TWI586333B - A blood volume detecting method and a detecting device using the same - Google Patents
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Description
本發明關於一種檢測方法，特別是指一種檢測血液中血比容(Hematocrit,Hct)的方法及使用該方法的檢測裝置。
血比容(Hematocrit,Hct)，又稱為血液容積百分比，係指在一定量的血液中所含的紅血球數量比例，常作為診斷貧血或心血管疾病的指標之一。然而，對於血糖值的量測，血比容往往也是影響血糖量測值的關鍵因素之一，因此為了精確的量測血糖值，常需要先量測出受測者的血比容，再根據血比容進行血糖量測值的校正。
傳統的血比容量測大多採用人工或是特殊機器(例如血球計數機)，前者存在著操作複雜與耗時的缺點，而後者則需要較高採購與維護的成本缺點。
因此，是否有一種方法或是機制，可以提高血比容量測值的
精準度與可靠性，乃成為本發明所鑽研的課題。
根據本發明之一範疇，在於提供一種檢測血液中血比容(Hematocrit,Hct))的方法及使用該方法的檢測裝置。
本發明血比容檢測方法包括：提供一對檢測電極，並將一血液施加於一對檢測電極，並對該對檢測電極施加一電壓值；關閉所施加之該電壓值，以取得一放電電流值；及根據一預設判讀規則與該放電電流值，取得該血液之一精確血比容。
本發明之使用該方法的檢測裝置包括：一檢測單元，其包括
一對具有一接收部與一接觸部的檢測電極，其中，該接收部用以接收一血液；及一檢測儀，連接該對檢測電極之該接觸部，並根據一預設判斷規則來對該接觸部施加一電壓值，然後關閉所施加之該電壓值，以取得該血液之一血比容。
本發明應用電極試片放電時檢測放電電流的血比容量測方法，能大幅提高精準度與可靠度。
10‧‧‧檢測單元
100‧‧‧基板
110‧‧‧檢測電極
111‧‧‧接收部
112‧‧‧接觸部
130‧‧‧隔板
131‧‧‧開口
140‧‧‧蓋板
141‧‧‧導口
142‧‧‧導孔
20‧‧‧檢測儀
210‧‧‧連接埠
220‧‧‧參考電壓源
230‧‧‧控制器
第1圖為本發明血比容檢測方法之流程圖。
第2圖為本發明施以電壓值示意圖。
第3圖為本發明施以電壓值後關閉電壓示意圖。
第4圖為本發明血比容為Hct 61%時五個不同血糖濃度之電流時間實驗數據圖。
第5圖為本發明血糖濃度為25mg/dl時之電流時間圖。
第6圖為本發明血糖濃度為166mg/dl時之電流時間圖。
第7圖為本發明血糖濃度為311mg/dl時之電流時間圖。
第8圖為本發明血糖濃度為450mg/dl時之電流時間圖。
第9圖為本發明血糖濃度為595mg/dl時之電流時間圖。
第10圖為第5圖至第9圖之電流時間合併圖。
第11圖為血比容為Hct 0%、Hct 21%、Hct 61%、Hct72%情況下之電流時間實驗數據圖。
第12圖為依第11圖之數據所繪出之血比容分為Hct 0%時之電流時間圖。
第13圖為依第11圖之數據所繪出之血比容分為Hct 21%時之電流時間圖。
第14圖為依第11圖之數據所繪出之血比容分為Hct 61%時之電流時間圖。
第15圖為依第11圖之數據所繪出之血比容分為Hct72%時之電流時間圖。
第16圖為本發明血比容檢測裝置之一實施例的示意圖。
第17圖為本發明血比容檢測裝置中檢測單元之一實施例的分解示意圖。
第18圖為本發明血比容檢測裝置中檢測單元之一實施例的示意圖。
