新型尿液分析仪的研制

　　0 引言

　　尿液分析仪是用来检查人体尿液中某些成分含量的自动化分析仪器, 是临床生化分析不可缺少的仪器, 尿液分析仪可广泛应用于各医疗卫生部门, 为医生正确诊断提供有效的手段。作为医疗仪器, 最重要的是测量精度和重复测量精度, 影响其精度的原因有: ①环境光和温度对测量结果的影响; ②尿液浓度对结果的影响; ③试纸的新鲜与否等。针对上述各种情况, 在设计过程中从软硬件两方面给予解决。尿液分析仪采用了先进的超高亮度冷光源测试技术, 提高了光学系统的分辨能力和稳定性, 降低了环境光对测试结果的影响。采用了封闭化、模块化的系统设计, 选用大规模集成电路, 降低了元件数量, 减小了系统内部各部件间的相互干扰, 提高了产品的可靠性、稳定性。采用软、硬件相互配合, 实现了对环境温度、环境光和尿色等因素的自动补偿。

　　该分析仪的功能就是配合尿液分析仪专用试纸条测量人体尿液中的蛋白、葡萄糖、PH、酮体、胆红素、尿胆原、潜血和亚硝酸盐、尿白细胞、尿比重和维生素 C等十一项指标; 并能存储 1000 个标本数据, 方便用户对历史记录进行查询。在设计过程中, 考虑到了人性化设计, 采用超大规模液晶显示器作为人机对话窗口, 采用实时语音为用户提示操作信息, 其最主要的光学检测部件是非封闭的, 方便用户拆卸和维修[1]。

　　1 基本工作原理

　　仪器使用专用试纸条, 其上排列有若干试剂块, 每个试剂块涂有不同的化学试剂, 这些物质与尿液中某种成分发生化学反应后会产生不同的颜色变化。图 1 为试纸条示意图, 试纸条上共有 n 个试剂块 (可以是 8 块、10 块或11 块), 块与块之间用空隙隔开, 如图1 所示。

　　试纸条上的试剂区与尿液中的生化成份反应产生颜色变化, 试剂区颜色的深浅使它在单色光的照射下反射率不同, 根据反射率的梯度可确定尿液

中生化成份的含量。所以通过用同种单色光照射试剂带, 测定其反射率的大小, 可以确定尿液中各生化成分的浓度。试纸条上还有一个空白块作为 “补偿块”, 其作用是对尿液本身颜色的干扰及仪器变化产生的误差进行补偿, 提高测量精确度。试剂带放在测试架上, 同时测试架上还有一个白板, 它的反射率接近于1, 其作用是消除仪器之间的误差。测量时, 用三种单色光对试剂带进行扫描, 扫描系统将光信号转变成电信号,电信号经仪器处理系统处理后与数据库中的数据进行比较, 得出尿液中各成分的浓度。尿液中含量高的成分,其相应试剂块的反射光较暗, 否则较强。反射率公式: