[發(fā)明專利]粒子成像室及其設計方法

有效

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• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103558153A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設計）人: 孫健;牛振興;石欣;趙越
• 申請（專利權）人: 長春迪瑞醫(yī)療科技股份有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

技術領域

本發(fā)明涉及醫(yī)學體外診斷所使用的影像式粒子分析儀的粒子成像室及其設計方法，尤其是涉及一種使用平面流式成像技術的粒子分析儀的粒子成像室及其設計方法。

背景技術

分析液體樣本中的顆粒物的方法和系統(tǒng)，有一種影像式的方法，需要將樣本液體送到光學系統(tǒng)的焦平面處，令光學系統(tǒng)能夠采集到樣本液體中顆粒物的圖像。對于顯微成像的光學系統(tǒng)，焦平面的厚度非常薄，使用這種方法的裝置中，需要使用鞘液包裹樣本進入成像區(qū)域。

專利GB2167880A公開了一種用于顯微成像的平面層流裝置，該裝置給出的流體通道，從液體入口到拍攝區(qū)域之間有一段厚度變窄，截面積變小，通過這樣的幾何尺寸變化，使得樣本液體的厚度變薄，以適應光學系統(tǒng)的景深。專利CN100472199C公開了一種貫流分析器，利用幾何聚焦和線性流速聚焦使得樣本流體厚度變薄。這些技術，只針對光學系統(tǒng)的景深，對樣本液體的薄厚程度進行研究，而沒有對樣本粒子的狀態(tài)進行研究分析。

專利CN102998243A注意到了這個粒子姿態(tài)的問題，并針對這一問題提出了一種解決方法，使用多個鞘液泵對進入粒子成像室的鞘液流量進行分別控制，使樣本液體進入成像區(qū)時處在通道的中心位置，從而控制粒子姿態(tài)。但是這種技術是從泵的流量控制樣本液體位置，也就是說只關心成像區(qū)的流動結果，而沒有研究液體流動的中間過程。

樣本液體在粒子成像室內運動的過程中，會受到周圍液體的力的作用，其中有運動方向上的推拉力、垂直于運動方向的剪切力，這些力的作用對于樣本液體中的粒子存在影響。在粒子成像室的設計制作過程中，應針對這些力進行優(yōu)化。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種粒子成像室及其設計方法，用于獲得被外層液體包裹而引導流動的樣本液體中粒子的影像。

本發(fā)明采取的的技術方案是：包括曲面通道壁面、平直通道壁面和兩個通道側壁面所形成的中空的流體通道，鞘液隔離器、樣本注入管、第一鞘液注入管、第二鞘液注入管、廢液排出管，所述鞘液隔離器，與兩個通道側壁面相連接，所述樣本注入管，穿過鞘液隔離器內部，其開口處具有扁平形狀，所述第一鞘液注入管，與第二鞘液注入管，分別位于鞘液隔離器的兩側，所述鞘液隔離器兩側的鞘液，一側為具有第一流量的從第一鞘液注入管注入的鞘液，另一側為具有第二流量的從第二鞘液注入管注入的鞘液；具有兩種流量的鞘液從兩側包夾住從所述鞘液隔離器的開口處流出的樣本液體，使樣本液體沿著希望的路徑運動，進入所述粒子成像室的成像區(qū)域。所述曲面通道壁面，具有圓弧型、余弦函數(shù)型、三次以上多項式型的曲面類型。

所述曲面通道壁面采用圓弧型。

所述第一鞘液注入管、第二鞘液注入管分別用于鞘液注入，使鞘液分別具有第一流量和第二流量，鞘液隔離器用于樣本液體的注入，使樣本液體具有第三流量，具有第一流量的鞘液和具有第二流量的鞘液分別位于具有第三流量的樣本液體兩側。

該粒子成像室的內腔通道形狀經過設計，優(yōu)化液體運動的加速曲線，能夠降低由粒子上游和下游速度差引起的拉伸力，減少樣本中粒子的運動損壞。所述粒子成像室包括曲面通道壁面、平直通道壁面和兩個通道側壁面所形成的中空的流體通道，鞘液隔離器、樣本注入管、第一鞘液注入管、第二鞘液注入管、廢液排出管。所述鞘液隔離器，與兩個通道側壁面相連接，所述樣本注入管，穿過鞘液隔離器內部，其開口處具有扁平形狀，所述第一鞘液注入管，與第二鞘液注入管，分別位于鞘液隔離器的兩側。所述曲面通道壁面，具圓弧型、余弦函數(shù)型、三次以上多項式型的曲面類型，使通道壁面的截面積變化率連續(xù)，能夠使通道內流動的液體流速變化率連續(xù)，不產生突變。

本發(fā)明提高粒子成像質量方法的一個重要方面是，通過控制樣本液體和鞘液的流量，減小樣本液體與周圍的鞘液的速度差，保持樣本液體與鞘液流速的一致性，從而減小樣本液體和鞘液之間的剪切力，降低系統(tǒng)的勢能，同時減少樣本液體中粒子的卷曲、彎折等情況的發(fā)生，提高粒子成像的質量。

本發(fā)明提高粒子成像質量方法的另一個方面是，在所述樣本液體和鞘液流速基本相同的前提下，由于粒子成像室結構的不對稱，使得樣本液體兩側的鞘液流動的距離和所受的阻力不盡相同，因此樣本液體在進入拍攝區(qū)域時會偏離流通通道的中心，本方法通過調整樣本注入管的位置，使樣本液體進入拍攝區(qū)域時基本處于流通通道的中心，從而抑制樣本液體中粒子的翻滾。

本發(fā)明粒子成像室的設計方法，包括下列步驟：