CN104605865A - 一种无需人工穿刺的全自动智能化采血方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无需人工穿刺的全自动智能化采血方法及设备，包括机械结构部分和控制部分，其特征在于系统主要由智能导航血管识别定位装置、全自动定位机械结构、穿刺针夹持装置、试管转运和储存装置、自动喷淋消毒装置等模块组成，以上几个模块在计算机的统一控制下自动联动实现全自动运行；有益效果是可以精确地对血管或组织进行穿刺，穿刺精度至少可以达到半毫米之内，而且可以一次穿刺成功，具有操作准确、可重复性强、不知疲劳、可以标准化操作等好处，更可以极大减少患者痛苦。

Description

一种无需人工穿刺的全自动智能化采血方法及设备
技术领域
本发明涉及智能医疗器械领域，特别是涉及一种对人体或者动物体血管进行全自动定位、穿刺、血液抽取、试管转运和保存的方法及设备。
背景技术
人或者动物的血管均位于皮下组织或者身体组织内部，在人或者动物患病以后，往往需要对静脉、动脉或者组织进行穿刺，主要目的一方面就是为了获取血液组织样本进行各种各样的化验分析，以获取患者的各种生化、免疫、病理等指标，指导医生做出正确判断；另一方面可以通过穿刺建立的静脉通道对患者进行输液。
现有的做法主要是依靠护士多年的经验和手感，进行人工穿刺，经常出现扎不准的情况，特别是在肥胖患者人群不断增多，加之婴幼儿和ICU病房患者对医护人员扎针穿刺技术要求高的情况下，给患者造成了很大痛苦，也增加了医患纠纷的概率。
市场上也存在一种激光采血仪，它是一款利用激光脉冲对患者进行末梢取血的医疗仪器，也就是只对指尖等末梢采血，不对血管，也不能实现全自动。目前最接近的几个发明专利有：1、广州阳普医疗科技有限公司的静脉血采集方法及设备(申请号：200910042047.3)；2、白杰的“一种多通道弹夹式全自动采血方法及设备”。上述两项发明申请不包含血管自动识别定位装置和自动多轴机器人血管自动穿刺装置，从而不能实现采血过程的全自动化，不能实现无人采血的目的。
为了解决目前现有技术采血过程不能全自动和无人作业等现状，本发明提出了一种无需人工穿刺的全自动智能化采血方法及设备，其系统原理简单，定位精度高，一次穿刺成功，能有效减轻病人痛苦，既能满足医院的实际需求，填补相关技术空白，又可产生较大的社会效益与经济效益。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明可以实现机器人全自动无人穿刺采血功能，是临床采血、采样的理想解决方案，又可以杜绝人手工操作带来的操作失误，降低穿刺难度，减少患者痛苦，推动高端医疗器械技术向前发展。
本发明所解决的技术问题所采用的技术方案：首先对被采样点进行超声波数字化识别定位，其次按照定位数据，通过4轴(或者4轴以上)全自动定位机械结构将穿刺针头准确插入被采样者体内准确位置。再次通过真空系统将血液或者组织样本吸入试管，完成采样过程。
本发明主要由智能导航血管识别定位装置、4轴(或者4轴以上)全自动定位机械结构、穿刺针夹持装置、试管转运和储存装置、自动喷淋消毒装置等模块组成，以上几个模块在计算机的统一控制下自动联动实现全自动化运行。
智能导航血管识别定位装置由多个超声波发生器和超声波接收器组成矩阵式结构，首先对血管进行定位，再结合血细胞流动产生的多普勒效应，准确判断血管走向，将多重数据进行整合，可以形成某一段组织内部多条血管的准确位置数据。经过计算机的再次自动或者人工的筛选，确定目标血管。
全自动定位机械结构采用4轴(或者4轴以上)以上的联动机构，在穿刺针夹持装置的帮助下，根据血管定位识别装置提供的实时智能导航血管位置、流向等信息，将穿刺针插入被采血者体内准确位置。
试管转运和储存装置，主要负责试管的转运、条码识别、储存、抗凝剂混匀等功能。由转盘和三维机械手组成。
自动喷淋消毒装置主要负责被采血部位、针头等位置的全自动消毒工作，避免交叉感染。