以下說明本發明血比容檢測方法，請參考第1圖所示，其為本發明血比容檢測方法的流程圖，該血比容檢測方法步驟包括有：步驟1：提供一對檢測電極，並將一血液施加於該對檢測電極，然後對該對檢測電極施加一電壓值(S20)；步驟2：關閉所施加之該電壓值，以量測取得一放電電流值(S22)；及步驟3：根據一預設判讀規則與該放電電流值，取得該血液之一血比容(S22)。
步驟3：根據一預設判讀規則與該放電電流值，取得該血液之一血比容(S22)。
其中，步驟1所述對該對檢測電極施加一電壓值，該電壓值可為1至3伏特(Volts)之間，施加電壓的時間可為0.01至1秒之間。
其中，步驟1所述對該對檢測電極，該對檢測電極之距離愈近，產生的電容也愈大，在較佳之實施方式中，該二檢測電極間的距離係為0.6mm~0.05mm。
其中，步驟2所述關閉所施加之該電壓值，以量測取得一放電電流值，因為剛放電時之放電電流較大，作為判斷的解析度檢驗較佳，量測效果較好，以在放電後0.005秒內量測放電電流值為佳。
其中，步驟3之預設判讀規則，包括多個血比容數據，該些數據是指在不同電壓值下，血比容與放電電流值變化量的關係，據此來判斷受測血液的血比容。
以下說明本發明血比容檢測方法較為精確之原因，請參閱第2、3圖，用以說明未將電壓關閉而以該電壓值來取得一響應電流值，及將電壓關閉而在放電電流狀態取得放電電流值兩種狀態之比較；如第2圖所示，在該對檢測電極110施加一電壓值後，該對檢測電極110呈電容充電狀態，會產生一響應電流，該響應電流其電流方向、狀態如圖式中A所示，此時該響應電流不但受氧化還原反應影響，同時也受血糖濃度、膽固醇或尿素等之反應影響，造成在相同的血比容(Hct)下其響應電流顯著不同，而若以該響應電流與一根據不同電壓值下，血比容與響應電流值變化量的關係之判讀規則來取得該血液之一血比容，將會不夠精確。
如第3圖所示，當該對檢測電極110施加一電壓值一段時間，繼而關閉電壓後，該對檢測電極110即呈電容放電狀態，其電流方向、狀態如圖式中B所示，此時將產生放電狀態，且該放電電流不受氧化還原反應影響，只受血比容(Hct)之影響，因此本發明步驟3之根據一預設判讀規則與該放電電流值取得該血液之一血比容，此取得之血比容較為準確。
以下以實驗數據說明本發明血比容檢測方法不受血糖濃度影響，請參閱第4圖至第10圖，其中第5圖至第9圖依序為依第4圖之數據所繪出之血糖濃度分別為25mg/dl、166mg/dl、311mg/dl、450mg/dl及595mg/dl時之電流時間圖，第10圖為第5圖至第9圖之電流時間合併圖，第4圖係血比容為Hct 61%時五個不同血糖濃度之電流時間實驗數據圖，其中電流的單位為安培(A)，時間的單位為秒(SEC)，其中該等圖之電流急遽下降之時間點，即為關閉所施加之該電壓值的時間點。
如第5圖至第9圖所示，當施加一電壓值繼關閉電壓後，在電流為放電情況下即為區域C，在該區域C進行量測不會受血糖濃度、膽固醇或尿素等影響，因此以此期間產生的放電電流所取的的血比容將較為精
確。如第10圖所示，在相同的血比容為Hct 61%下，在該放電之區域C內該5個不同血糖濃度樣品其產生之放電電流幾乎相同，以此期間產生的電流所取的血比容將較精確，但是在對該對檢測電極施加電壓值且尚未關閉該施加電壓值期間，該5個不同血糖濃度樣品其產生之各自響應電流都有顯著的不同，因此以此期間產生的響應電流所取的血比容將較不精確。
以下進一步以實驗數據說明本發明血比容檢測方法，請參閱第11圖至第15圖，第11圖係血比容為Hct 0%、Hct 21%、Hct 61%、Hct72%情況下之電流時間實驗數據圖，其中電流的單位為安培(A)，時間的單位為秒(SEC)。其中第12圖至第15圖依序為依第11圖之數據所繪出之血比容分別為Hct 0%、Hct 21%、Hct 61%、Hct72%時之電流時間圖，其中該等圖之電流急遽下降之時間點，即為關閉所施加之該電壓值的時間點。
