CN105572402A - 一种转盘式粪便样本检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转盘式粪便样本检测系统及方法，检测系统包括样本容器和检测装置，样本包括取样容器、观测片、第一注射器、第二注射器；取样容器包括容器本体和容器底部，观测片由两片平行的透明板体连接构成，两个板体之间形成腔室，所述腔室分隔为试纸观测腔和显微镜观测腔；检测装置包括样本架、转盘、推杆部、机械手、图像采集部和控制器。本发明的检测系统使用方便，不会污染操作者，能够同时实现对多个样本容器的处理。

Description

一种转盘式粪便样本检测系统及方法

技术领域

本发明涉及医疗领域，具体涉及一种转盘式粪便样本检测系统及方法。

背景技术

对于粪便样本的检测一直是医护人员头疼的问题，由于粪便样本气味难闻，无论是对样本的采集还是对于样本的化验都是操作者头疼的问题，因为粪便容易污染实验室环境，并且发出的难闻的气味使得实验室舒适度很差。另外现有的粪便样本自动分析仪器大多被国外垄断，国内高质量的产品较少。

发明内容

发明目的：本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供能够自动分析的一种转盘式粪便样本检测系统及方法。

技术方案：一种转盘式粪便样本检测系统，包括检测装置和粪便样本容器，所述粪便样本容器包括取样容器、观测片、第一注射器、第二注射器；取样容器包括圆柱形的容器本体，容器本体下端连接有圆锥形的容器底部，容器本体和容器底部的连接处设有过滤网，所述过滤网上设有过滤孔；所述容器本体设有盖部，盖部上设有出气孔，盖部下表面固定连接有取样杆；所述观测片由两片平行的透明板体连接构成，两个板体之间形成腔室，所述两个板体之间还设有分隔部，分隔部将所述腔室分隔为试纸观测腔和显微镜观测腔，试纸观测腔和显微镜观测腔的上端连通，试纸观测腔中放置有检测试纸，显微镜观察腔用于显微镜对样本的观测；试纸观测窗的顶部设有与试纸观测窗联通的柱状容器，柱状容器的顶部设有通气孔，柱状容器内还设有活塞，所述活塞和柱状容器顶部之间设有弹簧；显微镜观测腔的顶部与容器底部通过管道连接，管道上设有阀门；所述第一注射器的喷嘴穿过容器本体的壁对准取样杆端部，所述第二注射器的喷嘴穿过容器本体的壁对准过滤网；所述第一注射器和第二注射器内预装有稀释液；

所述检测装置包括由转盘电机驱动的转轴、设置在转轴上的转盘、图像采集部、机械手、推杆部和控制器；所述转盘上均匀固定有4个样本架，所述样本架包括底板和设置在底板上的平行设置的两个矩形框部，两个矩形框部之间的空间用于容纳粪便样本容器的观测片；所述转盘能够将样本架上的粪便样本容器转动到冲洗位置处、阀门打开位置处和图像采集位置处，所述推杆部位于冲洗位置处，所述机械手位于阀门打开位置处，所述图像采集部位于图像采集位置处；所述推杆部包括第一推杆装置和第二推杆装置，所述第一推杆装置包括能够上下移动的第一推杆用于推第一注射器的推杆，第二推杆装置包括能够上下移动的第二推杆用于推第二注射器的推杆；所述机械手用于打开粪便样本容器管道上的阀门；所述图像采集部包括能够上下移动的安装板以及设置在安装板上的试纸图像采集装置和显微图像采集装置，所述试纸图像采集装置用于采集试纸的图像，所述显微图像采集装置包括显微镜和图像采集器，用于采集显微镜观察腔的图像；所述转盘电机、推杆部、机械手和图像采集部由控制器控制。

