CN101002100B - 用于自动检验血样的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于自动检验血样的装置，具有：一个采血站(I)，在该采血站中可借助采血装置(15)从储备容器(40)中采血；一个测量站(II)，在该测量站中可将所采集的血液输送通过安置在测量件(9)内的孔隙支架(30)的孔隙(26)，其中，测量件(9)与头部分(46)连接；一个接收站(III)，在该接收站中可提供作为即抛型件构成的测量件(9)并可与头部分(46)连接，以及一个用于使采血装置(15)和头部分(46)在采血站(I)、测量站(II)以及接收站(III)之间运动的装置(3)。

Description

用于自动检验血样的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于自动检验血样的装置和方法。

背景技术

这种装置由EP0522256B1公开。在此，同时从一个库装置储备容器和另一个库装置孔隙支架向测量头输送血液。测量头具有毛细管支架，上面固定至少一个可插入储备容器内的毛细管。此外，该测量头具有一个头部件，它通过与毛细管支架的相对运动在第一位置与第二位置之间起作用，在第一位置，孔隙支架设置在毛细管支架上，在第二位置，孔隙支架这样保持在毛细管支架与头部件之间，使得通过浸入储备容器内的毛细管可以将血液输送过毛细管和孔隙支架的孔隙。进行检验后，使用过的孔隙支架和使用过的储备容器在头部件移动到第一位置中后从测量头中取出。然后将测量头通过另一装置进行清洗。

发明内容

本发明的目的在于，明显简化用于自动检验血样的这种装置，其中，此外还可以成本更低地进行检验。通过本发明还提供一种用于实施该检验的方法。

该目的通过一种具有权利要求1特征的用于自动检验血样的装置以及通过一种具有权利要求33特征的方法实现。

本发明的主要优点在于，本装置比EP0522256B1中所描述的可比较的装置结构简单得多并因此也可以更加经济地工作。它可以有利地实现成本更低的检验。其原因主要在于，仅作为一次性件或即抛型件构成的测量件连同孔隙支架由一个库装置供给。血液储备容器由另一库装置的供给由于本发明的头部分以及测量件的特殊构型而可以取消。根据本发明的装置基本上这样设计，即：它以预先规定的顺序移动到不同的站，即血液采集站、测量站以及需要时用于输入影响血小板形成或者凝结物质(例如ADP)的输入站、洗涤站和处理站，由此可以取消公知装置上存在的头部分以及测量件，这两个都结构非常复杂。这些件的耗费很高的控制和驱动同样没有必要。

本发明具有优点的构型由从属权利要求中得知。

附图说明

下面借助附图对本发明及其构成进行详细解释。其中示出：

图1本发明装置的示意图；

图2图1装置的俯视图；以及

图3带有孔隙支架的测量件以及进入测量件内的头部分的侧视图；以及

图4另一优选的测量件。

具体实施方式

根据图1，用于自动检验血样的本装置在一个测量位置的操作板1或者类似装置上主要包括一个可绕回转轴线2在多个站I、II和III以及需要时其它站IV和V之间摆动的旋转臂3。

在此，第一站I是一个采血站，在该采血站，从储备容器40采集血液。

站II是一个测量站，在该站，从储备容器40采集的血液通过头部分46以后面详细解释的方式被输送通过测量件9的孔隙支架的孔隙(图3)以进行测量，其中，测量件9和头部分46在测量站II中密封地相互连接。

在接收站III中，从一个示意示出的库7中相继提供作为一次性件或即抛型件构成的、各自包括孔隙支架5(图3)的测量件9，以便连接到测量头46上。

此外可以设置一个用于影响血小板形成或者凝结的物质的添加站和一个洗涤站，这在后面还要解释。

旋转臂3借助一个示意示出的驱动装置4进行旋转。驱动装置4最好是一个步进电动机，它可以精确控制以移动到各个站上。

需要指出的是，根据图1和2的所述站优选处于一个圆弧上。但可以同样好地设想这些站例如直线布置并且旋转臂3线性地或者在x-y方向上移动。

以从图1中所看到的方式，旋转臂3的悬臂部分31上固定有一个驱动装置11，借助它，保持件13最好可与操作板1的平面垂直地上下运动，这一点如通过箭头P所示那样。驱动装置11根据目的是一个公知的机构，通过它可使螺杆12在箭头P的方向上运动，其中，保持件13固定在该螺杆上。

