CN109975298A - 一种光学检测系统、特定蛋白分析仪及血液分析仪 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光学检测系统、特定蛋白分析仪及血液分析仪，所述光学检测系统通过分光单元对光源产生单元发射的检测光线进行分光处理后，获得了多个检测子光线，并且所述多个检测子光线在进入每个检测单元之前的光能和光程均相等，从而实现了在满足多通道同时检测的基础上，提升了多通道同时检测的结果一致性。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械技术领域，更具体地说，涉及一种光学检测系统、特定蛋白分析仪及血液分析仪。
背景技术
血液分析仪又称血细胞分析仪、血球分析仪、血液细胞分析仪或血球计数仪等。血液分析仪主要用于对待测血样进行检测，以分析待测血样中的各类物质的参数信息，为临床诊断提供参考依据。
血液分析仪对于特定蛋白的检测对于某些病症的诊断具有重要意义。以C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)和糖化血红蛋白(HbA1c)为例，C反应蛋白的检测能够反应机体受到微生物入侵的程度或组织损伤等炎症的康复程度；糖化血红蛋白则能够反应机体取血前120天之内的平均血糖水平。对于某些病症(例如妊娠糖尿病(Gestational DiabetesMellitus，GDM))的诊断而言，需要同时检测C反应蛋白和糖化血红蛋白。
为了实现一台血液检测仪同时进行多个特定蛋白检测的目的，现有技术中通常采用多通道检测功能的血液分析仪或多台血液分析仪进行多份样本的特定蛋白检测或血常规检测，利用多台血液分析仪进行多份样本的同时检测由于需要购置多台设备，导致检测成本较高；而在实际应用中发现，采用多通道检测功能的血液分析仪对多份样本进行检测时，由于光源的差异性，导致对多份样本的检测结果一致性较差，难以满足实际的检测需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供了一种光学检测系统、特定蛋白分析仪及血液分析仪，以实现提升同时进行多份样品检测的结果一致性，并降低同时进行多份样品检测的成本的目的。
为实现上述技术目的，本申请提供了如下技术方案：
一种光学检测系统，用于向多个检测单元分别提供一个检测子光束，所述光学检测系统包括：
光源产生单元，用于发射检测光线；
分光单元，用于对所述检测光线进行分光处理，以获得多个检测子光线；
多个检测单元，与所述多个检测子光线对应设置，利用所述检测子光线进行光学检测；
其中，所述分光单元设置为，使出射的每个所述检测子光线的光能均相同；所述分光单元、所述检测单元的位置设置为，使每个所述检测单元距离所述光源产生单元的光程均相等。
可选的，所述光源产生单元包括：光源、准直模组和光线限制模组；其中，
所述光源，用于向所述准直模块出射初始光线；
所述准直模块，设置于所述光源的光线出射端一侧，用于对所述初始光线进行准直处理后向所述光线限制模组出射；
所述光线限制模块，设置于所述准直模块远离所述光源一侧，且所述光线限制模块的几何中心与所述准直模块的光轴重合，用于选取初始光线经准直处理后能量均匀的部分作为所述检测光线出射。
可选的，所述分光单元包括N个分光镜，其中，N＝M-1，M为所述检测单元的数量；
N个所述分光镜用于对所述检测光线进行分光处理，以形成M个检测子光线。
可选的，所述N个分光镜设置为，第i个分光镜的反射率和透光率之比为1：(N-i+1)，其中i＝1,2,…,N；第1个分光镜的入射光线为光源单元发射的检测光线，第2个分光镜至第N个分光镜的入射光线为第i－1个分光镜的折射光线，第i个分光镜的反射光线为第i个检测子光线，第N个分光镜的折射光线为第M个检测子光线。
可选的，所述M个检测单元设置为，根据前i个检测单元与其对应的分光镜的距离以及前i+1个分光镜之间的距离，设置第i+1个检测单元与第i+1个分光镜的距离，使每个所述检测单元距离所述光源产生单元的光程均相等。
可选的，所述分光单元还包括反光镜，所述反光镜设置为反射第M个检测子光线使之向第M个检测单元传输。
可选的，所述第1个分光镜的光轴与所述光源产生单元的光轴重合。
一种特定蛋白分析仪，包括：上述光学检测系统；
多个检测单元利用接收到的检测子光线进行预设特定蛋白检测。