进一步地，所述两个透明板体由玻璃制成，两个板体之间间隔0.3-0.6cm。

进一步地，所述盖部上表面设有半圆环形手柄；所述取样杆的端部设有毛刺。

进一步地，所述第一注射器、第二注射器和容器本体固定连接；所述第一、二注射器均包括推杆、位于推杆端部的活塞、容纳稀释液和活塞的筒体和位于筒体上的喷嘴。

进一步地，所述分隔部为条状分隔部，竖直设置在两个板体之间与两个板体连接，下端与所述腔室的底部连接，上端与所述腔室的顶部不连接；所述两个板体及其周围的连接部分和分隔部、柱状容器一体成型

进一步地，所述管路为硬质管路，取样容器和观测片之间还固定连接有支撑杆。

进一步地，对于转盘中的四个样本架，当第一个样本架位于冲洗位置处时，第二个样本架位于阀门打开位置处，第三个样本架位于图像采集位置处，第四个样本架位于取放位置处，所述取放位置用于放置待检测的粪便样本容器以及取下检测完毕的粪便样本容器。

进一步地，所述图像采集部包括安装板、固定设置在安装板上的试纸图像采集装置和显微图像采集装置、齿条、第三滑块、第三导轨、第三齿轮、第三电机，所述安装板固定连接在齿条的下端，所述齿条与第三滑块固定连接，所述第三滑块上设有孔，所述第三导轨穿过所述孔，所述齿条上的齿与第三齿轮相配合，所述第三齿轮设置在第三电机的电机轴上，所述第三导轨和第三电机安装在图像采集部安装架上，通过第三电机驱动安装板的上下移动。

进一步地，所述第一推杆装置包括第一推杆、第一滑块、第一导轨、第一齿轮、第一电机，第一推杆上设有一排与第一齿轮配合的齿，第一齿轮设置在第一电机的电机轴上，第一滑块与第一推杆固定连接，且第一滑块上设有被第一导轨穿过的孔，通过第一电机驱动第一推杆上下移动；所述第二推杆装置包括第二推杆、第二滑块、第二导轨、第二齿轮、第二电机，第二推杆上设有一排与第二齿轮配合的齿，第二齿轮设置在第二电机的电机轴上，第二滑块与第二推杆固定连接，且第二滑块上设有被第二导轨穿过的孔，通过第二电机驱动第二推杆上下移动；第一、二电机由控制器控制。

进一步地，所述第一导轨和第一电机设置在第一推杆装置安装架上；所述第二导轨和第二电机设置在第二推杆装置安装架上；所述第一推杆和第二推杆的上半部具有齿，下半部没有齿。

一种使用上述的粪便样本容器的样本检测方法，包括如下步骤：

1)使阀门处于关闭状态，打开盖部，利用盖部上连接的取样杆的端部取粪便样本，盖上盖部后将粪便样本容器放置在样本架上；

2)控制器控制转盘将样本架转动至冲洗位置处后，先控制第一推杆推第一注射器的推杆，利用第一注射器的稀释液冲洗取样杆端部，然后控制第二推杆推第二注射器的推杆，利用第二注射器的稀释液冲洗过滤网；

3)控制器控制转盘将样本架转动至阀门打开位置处后，控制机械手打开管道上的阀门；

4)控制器控制转盘将样本架转动至图像采集位置处后，控制安装板下降一段距离，利用试纸图像采集装置采集试纸的图像，利用显微图像采集装置采集显微镜观测腔的图像；控制器根据采集到的图像对样本进行分析。

有益效果：本发明检测系统，由于样本容器和检测装置的独特结构，能够实现自动分析，且能够在样本容器内部对粪便样本进行操作，对于环境的污染较小。并且该检测装置能够实现对多个粪便样本容器的同时处理，效率高。