借助驱动装置11可在箭头P的方向上往复运动的保持件13包括一个针件15，该针件设置在面对操作板1的一侧并在其远离操作板1的端部上与一个至少部分蛇形或者螺旋形延伸并保持在保持件13上的硬管管道16连接，该硬管管道在其远离针件15的一侧与一个管道14连接，该管道最好是一个软管。硬管管道16和针件15最好内侧和/或外侧疏水构成，从而吸入的血液成份不会附着在相应的内壁和/或外壁上。硬管管道16和/或针件15最好由一种内侧具有疏水或者疏油涂层的材料、特别是金属材料组成。所述涂层最好是一种公知的溶胶-凝胶纳米复合材料层或者是一种聚四氟乙烯类的氟化聚合物层。在针件15上也可以在外侧设置一个这样的涂层。

在保持件13上最好与针件15间隔开地设置一个头部分46，它用于选择式地与测量件9连接，这在后面还要详细解释。针件15和头部分46与一个阀元件10连接，后者通过控制单元17控制并可以选择式地在针件15与硬管管道16之间或者在头部分46与硬管管道16之间建立连接。

管道14通向一个可通过控制单元17控制的阀18，该阀可产生与管道141的连接，后者与一个接收容器、最好是一个活塞/缸单元50连接。该活塞/缸单元50通过一个也由控制单元17控制的驱动装置51操纵。阀18此外可以产生管道14与管道142之间的连接，后者与泵19连接，该泵通过管道43通向容器42，冲洗液、最好是NaCl位于该容器中。

特别优选在站III中从库装置7相继地将测量件9输送到旋转臂3的运动轨迹上。

保持件13以从图1所看到的方式除了与针件15连接的硬管管道16外还包括一个示意示出的加热装置33，它特别是具有金属加热芯的形式，硬管管道16蛇形布置地在该加热芯上延伸或者螺旋形地盘绕到该加热芯上。图1所示蛇形布置的优点是，各通过弯曲部161相连接的区段162的上侧和下侧分别在相继的回弯中转向，使得血液在通流这些区段时似乎“颠倒”或“翻转”。因此尽可能或完全避免血液沉淀。可以为测量件9和/或针件15设置其它加热装置，这在后面还要解释。

下面结合图3解释测量件9以及头部分46的一种优选实施方式。头部分46具有一个可密封地插入到测量件9的凹部21内的下部区域23。头部分46与测量件9之间的密封在此最好通过一个O形密封环实现，该密封环安置在下部区域23的一个肩47上并在下部区域23移动到凹部21内时与凹部21的边缘区域的一个面48密封地接触。

在头部分46内延伸一个贯通孔24，它可以具有毛细管的形状并且在上端与硬管管道16通过阀元件10连接。贯通孔24一直达到区域23下端部上的形成前室27的空间。在凹部21的下底面49上以公知的方式具有一个孔隙支架30，它带有与贯通孔24对准的孔隙26。在测量件9的本体部分25内，在孔隙支架30的后面有一个空间，它构成一个后室28并向下过渡到血液排放空间31内。头部分46和测量件9借助未详细示出的锁止机构通过相向运动可以彼此密封地固定并可通过相背运动彼此分离。

当血液从硬管管道16进入头部分46和测量件9内时，血液从贯通孔24经过前室27进入孔隙支架30的孔隙26内，然后进入后室28和血液排放空间31内。在此，在站II中可以将从血液排放空间31排出的血液收集在一个收集容器47内。

下面详细解释本装置的工作。在此，首先由此出发：本装置的与血液接触的所有部分或元件是清洁的。

首先，通过驱动装置4使旋转臂3向站I移动并操纵驱动装置11以使保持件13(箭头P)下降。如果针件15穿透储备容器40的封闭件41并伸入里面所含的血液内，则通过驱动装置51使活塞/缸单元50的活塞53运动。封闭件41最好是一个塞子，它最好由橡胶材料制成。

