LGRA全自动血液粘仪测试原理

血液黏度分析仪器

毛细管黏度仪和锥板式黏度计概述早在1961年由Wells等人研制出来了回转锥板式结构的血液黏度分析仪器。我国70年代就开始血流变学的基础研究，已有定型产品问世。20世纪80年代血流变学检查应用于临床实践，并有许多家不同类型的仪器在各级医院使用。

血黏度分析仪结构较简单，各级医疗单位大多数是国产仪器；仪器价格比较便宜检测时不需要试剂、消耗品小，操作简单。国产血黏度仪器使用很普及，极大的促进了血黏度检查在临床方向的应用。

血液流变学检测的参数较多，涉及多种分析仪器，临床上常用的有：血液黏度分析仪、

血凝分析仪器、

细胞变形分析仪、

血沉仪、

电泳仪、

红细胞聚集分析仪器等。仅论述血液黏度分析仪器。

血黏度分析仪的种类血黏度分析仪按其测量原理和构件可分成四种：一、毛细管式；二、锥—板旋转式；三、同轴圆筒旋转式；四、电子—压力传感式。目前国内的仪器主要采用前两种结构，即毛细管式和锥板式，所以仅分析这两种结构的仪器。

毛细管黏度仪

毛细管黏度仪的测量部件是一根长型毛细管。不同黏度的流体流过相同的管道时所用的时间是不一样的，流体的黏度愈大，所用的时间就愈大。仪器在一定切变率下测得血样流过毛细管的时间推算出被测血样品的黏度值。毛细管黏度仪测量原理根据泊素叶（Poiseuiller）定律：如果控制相同的体积、压差、管径和管长、则流体的黏度与流过一定管长所用的时间成正比。即：Q=πr４/8η*△P/L（1）式中：Q为流体流量：即单位时间流过的液体体积；

r为毛细管半径;L为毛细管长。△

P为毛细管两端驱动流体流动的压差。η为流体的黏度。由于：流速V等于流量Q乘上时间t。即：流量Q=V/t（2）公式（1）可以写成：V=πr4△Pt/8Lη（3）则有（3）公式可以求出流体黏度：η=πr4△Pt/8LV（4）血黏度的公式在仪器制造好以后，毛细管的半径r，长度L都为定值，压差△P为已知值或可人为控制，流量Q可测量；则（4）式可写成（5）式：

η=K△P/Q=K△Pt/VK在给定毛细管与测试温度下为常数，由（5）式可以看出：一定体积的液体；在衡定的压力驱动下；通过一定管径的毛细管所用的时间t；与该液体的黏度值η成正比。

仪器的实际测定仪器实际测量时：分别让生理盐水和被测血样通过毛细管；再分别测定生理盐水流过毛细管所用的时间tW和血样所用的时间tb由于水的黏度ηw是已知的,：在25℃时水的黏度ηw=1；

被测血样的黏度ηb可按下式得出:ηb=tb/tw*ηw(6_)

由(6)式可见,仪器的计时电路只要精确计时生理盐水流过毛细管所用的时间tｗ和血样流过的时间tｂ；由计算电路算出两者的比例,就可简单的算出被测血样的黏度值ηb。

特别说明需要说明的是泊素叶定律是：Poistwiller在1840年研究毛细管的液体做层状流动而发现的定律；它适用于牛顿流体的一维定常流动。

全血是非牛顿流体，在血管中的流动是脉动的非定常流动；毛细管黏度仪，测定近似牛顿流体的血浆黏度，其结果比较准确可靠。全血为非牛顿流体，其测定黏度值准确性会欠佳，现在许多仪器会在电路和计算方面给予校正。毛细管黏度仪的基本结构

这种类型的黏度仪可简单分成全自动和半自动两大类。全自动类仪器有样品盘，多数仪器可以直接将原试管放入样品盘上，样品盘由步进电机带动，在CPU控制下正反方向旋转，配合采样针协调动作，自动完成采取血样的任务。