附图说明

图1为本发明粪便样本容器的示意图；

图2为观测片示意图；只画出了两个板体和分隔部；

图3为本发明检测系统俯视示意图；

图4为样本架正视示意图；

图5为样本架侧视示意图；

图6为检测系统示意图，只画出了样本架A、C以及其中的样本容器；

图7为检测系统另一观察角度示意图(与图6的观察角度相差90度)，只画出了样本架B、D以及其中的样本容器；

图8为第一、二推杆装置示意图；

图9为图像采集部示意图。

具体实施方式

附图标记：1容器本体；2容器底部；3过滤网；3.1过滤孔；4第一注射器；4.1第一注射器的喷嘴；5第二注射器；5.1第二注射器的喷嘴；6盖部；6.1手柄；6.2出气孔；6.3取样杆；7管道；7.1阀门；8观测片；8.1分隔部；8.2透明板体；9检测试纸；10柱状容器；10.1柱状容器的活塞；10.2弹簧；10.3通气孔；11支撑杆；A、B、C、D样本架；21.1样本架底板；21.2矩形框部；22.1转盘；22.2转轴；22.3转盘电机；23第一推杆装置；24第二推杆装置；23.1第一推杆；23.2第一导轨；23.3第一滑块；23.4第一齿轮；24.1第二推杆；24.2第二导轨；24.3第二滑块；24.4第二齿轮；27机械手；28图像采集部；28.1齿条；28.2第三导轨；28.3第三滑块；28.4第三齿轮；28.5安装板；28.6试剂图像采集装置；28.7显微图像采集装置。

下面结合附图1-7作具体说明：

一种转盘式粪便样本检测系统，包括检测装置和粪便样本容器，所述粪便样本容器包括取样容器、观测片8、第一注射器4、第二注射器5；取样容器包括圆柱形的容器本体1，容器本体下端连接有圆锥形的容器底部2，容器本体和容器底部的连接处设有过滤网3，所述过滤网上设有过滤孔3.1；所述容器本体设有盖部6，盖部上设有出气孔6.2，盖部下表面固定连接有取样杆6.3；所述观测片由两片平行的透明板体8.2连接构成，两个板体之间形成腔室，所述两个板体之间还设有分隔部8.1，分隔部将所述腔室分隔为试纸观测腔和显微镜观测腔，试纸观测腔和显微镜观测腔的上端连通，试纸观测腔中放置有检测试纸9，显微镜观察腔用于显微镜对样本的观测；试纸观测窗的顶部设有与试纸观测窗联通的柱状容器10，柱状容器的顶部设有通气孔10.3，柱状容器内还设有活塞10.1，所述活塞和柱状容器顶部之间设有弹簧10.2；显微镜观测腔的顶部与容器底部通过管道7连接，管道上设有阀门7.1；所述第一注射器的喷嘴穿过容器本体的壁对准取样杆端部，所述第二注射器的喷嘴穿过容器本体的壁对准过滤网；所述第一注射器和第二注射器内预装有稀释液。所述检测装置包括由转盘电机驱动的转轴、设置在转轴上的转盘、图像采集部、机械手、推杆部和控制器；所述转盘上均匀固定有4个样本架A、B、C、D，所述样本架包括底板21.1和设置在底板上的平行设置的两个矩形框部21.2，两个矩形框部之间的空间用于容纳粪便样本容器的观测片；所述转盘能够将样本架上的粪便样本容器转动到冲洗位置处、阀门打开位置处和图像采集位置处，所述推杆部位于冲洗位置处，所述机械手27位于阀门打开位置处，所述图像采集部位于图像采集位置处；所述推杆部包括第一推杆装置23和第二推杆装置24，所述第一推杆装置包括能够上下移动的第一推杆用于推第一注射器的推杆，第二推杆装置包括能够上下移动的第二推杆用于推第二注射器的推杆；所述机械手用于打开粪便样本容器管道上的阀门；所述图像采集部包括能够上下移动的安装板28.5以及设置在安装板上的试纸图像采集装置28.6和显微图像采集装置28.7，所述试纸图像采集装置用于采集试纸的图像，所述显微图像采集装置包括显微镜和图像采集器，用于采集显微镜观察腔的图像；所述转盘电机、推杆部、机械手和图像采集部由控制器控制。