請同時參閱第11圖與第12圖，顯示其為血比容為Hct 0%情況下，於0.25秒關閉所施加電壓，並於0.255秒時量測到放電電流為-1.44E-04安培；再同時參閱第11圖與第13圖，顯示其為血比容為Hct 21%情況下，於0.25秒關閉所施加電壓，並於0.255秒時量測到放電電流為-1.38E-04安培；再同時參閱第11圖與第14圖，顯示其為血比容為Hct 61%情況下，於0.25秒關閉所施加電壓，並於0.255秒時量測到放電電流為-1.23E-04安培；再同時參閱第11圖與第15圖，顯示其為血比容為Hct 72%情況下，於0.25秒關閉所施加電壓，並於0.255秒時量測到放電電流為-1.14E-04安培；由上可知，在不同血比容時其放電電流是有顯著不同的，因此依本發明的方法，確實可精確判斷出血比容。
以下以實施例說明使用本發明檢測血比容方法的檢測裝置。請參考第16圖所示，第16圖為本發明血比容檢測裝置之一實施例的示意圖。該血比容檢測裝置包括一檢測單元10與一檢測儀20。該檢測單元10包括一對具有一接收部111與一接觸部112的檢測電極110，其中，該接收部111用以接收一血液。該檢測儀20係連接該對檢測電極110之該接觸部112，並對該接觸部112施加一電壓值，然後關閉所施加之該電壓值，並根據一預設判
讀規則，以取得該血液之血比容。
該檢測儀20包括一對連接埠210、一參考電壓源220與一控制器230。各該連接埠210之一第一端連接於該接觸部112，該參考電壓源220與其中一該連接埠210之一第二端連接，用以提供檢測所需之該電壓值。該控制器230連接於另一該連接埠210之一第二端及該參考電壓源220，該參考電壓源220於加壓一段時間並關閉該施加電壓後，並透過接收該檢測單元10之一放電電流值，來取得該血液之血比容。
如第17圖所示，第17圖為本發明血比容檢測裝置中檢測單元之一實施例的分解示意圖，第18圖為本發明血比容檢測裝置中檢測單元之一實施例的示意圖。於一實施例，如第17圖所示，該檢測單元10可為一試片設計，其包括一基板100、該對檢測電極110、一隔板130及一蓋板140。該對檢測電極110設置於該基板100上。該隔板130設置於該基板100上，其部分覆蓋該對檢測電極110，使該對檢測電極110之後端電極部分裸露，並包括於一開口131。該開口131開設於該隔板130之一前端，令該對檢測電極110對應於該開口131的前端電極部分裸露。
於此，該對檢測電極110的接收部111定義為裸露於該開口131位置的區域，該接觸部112則定義為該對檢測電極110未被該隔板130所覆蓋的後端電極。
該蓋板140設置於該隔板130上，並包括一導口141與一導孔142。該導口141設置於該蓋板140之一前端，並與該隔板130之開口131重疊，該導孔142開設於該蓋板140對應於該隔板130之開口131位置，與該開口131形成一導通路徑。
當一使用者透過一專用刺血針取血後，將血液滴在該導孔142，該導孔142與該隔板130之開口131所形成之該導通路徑會產生一毛細現象，讓血液透過開口131導入該檢測單元10，並與該對檢測電極110接觸。接著，再將該對檢測電極110之接觸部112與該檢測儀20之該對連接埠210連接後，啟動該檢測儀20。