一种血液检测仪，包括：上述光学检测系统和血常规测量模块；
多个检测单元利用接收到的检测子光线进行预设特定蛋白检测。
可选的，所述多个检测单元包括C反应蛋白检测单元和糖化血红蛋白检测单元。
可选的，所述血液分析仪还包括模式选择模块，所述模式选择模块用于控制所述多个所述检测单元和所述血常规测量模块的工作状态，以使所述血液检测仪同时进行一种或多种预设特定蛋白检测和/或血常规检测。
从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种光学检测系统、特定蛋白分析仪及血液分析仪，所述光学检测系统通过分光单元对光源产生单元发射的检测光线进行分光处理后，获得了多个检测子光线，并且所述多个检测子光线在进入每个检测单元之前的光能和光程均相等，从而实现了在满足多通道同时检测的基础上，提升了多通道同时检测的结果一致性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请的一个实施例提供的一种光学检测系统的结构示意图；
图2为本申请的一个实施例提供的一种光源产生单元的结构示意图；
图3为准直处理后的初始光线在X方向的光强分布示意图；
图4为准直处理后的初始光线在Y方向的光强分布示意图；
图5为检测光线在X方向的光强分布示意图；
图6为检测光线在Y方向的光强分布示意图；
图7为本申请的另一个实施例提供的一种光学检测系统的结构示意图；
图8为本申请的又一个实施例提供的一种光学检测系统的结构示意图；
图9为本申请的再一个实施例提供的一种光学检测系统的结构示意图；
图10为本申请的一个可选实施例提供的一种光学检测系统的结构示意图；
图11为本申请的一个可选实施例提供的一种血液分析仪的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请提供了一种光学检测系统，如图1所示，所述光学检测系统10包括；
光源产生单元11，用于发射检测光线；
分光单元12，用于对所述检测光线进行分光处理，以获得多个检测子光线；
多个检测单元13，与所述多个检测子光线对应设置，利用所述检测子光线进行光学检测；
其中，所述分光单元12设置为，使出射的每个所述检测子光线的光能均相同；
所述分光单元12、所述检测单元13的位置设置为，使每个所述检测单元13距离所述光源产生单元11的光程均相等。
所述检测单元13用于对待测样品进行光学检测，可以是进行一些预设特定蛋白检测，也可以是其他项目的检测等。所述预设特定蛋白检测可以是C反映蛋白检测或糖化血红蛋白检测。在本申请的一些实施例中，所述预设特定蛋白检测还可以是其他种类的特定蛋白检测。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。
在本申请的一个实施例中，所述光学检测系统10中，光源产生单元11、分光单元12和多个检测单元13的设置位置关系仍然参考图1。在图1中，光源产生单元11的光轴和分光单元12中距离所述光源产生单元11最近的分光元件的光轴重合，以使所述光源产生单元11出射的检测光线能够入射到该分光单元12中分光元件的中心，提高光源产生单元11的光能利用率。
所述分光单元12中的分光元件的数量与所述检测单元13的数量有关，可选的，所述分光单元12中的分光元件的数量等于所述检测单元13的数量减一。
另外还需要注意的是，在图1中，为了保证每个检测单元13接收到检测子光线所经历的光程一致，光轴与光源产生单元11的光轴重合的检测单元13距离所述分光单元12的距离最远；其他的检测单元13距离所述分光单元12的距离按预设距离依次减小。所述预设距离为所述检测单元13距离所述光源产生单元11的光轴的距离。
在本实施例中，所述光学检测系统通过分光单元对光源产生单元发射的检测光线进行分光处理后，获得了多个检测子光线，并且所述多个检测子光线在进入每个检测单元之前的光能和光程均相等，从而实现了在满足多通道同时检测的基础上，提升了多通道同时检测的结果一致性。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，参考图2，所述光源产生单元11包括：光源111、准直模块112和光线限制模组113；其中，
所述光源111，用于向所述准直模块出射初始光线；
