CN100554925C - 医用自动痰涂片染色仪及痰涂片染色方法 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为医用自动痰涂片染色仪及痰涂片染色方法。属于结核病检验技术领域。它主要是提供一种用仪器操作代替人工操作来对痰进行自动涂片、染色的设备及方法。它的主要特征是：由三维直角坐标机械操作台、摄像头、涂片操作头、染色液喷嘴、采样签盒组件、样本盒定位板、玻片定位架、推盒器、蠕动泵组、显示屏、操作按键构成，完成自动开盒、拍照、图像显示，人工选择痰样可疑部位，并采样、涂抹到玻片上，分步进行染色、烘干，即得到符合镜检要求的涂片痰样。可有效地防止检验人员结核病的感染和医源性污染的发生，提高了痰涂片的质量，大大缩短了样本处理时间。本发明主要用于痰液以及其它人体分泌物的自动涂片和染色。

Description

医用自动痰涂片染色仪及痰涂片染色方法

技术领域

本发明属于结核病检验技术领域，特别是涉及一种用于结核病防治和诊疗的自动痰涂片染色仪及痰涂片染色方法。

背景技术

痰涂片是结核病防治和诊疗的重要检验手段，其诊断价值有着其它手段不可替代的地位，国家疾病控制中心(CDC)结核病控制中心对痰涂片有着严格的操作规定。近几年出台的《痰直接涂片检查法》和《痰涂片镜检质量保证实施方法》是各级结核病防治机构统一操作方法和确保检查质量的重要措施。

但是，由于痰涂片的特殊性和人工操作的局限性，目前人工痰涂片有以下几方面的问题：

1、对痰检工作者的健康有较大的影响。

由于痰样本潜伏着大量无数的病毒和病菌，特别是耐药性结核杆菌对检验人员的健康有极大危险，人工操作过程中他们不可避免和痰液近距离甚至是零距离的接触，使得感染的可能性大大增加，许多资料显示痰检人员的结核病发病率高于其它医护人员。

2、由于痰样的气味、颜色、形态给操作人员带来许多感官上的不适，使他们在有些情况下无法挑取可疑样本，无法严格执行操作规定，从而影响镜检结果。

3、痰液在自然干燥或加热过程中常常造成医源性污染。

4、样本处理时间长，操作复杂，目前大部分痰液自然干燥常常需要12小时以上，染色后干燥又需要一个多小时，影响了结果的报告时间。

5、操作的重复性差。

6、染色的时间随意性大，易造成镜检困难。

以上的几方面的问题，长期困扰着痰涂片镜检工作，广大一线检验人员，迫切需要一种安全、可靠、快速的设备来代替目前的人工操作。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种对痰液以及其它人体分泌物进行自动涂片、染色的设备及方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种医用自动痰涂片染色仪，其特征是包括：

电动三维直角坐标机械操作台，由固定在机架两侧的Y向支架和Y向滑槽、横跨在Y向支架和Y向滑槽上的X向支架和垂直设置在X向支架上的Z向支架构成，其中，Y向支架、X向支架和Z向支架上均设有步进电机、传动螺杆和导向杆；

设置在Z向支架上的摄像头、涂片操作头和染色液喷嘴，其中，涂片操作头由固定在Z向支架上的涂头固定架、直流电机，设置在涂头固定架内的采样签旋转柱，连接在采样签旋转柱与直流电机之间的传动皮带构成，采样签旋转柱上设有由单向锁定牙、弹簧构成的采样签夹紧机构；

采样签盒组件，由固定在机架上的采样签盒支架、固定在采样签盒支架上的同步电机、冲压杆、偏心轮和与采样签盒支架通过滑槽连接的采样签盒构成，其中，冲压杆上设有中间有长方形通孔的连接块，偏心轮的推动触头位于该连接块的长方形通孔内；

在X向支架下方一侧设有样本盒定位板，在X向支架下方另一侧设有玻片定位架，在X向支架下方中间设有回收池，样本盒定位板、玻片定位架和回收池分别设置在固定于机架上的滑轨上；玻片定位架的侧部机架上设有电机及可带动玻片定位架侧端上下运动的偏心轮。