血样品的混匀全血样品的混匀，仪器大多数是由采样针，通过吮吸功能完成：采样针具有吞吐混匀能力，由与采样针相连的注射泵或蠕动泵等，在电路的控制下吸取一定量的全血样品后，再由电路控制电机反转、通过齿轮杆推动注射泵上行或是蠕动泵反转、吐出吸入的血样进入到原来的样品管中。通过几次吸吐将沉淀血细胞与血浆混匀，可确保全血黏度检测精确，一般混匀的次数可通过仪器的操作程序由用户自行决定。采样针每次完成采样任务后，自动移到冲洗站位置，进行针内、外壁清洗，再开始下一个血样的采集。半自动类的仪器，没有自动采样功能，需要操作人员手工混匀全血样品，再将待测样品放在采样针下方，按仪器进样键，完成样品采集任务。

毛细管毛吸管黏度仪测量部件：长型毛细管和储液池。根据泊素叶定律，要求测量毛细管必须具有直、长、圆的特点；管长与管径之比通常应大于200，毛细管直径要大于或等于1mm。

管径不能过细，否则毛细管中流动的可变形红细胞向轴向集中的趋势会明显,测出的血液黏度偏低。温度由于黏度与温度呈负相关,故流体黏度测量时对温度要求较高。测量毛细管和储液池均安装在有恒温控制的测量室内。为有效防止温度的脉动，一般测量室内装有油或液体，内置加热元件，由控温电路控制使其测量室内的温度始终维持在恒定的范围内，（37℃±0.5）

储液池在毛细管上端有储液池。仪器通过泵将被测样品吸入到储液池中。测量时，再通过泵给被测血样已知的切变压力，分成高切、中切、低切。待测血样流过毛细管，同时由光电检测计时，得出流过一定管长所用的时间值。由计算电路计算出实测时间。得出被测血样在高、中、低切变率下分别对应的黏度值。

切变压力值一般用压力传感器确定计算。临床血流变学测定一般设定切变率为200S-1为高切、切变率10S-1以下为低切。

全血高切黏度值反映红细胞的变形性；全血低切黏度值反映红细胞的聚集性。测量过程中，仪器的CPU单元会根据所测数值，自动作出黏度值—切变率曲线。电脑自动计算多种参考数值，显示器显示；由打印机，根据操作者的不同要求，打印报告单。锥板式黏度计锥板式黏度计是旋转式黏度计的一种；目前国内血细胞黏度分析中：采用的最多的一种分析仪器：

锥板式黏度计锥板式黏度计是：通过低惯性转矩电机带动与支撑轴连接的一定几何学常数的圆锥旋转；在圆锥与锥板之间加入被测液体；圆锥旋转时对被测流体施加一个受控应力；在被测样品所充满的间隙中，各部分切变率一致。

在测定血液黏度时：被测血样处于预先设定的切变率下；做单纯的定向流动；锥板式黏度计适合测量非牛顿流体的黏度；特别适合全血黏度的检测。研究全血的凝固过程、黏弹性及红细胞变形性、聚集性等。锥板式黏度仪测量原理

锥板式黏度仪是：根据圆锥的几何学常数；带动圆锥旋转的支撑轴扭转常数为已知的应变力；计算出切变率与切应力，有两者之比得到被测流体的实际黏度值为：

η=τ/y=3Mθ/2лr

（7）上式中：τ为应变力：即作用于单位面积上的切向力；其单位为牛顿/米2。

y为切变率；即随时间而变化的切应变值。单位为S-1。M为圆锥的转矩；单位是达因/厘米2。θ为圆锥的倾斜角度；r为圆锥的半径（厘米）。

为圆锥旋转角速度；单位是弧度/秒。仪器制造好以后，其圆锥的几何数值半径r、圆锥角θ为定值。在测量时，将被测血样注入圆锥与锥板之间；电机驱动电路以已知的角速度使圆锥旋转；圆锥旋转给被测血样一个切应力并使其产生分层流动；血样黏度越大、圆锥旋速越慢，其受力也会越大。圆锥所受转矩大小由其相连的测力传感器检测。