所述准直模块，设置于所述光源111的光线出射端一侧，用于对所述初始光线进行准直处理后向所述光线限制模组113出射；
所述光线限制模块，设置于所述准直模块远离所述光源111一侧，且所述光线限制模块的几何中心与所述准直模块的光轴重合，用于选取初始光线经准直处理后能量均匀的部分作为所述检测光线出射。
可选的，所述光源111可以为激光器(例如半导体激光器)，所述准直模块可以为非球面镜、双胶合透镜及透镜组等，所述光线限制模组113可以为光阑。
参考图3和图4；图3和图4分别为准直处理后的初始光线在X方向和Y方向的光强分布示意图，在图3和图4中，横坐标为采样位置，0表示初始光线的光斑中心，纵坐标为光强。
从图3和图4中可以看出，准直处理后的初始光线的光强分布不均匀。
参考图5和图6，图5和图6分别为所述检测光线在X方向和Y方向的光强分布示意图，在图5和图6中，横坐标为采样位置，0表示检测光线的光斑中心，纵坐标为光强。其中X方向和Y方向分别指垂直和平行于半导体激光器PN结的方向。
从图5和图6中可以看出，所述检测光线的光强在X方向和Y方向上，光强分布均是较为均匀的。
在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，所述分光单元包括N个分光镜，其中，N＝M-1，M为所述检测单元的数量；
N个所述分光镜用于对所述检测光线进行分光处理，以形成M个检测子光线。
可选的，所述N个分光镜设置为，第i个分光镜的反射率和透光率之比为1：(N-i+1)，其中i＝1,2,…,N；第1个分光镜的入射光线为光源单元发射的检测光线，第2个分光镜至第N个分光镜的入射光线为第i－1个分光镜的折射光线，第i个分光镜的反射光线为第i个检测子光线，第N个分光镜的折射光线为第M个检测子光线。
所述M个检测单元13设置为，根据前i个检测单元与其对应的分光镜的距离以及前i+1个分光镜之间的距离，设置第i+1个检测单元与第i+1个分光镜的距离，使每个所述检测单元13距离所述光源产生单元11的光程均相等。
具体地，图7给出了M＝2时的光学检测系统的可行结构示意图，图8给出了当M＝3时的光学检测系统的可行结构示意图；
在图7中，所述多个检测单元为第一检测单元131和第二检测单元132；
所述分光单元包括：第一分光镜121；
所述第一分光镜121，设置于所述光源产生单元的出光侧，用于对所述检测光线进行分光处理，形成第一检测子光线和第二检测子光线；所述第一分光镜121的反射率和透光率之比为1：1；
所述第一检测单元131和第二检测单元132分别设置于所述第一分光镜121的反光侧和透光侧两侧，且所述第一检测单元131和第二检测单元132与所述第一分光镜121的距离相等。
在图7中，所述第一分光镜121即为第1个分光镜。
在图8中，所述多个检测单元为第一检测单元131、第二检测单元132和第三检测单元；
所述分光单元包括：第一分光镜121和第二分光镜123；
所述第一分光镜121，设置于所述光源产生单元的出光侧，用于对所述检测光线进行分光处理，形成第一检测子光线和待处理光线；所述第一检测子光线向所述第一检测单元131发射；所述待处理光线向所述第二分光镜123发射；所述第一分光镜121的反射率和透光率之比为1:2；
所述第二分光镜123，设置于所述第一分光镜121的透光侧一侧，且所述第二分光镜123的设置角度与所述第一分光镜121的设置角度垂直；
所述第一检测单元131，设置于所述第一分光镜121的反光侧；
所述第二检测单元132和第三检测单元，分别设置于所述第二分光镜123的反光侧和透光侧；
所述第二检测单元132和第三检测单元距离所述第二分光镜123的距离相等，且小于所述第一检测单元131距离所述第一分光镜121的距离。
在图8中，所述第一分光镜121即为第1个分光镜；所述第二分光镜123即为第2个分光镜。
图7和图8分别以检测单元13的数量为两个或三个为例对光学检测系统的可行结构进行说明，在本申请的其他实施例中，所述检测单元13的数量还可以使四个、五个或更多，本申请在此不做穷举。
在上述实施例的基础上，在本申请的又一个实施例中，所述分光单元还包括反光镜，所述反光镜设置为反射第M个检测子光线使之向第M个检测单元传输。
具体地，参考图9和图10，图9给出了M＝2时的光学检测系统的可行结构示意图，图10给出了当M＝3时的光学检测系统的可行结构示意图.
