【正文】 燕山大學(xué)里仁學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 1 基于單片機(jī)的 血沉自動(dòng)測(cè)試儀的設(shè)計(jì) 摘 要 近年來，隨著電力電子技術(shù)、控制技術(shù)以及傳感器技術(shù)的水平的提高 ,各種醫(yī)療儀器逐漸由以前的人工操作和測(cè)量改進(jìn)為全自動(dòng)或者半自動(dòng)檢測(cè)。本文所設(shè)計(jì)的血沉自動(dòng)測(cè)試儀能有效地解決人工操作帶來的測(cè)量誤差等問題，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。 本文將自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用在血沉值測(cè)試中，對(duì)血沉值的測(cè)試原理及其應(yīng)用進(jìn)行了理論分析，利用單片機(jī)作為系統(tǒng)的中央控制芯片，設(shè)計(jì)了信號(hào)采集電路、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、多路選擇開關(guān)電路、電壓比較器電路、鍵值采集電路、液晶顯示電路、串行通信電路等 硬件電路并對(duì)其工作原理進(jìn)行了分析。利用 C 語言編寫了系統(tǒng)的控制程序，包括系統(tǒng)的初始化程序、數(shù)據(jù)采集和處理程序、運(yùn)行狀態(tài)和結(jié)果的顯示程序、鍵值采集程序、步進(jìn)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)程序、結(jié)果的打印程序等。最后對(duì)本文所設(shè)計(jì)的硬件電路和軟件部分進(jìn)行了總體調(diào)試，并選取四組血樣進(jìn)行了重復(fù)測(cè)試，得到的結(jié)果與實(shí)際結(jié)果具有很好的可比性，證明了本設(shè)計(jì)的可行性，而且它具有檢測(cè)速度快、測(cè)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)可以使醫(yī)護(hù)人員更快更直接的得到測(cè)量結(jié)果，確保給病人快速準(zhǔn)確的診斷。 關(guān)鍵詞 ：血沉自動(dòng)測(cè)試儀，步進(jìn)電機(jī)，信號(hào)采集，多路選擇開關(guān) . 燕山大學(xué)里仁學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 2 目錄 第一章 緒論 ...............................................3 167。1 1 血沉的機(jī)理介紹 .......................................... 3 167。1 2 血沉的臨床意義及測(cè)試方法 ................................ 4 167。1 3 本課題的選題意義及研究現(xiàn)狀 .............................. 6 第二章 血沉自動(dòng)測(cè)試儀的原理與構(gòu)成 ...........................7 167。2 1 血沉自動(dòng)測(cè)試儀原理介紹 .................................. 7 167。2 2 血沉自動(dòng)測(cè)試儀基本構(gòu)成 .................................. 9 221紅外對(duì)管介紹 .......................................... 9 222電壓比較器介紹 ....................................... 10 223多路選擇開關(guān)介紹 ..................................... 11 224步進(jìn)電機(jī)介紹 ......................................... 13 225數(shù)據(jù)通信 ............................................. 13 226信號(hào)傳輸時(shí)序 ......................................... 15 167。2 3 本章小結(jié) ............................................... 16 第三章 血沉自動(dòng)測(cè)試儀硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ........................17 第四章 血沉自動(dòng)測(cè) 試儀軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ........................18 167。4 1 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 ....................................... 18 167。4 2 軟件系統(tǒng)流程圖簡(jiǎn)介 ..................................... 20 167。4 3 本章小結(jié) ............................................... 