一种无需人工穿刺的全自动智能化采血方法及设备，包括机械结构部分和控制部分，其特征在于系统主要由智能导航血管识别定位装置、全自动定位机械结构、穿刺针夹持装置、试管转运和储存装置、自动喷淋消毒装置等模块组成，以上几个模块在计算机的统一控制下自动联动实现全自动运行。首先血管识别定位模块对被采样点进行超声波智能导航数字化识别定位，其次按照定位数据，通过4轴(或者4轴以上)全自动定位机械结构将穿刺针头准确插入被采样者体内准确位置，再次通过真空系统将血液或者组织样本吸入试管，完成采样过程。智能导航血管定位识别装置由多个超声波发生器和超声波接收器组成矩阵式结构，全自动定位机械结构采用4轴(或者4轴以上)以上的联动机构进行血管穿刺，试管转运和储存装置具有试管条码扫描功能，通过机械手进行试管转运，系统具有自动喷淋消毒装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明通过采用多个技术原理、多个模块联动结合的技术解决方案，再为操作者和设备提供准确的血管位置、流向等数据的同时，结合机器人自动化操作手段，可以精确地对血管或组织进行穿刺，穿刺精度至少可以达到半毫米之内，而且可以一次穿刺成功。这和人手工进行穿刺对比，具有操作准确、可重复性强、不知疲劳、可以标准化操作等好处，更可以极大减少患者痛苦。
附图说明
图1是一种无需人工穿刺的全自动智能化采血设备。
图1中：
1、被采血者座椅；                             2、支撑被采血者的臂托；
3、采血针；                                   4、夹取采血针机械手；
5、采血机器人A臂；                            6、采血针管；
7、采血机器人Y臂；                            8、采血机器人Z臂；
9、采血试管；                                 10、负压管道；
11、负压装置；                                12、试管转运机械臂X臂；
13、试管转运机械臂Y臂；                       14、夹取试管手臂；
15、试管转运机械臂A臂；                       16、试管转运机械臂Z臂；
17、试管储存装置；                            18、柜体；
19、采血机器人X臂；                           20、自动喷淋消毒装置；
21、矩阵式超声波雷达定位装置。
具体实施方式
参考附图描述本发明的实施方式，下面结合图1对本发明进行具体说明。一名被采血者坐到被采血者座椅(1)上，将手臂放到支撑被采血者的臂托(2)上，设备开始工作。首先矩阵式超声波雷达装置对预采血部位进行扫描，描绘出血管位置、流向等信息，由电脑确定将要抽血的血管，再由自动喷淋消毒装置(20)对拟采血部位进行消毒，采血机器人机械臂X、Y、Z、A联合，利用夹取采血针机械手(4)夹取采血针(3)并将它穿刺进入目标血管。开启负压装置(11)，血液就会沿着采血针管(6)进入采血试管(9)，完成采血的功能。试管装满了血液后，由试管转运机械手更换新的试管，重复上述过程。
以上所述，仅是发明的较佳实施方式，并非对本发明做任何限制，凡是根据本发明实质对以上实施方式所作的任何修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种无需人工穿刺的全自动智能化采血方法及设备，包括机械结构部分和控制部分，其特征在于系统主要由智能导航血管识别定位装置、全自动定位机械结构、穿刺针夹持装置、试管转运和储存装置、自动喷淋消毒装置等模块组成，以上几个模块在计算机的统一控制下自动联动实现全自动运行；首先血管识别定位模块对被采样点进行超声波智能导航数字化识别定位，其次按照定位数据，通过4轴(或者4轴以上)全自动定位机械结构将穿刺针头准确插入被采样者体内准确位置，再次通过真空系统将血液或者组织样本吸入试管，完成采样过程。
2.根据权利要求1所述的一种无需人工穿刺的全自动智能化采血方法及设备，其特征在于智能导航血管定位识别装置由多个超声波发生器和超声波接收器组成矩阵式结构。
3.根据权利要求1所述的一种无需人工穿刺的全自动智能化采血方法及设备，其特征在于全自动定位机械结构采用4轴(或者4轴以上)以上的联动机构进行血管穿刺。
4.根据权利要求1所述的一种无需人工穿刺的全自动智能化采血方法及设备，其特征在于试管转运和储存装置具有试管条码扫描功能，通过机械手进行试管转运。
5.根据权利要求1所述的一种无需人工穿刺的全自动智能化采血方法及设备，其特征在于具有自动喷淋消毒装置。
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