在图9中，所述多个检测单元13为第一检测单元131和第二检测单元132；
所述分光单元12包括：第一分光镜121和第一反射镜122；
所述第一分光镜121，设置于所述光源产生单元11的出光侧，用于对所述检测光线进行分光处理，形成两束检测子光线分别向所述第一检测单元131和所述第一反射镜122发射，所述第一分光镜121的反射率和透光率之比为1:1，以使两束检测子光线的光能相同；
在不考虑第一分光镜121对光线的吸收损耗的情况下，两束检测子光线的光能与所述检测光线的光能之比为0.5；
所述第一反射镜122，设置于所述第一分光镜121的反光侧，用于将入射的检测子光线反射向所述第二检测单元132；
所述第一检测单元131，设置于所述第一分光镜121的透光侧；
所述第二检测单元132，设置于所述第一反射镜122的反光侧；
所述第二检测单元132与所述第一反射镜122的距离小于所述第一检测单元131与所述第一分光镜121的距离。
在图9所示的光学检测系统中，提供了当检测通道数为2(即具有两个检测单元13)时的分光单元12的可行结构。所述第一分光镜121透射和反射的光线的光能比为1：1，所述第一反射镜122的光能反射率为100％，以使得两束检测子光线的光能相同。
在图9中，所述第一分光镜121即为第1个分光镜。
在图10中，所述多个检测单元13为第一检测单元131、第二检测单元132和第三检测单元133；
所述分光单元12包括：第一分光镜121、第二分光镜123和第一反射镜122；
所述第一分光镜121，设置于所述光源产生单元11的出光侧，用于对所述检测光线进行分光处理，形成第一检测子光线和待处理光线；所述第一检测子光线向所述第一检测单元131发射；所述待处理光线向所述第二分光镜123发射；所述第一分光镜121的反射率和透光率之比为1:2，在不考虑第一分光镜121对光线的吸收损耗的情况下，所述第一检测光线与所述检测光线的光能之比为1:3；所述待处理光线与所述检测光线的光能之比为2:3；
所述第二分光镜123，设置于所述第一分光镜121的反光侧，用于对所述待处理光线进行分光处理，形成第二检测子光线和第三检测子光线；所述第二检测子光线向所述第二检测单元132发射；所述第三检测子光线向所述第一反射镜122发射；所述第二分光镜123的反射率和透光率之比为1:1，在不考虑第二分光镜123对光线的吸收损耗的情况下，所述第二检测子光线和第三检测子光线与所述检测光线的光能之比为1:3；
所述第一反射镜122，设置于所述第二分光镜123的透光侧，用于将入射的第三检测子光线反射向第三检测单元133；
所述第一检测单元131，设置于所述第一分光镜121的透光侧；
所述第二检测单元132，设置于所述第二分光镜123的反光侧；
所述第三检测单元133，设置于所述第一反射镜122的反光侧；
所述第三检测单元133与所述第一反射镜122的距离小于所述第二检测单元132与所述第二分光镜123的距离，所述第二检测单元132与所述第二分光镜123的距离小于所述第一检测单元131与所述第一分光镜121的距离。
在图10所示的光学检测系统中，提供了当检测通道数为3(即具有三个检测单元13)时的分光单元12的可行结构。所述第一分光镜121透射和反射的光线的光能比为1：2，所述第二分光镜123透射和反射的光线的光能比为1：1，所述第一反射镜122的光能反射率为100％，以使得三束检测子光线的光能相同。
在图10中，所述第一分光镜121即为第1个分光镜；所述第二分光镜123即为第2个分光镜。
在本申请中，通过图9和图10所示的光学检测系统，分别以检测单元13的数量为两个或三个为例对结构进行了说明，同样的，在本申请的其他实施例中，所述检测单元的数量还可以包括四个、五个或更多的检测单元13，本申请在此不做穷举。
