CN102489044A - 一种基于视觉图像的成分血分离系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于视觉图像的成分血分离系统和方法。本发明把视觉图像检测系统、称重模块、热合模块和血浆分离设备集成来实现离心后的成分血自动分离，血浆分离设备的螺纹推进器推动挤压板把离心后的血浆挤压到血浆袋中，同时视觉图像检测系统监控血袋，确保挤出的都是血浆，称重模块检测血浆袋中的血浆重量达到设定阈值后，血浆分离设备停止挤压，热合模块加热熔断血袋和血浆袋之间连接管实现封装。本发明能够快速、准确、高效的实现离心后成分血自动分离，具有操作简单，安全可靠，成本低廉等特点。

Description

一种基于视觉图像的成分血分离系统和方法

技术领域

本发明涉及医疗行业血液管理技术领域，尤其涉及一种基于视觉图像的成分血分离系统和方法。

背景技术

血液管理信息化的历史可以追溯到上世纪60年代，早在1965年瑞典Databyr¹/₄nAB公司就在北欧国家的血站中开始实施血站计算机管理。血液管理信息化也随着计算机技术发展而发展，从最初手工登记阶段发展到计算机数据库、条形码和互联网等现代计算技术相结合的阶段；血液管理信息化是血站管理的重要一环，血站的信息化建设对于提高和控制血液质量，提高规范管理起着积极作用。

按成分输血是现代输血的新理念。当病人由各种原因造成血小板减少或血小板功能异常而引起严重出血时，必须输注血小板。输全血，病人得不到所需要的血液成分，其他成分发挥不了作用，还导致心脏负担。机采成分血是指把健康人捐献的血液，通过血液分离机分离其中某一种成分(如血小板、粒细胞或外周血干细胞)，储存起来，再将分离后的血液回输给捐献者体内。

将血液按成分进行分离存储是现代医疗和血液管理的需要，把离心处理后的血液中血浆分离出来是实现血液按成分存储的必经步骤。目前，血液管理中心血浆分离的方式基本为全手动进行，由人工挤压实现血浆分离、封装。这种方式存在不少问题：人工处理速度慢、效率低，处理血袋精度低，血浆袋重量很难保持一致，易受外界因素影响，人工操作易出现操作失误。任何一点小小的失误在血液管理中的后果都是致命的。一种基于视觉图像的成分血分离系统和方法提高了血液处理效率和精度，降低了人工操作的出错率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决人工血浆分离所存在的一个或多个问题，本发明提供了一种基于视觉图像的成分血分离系统和方法，以对离心处理后血袋中的成分血进行准确、快速、自动的分离封装存储。

(二)技术方案

本发明第一方面，提供了一种基于视觉图像的成分血分离系统。所述系统包括血浆分离设备、热合模块、称重模块、血浆分离系统控制器和支撑平台；

血浆分离设备、热合模块、称重模块置于支撑平台上，血浆分离系统控制器嵌入支撑平台内部；

离心处理后的血袋置于血浆分离设备上，血浆袋置于承重模块上；

离心处理后的血袋的输出口连接一根管，该管经过热合模块连接至血浆袋的输入口。

本发明的另一个发明，提供了一种基于视觉图像的成分血分离系统，其特征在于，所述系统包括血浆分离设备、热合模块、称重模块、血浆分离系统控制器和支撑平台；

血浆分离设备、热合模块、称重模块置于支撑平台上，血浆分离系统控制器嵌入支撑平台内部；

血浆分离设备又包括螺纹推进器、挤压板、透明有机玻璃、视觉采集设备和视觉采集设备支架；

其中，螺纹推进器一端固定在支撑平台上，一端与挤压板连接，挤压板的一边链接到支撑平台上，并且能够围绕链接直线转动，透明有机玻璃垂直固定在支撑平台上，视觉采集设备固定在视觉采集设备支架上，视觉采集设备支架上置于支撑平台上，视觉采集设备的视角覆盖了整块透明有机玻璃。

其中，本发明基于视觉图像的成分血分离系统中，血浆分离系统控制器通过数据线与螺纹推进器、视觉采集设备、热合模块和称重模块分别相连接；血浆分离系统控制器接收视觉采集设备采集的图像，通过图像分析判断挤出的血浆中是否混有血细胞成分；血浆分离系统控制器向螺纹推进器发送控制指令，控制螺纹推进器的伸缩与停止，挤压离心处理后的血袋；称重模块实时的将血浆袋的重量传输到血浆分离系统控制器；当血浆袋的重量达到预定阈值后，血浆分离系统控制器给热合模块发送控制指令，热合模块接到指令后加热熔断血袋和血浆袋之间连接管实现封装。

