CN108056779A - 自动取血液的装置 - Google Patents

Abstract

提供自动取血液的装置，其包括设置在机械臂上的穿刺组件，所述穿刺组件包括针头和压力传感器；控制单元，用于控制所述机械臂移动使得所述针头穿刺进入血管抽取血液；其中，所述压力传感器实时检测所述针头的针梗内压力值的跳变，当所述压力值第三次出现跳变时，所述控制单元控制所述机械臂停止所述针头继续穿刺，并控制所述机械臂带动所述针头回退预定距离。本发明提供一种精准定位血管位置，自动穿刺采血的血样本采集设备。

Description

自动取血液的装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体来说就是一种穿刺肌体抽取血液的装置。

背景技术

血常规检查是临床检验中最广泛、最基本的检查项目之一，通过对血常规标本血细胞的分析，可以了解到患者血细胞的数量和形态的变化，有助于临床对疾病做出更好的早期诊断。目前血常规标本的来源主要有末梢采血、静脉采血和末梢稀释血三种，而通过不同的采血方式测得的结果会有一定差异，其中，静脉采血能够避免较多的影响因素，测定准确且稳定时间长，能够直接反映患者的身体状况。

众所周知，静脉血管位于皮下组织或者身体组织内部，目前主要通过人工从静脉获取血液组织标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，指导医生再基于化验结果做出诊断结果。例如，依靠护士多年的经验和手感，进行人工穿刺，但是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(重症加强护理)病房患者对医护人员扎针穿刺技术要求越来越高的情况下，给患者造成了很大痛苦，同时也增加了医患纠纷的概率。

因此，人们开始研发各种采血辅助设备，例如红外血管显像仪和彩色多普勒超声血管识别设备。其中，红外血管显像仪主要利用了血管中血红蛋白对近红外光的吸收率与其他组织不同的原理，通过对数字影像的一系列处理，将皮下血管原位投影显示在皮肤表面，使医生能够清晰的识别患者皮下8mm-10mm的细微血管。红外血管显像仪是一种采血辅助设备，主要是给护士一个直观的参考，也确实能够提高穿刺的准确率。但是，实际采血操作仍然由人工完成，还会出现扎不准的情况，依然会引起医患纠纷。

彩色多普勒超声血管识别设备借用彩色多普勒超声技术进行血管识别，彩色多普勒超声一般是用自相关技术进行多普勒信号处理，把自相关技术获得的血流信号经彩色编码后实时地叠加在二维图像上，即形成彩色多普勒超声血流图像。但是，形成的彩色多普勒超声血流图像都是模拟影像，没有数字化数据输出。彩色超声多普勒血管显像的主要目的是为了可以无创、实时地提供病变区域的血流信号信息，而不是血管定位，彩色多普勒超声血管识别设备只能作为采血辅助设备，无法实现血管采血的自动化。

因此，本领域技术人员亟需研发一种精准定位血管位置，自动穿刺采血的血样本采集设备，降低或避免医患纠纷。

发明内容

为了解决至少部分上述技术问题，本发明通过控制单元控制机械臂移动进而使得针头插入肌体，并检测针头的针梗内部压力值的跳变判断针头是否插入肌体的血管中，从而实现自动穿刺肌体血管，采集血样的目的。具体地，本发明包括：

设置在机械臂上的穿刺组件，所述穿刺组件包括针头和压力传感器；控制单元，用于控制所述机械臂移动使得所述针头穿刺进入血管抽取血液；其中，所述压力传感器实时检测所述针头的针梗内压力值的跳变，当所述压力值第三次出现跳变时，所述控制单元控制所述机械臂停止所述针头继续穿刺，并控制所述机械臂带动所述针头回退预定距离。

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置中，当所述压力值第一次出现跳变时，所述控制单元控制所述机械臂移动使得所述针头与穿刺肌体呈30°～80°夹角。

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置中，当所述压力值第二次出现跳变时，所述控制单元控制所述机械臂移动使得所述针头与穿刺肌体呈5°～20°夹角。

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置中，还包括与所述针头连通的血液存储管。

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置中，所述血液存储管内为真空，从而使得血液从所述针头输出至所述血液存储管中。

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置中，还包括检测所述血液存储管中血液高度值的液位传感器，所述液位传感器将所述血液高度值传送至所述控制单元中；所述控制单元中预存有高度阈值，当所述血液高度值大于等于所述高度阈值时，按照所述针头与穿刺肌体所呈的当前夹角，所述控制器控制所述机械臂移动使得所述针头从所述穿刺肌体中移出。

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置中，所述针头从所述穿刺肌体中移出时的速度大于所述针头穿刺时的速度。

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置中，还包括：止血单元，与所述控制单元连接，用于所述针头从所述穿刺肌体中移出后阻止血液通过针扎从肌体内流出。

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置中，还包括用于采集患者皮肤图像的图像采集单元，所述图像采集单元将采集到的皮肤图像发送至所述控制单元；所述控制单元根据所述皮肤图像获得对应的肌体内血管的位置信息，且所述控制单元控制所述机械臂移动使得所述针头与所述血管垂直。