在图9和图10中，全部的检测单元13的入光方向均相同，有利于检测单元中待测样品的设置和检测。
可选的，在图7-图10所示的光学检测系统中，所述第1个分光镜的光轴与所述光源产生单元的光轴重合，以提高所述光源产生单元11的光线利用率。
可选的，所述检测单元13包括：反应池、比色池和光接收端；其中，
所述反应池，用于供待测样品进行反应，以获得待测混合物后传输给所述比色池；
所述比色池，设置于所述检测子光线的入射位置，用于使入射的检测子光线照射进所述待测混合物中；
所述光接收端，设置于所述比色池的出光端，用于接收透过所述待测混合物的出射光线，并根据所述出射光线进行检测。
相应的，本申请还提供了一种特定蛋白分析仪，包括如上述任一实施例所述的光学检测系统10；
多个检测单元13利用接收到的检测子光线进行预设特定蛋白检测。
相应的，本申请还提供了一种血液检测仪，如图11所示，所述血液检测仪包括：
如上述任一实施例所述的光学检测系统10和血常规测量模块30。
可选的，所述多个检测单元包括C反应蛋白检测单元和糖化血红蛋白检测单元。
可选的，仍然参考图11，所述血液分析仪还包括模式选择模块20，所述模式选择模块20用于控制所述多个所述检测单元13和所述血常规测量模块30的工作状态，以使所述血液检测仪同时进行一种或多种预设特定蛋白检测和/或血常规检测。
其中，所述模式选择模块20的控制功能可以通过物理按钮或拨动杆来实现，也可以通过虚拟按键(例如触控屏按键)来实现。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。
可选的，所述血常规测量模块30包括红细胞检测单元、嗜碱细胞检测单元、白细胞五分类检测单元和血红蛋白浓度检测单元。
当所述血常规测量模块30包括上述功能单元时，既可以实现血常规五类检测，也可以实现血常规三类检测。
例如，可选的，当所述血液检测仪用于红细胞测量时，所述模式选择模块20用于控制所述嗜碱细胞检测单元、红细胞检测单元和血红蛋白浓度检测单元处于工作状态，此时可以进行红细胞测量(CBC测量)；
当所述血液检测仪用于血细胞五分分类测量时，所述模式选择模块20用于控制所述嗜碱细胞检测单元、白细胞五分类检测单元、红细胞检测单元和血红蛋白浓度检测单元处于工作状态；此时可以进行CBC血细胞五分分类检测；
当所述血液检测仪用于血细胞三分分类测量时，所述模式选择模块20用于控制所述嗜碱细胞检测单元、红细胞检测单元和血红蛋白浓度检测单元处于工作状态。此时可以进行CBC血细胞三分分类测量。
对于特定蛋白检测，可选的，所述模式选择模块20可以同时控制所述光学检测系统和至少一个所述检测单元13处于工作状态，以实现同时进行一种或多种预设特定蛋白检测的目的。
此外，可选的，当所述血液检测仪用于进行C反应蛋白参数检测时，所述模式选择模块20还用于控制所述红细胞检测单元工作，以实现对待测样品的血红细胞压积参数的检测，以利用所述待测样品的血红细胞压积参数修正所述C反应蛋白参数；此外，在某一个检测单元13进行C反应蛋白检测的过程中，还可以通过模式选择模块控制另一个检测单元13进行另一份待测样品的C反映蛋白检测，实现并行检测，缩短测量时间。
当所述血液检测仪用于检测所述待测样品的糖化血红蛋白参数时。同样的，在某一个检测单元13进行糖化血红蛋白检测的过程中，还可以通过模式选择模块控制另一个检测单元13进行另一份待测样品的糖化血红蛋白检测，实现并行检测，缩短测量时间。