优选地，本发明基于视觉图像的成分血分离系统中，所述称重模块是能够实时输出称重数据的称重传感器，输出称重数据能够同时显示在LED屏上和输出到血浆分离系统控制器。

优选地，本发明基于视觉图像的成分血分离系统中，热合模块是能够接受血浆分离系统控制器的控制指令，然后加热熔断血袋和血浆袋之间连接管实现封装的设备。

优选地，本发明基于视觉图像的成分血分离系统中，螺纹推进器是能够实时接受血浆分离系统控制器的控制指令，实现推进距离精确控制的设备。

优选地，本发明基于视觉图像的成分血分离系统中，透明有机玻璃是无色透明厚度小于0.5厘米的普通有机玻璃。

优选地，本发明基于视觉图像的成分血分离系统中，挤压板是表面光滑的橡胶板。

优选地，本发明基于视觉图像的成分血分离系统中，视觉采集设备是广角数码摄像头，能够覆盖透明有机玻璃的全部区域。

根据本发明的再一个方面，还提供了一种基于视觉图像的成分血分离的方法。该方法包括：

步骤1：设备初始化，热合模块完成预热；

步骤2：将离心处理后的血袋置于血浆分离设备上，血浆袋放在称重模块上；

步骤3：视觉采集设备采集离心后分层血液图像，将其传送给血浆分离系统控制器，血浆分离系统控制器开始检测血浆和血细胞分界线到血袋输出口之间的距离；

步骤4：启动开始按钮，触发血浆分离过程，螺纹推进器向前推挤压板，挤压板挤压血袋，血浆开始注入血浆袋；

步骤5：血浆分离系统控制器判断血浆和血细胞分界线到血袋输出口之间的距离是否小于预设值，如果是，执行步骤7，否则执行步骤6；

步骤6：血浆分离系统控制器判断血浆袋的重量是否大于预设值，如果是，执行步骤7，否则，执行步骤4；

步骤7：血浆分离系统控制器给螺纹推进器发送指令，停止血浆分离过程，判断血浆分离是否完成，如果是，执行步骤8，否则，对血袋重新进行离心处理，执行步骤2；

步骤8：血浆分离过程完成，血浆分离系统控制器给热合模块发送控制指令，热合模块热熔断血袋和血浆袋之间连接管实现封装，血浆分离系统控制器给螺纹推进器发送控制指令，恢复挤压板初始位置；

步骤9：判断已经离心后的血袋是否处理完了，如果是，执步骤10，否则，执行步骤2；

步骤10：所有血袋处理完毕，关闭所有设备。

(三)有益效果

本发明基于视觉图像的成分血分离系统和方法具有下列有益效果：

(1)本发明利用能够精确控制的螺纹推进器推动挤压板来实现离心后的血袋中成分血的分离，分离状态达到阈值后，自动对血袋和血浆袋进行封装处理，整个流程操作简单，自动化程度较高，减少了操作人员的工作量，减少了操作的出错率；

(2)本发明能够减少单个离心后血袋的处理时间，提高血袋处理的效率，能够精确控制血浆袋的重量，提高了血液管理的精度；

(3)本发明具有操作简单，安全可靠，成本低廉的特点。

附图说明

图1为本发明实施例血浆分离系统结构示意图；

图2为本发明实施例血浆分离设备原理图示意图；

图3为本发明实施例基于视觉图像的成分血分离方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于所述值。

在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种基于视觉图像的成分血分离系统。图1为本发明实施例血浆分离系统结构示意图。如图1所示，该系统包括：血浆分离设备1、热合模块2、称重模块3、血浆分离系统控制器5和支撑平台4。其中：血浆分离设备1、热合模块2、称重模块3置于支撑平台4上，血浆分离系统控制器5嵌入支撑平台4内部。离心处理后的血袋放置于血浆分离设备1上，血浆袋放置于承重模块3上。离心处理后的血袋的输出口连接一根管的一端，管经过热合模块2连接至血浆袋的输入口。图2为本发明实施例血浆分离设备原理图示意图，如图2所示，血浆分离设备包括：螺纹推进器7、挤压板6、透明有机玻璃8、视觉采集设备10和视觉采集设备支架9。螺纹推进器7一端固定在支撑平台4上，一端与挤压板6连接，挤压板6的一边链接到支撑平台4上，并且能够围绕链接直线转动，透明有机玻璃8垂直固定在支撑平台4上，视觉采集设备10固定在视觉采集设备支架9上，视觉采集设备支架9置于支撑平台4上，视觉采集设备10的视角覆盖了整块透明有机玻璃8。

