便携式全血多参数生化检测仪器的初步研究

　　1　引　　言

　　糖尿病(Diabetes mellitus)是以持续高血糖为其基本生化特征的一种综合性病症。发达国家糖尿病的患病率已高达5%—10%,我国的患病率已达3%。日前,全世界已有一亿两千万糖尿病患者,国内该病群体规模也已超过4000万人,占总人口的4%左右。糖尿病已成为人类死亡的第三大杀手。目前糖尿病发病率每年以10%的速度递增,但检出率却只有20%,也就是说,有80%的患者已经得了糖尿病但并不知晓,这些人绝大多数是早期患者,因不知道,所以可能会导致病情日益加重。同时,糖尿病患者也非常希望自己能每天在家里进行自测血糖,并按自测结果及时调整服药量。另外据卫生部披露,我国的高血压病人已超过6000万,各项研究表明,胆固醇的增高是引发心脏病,心肌梗塞,心血管疾病的主要元凶。目前医院传统胆固醇测定方法以比色和皂化方法为主。这种方法既费时,价格又高,并且需要专门仪器和专业人员操作,不易普及和个人用户使用。胆固醇测试器材目前为非主流产品,但因心脏病及心血管患者日益增加,其市场需求日渐扩大,尤其是适合家庭使用的便携式测试仪器。加之,医学上对血液中乳酸和酮体含量的检测也被广泛运用于临床医学中,如诊断新生儿宫内缺氧、酸中毒患者、妊娠期妇女及急诊病人的血气监测、麻醉中病人的氧气供给及酸中毒监测、酸中毒症监测、糖原性疾病患者代谢监测、高血压及糖尿病等慢性疾病患者的运动监护等。近来,乳酸检测在体育界也得到了广泛的应用,如判断运动员的体内乳酸代谢状态、运动中进行间隔性乳酸测定,为科学合理的强度训练提供重要依据,指导训练选手体内耐乳酸环境,为提高运动成绩提供支持等。

　　另外,目前家用血液分析仪器操作都比较复杂,要通过多个步骤:开机、选择检测指标、准备试纸条、采样、等待、输出结果等过程,如Gilwon[1～3]等研制的非侵入式血糖监护仪等。目前国外的产品主要基于单个参数血糖测试的仪器或者是二合一的血糖胆固醇测试仪。加之,这些产品携带又不太方便、非医务人员又不能对测试的结果进行相关的处理,从而限制了产品的家庭化。

　　由上所述可知,研制一种集血糖、乳酸、胆固醇和酮体等多参数于一体的便携式测试仪器是非常有必要的。作者研制的便携式全血多参数生化检测仪器就是基于此目的而开展的,该仪器能同时对血液进行四项参数测试,无需按键,能自动开关机,自动识别酶电极以及需要测试的血相参数组合,经临床应用反应良好,达到了国外同类产品的性能。

　　2　仪器的工作原理

　　整个仪器系统由硬件部分和软件部分组成,硬件部分包括酶电极部分、信号检测部分、液晶显示部分、单片机、控制信号变换模块组成。软件部分包括主程序、外部中断0子程序、外部中断1子程序、数据转换子程序、液晶显示子程序等组成。原理框图如图1所示。当把全血样本滴在仪器的酶电极上时,经过短时的电化学反应,产生一定大小的微电流,经信号检测模块进行变换,将电流信号转变成电压信号,再经滤波放大后送到单片机的A/D转换口进行模数转移,然后将检测得到的模拟信号变换成数字信号送到单片机进行处理、运算,再把测得的结果送到液晶显示器上显示出来。