[实用新型]基于虚拟仪器平台的单层血管内皮细胞导水率测试装置

说明书

一、所属技术领域

本实用新型涉及一种基于虚拟仪器平台开发的单层内皮细胞导水率测试装置，能同时测试5组内皮细胞导水率数据以及动态显示流出液生成速度与时间的关系曲线。

二、背景技术

血管内皮细胞(vascular endothelial cells，VEC)是覆盖于血管内表面的单层扁平细胞，覆盖面积占体内各种细胞之首。它参与了血管舒缩调节、内皮通透性屏障、抗凝血、机体新陈代谢及免疫等功能。其中VEC的屏障作用是内皮细胞的最主要的生理功能，它所构成的血液和组织之间界面，可调节血液与组织液之间交换，对维持正常的心血管功能具有重要的意义。

在体血管壁通透性的测定通常比较困难，且受体内各种多种复杂因素的影响，难以观察单因素对血管壁通透性的影响。为此，内皮单层通透性的体外测定，成为研究内皮单层通透性功能的主要手段。

内皮单层通透性的体外测定目前常用的方法是白蛋白滤过测定法和电导率测定方法。白蛋白滤过测定法虽然是传统的经典测定方法，但其测定过程繁琐，耗时久，所需各种试剂较昂贵，并且稳定性也较差。目前存在的电导率测定方法主要是通过韦斯顿电桥原理测定，该方法主要缺点在于不能实时动态显示测试过程，仅能测出一个电导率指标。

三、发明内容

3.1需要解决的技术问题

为克服内皮单层通透性的体外测定中存在的测试复杂、耗时久、不能实时动态显示测试过程、只能测试一个指标、只能测定一组数据等缺点，

我们设计了基于虚拟仪器平台的单层血管内皮细胞导水率测试装置，该装置能够实时测试导水率、流出液生成速度与时间的关系曲线，具有可靠性高，测试精度高，使用简单，重复性好，实时动态显示测试过程等特点，并且可同时使用一台摄像机和计算机采集5个试验数据，既可减少空间和时间的浪费，也可减少同时测量所需要的设备。该系统动态测量流动速率范围为10^-9cm/s/cmH₂O到10^-4cm/s/cmH₂O，从培养的肺微血管测得的Lp(导水率)几乎与其它方法得出的单层内皮细胞的数值相同。

3.2采用的技术方案

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本测试装置是由钢质试验平台、摄像机、模拟数据采集卡、汽泡移动图象捕捉和分析系统组成，钢质试验平台上安装有摄像机架和和玻璃制毛细血管固定夹、基座。摄像机架放置一台摄像机，摄像机镜头正对着玻璃制毛细管固定夹。玻璃制毛细血管固定夹固定5根含有空气汽泡的20cm长，内径为2mm左右的玻璃制毛细管。摄像机通过数据线连接到电脑上的图像采集卡上，基于LABVIEW平台开发的汽泡移动图象捕捉和分析系统处理图像采集卡上得到的图像信息。汽泡移动图象捕捉和分析系统包括数据采集模块和数据显示模块，数据采集模块包括控制面板和两个图象窗口，控制面板通过屏幕可人机交互，第一个图象窗口实时显示每个试验汽泡的位移。数据采集模块可弹出空气汽泡和追踪窗口，显示通过摄像机实时采集的试验图象，允许试验员根据试验变化，调节毛细管。另外还可通过按动追踪按钮，打开一个新窗口，选择一个试验要求的包围空气汽泡图象框，保存为标准模版图象以便后边的图象模式识别。在试验中程序从输入的实时图象中复制一个样本快照，在特定区域内中搜寻特定图象来匹配已经保存的标准模版图象。当标准模版图象与图象某个区域匹配上，就表明汽泡所在位置，重复这个过程进行数据采集。数据显示模块允许同时显示以前测得的五个试验数据，数据窗口显示位移对时间、导水率对时间的关系曲线，并可使用滤波器来减少数据采集过程中的噪声。t时刻的Jv(流出液生成速度)的计算是通过计算t-1和t时刻的毛细管中被替代的水的体积，用Jv(流出液生成速度)除以t时刻的压力，就得到导水率Lp。

使用时，玻璃制毛细管中作为流动标记的空气汽泡移动信息图象首先由摄像机捕捉到，然后该数据通过图像采集卡输入到计算机上的汽泡移动图象捕捉和分析系统，该系统每隔5秒钟自动追踪用户定义的流动标记，计算并显示位移数据和导水率，流动速率对时间以及导水率对时间的关系曲线。

3.3本实用新型的有益效果

实时动态显示测试过程，同时采集5个试验数据，操作简单。

四、附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的单层内皮细胞导水率测试原理图。

图2是钢质试验平台结构图。