部锂电池供电；防止蓝牙信号干扰和其他杂散光干扰CCD传感器。

2.2 连接方法

校准装置在使用前应先充电，确保电量充足。然后把血小板振荡箱的摆动托盘关闭，并将其移位到振荡箱最左边或最右边（工作中必须保证发射的红外激光束在CCD接收窗口内移动）。将采集装置水平放置于托盘架上，然后将激光发射装置吸附于顶部，保证发射的红外激光垂直于CCD传感器的窗口，LCD显示端可以任意放置或拿在手中（如图3所示）。校准装置安置完毕后开机测试，先发射激光在CCD传感器上扫描，扫描范围仅限于CCD传感器的感应窗口内。检测时用户可以根据实际情况把温度传感器的探头放到理想的位置上。

图3 血小板振荡器保存箱校准装置连接示意

2.3 主要校准项目及基本功能

2.3.1 温度

温度检测探头可以使用内置式或外接式。外接式传感器探头可以根据实际情况放置于需要检测温度的地方，由温度传感器接收信号，经过RAM处理后实时显示在LCD屏幕上。

2.3.2 幅度

CCD传感器拾取信号时可能有其他散射光干扰，会直接影响信号处理后的计算结果。为了提高计算结果的准确性和稳定性，使用一种简单的创线式方法计算幅度值（如图4所示）。在CCD传感器的右半部分分别设置A、B、C 3个测试点，对应的波形如图5所示，波形图上也有对应的A、B、C测试点。数据采集时每次都要触发A、B、C 3点（至少触发A、B 2点），这样可以准确地获得频率的周期和摆动的方向，再根据周期换算成对应的频率。同理，把CCD传感器分为0～5 000点，根据提取的测量点数的最大值和最小值计算差值，然后乘以15 μm就是最大幅度测量值，即

式中：15 μm为CCD最小点长度；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。

图4 创线式计算方法的原理

2.3.3 频率

校准装置通过数字显示和波形显示，可以实时查看当前的工作频率。把CCD传感器分为0～5 000点，设置A、B、C 3个测量点，如果在第2 500、3 500、4 500测量点上，A、B、C测量点被触发后有信号显示，则可以辨明方向，计算频率次数，反方向则不计算频率次数[7-8]。

2.3.4 打印

校准装置可以连接计算机，将冻结并保存6 min的实时数据量打印出来，保存文件名为冻结的时间；LCD显示屏、Android手机存储的数据文件可以通过USB口连接到计算机读取后打印出来。

2.3.5 蓝牙无线通信方案

蓝牙共享方案是通过校准装置中的采集模块与LCD显示屏、计算机、Android手机3种显示设备同时进行数据传输，而且这3种显示设备的屏幕上还会显示其他2种装置的在线工作状态。

3 主要创新点

该校准装置操作简单、体积小、容易携带，对不同型号和种类的血小板恒温振荡保存箱可以校准；校准中不需要导线连接，使用蓝牙无线通信传递信号；校准装置的外壳使用铝合金材料制作，抗干扰能力比较强；校准装置使用锂电池供电，电量充足，携带方便；校准数据具有实时同步波形显示和数字显示功能；可以冻结并打印6 min数据量，给出检测报告。

4 实验临床应用效果

目前，将研制的校准设备在不同厂家、不同种类的血小板恒温振荡保存箱中运行测试，测试效果非常理想。该校准装置不仅可以作为血小板恒温振荡保存箱的计量设备，还可以单独对血小板恒温振荡保存箱的工作过程监控。目前研发的血小板恒温振荡保存箱校准装置的精准度都是以元件参数经过理论和数学计算出来的，测量结果准确度只能定性说明，不能定量说明。该校准装置使用简单，具有以下应用效果：

（1）对被检测设备的工作过程进行监控；

（2）可以有效查看被检测设备的工作参数波形；

（3）能对设备运行情况进行全方面了解；

（4）可以有效及时地对设备检测、校准；

（5）具有6 min的数据记录功能，可以往后查看历史记录；

（6）可以对检测的参数数值进行打印；

（7）LCD显示可直接观看参数，数值精度高；

（8）可有效排除血小板恒温振荡保存箱中的血液是否产生血浆。

5 结语

血小板恒温振荡保存箱是储存血小板的重要设备[9]，其性能的优劣会直接影响患者的输血安全，所以对其进行质量控制检测是非常必要的[10]。我站研制的血小板恒温振荡保存箱校准装置充分利用了现代电子技术和蓝牙通信方式，可以检测血小板恒温振荡保存箱的性能参数——温度、频率、幅度，而且结构简单、操作方便、实用性强，可以确保血小板恒温振荡保存箱的质量安全。

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（收稿：2014-02-22 修回：2014-05-20）

关于出版物中汉字数字的用法

按照GB/T 15835—1995《出版物上数字用法的规定》执行。其中汉字数字的用法：

1.数字作为词素构成定型词、词组、惯用语、缩略语或具有修辞色彩的词句，应使用汉字。例：一方面、一律、二倍体、一氧化碳、十一五规划、十二指肠等。

2.邻近的2个数字并列连用表示概数时，应使用汉字，连用的2个数字之间不加标点，如七八个人、五十二三岁、两三家医院等。

3.非公历的历史纪年用汉字，如清咸丰十年九月二十日、八月十五中秋节等。

4.部队医院编号有“第”字者，其编号可用汉字，如解放军第三○二医院；或不用“第”字，其编号用阿拉伯数字，如解放军302医院。

5.叙述和不定数词一律用汉字，如任何一个患者，这是一种免疫反应，无一例死亡等。

本刊编辑部

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

军队医学计量科研专项课题（2012--JL1-022）

云庆辉（1969—），男，高级工程师，主要从事医院医疗器械管理、开发工作，E-mail：yunqhui@ fmmu.edu.cn。

710032西安，第四军医大学西京医院（云庆辉，晋 虎，崔 骊，李向东）

李向东，E-mail：lixiangdong1963@sohu.com