在样本盒定位板侧部设有推盒器，推盒器设置在与样本盒定位板垂直的滑轨上，推盒器底部设有螺杆，与同步电机配合，推盒器的前端设有与玻片定位架对应的加热片；

固定在机架上的紫外线灯和蠕动泵组，蠕动泵组各蠕动泵经胶管连接到染色液喷嘴上；

固定在外壳上的液晶显示屏和操作按键；

样本盒定位板、玻片定位架、回收池、采样签盒进入设备后，采样签盒通过滑槽和采样签盒支架连接；摄像头移动到样本盒上方对各样本逐一进行拍照，通过操作按键在液晶显示屏上对各个样本图像中的可疑样本进行确定；涂片操作头移动到采样签盒下面完成自动取签后，再移动到样本盒的可疑样本位置，通过采样签的旋转对样本可疑部分采样，并将其涂抹在玻片上；玻片定位架一侧作上下运动，模仿人工动作，使玻片上的染色液及清洗液流离玻片；加热片将玻片烘干；推盒器闭合样本盒。

本发明的技术解决方案中所述的样本盒定位板、玻片定位架和回收池的外端可以设有与样本盒定位板、玻片定位架和回收池均相连的自动门；在回收池的底部设有齿条，在机架上设有电机及与该齿条配合的齿轮；在自动门上与采样签盒对应的部位设有弹簧。

本发明的技术解决方案中所述的玻片定位架上的玻片放置槽的槽深可以为0.8～0.9毫米，槽底设有通孔，且在该放置槽的一侧边设有开口槽。

一种痰涂片染色方法，其包括以下步骤：

(1)、将玻片和装有痰样的待检痰盒分别放入玻片定位架和样本盒定位板，然后控制推盒器将待检痰盒的盒盖打开；

(2)、在控制程序的操作下，摄像头移动到待检痰盒的上方，对其中的痰样进行拍照，并将所拍照的图象显示在液晶显示屏上；

(3)、检验人员通过键盘或鼠标指示键头对显示屏上的样本图像的可疑部分进行挑选，然后点击并确认可疑部分；

(4)、在控制程序的操作下，涂片操作头移动到痰样可疑部分的上方，通过控制涂片操作头中的采样签的旋转对痰样的可疑部分进行采样；

(5)、在控制程序的操作下，涂片操作头移动到玻片上方，通过控制采样签的旋转将可疑样本涂抹在玻片上；

(6)、控制蠕动泵组对玻片上的痰样分步进行染色；

(7)、控制加热片对玻片上的痰样进行烘干处理。

本发明由于采用由电动三维直角坐标机械操作台、摄像头、涂片操作头、染色液喷嘴、采样签盒组件、样本盒定位板、玻片定位架、回收池、推盒器、紫外线灯、蠕动泵组、液晶显示屏、操作按键构成的痰涂片染色仪及痰涂片染色方法，可通过设备自动完成打开待检痰盒、对痰样拍照、并将拍照图像在显示屏上显示，再通过人工选择痰样可疑部位，设备对该可疑部位痰样进行采样，并涂抹到玻片上，控制蠕动泵组对玻片上的痰样分步进行染色，再通过加热片对其烘干，即得到符合镜检要求的涂片痰样，从而代替了人打开待检痰盒、手工取样、涂片、染色、烘干等人工操作，避免了一线检验人员对痰样直接的、近距离的接触，有效地防止检验人员结核病的感染和医源性污染的发生，提高了痰涂片的质量，大大缩短了样本处理时间。由于可将样本盒定位板、玻片定位架和回收池固定在自动门上，因而可使样本盒定位板和玻片定位架自动进、出设备。由于在玻片定位架一侧设有电机及偏心轮，因而可使玻片定位架一侧作上下运动，模仿人工动作，使玻片上的染色液及清洗液流离玻片。玻片定位架上0.8～0.9毫米的玻片放置槽槽深最适合放置玻片，槽底上的通孔便于玻片的加热，开口槽便于放置或取出的操作。本发明主要用于痰液以及其它人体分泌物的自动涂片和染色。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明另一视角方向的示意图；