两个透明长方形板体由玻璃制成，两个板体之间间隔0.3-0.6cm。所述分隔部为条状分隔部，竖直设置在两个板体之间与两个板体连接，下端与所述腔室的底部连接，上端与所述腔室的顶部不连接，这样形成片状的空间有利于片状的试纸展开，并且有利于显微镜对样本的观测，当液体填充满显微镜观测腔后会进入试纸观测腔；当观测片腔室中没有液体时，柱状容器的活塞如图1所示大致位于柱状容器底端，当阀门打开时，液体进入观测片的腔室，被压缩的空气会将活塞向上顶，选择的弹簧的弹力较小，气压足以将活塞向上顶，使液体能够进入试纸观测腔，从而便于检测。两个板体及其周围的连接部分和分隔部、柱状容器一体成型，这样各个部件之间没有接缝，不容易漏液。盖部上表面设有半圆环形手柄，便于打开和关闭盖部。取样杆的端部设有毛刺，便于取样，使取样杆端部沾有样本。第一、二注射器均包括推杆、位于推杆端部的活塞、容纳稀释液和活塞的筒体和位于筒体上的喷嘴，所述第一注射器的喷嘴穿过容器本体的壁对准取样杆端部，便于将取样杆上的粪便样本冲刷下来，所述第二注射器的喷嘴穿过容器本体的壁对准过滤网，便于冲刷过滤网上的样本，使样本中能穿过过滤网的成分尽量都穿过过滤网；在压推杆的操作中，由于盖部具有出气口，因此能够顺利地将注射器中的稀释液压出，第一、二注射器中的稀释液可以是相同的稀释液。管路为硬质管路，取样容器和观测片之间还固定连接有支撑杆，这样使采样容器和观测片连接更加牢固，并且不容易使管路断裂。锥形容器底部的锥底和圆柱形容器本体底端连接，锥底的直径和圆柱形容器的直径相等。

第一推杆装置包括第一推杆23.1、第一滑块23.3、第一导轨23.2、第一齿轮23.4、第一电机，第一推杆上设有一排与第一齿轮配合的齿，第一齿轮设置在第一电机的电机轴上，第一滑块与第一推杆固定连接，且第一滑块上设有被第一导轨穿过的孔，通过第一电机驱动第一推杆上下移动；所述第二推杆装置包括第二推杆24.1、第二滑块24.3、第二导轨24.2、第二齿轮24.4、第二电机，第二推杆上设有一排与第二齿轮配合的齿，第二齿轮设置在第二电机的电机轴上，第二滑块与第二推杆固定连接，且第二滑块上设有被第二导轨穿过的孔，通过第二电机驱动第二推杆上下移动；第一、二电机由控制器控制。第一导轨和第一电机设置在第一推杆装置安装架上；所述第二导轨和第二电机设置在第二推杆装置安装架上；如图7所示，所述第一推杆和第二推杆的上部具有齿，下部没有齿。通过电机的正向运动或反向运动能够带动第一、二推杆的上下运动。

所述机械手包括多关节机械臂和位于多关机机械臂端部的手部，手部可以打开管道上的阀门。在制作样本架时，样本架的底板与转盘固定连接，两个矩形框部之间的距离略大于观测片的厚度，这样有利于保持重心的稳定，虽然采样容器位于样本架的上部也不会导致样本架的翻倒，并且在打开阀门后，由于液体位于观测片和容器底部，更有利于重心的稳定。

图像采集部包括安装板28.5、固定设置在安装板上的试纸图像采集装置28.6和显微图像采集装置28.7、齿条28.1、第三滑块28.3、第三导轨28.2、第三齿轮28.4、第三电机，所述安装板固定连接在齿条的下端，所述齿条与第三滑块固定连接，所述第三滑块上设有孔，所述第三导轨穿过所述孔，所述齿条上的齿与第三齿轮相配合，所述第三齿轮设置在第三电机的电机轴上，所述第三导轨和第三电机安装在图像采集部安装架上，通过第三电机驱动安装板的上下移动。

冲洗位置、阀门打开位置、图像采集位置的具体位置如图6-7所示，对于转盘中的四个样本架，当第一个样本架位于冲洗位置处时，第二个样本架位于阀门打开位置处，第三个样本架位于图像采集位置处，第四个样本架位于取放位置处，所述取放位置用于放置待检测的粪便样本容器以及取下检测完毕的粪便样本容器。

