專利名稱：一種血培養(yǎng)儀檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種血培養(yǎng)儀檢測系統(tǒng)，具體地說是采用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TDLAQ技術(shù)的血培養(yǎng)儀檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
血培養(yǎng)檢查是用于檢驗血液樣品中有無細菌存在的ー種微生物學檢查方法，對于快速檢測臨床上嚴重危及患者生命的敗血癥、菌血癥患者血液中是否有細菌生長以明確診斷有著十分重要的作用。近些年來，隨著科技的進步、微生物學的發(fā)展以及各交叉領(lǐng)域的出現(xiàn)，微生物學家、計算機專家和工程技術(shù)人員相結(jié)合，已經(jīng)研制出眾多自動化、集成化的智能型全自動血培養(yǎng)儀。自動血培養(yǎng)儀主要由培養(yǎng)系統(tǒng)或恒溫孵育器和檢測系統(tǒng)組成。目前采用光電原理檢測的自動血培養(yǎng)儀，按照其檢測手段的不同主要有以下三大系統(tǒng)BacT/Alert自動血培養(yǎng)系統(tǒng)、Bactec自動血培養(yǎng)系統(tǒng)和Vital自動血培養(yǎng)系統(tǒng)。其檢測原理主要有ニ氧化碳感受器和熒光檢測兩種檢測技木。BacT/Alert自動血培養(yǎng)系統(tǒng)是在每個培養(yǎng)瓶底部裝置一帯含水指示劑的ニ氧化碳感受器，當培養(yǎng)瓶內(nèi)有微生物生長時， 其釋放出的ニ氧化碳可滲透至感受器，并與感受器指示劑上飽和水發(fā)生化學反應(yīng)，產(chǎn)生游離氫離子使PH值降低，指示劑由綠變黃。感受器上方的光發(fā)射ニ極管每IOmin發(fā)一次光投射到感受器上，再由一光電探測器測量其反射光，根據(jù)反射光的強度確定是否有微生物生長。Bactec自動血培養(yǎng)系統(tǒng)是利用熒光法作為檢測方法，其ニ氧化碳感受器上含有熒光物質(zhì)。當培養(yǎng)瓶中有微生物存在時，產(chǎn)生的ニ氧化碳可與感受器中的水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫離子， 使PH值降低，酸性環(huán)境促使感受器釋放出熒光物質(zhì)。發(fā)射ニ極管發(fā)射的光激發(fā)熒光感受器而產(chǎn)生熒光。光電比色檢測儀每IOmin直接對熒光強度進行檢測，根據(jù)熒光產(chǎn)量的増加分析細菌的生長情況。Vital自動血培養(yǎng)系統(tǒng)是采用同源熒光技術(shù)來檢測微生物的生長，與培養(yǎng)基結(jié)合的熒光分子在最初具有一定熒光值，當有微生物存在吋，其生長代謝過程中或產(chǎn)生ニ氧化碳、或發(fā)生PH值改變、或氧化還原使電位改變等，均可導(dǎo)致液體培養(yǎng)基內(nèi)的熒光分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而成為無熒光的化合物，即發(fā)生熒光衰減，通過光電比色計檢測熒光衰減水平，可判斷有無微生物生長?？偨Y(jié)目前自動血培養(yǎng)儀檢測系統(tǒng)的工作原理，它們主要是通過微生物的代謝產(chǎn)物 ニ氧化碳與感受器上的物質(zhì)(水、熒光物質(zhì))相互作用，間接檢測ニ氧化碳的存在，從而判斷培養(yǎng)瓶中微生物的有無。這無可避免的耗費了培養(yǎng)時間，延長了檢測周期；而且每個培養(yǎng)瓶中需放置ニ氧化碳感受器，無形的増加了檢測成本；采用熒光法檢測微生物的存在，其檢測靈敏度和準確度也相對較低。為了彌補目前自動血培養(yǎng)儀的檢測系統(tǒng)存在的不足，本發(fā)明首次將可調(diào)諧激光吸收光譜技術(shù)引入到血培養(yǎng)儀檢測系統(tǒng)?？烧{(diào)諧激光吸收光譜技術(shù)——“指紋”光譜技木，是利用激光能量被氣體分子“選頻”吸收形成吸收光譜的原理來測量氣體濃度的ー種技木，即半導(dǎo)體激光器發(fā)射出特定波長的激光束穿過被測氣體吋，只有被測氣體對激光吸收導(dǎo)致光強衰減，激光強度的衰減與被測氣體含量成正比。因此，通過測量激光強度衰減則可分析獲得被測氣體的濃度信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種靈敏度高、檢測周期短、準確度高和檢測成本低的血培養(yǎng)儀檢測系統(tǒng)，實時檢測培養(yǎng)瓶內(nèi)細菌的代謝產(chǎn)物ニ氧化碳濃度并結(jié)合聲光告警，確保及時檢測培養(yǎng)瓶中細菌的存在，以縮短患者確診病情的時間。