图3是本发明采样签盒组件的结构示意图；

图4是本发明涂片操作头部分结构示意图；

图5是本发明玻片定位架的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明所述的自动痰涂片染色仪包括：

电动三维直角坐标机械操作台，由固定在机架两侧的Y向支架1和Y向滑槽18、横跨在Y向支架1和Y向滑槽18上的X向支架2和垂直设置在X向支架2上的Z向支架3构成。Y向支架1、X向支架2和Z向支架3上均设有步进电机30、传动螺杆6和导向杆5。X向支架2一端固定在Y向支架1的传动螺杆6和导向杆5上，另一端的支撑下端设有滑轮19，在Y向滑槽18上可以滚动运行。

摄像头33、涂片操作头和染色液喷嘴32固定在L型连接板37上，L型连接板37固定在Z向支架3上。这样，摄像头33、涂片操作头和染色液喷嘴32便可随Z向支架3在机架内的立体工作区域中任意移动。涂片操作头由涂头固定架34、直流电机36、采样签旋转柱35和传动皮带52构成。涂头固定架34和直流电机36固定在L型连接板37上，中空的采样签旋转柱35设置在涂头固定架34内，传动皮带52连接在采样签旋转柱35与直流电机36之间。采样签46的下端设有涂头48，中上部设有锥面形锁定槽47。对称设置的单向锁定牙50、弹簧49和调节螺丝51构成采样签夹紧机构，单向锁定牙50的斜面与采样签的锁定槽47相配合，采样签46只能从上到下单向运动。

采样签盒组件由采样签盒支架44、同步电机43、冲压杆29、偏心轮26、采样签盒25构成。采样签盒支架44固定在机架上横杆4和侧板24上。偏心轮26由同步电机43带动转动。冲压杆29设置在冲压杆座45内，冲压杆座45固定在采样签盒支架44上。冲压杆29上设有中间开有长方形孔的连接块27，偏心轮26上的推动触头42位于该连接块27的长方形孔内。采样签盒25设置在冲压杆29的下方，通过滑槽41与采样签盒支架44连接。采样签盒25设有可装呈单排分布的采样签的槽，槽的前端下部设有通孔，便于采样签46穿过，后部设有弹簧，推动采样签46向前运动。当前一根采样签46被冲压杆29打下后，后一根可自动填装。工作时，同步电机43转动带动冲压杆29垂直运动打下采样签后，自动复位。

样本盒定位板9、玻片定位架21和回收池15分别设置在X向支架2下方的两侧及中间。样本盒定位板9、玻片定位架21和回收池15分别设置在固定于机架上的滑轨10、40上。样本盒定位板9用来固定十个痰盒，保证痰盒的稳定，最重要的作用是它的位置确定使痰盒位置标准化。玻片定位架21的两侧连接在两条平行的滑轨上，架上可放十个玻片。玻片定位架21的十个玻片槽的槽深为0.8～0.9毫米，槽底设有通孔53，便于玻片加热，槽的侧部设有开口槽54，便于玻片放入、取出时手指的穿过。玻片定位架21外侧的机架上设有电机31和由该电机31带动的偏心轮，偏心轮的触头位于玻片定位架21侧端下部，电机31带动偏心轮转动后，可使玻片定位架21侧端上、下运动，模拟人工动作，可使玻片上的染色液、清洗液流出。玻片定位架21下方设有废水池16，用于盛装玻片上流下的染色液、清洗液。样本盒定位板9、玻片定位架21和回收池15的前端固定在自动门38上，回收池15固定在机架底板22上的滑轨上，其一侧面固定有齿条14，齿轮电机固定在和齿条14吻合的底板22上。齿轮电机可带动回收池15、自动门38推进或推出，自动门38同时带动样本盒定位板9和玻片定位架21推进或推出。自动门38上设有弹簧，弹簧所设位置与采样签盒25位置正对。自动门38关门时可将采样签盒25推入仪器。机架底板22有三个穿线孔17，连接工控电脑的电线和染色液胶管均由此通过。

