CN108548933A - 全体系智能配血工作站 - Google Patents

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顾顺利
黄陆光
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Abstract

本发明涉及自动化交叉配血装置，特别是涉及固体和液体两类不同分析介质的全体系智能配血工作站，包括有对血样进行分类放置的血样盘以及对试剂进行存放的试剂盘；设于机架上的加样针机械臂；设于机架上的试剂卡机械臂和孵育模块；置于机架上的用于对血样进行离心的离心装置或振荡模块；对试剂卡进行采样的采像装置，本发明集固体和液体介质交叉配血各优点于一身，不仅极大的提高了工作效率，更提高了输血安全，推动了输血医学的发展。

Description

全体系智能配血工作站
技术领域
本发明涉及自动化交叉配血装置，特别是涉及固体和液体两类不同分析介质的全体系智能配血工作站。
背景技术
交叉配血是保证输血安全、提高输血质量和减少输血不良反应的重要的终末环节，在输血实践中具有不可替代的作用。《临床输血技术规范》第十六条规定， 凡输注全血、浓缩红细胞、红细胞悬液、洗涤红细胞、冰冻红细胞、浓缩白细胞、手工分离浓缩血小板等患者，应进行交叉配血试验。当前的医疗实践中，所有输血患者在输血前均进行交叉配血实验。
目前的交叉配血技术主要有液体介质和非液体介质两大类，其中，液体介质主要包括盐水和凝聚胺等，非液体介质主要包括凝胶和玻璃珠等。而在所有交叉配血中只有凝胶和玻璃珠的非液体介质实现了自动化，是以抗人球蛋白实验为基础，进一步改良而成，主要针对IgG 型不规则抗体引起的交叉配血相合筛查，且只有欧美等少数发达国家掌握此项技术，国内需求只能依赖进口。液体介质中的盐水和凝聚胺依然采用效率低下的手工操作。然而，液体介质交叉配血对于我国来说，尤为重要，具体原因如下：截止目前，因配血不相合而产生输血不良反应主要来自于20多个血型系，这20多个血型系统中，仅Rh系统就有40%左右，其中大部分Rh系统的不规则抗体是IgG 型，少数为IgM 型，且对该系统而言，凝聚胺介质的配血相合筛查最为灵敏。除了Rh系统外，MnSs系统占有13.4%左右，且MnSs系统的不规则抗体均为IgM 型，对于该型不规则抗体，盐水介质的配血相合筛查最为灵敏。因此，我国交叉配血除了凝胶、玻璃珠等非液体介质外，还需综合采用盐水、凝聚胺等液体介质。
虽然手工操作也能实现盐水和凝聚胺等液体介质交叉配血，但是，手工操作不仅费时费力，效率低下，而且人为因素无法避免，错误率高，重复性差，标准无法统一，不能实现信息化管理等众多弊端，严重制约了输血医学的发展。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供全体系智能配血工作站，集固体和液体介质交叉配血各优点于一身，不仅极大的提高了工作效率，更提高了输血安全，推动了输血医学的发展。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：全体系智能配血工作站，包括有机架，其中，
对血样进行分类放置的血样盘以及对试剂进行存放的试剂盘；
设于机架上的加样针机械手，加样针机械手连接有加样针，与血样盘配合将血样在孵育模块中进行加样；
设于机架上的试剂卡机械手和孵育模块，试剂卡机械手与孵育盘配合，将孵育盘中放入血样的试剂卡在孵育模块进行加热；
置于机架上的用于对血样进行离心的离心装置，试剂卡机械手将孵育后的试剂卡送入离心装置进行离心；
采像装置，试剂卡机械手控制离心后的试剂卡至采像装置，通过采像装置对试剂卡进行采像，获取实验结果；