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的ー種血培養(yǎng)儀檢測系統(tǒng)，主要由檢測單元、信號處理單元和顯示單元組成。所述的檢測單元兩端分別裝有準直透鏡和紅外探測器，激光通過輸入光纖傳輸至準直透鏡經(jīng)聚焦后進入檢測單元，培養(yǎng)瓶放置于檢測単元中心位置，經(jīng)準直后的激光從培養(yǎng)瓶上方的非培養(yǎng)液空間穿過，并由對面窗片上的紅外探測器接收，將激光信號轉(zhuǎn)換為電信號，最終將電信號傳輸至信號處理單元進行信號處理。進ー步的，所述的信號處理單元包括激光控制器、半導(dǎo)體激光器、D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器、 A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器和DSP數(shù)字信號處理模塊。進ー步的，所述的半導(dǎo)體激光器的中心波長為2004nm，作為ニ氧化碳的探測激光源，利用激光控制器將激光器輸出中心波長調(diào)諧至ニ氧化碳的最佳吸收線處；所述的DSP 數(shù)字信號處理模塊通過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器同時產(chǎn)生IOHz的三角波信號和20kHz的正弦波信號加載至激光控制器，實現(xiàn)對半導(dǎo)體激光器輸出波長的緩慢掃描和頻率調(diào)制。所述的半導(dǎo)體激光器通過光纖與輸出法蘭相連接，再通過輸入光纖將激光傳輸至檢測單元。進ー步的，所述的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器將紅外探測器傳輸?shù)碾娦盘栟D(zhuǎn)換成數(shù)字信號， 并將其傳輸至DSP數(shù)字信號處理模塊進行信號處理，最終DSP數(shù)字信號處理模塊將ニ氧化碳的濃度信息傳輸至顯示單元。進ー步的，所述的顯示単元包括液晶顯示器和聲光告警器。所述的液晶顯示器實時顯示DSP數(shù)字信號處理模塊傳輸?shù)磨搜趸紳舛惹€信息，若ニ氧化碳濃度超出預(yù)設(shè)的濃度值，則聲光告警器進行聲光告警，以及時檢測出培養(yǎng)瓶中細菌的存在。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點是1)靈敏度高由于采用了可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技木，有效地提高了檢測的靈敏度，實時檢測靈敏度處于PPm量級，有效滿足醫(yī)療檢測的應(yīng)用。2)檢測周期短由于采用了可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技木，直接利用ニ氧化碳的波長調(diào)制吸收光譜來檢測ニ氧化碳的濃度，在不失靈敏度的情況下，其時間分辨率可以在秒量級，大大縮短了檢測周期。3)準確度高由于使用的是窄線寬的可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器作為檢測的激光光源， 利用ニ氧化碳的吸收來實現(xiàn)對其濃度的檢測，由于ニ氧化碳光譜的“指紋”特征，消除了其他氣體的干擾，提高了微生物檢測的準確度。4)檢測成本低由于本發(fā)明取代了傳統(tǒng)檢測方法在培養(yǎng)瓶底部放置ニ氧化碳感受器，降低了檢測成本。


附圖為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式參閱附圖為本發(fā)明ー種血培養(yǎng)儀檢測系統(tǒng)的實施例。ー種血培養(yǎng)儀檢測系統(tǒng)，包括信號處理單元1、激光控制器2、半導(dǎo)體激光器3、光纖4、輸出法蘭5、輸入光纖6、準直透鏡7、培養(yǎng)瓶8、檢測單元9、紅外探測器10、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器11、D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器12、DSP數(shù)字信號處理模塊13、顯示單元14、液晶顯示器15和聲光告警器16。本發(fā)明如附圖所示，采用中心波長為2004nm的半導(dǎo)體激光器3作為ニ氧化碳的檢測激光光源，利用激光控制器2將半導(dǎo)體激光器3的輸出中心波長調(diào)諧至ニ氧化碳的最佳吸收處，DSP數(shù)字信號處理模塊13通過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器12同時產(chǎn)生IOHz的三角波信號和 20kHz的正弦波信號加載至激光控制器2，分別實現(xiàn)對半導(dǎo)體激光器3的輸出波長的緩慢掃描和頻率調(diào)制，半導(dǎo)體激光器3通過光纖4與輸出法蘭5相連接，再通過輸入光纖6將激光傳輸至準直透鏡7經(jīng)聚焦后進入檢測單元9，培養(yǎng)瓶8放置于檢測単元9中心位置，經(jīng)準直后的激光從培養(yǎng)瓶8上方的非培養(yǎng)液空間穿過，并由對面窗片上的紅外探測器10接收，將激光信號轉(zhuǎn)換為電信號。