具体的检测方法，包括如下步骤：

1)使阀门处于关闭状态，打开盖部，利用盖部上连接的取样杆的端部取粪便样本，盖上盖部后将粪便样本容器放置在样本架上；此时该样本容器处于取放位置处

2)控制器控制转盘将样本架转动(转动90度)至冲洗位置处后，先控制第一推杆推第一注射器的推杆，利用第一注射器的稀释液冲洗取样杆端部，然后控制第二推杆推第二注射器的推杆，利用第二注射器的稀释液冲洗过滤网；

3)控制器控制转盘将样本架转动(转动90度)至阀门打开位置处后，控制机械手打开管道上的阀门；

4)控制器控制转盘将样本架转动(转动90度)至图像采集位置处后，控制安装板下降一段距离(当转盘转动时，安装板处于样本容器的上方空间，不妨碍样本容器的转动，当转盘停止后，安装板下降，便于图像采集装置的图像采集，图像采集完毕后，安装板上升以便于转盘的转动)，利用试纸图像采集装置采集试纸的图像，利用显微图像采集装置采集显微镜观测腔的图像；控制器根据采集到的图像对样本进行分析。

最后再转动90度，样本容器又位于取放位置处，将该检测完的样本容器取下，根据需要可以放置新的样本容器。

试纸图像采集装置可以获取试纸的颜色信息(也可以是其他类型的试纸)，显微图像采集装置可以观察到粪便样本的微观信息。试纸图像采集装置和显微图像采集装置就可以使用常规的装置。显微图像采集装置可以是普通的图像采集装器前加装了一个显微镜头。

尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。

Claims (10)

1.一种转盘式粪便样本检测系统，包括检测装置和粪便样本容器，所述粪便样本容器包括取样容器、观测片、第一注射器、第二注射器；取样容器包括圆柱形的容器本体，容器本体下端连接有圆锥形的容器底部，容器本体和容器底部的连接处设有过滤网，所述过滤网上设有过滤孔；所述容器本体设有盖部，盖部上设有出气孔，盖部下表面固定连接有取样杆；所述观测片由两片平行的透明板体连接构成，两个板体之间形成腔室，所述两个板体之间还设有分隔部，分隔部将所述腔室分隔为试纸观测腔和显微镜观测腔，试纸观测腔和显微镜观测腔的上端连通，试纸观测腔中放置有检测试纸，显微镜观察腔用于显微镜对样本的观测；试纸观测窗的顶部设有与试纸观测窗联通的柱状容器，柱状容器的顶部设有通气孔，柱状容器内还设有活塞，所述活塞和柱状容器顶部之间设有弹簧；显微镜观测腔的顶部与容器底部通过管道连接，管道上设有阀门；所述第一注射器的喷嘴穿过容器本体的壁对准取样杆端部，所述第二注射器的喷嘴穿过容器本体的壁对准过滤网；所述第一注射器和第二注射器内预装有稀释液；

所述检测装置包括由转盘电机驱动的转轴、设置在转轴上的转盘、图像采集部、机械手、推杆部和控制器；所述转盘上均匀固定有4个样本架，所述样本架包括底板和设置在底板上的平行设置的两个矩形框部，两个矩形框部之间的空间用于容纳粪便样本容器的观测片；所述转盘能够将样本架上的粪便样本容器转动到冲洗位置处、阀门打开位置处和图像采集位置处，所述推杆部位于冲洗位置处，所述机械手位于阀门打开位置处，所述图像采集部位于图像采集位置处；所述推杆部包括第一推杆装置和第二推杆装置，所述第一推杆装置包括能够上下移动的第一推杆用于推第一注射器的推杆，第二推杆装置包括能够上下移动的第二推杆用于推第二注射器的推杆；所述机械手用于打开粪便样本容器管道上的阀门；所述图像采集部包括能够上下移动的安装板以及设置在安装板上的试纸图像采集装置和显微图像采集装置，所述试纸图像采集装置用于采集试纸的图像，所述显微图像采集装置包括显微镜和图像采集器，用于采集显微镜观察腔的图像；所述转盘电机、推杆部、机械手和图像采集部由控制器控制。