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置中，所述预定距离为0.5mm～2mm。

附图说明

图1为本发明所述的自动取血液的装置的工作流程图。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为具体公开了该范围的上限和下限值以及它们之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

本发明中，名词术语既包括单数形式，也包括复数形式，除非上下文另行明确指出。本发明中所述的“至少一种”不仅仅指包含“一个”或“一种”的情况，更重要的还包含“多个”或“多种”的情况。

本发明具体实施例提供的一种自动取血液的装置，如图1所示，其包括设置在机械臂上的穿刺组件，所述穿刺组件包括针头和压力传感器；所述机械臂在控制单元的控制下移动，带动设置在所述机械臂上的针头穿刺肌体进入下层血管，抽取血管中的血液。针头在穿刺进入肌体下层血管的过程中，针梗内的压力变化包括如下过程：第一阶段，针头未接触肌体，其在空气中匀速运动，针梗内的压力值稳定在第一压力值；第二阶段，针头接触肌体皮肤并开始穿刺皮肤，压力传感器实时监控的针梗内的压力值是一个持续变化的过程，从第一压力值逐渐变化为第二压力值，压力传感器检测到从第一压力值到第二压力值的变化过程均为针梗内部压力值的第一次跳变；第三阶段，针头进入肌体后为穿刺血管，即针头肌体中软组织中匀速运动，则针梗内的压力值稳定在第二压力值；第四阶段，针头接触血管并逐渐穿刺血管一侧管壁进入血管内部的过程，压力传感器实时监控的针梗内的压力值是一个持续变化的过程，从第二压力值逐渐变化为第三压力值，压力传感器检测到从第二压力值到第三压力值的变化过程均为针梗内部压力值的第二次跳变；第四阶段，针头进入血管，即针头在血管中匀速运动，则针梗内的压力值稳定在第三压力值；第四阶段，针头接触血管另一侧的管壁并逐渐穿刺血管另一侧管壁的过程，压力传感器实时监控的针梗内的压力值是一个持续变化的过程，从第三压力值逐渐变化为第四压力值，压力传感器检测到从第三压力值到第四压力值的变化过程均为针梗内部压力值的第三次跳变。因此，当压力值发生第三次跳变时，表明针头已经从血管的一侧管壁穿透到了另一侧的管壁，则控制单元控制机械臂停止进而使得针头停止，且为了使得针头保留在血管管内，控制单元控制机械臂回退预定距离，进而带动针头回退预定距离，从而使得针头保留在血管内部，以便利用负压抽取血管内的血液。优选地，所述预定距离为0.5mm～2mm。更优选地，所述预定距离为0.5～1mm，例如，所述预定距离为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm。

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置中，还包括用于固定待抽取血液肌体的固定单元，所述固定单元包括固定平台子单元和捆绑子单元，将待抽取血液肌体上可以观察到血管的皮肤向上固定在所述固定平台子单元上，且使得血管对应的局部皮肤位于机械臂的活动区域内，然后用捆绑单元在非上述局部皮肤的区域将待抽取血液的肌体固定，以固定肌体，确保机械臂在抽血的过程中，肌体没有移动或转动，可以准确找到血管，顺利完成抽血过程。其中，最好将该局部皮肤设置在机械臂活动端的正下方，以便缩短机械臂的移动时间，提供抽血效率。

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置中，还包括采集患者皮肤图像的图像采集单元。将肌体放置在所述图像采集单元图像采集区域后，尤其是将肌体的表面可以明显观察到血管的区域放置在所述图像采集单元的图像采集区域后，所述图像采集单元采集到含有血管影像的皮肤图像上传至控制单元，控制单元从皮肤图像中获得血管在肌体上的信息，该信息包括血管对应的位置信息、血管与水平线和竖直线的夹角和每个位置信息对对应的血管的宽度值等。然后，所述控制单元在控制所述机械臂移动，使得为机械臂活动端的针头位于血管的正上方，且通过转动机械臂的活动端，使得针头垂直于血管设置。这样，在抽取血液之间，已经确定肌体内血管位置，并调整针头与血管的相对位置关系，提高抽取血管内血液的准确率，和抽血效率。

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置中，在第一阶段时，针头是垂直于肌体表面且朝向肌体表面运动；当针头接触肌体皮肤并开始穿刺皮肤的第二阶段，所述压力值第一次出现跳变时，且在第一跳变开始时，便开始调整针头与肌体表面的角度，所述控制单元控制所述机械臂移动使得所述针头与穿刺肌体呈30°～80°夹角。由于血管一般位于肌体皮肤的浅表层，即血管与皮肤表层的距离很短，按照上述夹角，针头穿刺肌体皮肤进入肌体内部，可以延长针头在肌体内部未接触血管前的路径距离，这样可以准确检测针梗内的压力变化，同时，可以减轻针头穿刺肌体的疼痛感。