該控制器230驅動該參考電壓源220，以對該對檢測電極110之間施加一電壓值，該施加的電壓依附血液產生一電化學反應，進而形成一具有一響應電流的導通路徑；當該施加之電壓值關閉後，會產生一放電電流，其放電電流值會因為血液的血比容而產生變化；該控制器230讀取該放電電流值，來判斷該受測血液的血比容。該控制器230於一單位時間內，可就不同的放電電流值來區分血液的血比容。
為了讓該控制器230能夠有效且較精準對所接收之放電電流值來進行血比容的判讀，該控制器230需要預先(例如透過一電化學儀)進行設定，將不同百分比值的血比容的放電電流資料預存於該控制器230，以供每次檢測放電電流進行換算。
緣是，相較傳統血比容的檢測，本發明應用電極試片放電時檢測放電電流的血比容量測，能大幅提高精準度與可靠度。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能用以限定本發明可實施之範圍，凡知悉本案領域具有通常技藝人士所明顯可作的變化與修飾，皆應視為不悖離本發明之實質內容。
Claims (10)
- 一種血比容檢測方法，包括：步驟1：提供一對檢測電極，並將一血液施加於該對檢測電極，然後對該對檢測電極施加一電壓值；步驟2：關閉所施加之該電壓值，以量測取得一放電電流值；及步驟3：根據一預設判讀規則與該放電電流值，取得該血液之一血比容。
- 如申請專利範圍第1項所述之血比容檢測方法，其中步驟1所述對該對檢測電極施加一電壓值，該電壓值為1至3伏特之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之血比容檢測方法，其中步驟1所述對該對檢測電極施加一電壓值，該施加電壓的時間為0.01至1秒之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之血比容檢測方法，其中步驟1所述對該對檢測電極間的距離係為0.6mm~0.05mm。
- 如申請專利範圍第1項所述之血比容檢測方法，其中步驟2所述關閉所施加之該電壓值，以量測取得一放電電流值，係在關閉所施加之該電壓值後0.005秒內量測該放電電流值。
- 如申請專利範圍第1項所述之血比容檢測方法，其中步驟3之預設判讀規則，係包括多個血比容數據，該數據是指在不同電壓值下，血比容與放電電流值變化量的關係，據此來判斷受測血液的血比容。
- 一種於申請專利範圍第1項血比容檢測方法所用之血比容檢測裝置，包括：一檢測單元，其包括一對具有一接收部與一接觸部的檢測電極，其中，該接收部用以接收一血液；及一檢測儀，連接該對檢測電極之該接觸部，並根據一預設判斷規則來對該接觸部施加一電壓值，然後關閉對該接觸部施加之電壓值，以取得該血液之一血比容。
- 如申請專利範圍第7項所述之血比容檢測裝置，其中該檢測儀更包括：一對連接埠，各該連接埠之一第一端連接於該接觸部； 一參考電壓源，係與其中一該連接埠之一第二端連接，用以提供該電壓值；及一控制器，係連接於另一該連接埠之一第二端及該參考電壓源，並透過接收一放電電流值，來取得該血液之該血比容。
- 如申請專利範圍第7項所述之血比容檢測裝置，其中該檢測單元更包括：一基板，係供該對檢測電極設置於其上；一隔板，係設置於該基板上，其部分覆蓋該對檢測電極，使該對檢測電極之後端電極部分裸露，並包括一開口開設於該隔板之前端，令該對檢測電極對應於該開口的前端電極部分裸露；及一蓋板，係設置於該隔板上，並包括：一導口，設置於該蓋板之前端，並與該隔板的開口重疊；及一導孔，開設於該蓋板對應於該隔板之開口位置，與該開口形成一導通路徑。
- 如申請專利範圍第8項所述之血比容檢測裝置，其中該控制器預先進行設定，將不同百分比值的血比容的放電電流資料預存於該控制器內。
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