推盒器7是用来打开和闭合痰盒的装置，它固定在两条滑轨8上，其运动方向和样本盒定位板9垂直，来回运动，完成打开和闭合痰盒的动作。推盒器7设在样本盒定位板9侧部，其所在的两个滑轨与样本盒定位板9垂直。推盒器7底部设有螺杆，与直流电机配合。推盒器7前端通过两连杆23连接一个长条形防水加热片20，形状与玻片定位架21相对应，可给其上的十个玻片加热。

在机架上横杆4内侧设有紫外线灯管，用以给痰样杀菌。蠕动泵组12通过固定板13固定在机架竖杆11上，四个蠕动泵分别通过胶管连接在染色液喷嘴32，可给玻片上的痰样加四种染色液，染色过程分步进行，与现有技术相同。染色液喷嘴32上还固定有一个清洗液胶管。

液晶显示屏固定在外壳上，并在其旁设有操作按健，也可采用鼠标，用以显示摄像头对痰样拍照所得的图像，并可挑选、确定痰样可疑部位，通过程序控制对该可疑部位采样、涂片、染色等过程。外壳上还设有排气口及排气扇。

电控部分由工控电脑、步进电机、步进电机驱动器、同步电机、电路板、限位开关、温控器39、人机界面、控制软件等组成。

本发明所述的痰涂片染色方法，包括以下步骤：

(1)、将玻片和装有痰样的待检痰盒分别放入玻片定位架和样本盒定位板，然后控制推盒器将待检痰盒的盒盖打开；

(2)、在控制程序的操作下，摄像头移动到待检痰盒的上方，对其中的痰样进行拍照，并将所拍照的图象显示在液晶显示屏上；

(3)、检验人员通过键盘或鼠标指示键头对显示屏上的样本图像的可疑部分进行挑选，然后点击并确认可疑部分；

(4)、在控制程序的操作下，采样头移动到痰样可疑部分的上方，通过控制采样头中的采样签的旋转对痰样的可疑部分进行采样；

(5)、在控制程序的操作下，采样头移动到玻片上方，通过控制采样签的旋转将可疑样本涂抹在玻片上；

(6)、控制蠕动泵组对玻片上的痰样分步进行染色；

(7)、控制加热片对玻片上的痰样进行烘干处理。

以下为本发明采样的原理及过程：

(1)当待检痰合由样本盒定位板推入仪器的指定位置后，推盒器打开痰盒操作台，摄像装置在控制程序的操作下，对痰盒里面的痰样依次进行逐个拍照，并将采集到痰样真实的反映到人机界面的显示屏上，检验人员用键盘或鼠标指示键头，对显示屏上的样本图像的可疑部分进行挑选，然后点击并确认可疑部分，电脑经计算将图像中的点击处的坐标换算成仪器中痰液可疑样本的实际坐标位置，将采样头移到坐标位置后进行采样。再到有固定坐标的玻片上涂抹，至此完成采样涂片过程。

(2)换签过程：为避免污染，当仪器完成一个涂片后进入下一个循环时，必需换掉已用过的采样签，采样头在程序的控制下，由机器臂将其运动到指定换签位置，采样签盒组件开始工作。推出新的采样签，挤掉旧签(旧签掉入回收池)，换签后仪器开始下一个采样。

总之用仪器操作代替人工操作，不仅可保证操作人员的健康，提高检验质量，而且提高工作效率十倍以上，是实验室自动化发展的方向和趋势。

Claims (4)

1、一种医用自动痰涂片染色仪，其特征是包括：

电动三维直角坐标机械操作台，由固定在机架两侧的Y向支架(1)和Y向滑槽(18)、横跨在Y向支架(1)和Y向滑槽(18)上的X向支架(2)和垂直设置在X向支架(2)上的Z向支架(3)构成，其中，Y向支架(1)、X向支架(2)和Z向支架(3)上均设有步进电机(30)、传动螺杆(6)和导向杆(5)；

设置在Z向支架(3)上的摄像头(33)、涂片操作头和染色液喷嘴(32)，其中，涂片操作头由固定在Z向支架(3)上的涂头固定架(34)、直流电机(36)，设置在涂头固定架(34)内的采样签旋转柱(35)，连接在采样签旋转柱(35)与直流电机(36)之间的传动皮带(52)构成，采样签旋转柱(35)上设有由单向锁定牙(50)、弹簧(49)构成的采样签夹紧机构；