仪器的计算电路通过（7）式计算出不同切变率下被测血样的黏度值。单位为应力与时间的乘积，即毫帕.秒

，（

mPa*S）。

锥板式黏度仪的基本构造锥板式黏度仪也分成全自动和半自动两类。全自动仪器可以自动完成检测；根据仪器的大小和检测速度的不同；仪器可有一个或多个进样盘和采探针；多采用吞吐式样品自动混匀技术，由操作者根据实际情况选择混匀的次数。

采样完成后，自动进行采样针的内外清洗及吹干。半自动型仪器比较小、价格便宜。由操作者人工混匀血样，送到仪器的采样针下完成血样的采集工作。

锥板构件锥板式血液黏度计测量部分的核心是：锥板构件，材料一般为铝合金，加工精细圆滑。驱动电机为低惯性调速电机；由控制电路为其提供不同的驱动电压；驱动轴现一般都采用阻力极小的红宝石轴承，有效降低圆锥旋转时摩擦力。

现在国际上已出现无摩擦支撑结构的血液流变仪。采用的是航空航天导航系统技术；准确测量切变率1—200/S范围内的血黏度值。代表了血黏度分析仪的发展方向。

传感器在切变率测量方面：不同的厂家采用不同技术和传感器；有的选用霍尔元件测速；通过伺服控制电机运转准确。

光栅装置目前比较先进的切变率测量传感器是：高精度光栅装置。可以实现全部检测过程的实时测量，做出的黏度—切变率曲线比较真实可靠；可以得出测量范围内多点切变率下的血黏度值。实现血液黏度测定的高准确性和高精密性。温度控制锥板式黏度仪的测量部分的温度控制：多采用半导体恒温元件。由机内的恒温电路检测锥板的实际工作温度；根据需要为半导体恒温元件提供一定的电压和电流。始终维持其温度在37±0.5℃范围内。

仪器的检测电路在CPU控制下；可以测出多个切变率下的全血黏度和血浆黏度；并绘制黏度—切变率关系曲线。由打印机打印结果和曲线。黏度测量范围一般在1-30毫帕.秒（mP.s），仪器外接电脑用于数据管理；对测定结果和计算结果进行分析；具有专家诊断系统。

济南美医林电子仪器有限公司MEN—C型全自动血液粘度动态分析仪技术指标及性能特点技术指标

切变率范围：1/S-200/S

粘度范围：

检测温度：37℃+

0.5℃

重复性误差：全血高切

≤3.0%

全血低切

≤5%

血浆

≤3.0%

全血测试时间：≤60个/小时

血浆测试时间：≤80个/小时

全血用量：0.5ml

血浆用量：0.5ml

性能特点检测原理：锥板式稳态测量结构保证各切边率下连续检测全血黏度；

混匀功能：全血样品检测采用新颖的层吸式混匀技术，实现快速混匀的同时保证了红细胞不受破坏(也可以备选吞吐式混匀)；

先进的管路设计，减少机械故障的同时彻底避免撞针的问题；

与血沉、压积仪联机，可实现数据自动传输，无需手工输入；

液面探针功能：自动感应全血、血浆液位，无需手工提取血浆；

支持Lis和His系统：所有结果可通过LIS系统上传，可远程访问血流变检测相关数据及信息；

采用真空泵抽废液，保证测量机构，管路清洁，无清洗液残留影响；可选择非牛顿、牛顿流体质控物，进行质控测量、校准，还可打印质控报表；一次性抗凝试管或塑料试管直接上机测量，全血黏度、血浆黏度、血沉、压积等全部测量只需3ml样本；

样本随到随测，可任意更改样本测量优先顺序；

自动定标:

开始初始化运行检测程序，及时提示用户测量机构异常、需进行定标操作，使用国家标准物质研究中心提供的标准粘度液进行定标；样品异常报警功能:测试过程中样品异常(如凝块、异物等影响)，设备自动报警提示；

设备自动清洗：开机或关机操作时，仪器自动进行清洗、浸泡等操作，保证管路的清洁；可备选清洗液、废液、负压检测功能：实时检测清洗液、废液、负压，及时报警提示用户或暂停测量程序，保证样本测量的准确性；报告单自定义功能：能自定义报告单打印项目30项；同时具备多种报告单格式供择；便捷的信息管理功能：病人信息单键盘快速输入模式，应用快捷键的设置使得病人信息输入更方便快捷，也可以备选扫描仪输入病人信息。血沉、压积快捷键输入：使用快捷键，即使没有备选血沉压积仪，也可以使用单键盘操作，连续、快速、准确地输入数据；自动打印全中文报告单并绘制动态粘度曲线分析图SOUTH990BZ全自动血液粘度动态分析仪技术指标及性能特点技术指标

切变率范围：1/S-200/S

粘度范围：

检测温度：37℃+

0.1℃

重复性误差：全血高切

≤1.0%

全血低切

≤1.5%

血浆

≤1.0%

全血测试时间：≤60S/例

血浆测试时间:≤25S/例

全血恒定用量：≤1.0ml

血浆恒定用量:≤0.7ml

重庆南方数控设备有限公司性能特点

※检测原理：MOTO压力传感技术实现样品流动过程中切变率连续切变动态检测；

※混匀功能：全血样品检测采用气压式无损混匀，不破坏红细胞(也可选择吸吐式混匀)；

※原试管检测:40孔位转盘原试管夹式设计，实现原试管直接上机检测；

※自动定量：光敏技术实现样品用量恒定定量检测；

※液面探针功能：血浆标本无需单独分离；

※条码识别功能：采用条码扫描识别技术，病人信息可扫描录入；

※内核程控技术：设备内核程控采用工业单片机时序控制技术，计算机完成系统数据分析处理；

※自动定标:

标准全血及血浆质控物自动修正仪器测试参数，完成质控校准；

※样品异常报警功能:测试过程中样品质量(如溶血、血凝块、异物等)异常，设备自动报警提示；

※管路污染检测功能：可实现检测系统清洁程度自动判别，永不堵孔；

※设备自动清洗、报警功能：样品检测完毕后自动清洗检测装置及吸样针内外壁,清洗液存量完毕自动报警提示；

※设备故障自动诊断功能：硬件故障测试，气路密封性、压力采样、管路清洁度等检测；

※联网功能：增加网络传送端口,所有标本可通过LIS系统上传,并远程访问血流变检测相关数据及信息；

※配套功能：血沉压积仪联机，检测数据直接导入；

※报告单自定义功能：能自定义报告单打印项目30项；同时具备多种报告单格式供选择；设备信息管理功能：自动打印全中文报告单并绘制动态粘度曲线分析图，病人信息存储、查询、打印。主界面能即时显示已检测样品数据；

※检测指标：能测试切变率200/S、150/S、60/S、30/S、10/S、5/S、3/S、1/S对应的全血粘度；能同步完成红细胞压积、纤维蛋白原、红细胞电泳时间的测试；测试分析指标共计30项；

※PID智能温度控制。北京中勤世帝科学仪器有限公司是一家专业研发、制造医疗检测仪器及诊断试剂的企业、世帝公司生产红细胞变形/聚集仪、动态血沉/压积测试仪;凝血因子机械分析技术的凝血检测设备凝血四项全液体试剂;大型全自动生化仪1.LG-R-80A全自动血液粘度仪

2.LG-R-80E全自动血液粘度仪

3.LG-R-80F全自动血液粘度仪

4.LG-R-80D全自动血液粘度仪

5.LG-R-80G全自动血液粘度仪

6.LG-R-80B血液粘