综上所述，本申请提供了一种光学检测系统、特定蛋白分析仪及血液分析仪，所述光学检测系统通过分光单元对光源产生单元发射的检测光线进行分光处理后，获得了多个检测子光线，并且所述多个检测子光线在进入每个检测单元之前的光能和光程均相等，从而实现了在满足多通道同时检测的基础上，提升了多通道同时检测的结果一致性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (11)
1.一种光学检测系统，其特征在于，所述光学检测系统包括：
光源产生单元，用于发射检测光线；
分光单元，用于对所述检测光线进行分光处理，以获得多个检测子光线；
多个检测单元，与所述多个检测子光线对应设置，利用所述检测子光线进行光学检测；
其中，所述分光单元设置为，使出射的每个所述检测子光线的光能均相同；所述分光单元、所述检测单元的位置设置为，使每个所述检测单元距离所述光源产生单元的光程均相等。
2.根据权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于，所述光源产生单元包括：光源、准直模组和光线限制模组；其中，
所述光源，用于向所述准直模块出射初始光线；
所述准直模块，设置于所述光源的光线出射端一侧，用于对所述初始光线进行准直处理后向所述光线限制模组出射；
所述光线限制模块，设置于所述准直模块远离所述光源一侧，且所述光线限制模块的几何中心与所述准直模块的光轴重合，用于选取初始光线经准直处理后能量均匀的部分作为所述检测光线出射。
3.根据权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于，所述分光单元包括N个分光镜，其中，N＝M-1，M为所述检测单元的数量；
N个所述分光镜用于对所述检测光线进行分光处理，以形成M个检测子光线。
4.根据权利要求3所述的光学检测系统，其特征在于，所述N个分光镜设置为，第i个分光镜的反射率和透光率之比为1：(N-i+1)，其中i＝1,2,…,N；第1个分光镜的入射光线为光源单元发射的检测光线，第2个分光镜至第N个分光镜的入射光线为第i－1个分光镜的折射光线，第i个分光镜的反射光线为第i个检测子光线，第N个分光镜的折射光线为第M个检测子光线。
5.根据权利要求4所述的光学检测系统，其特征在于，所述M个检测单元设置为，根据前i个检测单元与其对应的分光镜的距离以及前i+1个分光镜之间的距离，设置第i+1个检测单元与第i+1个分光镜的距离，使每个所述检测单元距离所述光源产生单元的光程均相等。
6.根据权利要求4所述的光学检测系统，其特征在于，所述分光单元还包括反光镜，所述反光镜设置为反射第M个检测子光线使之向第M个检测单元传输。
7.根据权利要求4所述的光学检测系统，其特征在于，所述第1个分光镜的光轴与所述光源产生单元的光轴重合。
8.一种特定蛋白分析仪，其特征在于，包括：如权利要求1-7任一项所述的光学检测系统；
多个检测单元利用接收到的检测子光线进行预设特定蛋白检测。
9.一种血液分析仪，其特征在于，包括：如权利要求1-7任一项所述的光学检测系统和血常规测量模块；
多个检测单元利用接收到的检测子光线进行预设特定蛋白检测。
10.根据权利要求9所述的血液分析仪，其特征在于，所述多个检测单元包括C反应蛋白检测单元和糖化血红蛋白检测单元。
11.根据权利要求9所述的血液分析仪，其特征在于，所述血液分析仪还包括模式选择模块，所述模式选择模块用于控制所述多个所述检测单元和所述血常规测量模块的工作状态，以使所述血液检测仪同时进行一种或多种预设特定蛋白检测和/或血常规检测。
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