为避免储备容器40内产生沉淀，根据目的设置一个未详细示出的装置，它使储备容器40连续地运动、换向或者扭转。

需要指出的是，在硬管管道16以及管道14、141、142、43的系统内事先含有一种中性液体，该液体例如可以是一种通过管道43从容器42汲取的冲洗液，例如生理盐水。在吸入的血液与所述液体之间则最好在阀18与管道33之间的区域内具有图1中放大示出的气泡44作为隔离介质。通过操纵泵19可以使吸入的血液根据目的连续地往复运动直至进行测量，使得血液始终处于运动中并且不会沉淀。已经指出了硬管管道16蛇形延伸的优点。为按所述吸入血液，阀18使硬管管道16与管道141之间产生连接。为使血液往复运动，可以在阀18处于该位置上时使活塞53在缸室52内不断地往复运动。血液与此同时通过加热装置33连续加热到要求的温度，例如37℃。

现在使旋转臂3向站III运动并从库装置7中取出测量件9。为此目的首先操纵驱动装置4，以使旋转臂3向库装置7上移动。然后操纵驱动装置11并降低头部分46，直至其以上面解释的方式密封地在所提供的测量件9上止动。在接收测量件9后重新操纵驱动装置11，从而使头部分46和与其连接的测量件9上升并从库装置7离开。需要指出的是，库装置7也可以具有其它形式。例如，该库装置可以包括一个带式输送器或类似装置，借助它连续地将测量件9输送到地点III。在这里，它们以上述方式与头部分46连接。

接着通过驱动装置4使旋转臂3向站II运动。在那里进行真正的测量。在此，活塞/缸单元50的活塞53这样移动，使得血液不断流过测量件9的孔隙26并且通过血液排放空间31离开该测量件。在此，阀元件10使头部分46与硬管管道16连通。从测量件9滴出的血液收集在收集容器47内。在该测量过程期间，通过借助压力传感器48测量压力来不断地测量血液的体积流量并通过公知方法相应控制活塞53的运动，以产生确定的压力/体积流量特性曲线。在这种情况下，在孔隙26内形成一个血栓。接着，头部分46通过操纵驱动装置11以上述方式从测量件9中拉出并将测量件9抛入例如收集容器47内。

为了冲洗硬管管道16、14以及针件15，在进行测量和排出里面所含的血液后，将最好通过操纵泵19从容器42汲取的冲洗剂泵送通过所述管道或管道区段和针件15，其中，相应地开关阀元件10。由于所述疏水或者疏油的涂层达到迅速的清洁作用。为了清洁针件15的外侧，可以通过操纵驱动装置4使其移动到自己的冲洗站IV并浸入含有冲洗剂或者清洁剂的容器54内(图3)，其中，在这种情况下操纵驱动装置11。

为了清洁测量头46，在阀元件10处于相应位置时将冲洗剂泵送通过测量头46。为清洁测量头46的外侧，可以将其在站IV中最好与针件15同时浸入另一容器55(图2)的清洁剂或者冲洗剂内。

在另一个站V中，如上所述可以最好将从库装置7取出的测量件9浸入一个容器56(图2)内，该容器含有例如ADP或者其它液态介质，该介质在浸入时到达孔隙支架30的多孔材料内并到达孔隙26的壁上。这种介质在测量时以预先确定的方式影响流过孔隙26血液的凝结特性或聚集特性。

容器42和驱动装置51连同活塞/缸单元50最好通过一个保持装置58与臂3不相对转动地连接。

根据图1可以最好设置另一个安置在保持件33上的加热装置60，借助它可以加热针件15。在此，仅示意示出的该加热装置60根据目的可以具有部分环绕针件15的加热体的形式或者加热风扇的形式。也可以为头部分46设置相应的加热装置。

下面结合图4解释测量件90的另一优选实施方式，该测量件可与针件15直接连接。按照这种方式可以取消头部分46以及阀10。测量件90在本体部分91内具有一个中心孔92，在操纵驱动装置11时针件15可移入该孔或从该孔移出。在一个在本体部分91纵向上延伸的贯通口、最好是钻孔92的内部有一个小管93，它一直延伸到孔92与在本体部分91内连接在该孔上的前室95之间的一个下部肩93′上。前室95过渡到本体部分91的一个扩宽的空间94内，后者又向本体部分91的一个用作血液排放空间的后室96中敞开。孔隙支架98这样贴靠在前室95与扩宽的空间94之间的一个肩97上，使得它造成前室95与后室96之间的密封分隔。孔隙支架98的孔隙99因此将前室95与后室96连接。孔隙支架98可以由透气的或者不透气的材料制成。