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置，当所述压力值第二次出现跳变时，所述控制单元控制所述机械臂移动使得所述针头与穿刺肌体呈5°～20°夹角。针头在接触血管的一侧壁到穿刺另一侧壁是，压力值出现第二次跳变，当第二次跳变开始发生之时，调整针头与血管之间的夹角，使得针头与血管之间也呈5°～20°的夹角，降低针头穿刺血管的疼痛感，加长针头从血管的一侧壁到另一侧壁之间的距离值，增大针头在血管中的运动轨迹，这样既便于检测针梗内压力的变化情况，且使得针头尽可能地与血管平行，这样既便于抽血，又可以提高抽血的准确率。

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置，与所述针头连通的血液存储管，述血液存储管内为真空，从而使得血液从所述针头输出至所述血液存储管中。针头抽出来的血液之间存储在血液存储罐中，便于密封或后续检测使用。

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置，还包括检测所述血液存储管中血液高度值的液位传感器，针头抽出来的血液存储在血液存储罐后，液位传感器检测所述血液存储罐中的血液高度值，其中，血液存储罐一般为圆柱体、正方体、长方体或其他规则立方体，当液位传感器检测到血液高度值后，进一步可以确定血液传感器中血液的体积值。根据不同试验或检测需要的血液的体积值的不同，在所述控制单元中预存不同的有高度阈值，当所述血液高度值大于等于所述高度阈值时，则说明血液存储罐中存储的血液的体积值已经达到试验或检测需要，按照所述针头与穿刺肌体所呈的当前夹角，所述控制器控制所述机械臂移动使得所述针头从所述穿刺肌体中移出，将针头从肌体中拔出，完成抽血过程。这样既能满足血液需求，又可以避免不能自动停止抽血现象的发生，实现准则控制抽血量、

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置中，所述针头从所述穿刺肌体中移出时的速度大于所述针头穿刺时的速度。针头穿刺时具有相对较低的速度，可以提高压力传感器检测压力值的灵敏性，以便针头能准确确定血管，并抽取血管内的血液，提高抽血的准确率

在某些实施方式中，所述的自动取血液的装置中，还包括：止血单元，与所述控制单元连接，用于所述针头从所述穿刺肌体中移出后阻止血液通过针扎从肌体内流出。所述止血单元中存储有止血棉，完成抽血后，使用止血棉按住针孔，防止血液通过针孔从肌体内流出。或者，所述止血单元是具有按压功能的结构，止血单元朝向肌体的端面上设置有一次性、可替换的止血棉，每完成一次抽血后，止血单元向固定单元运动且与固定单元共同作用按压肌体上的针孔，按压2-10分钟后，止血单元方向于固定单元运动，完成止血过程。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

Claims (10)

1.一种自动取血液的装置，其特征在于，包括：

设置在可移动机械臂上的穿刺组件，所述穿刺组件包括针头和检测所述针头的针梗内压力的压力传感器；

控制单元，其用于控制所述机械臂移动使得所述针头穿刺进入皮肤抽取血液；

其中，所述控制单元接收所述压力传感器检测的压力值并计算相邻的两个压力值的差值，当第三次出现差值为零时，所述控制单元控制所述机械手臂停止移动。

2.根据权利要求1所述的自动取血液的装置，其特征在于，其中，所述机械臂包括固定端和远离所述固定端的自由端；

所述针头设置在所述自由端上。

3.根据权利要求2所述的自动取血液的装置，其特征在于，其中，当第一次出现差值为零时，所述控制单元控制所述自由端移动使得所述针头与待穿刺的局部皮肤呈30-80°夹角设置。

4.根据权利要求3所述的自动取血液的装置，其特征在于，其中，当第三次出现差值为零时，所述控制单元控制所述自由端移动使得所述针头与待穿刺的局部皮肤呈5-20°夹角设置。

5.根据权利要求1所述的自动取血液的装置，其特征在于，其中，还包括连接至所述针头输出端的血液存储管。

6.根据权利要求5所述的自动取血液的装置，其特征在于，其中，还包括负压产生单元，所述负压产生单元使得血液从所述针头输出至所述血液存储管中。

7.根据权利要求5所述的自动取血液的装置，其特征在于，其中，还包括检测所述血液存储管中血液高度值的液位传感器，所述液位传感器将所述高度值传送至少所述控制单元中；

所述控制单元中预存有高度阈值，当所述高度值等于所述高度阈值时，按照当前所述针头与所述局部皮肤所呈的夹角，所述控制器控制所述自由端移动使得所述针头从所述局部皮肤中移出。

8.根据权利要求7所述的自动取血液的装置，其特征在于，其中，所述高度阈值为人为设定。

9.根据权利要求1所述的自动取血液的装置，其特征在于，其中，还包括用于采集患者皮肤图像的图像采集单元，所述图像采集单元将采集到的皮肤图像发送至所述控制单元；

所述控制单元根据所述皮肤图像获得对应的皮肤区域内血管的位置信息，且所述控制单元控制所述自由端移动使得所述针头与所述血管平行。

10.根据权利要求1所述的自动取血液的装置，其特征在于，其中，还包括用于固定患者手臂的固定单元。