2.根据权利要求1所述的粪便样本检测系统，其特征在于，所述两个透明板体由玻璃制成，两个板体之间间隔0.3-0.6cm。

3.根据权利要求1所述的粪便样本检测系统，其特征在于，所述盖部上表面设有半圆环形手柄；所述取样杆的端部设有毛刺。

4.根据权利要求1所述的粪便样本检测系统，其特征在于，所述第一注射器、第二注射器和容器本体固定连接；所述第一、二注射器均包括推杆、位于推杆端部的活塞、容纳稀释液和活塞的筒体和位于筒体上的喷嘴。

5.根据权利要求1所述的粪便样本检测系统，其特征在于，所述分隔部为条状分隔部，竖直设置在两个板体之间与两个板体连接，下端与所述腔室的底部连接，上端与所述腔室的顶部不连接；所述两个板体及其周围的连接部分和分隔部、柱状容器一体成型。

6.根据权利要求1所述的粪便样本容器，其特征在于，所述管路为硬质管路，取样容器和观测片之间还固定连接有支撑杆。

7.根据权利要求1所述的粪便样本容器，其特征在于，对于转盘中的四个样本架，当第一个样本架位于冲洗位置处时，第二个样本架位于阀门打开位置处，第三个样本架位于图像采集位置处，第四个样本架位于取放位置处，所述取放位置用于放置待检测的粪便样本容器以及取下检测完毕的粪便样本容器。

8.根据权利要求1所述的粪便样本检测系统，其特征在于，所述图像采集部包括安装板、固定设置在安装板上的试纸图像采集装置和显微图像采集装置、齿条、第三滑块、第三导轨、第三齿轮、第三电机，所述安装板固定连接在齿条的下端，所述齿条与第三滑块固定连接，所述第三滑块上设有孔，所述第三导轨穿过所述孔，所述齿条上的齿与第三齿轮相配合，所述第三齿轮设置在第三电机的电机轴上，所述第三导轨和第三电机安装在图像采集部安装架上，通过第三电机驱动安装板的上下移动。

9.根据权利要求1所述的粪便样本检测系统，其特征在于，所述第一推杆装置包括第一推杆、第一滑块、第一导轨、第一齿轮、第一电机，第一推杆上设有一排与第一齿轮配合的齿，第一齿轮设置在第一电机的电机轴上，第一滑块与第一推杆固定连接，且第一滑块上设有被第一导轨穿过的孔，通过第一电机驱动第一推杆上下移动；所述第二推杆装置包括第二推杆、第二滑块、第二导轨、第二齿轮、第二电机，第二推杆上设有一排与第二齿轮配合的齿，第二齿轮设置在第二电机的电机轴上，第二滑块与第二推杆固定连接，且第二滑块上设有被第二导轨穿过的孔，通过第二电机驱动第二推杆上下移动；第一、二电机由控制器控制。

10.一种使用权利要求1-9任一项所述的粪便样本检测系统的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)使阀门处于关闭状态，打开盖部，利用盖部上连接的取样杆的端部取粪便样本，盖上盖部后将粪便样本容器放置在样本架上；

2)控制器控制转盘将样本架转动至冲洗位置处后，先控制第一推杆推第一注射器的推杆，利用第一注射器的稀释液冲洗取样杆端部，然后控制第二推杆推第二注射器的推杆，利用第二注射器的稀释液冲洗过滤网；

3)控制器控制转盘将样本架转动至阀门打开位置处后，控制机械手打开管道上的阀门；

4)控制器控制转盘将样本架转动至图像采集位置处后，控制安装板下降一段距离，利用试纸图像采集装置采集试纸的图像，利用显微图像采集装置采集显微镜观测腔的图像；控制器根据采集到的图像对样本进行分析。