针件15在其面对孔92的一侧具有一个锥形的端部区域104，该端部区域可密封地插入孔92内。为此目的孔92在其上端部具有一个环形密封件105，它可以具有密封凸缘或者O形密封圈的形式。也可以设想该密封件由此起作用，使得孔92的面对针件15的端部区域与锥体104相应锥形构成，以便密封地容纳该锥体。

小管93最好可以具有圆环形横截面，或者具有相当大的内径D，或者也可以为了仿照毛细管具有相当小的内径d。小管的外径最好为0.8-2.0mm并且内径为150-500μm。

作为即抛型或者一次性件构成的测量件90的本体部分91最好由塑料材料制成，其中，孔隙支架98可以借助超声波焊接或者粘接密封地固定在肩97上。

小管93最好由优质钢或者氟化塑料(例如Tefzel

)制成。小管根据目的借助粘结剂101固定在孔92的内圆周上，其中，粘结剂101可以通过一个在本体部分91横向上延伸的通道102注入一个用作粘结剂室的凹处103内，该凹处位于孔92的内壁上。该凹处最好环形构成，以达到特别牢固和均匀的连接。

取代所述粘接，小管93也可以通过面挤压固定在孔92内。

在进行测量时，首先通过针件15以所述方式从容器40中吸入血液(站I)。在旋转臂3向接收站III移动后，针件15直接进入库装置7的测量件90内并与其密封连接。在旋转臂3向测量站II运动后就将此前吸入的血液从针件15输送到贯通口或孔92内并从那里输送到小管93或孔92内。血液然后通流前室95和孔隙99并从那里进入后室96内。

需要指出的是，针件15和孔隙99以及形成的血流在测量时的定向取代所示从上向下的方向也可以相反或者也可以是水平的。也可以设想其它的定向。

在一种变换实施方式中可以取消小管93，其中，孔92则具有200-1000μm的相应内径。

Claims (35)

1.用于自动检验血样的装置，具有：

一个采血站(I)，在该采血站中可借助采血装置从储备容器(40)中采血，

一个测量站(II)，在该测量站中可将所采集的血液输送通过安置在测量件(9；90)内的孔隙支架(30；98)的孔隙(26；99)，其中，测量件(9；90)与采血装置连接，

一个接收站(III)，在该接收站中可提供作为即抛型件构成的测量件(9；90)并可与采血装置连接，以及

一个用于使采血装置(15)在采血站(I)、测量站(II)以及接收站(III)之间运动的装置(3)，

其特征在于，采血装置包括一个针件(15)和一个头部分(46)，该头部分可与在接收站(III)中提供的测量件(9)连接，其中，在采血站(I)中血液可进入针件(15)内并且在测量站(II)中血液可通过头部分(46)输送给测量件(9)，其中，设置一个阀(10)，用于选择式地形成与针件(15)或者与头部分(46)的连接。

2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述用于使采血装置运动的装置(3)具有一个可通过第一驱动装置(4)驱动的臂(3)。

3.按权利要求2所述的装置，其特征在于，该臂(3)可通过一个步进电动机控制以便移动到采血站(I)、测量站(II)和接收站(III)上。

4.按权利要求2所述的装置，其特征在于，该臂(3)可通过第一驱动装置(4)绕回转轴线(2)转动，采血站(I)的储备容器(40)和接收站(III)的用于测量件(9)的库装置(7)各通过第一半径或第二半径与回转轴线(2)隔开距离。

5.按权利要求4所述的装置，其特征在于，针件(15)和头部分(46)在臂(3)上相应于储备容器(40)和库装置(7)之间关于回转轴线(2)的径向距离彼此错开地设置。

6.按权利要求2所述的装置，其特征在于，采血站(I)、测量站(II)和接收站(III)直线并排设置，臂(3)可通过可直线运动的第一驱动装置向采血站(I)、测量站(II)或接收站(III)运动。

7.按权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一驱动装置(4)是一个步进电动机，它可被控制以便移动到采血站(I)、测量站(II)以及接收站(III)上。