26 第五章 硬軟件調(diào)試及結(jié)果分析 ...............................27 167。5 － 1 硬軟件調(diào)試 ............................................ 27 167。5 － 2 測(cè)試結(jié)果分析 .......................................... 29 第六章 全文總結(jié) ..........................................30 參考文獻(xiàn) ................................................31 燕山大學(xué)里仁學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 3 第一章 緒論 167。 11 血沉的機(jī)理介紹 血沉現(xiàn)象的出現(xiàn)是由于人體的血液是由血細(xì)胞、血小板和血漿構(gòu)成。取一定的血樣，在其中加入抗凝劑，過一段時(shí)間后就和大多的沉淀現(xiàn)象一樣，血樣會(huì)出現(xiàn)分層 現(xiàn)象，血細(xì)胞密度較大會(huì)逐漸沉淀到最底端，血漿則在最上端。血液沉降速率的快慢是由于在血流中的紅細(xì)胞， 因胞膜表面的唾液所具有的負(fù)電荷等因素而互相排斥使細(xì)胞間距離為約為 25nm，故彼此分散懸浮而下沉緩慢。如血漿或紅細(xì)胞本身發(fā)生改變，則可使血沉發(fā)生變化。 在循環(huán)著的血液中紅細(xì)胞懸浮于血漿中而不下沉。這種懸浮穩(wěn)定性取決于紅細(xì)胞膜和血漿的特性，當(dāng)用抗凝劑防止血液凝固，并將抗凝的血液放在一定的刻度管中，觀察一定時(shí)間內(nèi)紅細(xì)胞下沉的速度（用下沉距離表示）叫做“紅細(xì)胞沉降率”，簡(jiǎn)稱“血沉”（ ESR） 。通常以第 1 小時(shí)末 血沉管內(nèi)血漿高度為標(biāo)準(zhǔn)，血沉愈快則表示紅細(xì)胞的懸浮穩(wěn)定性愈差。血沉測(cè)定所得數(shù)據(jù)將隨儀器與試劑的不同而變化。臨床上通常采用魏氏法，正常值成年男子為 0～ 15mm/第 1 小時(shí)末，成年女子為 0～ 20mm/第 1 小時(shí)末。小兒血沉較成人慢。血沉有生理性增快，見于婦女月經(jīng)期及妊娠期。此外多為病理性增快，見于結(jié)核病進(jìn)行期或病情惡化、風(fēng)濕病活動(dòng)期或腫瘤以及全身性炎癥病例，如急性肺炎等，故測(cè)定血沉有輔助診斷 的意義。 血沉快慢的關(guān)鍵，在于紅細(xì)胞是否易于發(fā)生疊連現(xiàn)象。紅細(xì)胞疊連指紅細(xì)胞彼此以凹面相貼而重疊成串錢狀。由于紅 細(xì)胞與血漿間的摩擦力為紅細(xì)胞下沉的阻力，而疊連紅細(xì)胞的表面積與容積比減小，也即是和血漿接觸面積減小，彼此摩擦力也就減小，疊連紅細(xì)胞就隨單位面積的重量增大而加速下降。當(dāng)正常人的紅細(xì)胞放置在血沉增快的患者血漿中，紅細(xì)胞疊連度和血沉正常。由此證明，影響紅細(xì)胞疊連的主要因素在血漿中。進(jìn)一步研究又證明這與血漿蛋白總量無關(guān)，而當(dāng)球蛋白、纖維蛋白原等 (帶正電荷 )增多時(shí)會(huì)促進(jìn)疊連。有人分析紅細(xì)胞表面存在帶負(fù)電荷的唾液蛋白、白蛋白增多會(huì)促使疊連減慢。由于同電相斥，致使紅細(xì)胞保持懸浮穩(wěn)定性，當(dāng)某些因素使血漿中帶正電荷的蛋白質(zhì)增 多或降低紅細(xì)胞表面負(fù)電荷量時(shí)，則疊連增快，其詳細(xì)機(jī)理還不清楚。另外，血漿脂類中膽固醇增多時(shí)，可使疊連和血沉加速，燕山大學(xué)里仁學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 4 卵磷脂則阻止疊連而使血沉減慢 。 167。 12 血沉的臨床意義及測(cè)試方法 血沉是一項(xiàng)非特異性的化驗(yàn)項(xiàng)目。這就是說，血沉加快并不能確定患有哪種病，血沉正常也不意味著沒有病。測(cè)定血沉可以了解疾病和觀察疾病的發(fā)展和變化，需要與其他化驗(yàn)結(jié)果和臨床資料結(jié)合分析，才能對(duì)疾病診斷有所幫助。血沉是一項(xiàng)有效的疾病 預(yù)警指標(biāo)，并在一些特殊的情況下可作為一項(xiàng)非常有用的疾病預(yù)兆指標(biāo) 。判斷血沉結(jié)果的正常與否需按性別區(qū)分，參考范 圍（魏氏法）：男性為 0～ 15mm/h，女性為 0～ 20mm/h。血沉增快在臨床上更為常見。魏氏法無論男女其血沉值達(dá)到 25mm/h，為輕度增快；達(dá)到 50mm/h為中度增快；大于 50mm/h 為重度增快。潘氏法無論男女血沉達(dá)到 20mm/h者均為增快。血沉增快的臨床意義如下： ⑴生理性增快：婦女月經(jīng)血沉略增快，可能與子宮內(nèi)膜破傷及出血有關(guān)，妊娠 3 個(gè)月以上血沉逐漸增快，可達(dá) 30mm/h 或更多，直到分娩后 3 周，如無病發(fā)癥則逐漸恢復(fù)正常。其增快可能與生理性貧血、纖維蛋白原量逐漸增高、胎盤剝離、產(chǎn)傷等有關(guān)。 60 歲以上的高齡者因血漿纖維原蛋白量逐漸增高等。也常見血沉增快。小兒的血沉也可略快于參考范圍，此時(shí)可能與疾病無關(guān)。 ⑵病理性增快： ①各種炎癥：細(xì)菌性急性炎癥時(shí)，血中急性反應(yīng)相物質(zhì)（ acutephase reactant）迅速增多，包括 α 1 抗胰蛋白酶（α antirypsin）、α 2 巨蛋白（α 2mactoglobulin）、 C 反應(yīng)蛋白