中国科学院苏州生物医学工程技术研究所钱俊获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院苏州生物医学工程技术研究所申请的专利一种血液样品动态黏度、储能模量和等效负载质量的测量方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120927982B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511477050.3,技术领域涉及:G01N33/86;该发明授权一种血液样品动态黏度、储能模量和等效负载质量的测量方法是由钱俊;刘咏青;孙海旋;王钟周设计研发完成,并于2025-10-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种血液样品动态黏度、储能模量和等效负载质量的测量方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种血液样品动态黏度、储能模量和等效负载质量的测量方法,属于凝血分析领域,通过建立血液黏弹性传感器工作时的力学振动系统等效模型,得到模型参数对样品的动态黏度、储能模量以及等效负载质量的依从关系;建立传感器中线圈的等效电路,根据等效电路,推导出线圈的动生阻抗模的表达式,利用动生阻抗模的频谱数据,通过模型参数辨识方法,辨识出模型参数;采用多个梯度的标准黏度液样品进行实验,得到定标系数,根据辨识所得模型参数以及定标系数计算得到动态黏度、储能模量以及等效负载质量,通过上述步骤,能够同时测量凝血过程中样品的动态黏弹性和等效负载质量。
本发明授权一种血液样品动态黏度、储能模量和等效负载质量的测量方法在权利要求书中公布了:1.一种血液样品动态黏度、储能模量和等效负载质量的测量方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:建立血液黏弹性传感器工作时的力学振动系统等效模型,等效模型中,式中,为等效弹簧的弹性系数,为传感器簧片总的等效弹性系数;为样品的储能模量;为由测杯和探针几何所决定的常数;为等效阻尼器的阻尼系数;为传感器簧片总的阻尼系数;表示簧片辐射声场时的辐射阻;为样品的动态黏度;为等效质量块的质量;表示传感器簧片辐射声场时的附加辐射质量;表示探针自身质量与簧片的等效质量之和;为被测样品的等效负载质量,将、及相对常数进行归一化,为血液黏弹性传感器的机电耦合系数,令;由上式可得,,,式中,系数的表达式分别为; S2:建立传感器中线圈的等效电路,根据等效电路,线圈的动生阻抗,为角频率,为虚数单位;的模为,将归一化后的及代入得到,根据的频谱建立最小二乘优化模型, 根据的频谱建立最小二乘优化模型具体为: 在频谱的单次测量过程中,认为模型参数保持恒定,角频率为测量的实验条件变量,用表示离散的实验条件,将时的离散表示为,则的关系可表示为, 式中,为误差项;模型函数定义为 误差项服从零均值高斯分布,其标准差为,将模型参数向量表示为,则根据的分布特性,可得特定模型参数向量对应的的概率密度为 对于M个实验条件,所有的联合概率密度为所有的乘积,即 最小二乘的目标是使最大化,使最小的模型参数向量,即为最小二乘最优解,故最小二乘优化模型可表示为 式中,为权值,权值由不同实验条件对应的测量值的标准差所确定; 寻找模型参数向量初值以及确定各个实验条件对应的权值, 寻找模型参数向量初值具体为: 在传感器的工作频率范围内,对线圈总阻抗的影响较小,因此忽略项,得到, 式中,为线圈导线的直流电阻,; 能够由的极大值表示,即下式; 忽略时,在角频率处,取到极大值,利用频谱的极大值及此处的角频率,即可得到的值, 计算得到具体为: 确定阻抗幅值极大值及此处角频率,利用直流电阻,计算; 在曲线上,确定使的频率点; 计算; 计算得到后,联立以下方程组 该方程组的解为模型向量的初值; 根据参数向量以及权值进行非线性最小二乘拟合,得到参数、和; S3:采用多个梯度的标准黏度液样品进行实验,测量每个样品对应的动生阻抗幅值的频谱,根据步骤S2得到标准黏度液样品的,以标准黏度液样品的动力黏度作为动态黏度的值,得到动态黏度与归一化阻尼系数的线性回归结果,线性回归方程的斜率即定标系数,线性回归方程的截距即定标系数,定标系数,定标系数通过实验测得,、也通过实验测得; 为传感器机电耦合系数,为一个常数,为机电耦合系数的平方,系数的计算过程具体为: 在传感器探针上加载质量为的负载,测得传感器线圈的至少三个不同角频率对应的动生阻抗幅值数据,将至少三个以及对应的数据代入,计算出和; 在传感器探针上加载质量为的负载,不等于,测得传感器线圈的至少三个不同角频率对应的动生阻抗幅值数据,将至少三个以及对应的数据代入,通过模型参数辨识方法计算出和; 将Mm1、Mm2、Mm_n1以及Mm_n2代入,计算得到系数; 初始等效质量和传感器两簧片总的等效弹性系数通过实验测得,具体为: 在无测量样本即传感器探针仅与空气接触时,测得传感器线圈的至少三个不同角频率对应的动生阻抗幅值数据,将至少三个以及对应的数据代入,通过模型参数辨识方法计算出和; 将以及系数代入,计算得到和,由于此时探针不与测量样本接触,故此时的分别等于; S4:将步骤S2中得到的参数和以及步骤S3中得到的定标系数及代入步骤S1中以及的表达式,计算得到储能模量、动态黏度以及等效负载质量。
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