8.按权利要求2至7之一所述的装置，其特征在于，在臂(3)的悬臂部分(31)上设置一个第二驱动装置(11)用于使保持件(13)上下运动，其中，保持件(13)包括所述采血装置。

9.按权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二驱动装置(11)包括一个螺杆-螺母机构。

10.按权利要求8所述的装置，其特征在于，该针件在其背离储备容器(40)的一侧与至少部分地蛇形或者螺旋形在保持件(13)上延伸的硬管管道(16)连接，该硬管管道在其背离针件(15)的一端与一个管道(14)连接，该管道为了通过针件(15)和硬管管道(16)吸入血液可通过第一阀(18)与血液的一个接收容器(50)连接，该接收容器可通过第三驱动装置(51)操纵以便将血液从储备容器(40)吸入到接收容器(50)内或者将血液从接收容器(50)输出到测量件(9；90)内。

11.按权利要求10所述的装置，其特征在于，该接收容器是一个可通过第三驱动装置(51)操纵的活塞/缸单元。

12.按权利要求10所述的装置，其特征在于，该硬管管道(16)和针件(15)内部和/或外侧疏水地构成。

13.按权利要求10所述的装置，其特征在于，硬管管道(16)和/或针件(15)由一种内侧设置有疏水的或者疏油的涂层的金属材料制成。

14.按权利要求13所述的装置，其特征在于，该涂层是一种溶胶-凝胶纳米复合材料层或者一种聚四氟乙烯类的氟化聚合物层。

15.按权利要求10所述的装置，其特征在于，所述保持件(13)包括一个加热装置(33)，用于加热吸入硬管管道(16)内的血液。

16.按权利要求15所述的装置，其特征在于，该加热装置(33)具有金属加热芯的形式，硬管管道(16)蛇形或者螺旋形地设置在它上面。

17.按权利要求10所述的装置，其特征在于，硬管管道(16)这样蛇形设置，使得硬管管道(16)的各通过一个弯曲部(161)连接的区段(162)的上端和下端分别在硬管管道(16)的相继的回弯中转向，从而垂直于流动方向观察，吸入的血液在通过这些区段时在这些相继的区段内就这些段中的这些上端和下端来看几乎反向，以避免沉淀。

18.按权利要求10所述的装置，其特征在于，在测量站(II)内，来自硬管管道(16)的血液经过测量件(19)可通过由第三驱动装置(51)操纵的接收容器被输送通过测量件(9；90)的孔隙(26；99)，其中，从头部分(46)排出的血液收集在收集容器(47)内。

19.按权利要求10所述的装置，其特征在于，头部分(46)具有一个可密封地插入到测量件(9)的凹部(21)内的区域(23)，在头部分(46)内，与硬管管道(16)连接的一个通向前室(27)的贯通口(24)在该区域(23)内延伸，该前室在该区域(23)的端部朝向测量件(9)的凹部(21)的底面(49)方向敞开，其中，孔隙支架(30)这样处于该底面(49)上，使得在所述区域(23)进入到凹部(21)内后，前室(27)与孔隙支架(30)的孔隙(26)连通，以致通过贯通口(24)输送到前室(27)内的血液可从前室(27)通过孔隙(26)输送到血液排放空间(31)内，该血液排放空间在测量件(9)内设置在孔隙(26)的背离前室(27)的一侧。

20.按权利要求19所述的装置，其特征在于，头部分(46)与测量件(9)之间的密封通过一个O形密封环(22)实现，该密封环贴靠在区域(23)的背离前室(27)的一侧构成的肩(47)上并且在区域(23)移动到测量件(9)的凹部(21)内时密封地贴靠到凹部(21)的边缘区域的一个面(48)。

21.按权利要求1至7之一所述的装置，其特征在于，测量件(90)在本体部分(91)内具有一个开口，它朝向本体部分(91)的一侧敞开，该钻孔(92)在本体部分(91)中过渡到一个前室(95)内，该前室再过渡到一个扩宽的空间(94)内，其中，在该空间(94)与前室(95)之间存在一个肩(97)，孔隙支架(98)密封贴靠在该肩上，在该空间(94)上连接一个朝向本体部分(91)的另一侧敞开的后室(96)，其中，前室(95)和后室(96)通过孔隙支架(98)的孔隙(99)连通，并且，针件(15)可密封地插入所述钻孔(92)内。