血浆分离系统控制器5通过数据线与螺纹推进器7、视觉采集设备10、热合模块2和称重模块3分别相连接；血浆分离系统控制器5接收视觉采集设备10采集的图像，通过图像分析判断挤出的血浆中是否混有血细胞成分；血浆分离系统控制器5向螺纹推进器7发送控制指令，控制螺纹推进器7的伸缩与停止，挤压离心处理后的血袋；称重模块3实时的把血浆袋的重量传输到血浆分离系统控制器5；当血浆袋的重量达到预定阈值后，血浆分离系统控制器5给热合模块2发送控制指令，热合模块2接到指令后加热熔断血袋和血浆袋之间连接管实现封装。所述预定阈值可根据本领域标准血袋一般装载血液的重量设置，并允许在本领域通常可接受的误差范围内。

在本发明的一个实施例中，称重模块3是能够实时输出称重数据的称重传感器，输出称重数据能够同时显示在LED屏上和输出到血浆分离系统控制器5。

热合模块2是能够接受血浆分离系统控制器5的控制指令，然后加热熔断血袋和血浆袋之间连接管实现封装的设备。

螺纹推进器7包含电机和螺杆两部分，电机实时接受血浆分离系统控制器5的控制指令，带动螺杆转动，实现推进距离精确控制。

透明有机玻璃8是无色透明厚度小于0.5厘米的普通有机玻璃；挤压板6是表面光滑的橡胶板。

视觉采集设备10包括广角数码摄像头和图像处理卡，其中广角数码摄像头能够覆盖透明有机玻璃8的全部区域。

如图3所示，图3为本发明实施例基于视觉图像的成分血分离方法的流程图。本实施例包括以下步骤：

步骤1：设备初始化，热合模块2完成预热；

步骤2：将离心处理后的血袋置于血浆分离设备1上，血浆袋放在称重模块3上，并让血袋和血浆袋之间的连接管穿过热合模块；

步骤3：视觉采集设备10采集离心后分层血液图像，将其传送给血浆分离系统控制器，血浆分离系统控制器开始检测血浆和血细胞分界线到血袋输出口之间的距离；

步骤4：启动开始按钮，触发血浆分离过程，螺纹推进器7向前推挤压板6，挤压板6挤压血袋，血浆开始注入血浆袋；

步骤5：血浆分离系统控制器5判断血浆和血细胞分界线到血袋输出口之间的距离是否小于预设值(一般可以是1厘米)，如果是，执行步骤7，否则执行步骤6；

步骤6：血浆分离系统控制器5判断血浆袋的重量是否大于预设重量(一般可以是280克)，如果是，执行步骤7，否则，执行步骤4；

步骤7：血浆分离系统控制器5给螺纹推进器7发送指令，停止血浆分离过程，判断血浆分离是否完成，如果是，执行步骤8，否则，把血袋重新进行离心处理，执行步骤2；

步骤8：血浆分离过程完成，血浆分离系统控制器5给热合模块2发送控制指令，热合模块2热熔断血袋和血浆袋之间连接管实现封装，血浆分离系统控制器5给螺纹推进器7发送控制指令，恢复挤压板初始位置；

步骤9：判断已经离心后的血袋是否处理完了，如果是，执步骤10，否则，执行步骤2；

步骤10：所有血袋处理完毕，关闭所有设备。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于视觉图像的成分血分离系统，其特征在于，所述系统包括血浆分离设备、热合模块、称重模块、血浆分离系统控制器和支撑平台；