A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器11將紅外探測器10傳輸?shù)碾娦盘栟D(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將其傳輸至DSP數(shù)字信號處理模塊13實現(xiàn)信號處理，最終將獲取的ニ氧化碳濃度信息傳輸至至顯示單元14，液晶顯示器15實時顯示DSP數(shù)字信號處理模塊13傳輸?shù)磨搜趸紳舛惹€信息，若ニ氧化碳濃度超出預(yù)設(shè)的濃度值，則聲光告警器16進行聲光告警，以及時檢測出培養(yǎng)瓶中細菌的存在。以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明專利范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種血培養(yǎng)儀檢測系統(tǒng)，其特征在于主要由檢測單元、信號處理單元和顯示單元組成。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測單元兩端分別裝有準直透鏡和紅外探測器，激光通過輸入光纖傳輸至準直透鏡經(jīng)聚焦后進入檢測單元，培養(yǎng)瓶放置于檢測単元中心位置，經(jīng)準直后的激光從培養(yǎng)瓶上方的非培養(yǎng)液空間穿過，并由對面窗片上的紅外探測器接收，最終將紅外探測器接收到的電信號傳輸至信號處理單元進行信號處理。
3.如權(quán)利要求1所述的信號處理單元包括激光控制器、DFB半導(dǎo)體激光器、D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器和DSP數(shù)字信號處理模塊。
4.線處。DFB半導(dǎo)體激光器通過光纖與輸出法蘭相連接，再通過輸入光纖將激光傳輸至檢測單元。
5.如權(quán)利要求3所述的DSP數(shù)字信號處理模塊通過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生IOHz的三角波信號和20kHz的正弦波信號同時加載至激光控制器，實現(xiàn)對DFB激光器輸出波長進行緩慢掃描和高頻調(diào)制。
6.如權(quán)利要求3所述的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器將紅外探測器傳輸過來的電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將其傳輸至DSP數(shù)字信號處理模塊進行信號處理，最終DSP數(shù)字信號處理模塊將ニ氧化碳的濃度信息傳輸至顯示單元。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示単元包括液晶顯示器和聲光告警器。液晶顯示器實時顯示DSP數(shù)字信號處理模塊傳輸?shù)磨搜趸紳舛刃畔⒑蜐舛惹€，若ニ氧化碳濃度超出預(yù)設(shè)的濃度值，則聲光告警器進行聲光告警，以及時檢測出培養(yǎng)瓶中細菌的存在。
全文摘要
本發(fā)明公開一種血培養(yǎng)儀檢測系統(tǒng)，涉及醫(yī)療器械設(shè)備領(lǐng)域，具體地說是一種采用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)的血培養(yǎng)儀檢測系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要由檢測單元、信號處理單元和顯示單元組成，信號處理單元內(nèi)裝激光控制器、DFB半導(dǎo)體激光器、D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器和DSP數(shù)字信號處理模塊等。本發(fā)明的優(yōu)點是采用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)，有效提高了檢測的靈敏度，實時檢測靈敏度處于ppm量級，大大縮短了檢測周期，提高了檢測的準確性，降低了檢測成本等，有效滿足醫(yī)療檢測的應(yīng)用需求。
文檔編號G01N21/39GK102590137SQ20111045750
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者劉琦, 邵杰, 鄭倩瑛, 韓葉星 申請人:浙江師范大學