基于微流控技术的生化检测仪软硬件系统设计

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不管是灾害救护和战场救治,还是疫情防护以及社区门诊检验等应用条件下,快速了解伤员患者相关生化指标有着至关重要的作用。大中型医院常见的生化检测仪因体积庞大、环境条件要求高,难以适用于灾害、野外环境;全自动化生化检测仪大多操作复杂、造价昂贵,也难以普及到基层医疗机构。因此结合微流控技术,研制出多参数、易操作、低消耗、快检测、体积小的生化检测仪,以适应于野外诊疗,以及提升基层医疗实力、改善医疗结构,具有重大的社会意义和实用价值。论文针对野外条件下以及社区门诊在问诊过程中能够即时获取伤患者多参数生化指标的应用要求,开展了基于微流控技术的生化检测仪软硬件系统技术的研究。提出了一种基于离心微流控试剂盘和LED与光敏管的检测系统设计方案,实现了生化检测系统在小型化的同时又保证快速检测精度高的要求。根据检测原理和总体技术方案,设计了以S3C2440为核心的嵌入式软硬件系统,使仪器同时具备小体积和高性能的特点;设计了可用性高的人机交互界面,降低用户的学习成本,提高用户的操作效率;完成了基本功能测试和临床对比试验,所得数据表明,研制的微流控生化检测仪运行稳定、测量结果重复性好,且检测精度和检测效率基本达到临床应用要求。本文主要完成工作如下:(1)查阅了半自动生化仪的发展现状,总结了几款商用仪器的不足。分析微流控技术和生化检测技术的相关资料,确定了本文的重点研究目标和内容。(2)研究了分光光度法和微流控进样原理,提出了基于离心微流控试剂盘和LED与光敏管的检测系统设计方案。(3)根据光电检测设计方案和仪器功能需求,提出检测系统电路和其它功能电路方案,完成硬件选型并实现具体电路设计。(4)根据硬件系统方案,提出嵌入式软件系统方案;完成硬件设备的驱动软件设计和仪器功能的应用软件设计。(5)根据检测流程,分析用户各步骤所需操作,完成人机交互界面设计,并通过对控件的优化布局,提高用户的操作效率。(6)将硬件系统和软件系统整合,完成仪器组装;进行仪器调试和临床对比试验,实验结果表明,研制的微流控生化检测仪基本达到临床应用需求。
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