22.按权利要求21所述的装置，其特征在于，针件(15)在其面对钻孔(92)的一侧具有一个用作导入斜坡的锥形区域(104)，钻孔(92)在其面对针件(15)的一侧具有一个密封件(105)，该密封件产生钻孔(92)与进入该钻孔内的针件(15)之间的密封连接。

23.按权利要求22所述的装置，其特征在于，该密封件(105)是一个O形密圈或者一个密封凸缘。

24.按权利要求21所述的装置，其特征在于，孔隙支架(98)通过超声波焊接或者粘接固定在所述肩(97)上。

25.按权利要求21所述的装置，其特征在于，一个小管(93)密封地固定在钻孔(92)内，血液通过该小管从钻孔(92)流向孔隙(99)。

26.按权利要求25所述的装置，其特征在于，小管(93)粘接或者通过面挤压固定在钻孔(92)的内壁上。

27.按权利要求25所述的装置，其特征在于，小管(93)的外径为0.8-2.0mm。

28.按权利要求25所述的装置，其特征在于，小管(93)的内径为150-500μm。

29.按权利要求25所述的装置，其特征在于，小管用优质钢或者用氟化塑料制成。

30.按权利要求10所述的装置，其特征在于，设置有一个冲洗站(IV)，臂(3)可移动到该冲洗站上，该冲洗站包括一个含有冲洗剂的容器(42)，通过一个泵(19)可从该容器汲取冲洗剂，该冲洗剂为了进行冲洗可通过管道区段(142)输送给管道(14)、硬管管道(16)和采血装置(15)。

31.按权利要求30所述的装置，其特征在于，在可被臂(3)到达的另一个冲洗站(V)中，针件(15)和/或头部分(46)可通过第二驱动装置(11)的操纵浸入到含有冲洗剂或者清洁剂的另一容器(55)内以便清洗外侧面。

32.按权利要求21所述的装置，其特征在于，所述开口是一个钻孔(92)。

33.用于借助按权利要求10至20之一或权利要求30或31所述的装置自动检验血样的方法，其特征在于，用于使采血装置运动的装置(3)通过第一驱动装置(4)向采血站(I)移动并操纵采血站(I)中的第二驱动装置(11)以使保持件(13)和针件(15)降低，在针件(15)浸入包含在储备容器(40)内的血液中后这样操纵接收容器(50)的第三驱动装置(51)，使得通过针件(15)、硬管管道(16)和管道(14)将血液吸入接收容器(50)内，其中，第一阀(18)在管道(14)与接收容器(50)之间产生连接，

通过操纵第一驱动装置(4)使臂(3)向接收站(III)移动，先前通过第二驱动装置(11)向上移动的保持件(13)这样通过操纵第二驱动装置(11)向接收站(III)的用于测量件(9)的库装置(7)降低以便提取测量件(9)，使得测量件(9)与头部分(46)或者与针件(15)密封地连接，

在接收测量件(9)后操纵第二驱动装置(11)以便使保持件(13)运动和以便从库装置(7)中取出测量件(9)，

臂(3)通过第一驱动装置(4)向测量站(II)运动，其中，通过第三驱动装置(51)这样操纵接收容器(50)，使得血液不断流过测量件(9)的孔隙(26)并且通过血液排放空间(31)离开该测量件。

34.按权利要求33所述的方法，其特征在于，在进行测量操作之前将冲洗液从容器(42)输送到管道(142)内并通过第一阀(18)在该阀处于第一位置中时输送到硬管管道(16)和针件(15)内，然后从储备容器(40)这样吸入血液，使得在血液与冲洗液之间存在气泡(44)，直至进行测量操作前使血液和冲洗液在第一阀(18)处于第一位置中时在管道(142)和硬管管道(16)中往复运动，以避免血液沉淀，并且，为了进行测量操作，通过第一阀(18)，在该阀处于第二位置中时在血液与接收容器(50)之间产生连接以便对该容器注入血液。

35.按权利要求34所述的方法，其特征在于，所述冲洗液是生理盐水。

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