采样签盒组件，由固定在机架上的采样签盒支架(44)、固定在采样签盒支架(44)上的同步电机(43)、冲压杆(29)、偏心轮(26)和与采样签盒支架(44)通过滑槽(41)连接的采样签盒(25)构成，其中，冲压杆(29)上设有中间有长方形通孔的连接块(27)，偏心轮(26)的推动触头(42)位于该连接块(27)的长方形通孔内；

在X向支架(2)下方一侧设有样本盒定位板(9)，在X向支架(2)下方另一侧设有玻片定位架(21)，在X向支架(2)下方中间设有回收池(15)；样本盒定位板(9)、玻片定位架(21)和回收池(15)分别设置在固定于机架上的滑轨(10)上；玻片定位架(21)的侧部机架上设有电机(31)及可带动玻片定位架(21)侧端上下运动的偏心轮；

在样本盒定位板(9)侧部设有推盒器(7)，推盒器(7)设置在与样本盒定位板(9)垂直的滑轨(8)上，推盒器(7)底部设有螺杆，与同步电机配合，推盒器(7)的前端设有与玻片定位架(21)对应的加热片(20)；

固定在机架上的紫外线灯和蠕动泵组(12)，蠕动泵组(12)各蠕动泵经胶管连接到染色液喷嘴(32)上；

固定在外壳上的液晶显示屏和操作按键；

样本盒定位板(9)、玻片定位架(21)、回收池(14)、采样签盒(25)进入设备后，采样签盒(25)通过滑槽(41)和采样签盒支架(44)连接；推盒器(7)打开样本盒的盖子，使样本暴露；摄像头(33)移动到样本盒上方对各样本逐一进行拍照，通过操作按键在液晶显示屏上对各个样本图像中的可疑样本进行确定；涂片操作头移动到采样签盒(25)下面完成自动取签后，再移动到样本盒的可疑样本位置，通过控制采样签(46)的旋转对样本可疑部分采样，并将其涂抹在玻片上；蠕动泵组(12)将染色液通过胶管泵入染色液喷嘴(32)喷洒分步进行染色；玻片定位架(21)一侧作上下运动，模仿人工动作，使玻片上的染色液及清洗液流离玻片；加热片(20)将玻片烘干；推盒器(7)闭合样本盒。

2、根据权利要求1所述的一种医用自动痰涂片染色仪，其特征是：所述的样本盒定位板(9)、玻片定位架(21)和回收池(14)的外端设有与样本盒定位板(9)、玻片定位架(21)和回收池(14)均相连的自动门(38)；在回收池(15)的底部设有齿条(14)，在机架上设有电机及与该齿条(14)配合的齿轮；在自动门(38)上与采样签盒(25)对应的部位设有弹簧。

3、根据权利要求1所述的一种医用自动痰涂片染色仪，其特征是：所述的玻片定位架(21)上的玻片放置槽的槽深为0.8～0.9毫米，槽底设有通孔(53)，且在该放置槽的一侧边设有开口槽(54)。

4、一种如权利要求1所述的医用自动痰涂片染色仪的痰涂片染色方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、将玻片和装有痰样的待检痰盒分别放入玻片定位架和样本盒定位板，然后控制推盒器将待检痰盒的盒盖打开；

(2)、在控制程序的操作下，摄像头移动到待检痰盒的上方，对其中的痰样进行拍照，并将所拍照的图象显示在液晶显示屏上；

(3)、检验人员通过键盘或鼠标指示键头对显示屏上的样本图像的可疑部分进行挑选，然后点击并确认可疑部分；

(4)、在控制程序的操作下，涂片操作头移动到痰样可疑部分的上方，通过控制涂片操作头中的采样签的旋转对痰样的可疑部分进行采样；

(5)、在控制程序的操作下，涂片操作头移动到玻片上方，通过控制采样签的旋转将可疑样本涂抹在玻片上；

(6)、控制蠕动泵组对玻片上的痰样分步进行染色；

(7)、控制加热片对玻片上的痰样进行烘干处理。

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