血浆分离设备、热合模块、称重模块置于支撑平台上，血浆分离系统控制器嵌入支撑平台内部；

离心处理后的血袋置于血浆分离设备上，血浆袋置于承重模块上；

离心处理后的血袋的输出口连接一根管，该管经过热合模块连接至血浆袋的输入口。

2.一种基于视觉图像的成分血分离系统，其特征在于，所述系统包括血浆分离设备、热合模块、称重模块、血浆分离系统控制器和支撑平台；

血浆分离设备、热合模块、称重模块置于支撑平台上，血浆分离系统控制器嵌入支撑平台内部；

血浆分离设备又包括螺纹推进器、挤压板、透明有机玻璃、视觉采集设备和视觉采集设备支架；

其中，螺纹推进器一端固定在支撑平台上，一端与挤压板连接，挤压板的一边链接到支撑平台上，并且能够围绕链接直线转动，透明有机玻璃垂直固定在支撑平台上，视觉采集设备固定在视觉采集设备支架上，视觉采集设备支架上置于支撑平台上，视觉采集设备的视角覆盖了整块透明有机玻璃。

3.根据权利要求2所述的基于视觉图像的成分血分离系统，其特征在于，所述血浆分离系统控制器通过数据线与螺纹推进器、视觉采集设备、热合模块和称重模块分别相连接；

血浆分离系统控制器接收视觉采集设备采集的图像，通过图像分析判断挤出的血浆中是否混有血细胞成分；血浆分离系统控制器向螺纹推进器发送控制指令，控制螺纹推进器的伸缩与停止，挤压离心处理后的血袋；称重模块实时的将血浆袋的重量数据传输给血浆分离系统控制器；当血浆袋的重量达到阈值后，血浆分离系统控制器给热合模块发送控制指令，热合模块接到指令后加热熔断血袋和血浆袋之间连接管实现封装。

4.根据权利要求2所述的基于视觉图像的成分血分离系统，其特征在于，所述称重模块是能够实时输出称重数据的传感器，输出称重数据能够同时显示在LED屏上和输出到血浆分离系统控制器。

5.根据权利要求2所述的基于视觉图像的成分血分离系统，其特征在于，所述热合模块是能够接受血浆分离系统控制器的控制指令，然后加热熔断血袋和血浆袋之间连接管实现封装的设备。

6.根据权利要求2所述的基于视觉图像的成分血分离系统，其特征在于，所述螺纹推进器是能够实时接受血浆分离系统控制器的控制指令，实现对推进距离精确控制的设备。

7.根据权利要求2所述的基于视觉图像的成分血分离系统，其特征在于，所述透明有机玻璃是无色透明厚度小于0.5厘米的普通有机玻璃。

8.根据权利要求2所述的基于视觉图像的成分血分离系统，其特征在于，所述挤压板是表面光滑的橡胶板。

9.根据权利要求2所述的基于视觉图像的成分血分离系统，其特征在于，所述视觉采集设备是广角数码摄像头，能够覆盖透明有机玻璃的全部区域。

10.一种基于视觉图像的成分血分离方法，其特征在于，包括：

步骤1：设备初始化，热合模块完成预热；

步骤2：将离心处理后的血袋置于血浆分离设备上，血浆袋放在称重模块上，并让血袋和血浆袋之间的连接管穿过热合模块；

步骤3：视觉采集设备采集血浆分离设备上的离心后血袋中的分层血液图像，将其传送给血浆分离系统控制器，血浆分离系统控制器开始检测血浆和血细胞分界线到血袋输出口之间的距离；

步骤4：启动开始按钮，触发血浆分离过程，螺纹推进器向前推挤压板，挤压板挤压血袋，血浆开始注入血浆袋；

步骤5：血浆分离系统控制器判断血浆和血细胞分界线到血袋输出口之间的距离是否小于预设值，如果是，执行步骤7，否则执行步骤6；

步骤6：血浆分离系统控制器判断血浆袋的重量是否大于预设值，如果是，执行步骤7，否则，执行步骤4；

步骤7：血浆分离系统控制器给螺纹推进器发送指令，停止血浆分离过程，判断血浆分离是否完成，如果是，执行步骤8，否则，对血袋重新进行离心处理，执行步骤2；

步骤8：血浆分离过程完成，血浆分离系统控制器给热合模块发送控制指令，热合模块热熔断血袋和血浆袋之间连接管实现封装，血浆分离系统控制器给螺纹推进器发送控制指令，恢复挤压板初始位置；

步骤9：判断已经离心后的血袋是否处理完了，如果是，执步骤10，否则，执行步骤2；

步骤10：所有血袋处理完毕，关闭所有设备。

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