清洗装置，在加样针机械手动作过程中对加样针机械手进行清洗。
本技术方案针对在配血实验中，试剂卡中预先加入固体试剂的实验过程， 工作人员将血样在血样盘按一定顺序放置，血样盘驱动血样转动。待血样到达指定位置时，试剂卡机械手夹取试剂卡，试剂卡条码扫描器对试剂卡条码扫描。试剂卡机械手动作，将试剂卡送到温育盘位置。加样针机械手动作，控制加样针到达血样盘取样口位置。加样针机械手动作，当加样针到达血样液面时，继续下行一定距离，通过加样针吸取血样。加样针吸取血样后，加样针机械手动作，将加样针移动到温育盘加样位置，对试剂卡加血样。试剂卡加血样后，加样针机械手动作，将加样针移动到清洗装置位置，通过清洗装置对加样针内外壁进行清洗。温育盘开始加热，在恒温37摄氏度的环境下温育15min。通过试剂卡机械手将温育好的试剂卡取出并放入离心盘，离心盘对试剂卡转动离心一定时间后，试剂卡机械手取出试剂卡到采像装置位置，采像装置对试剂卡采像，待处理好实验结果后，试剂卡机械手动作将废卡扔除。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：全体系智能配血工作站，包括有机架，其中，全体系智能配血工作站，包括有机架，其中，
对血样进行分类放置的血样盘以及对试剂进行存放的试剂盘；
设于机架上的加样针机械手，加样针机械手连接有加样针，与血样盘配合将血样在离心装置中进行加样；
设于机架上的试剂卡机械手和置于机架上的离心装置，试剂卡机械手将离心盘中放入血样的试剂卡在离心装置进行离心；
振荡模块，试剂卡机械手与离心盘配合，将离心盘中放入血样的试剂卡放入振荡模块进行振荡；
采像装置，试剂卡机械手控制振荡后的试剂卡至采像装置，通过采像装置对试剂卡进行采像，获取实验结果；
清洗装置，在加样针机械手动作过程中对加样针机械手进行清洗。
本技术方案针对在配血实验中，试剂卡中预先加入液体试剂的实验过程，工作人员将血样在血样盘按一定顺序放置，血样盘驱动血样转动。待血样到达指定位置时，试剂卡机械手夹取试剂卡，试剂卡条码扫描器对试剂卡条码扫描。试剂卡机械手动作，将试剂卡送到离心装置位置。加样针机械手动作，加样针到达血样盘取样口位置。加样针机械手动作，当加样针到达血样液面时，继续下行一定距离，通过加样针吸取血样。加样针吸取血样后，加样针机械手动作，将加样针移动到离心盘的加样位置，对试剂卡加血样。试剂卡加血样后，加样针机械手动作，将加样针移动到清洗装置位置，通过清洗装置对加样针的内外壁进行清洗。离心装置开始动作，对试剂卡进行离心操作。通过试剂卡机械手将离心好的试剂卡取出并放入振荡模块，振荡模块对试剂卡进行振荡一段时间后，通过试剂卡机械手取出试剂卡到采像装置位置，采像装置对试剂卡采像，待处理好实验结果后，试剂卡机械手动作将废卡扔除。
在一个实施方式中，孵育模块设有用于支撑试剂卡的温育盘，温育盘置于保温外盖内，孵育模块设有用于驱动温育盘转动的第三驱动件；孵育模块设有加热模块和散热模块。温育盘对试剂卡进行固定安装，实现在试剂卡孵育过程试剂卡的稳定性，通过保温外盖对温育盘进行保温。在孵育过程中，若需要对试剂卡进行加热，通过加热模块进行升温；若需要对试剂卡进行制冷，通过散热模块进行降温。
在一个实施方式中，振荡模块设有振荡固定板，振荡固定板连接有驱动件，第四驱动件与驱动轮连接，通过驱动轮与驱动杆的配合，驱动振荡滑块相对于振荡固定板振动。振荡固定板与驱动件连接，第四驱动件驱动驱动轮进行转动，驱动轮转动过程中带动驱动杆移动，进而通过驱动杆驱动振荡滑块在振荡固定板上滑动，实现对振荡滑块上试剂卡的振荡操作。
优选地，血样盘的支撑盘通过第一支撑体连接有第一驱动件，在第一驱动件的作用下支撑盘相对于第一支撑体进行转动。血样盘用于对血样进行固定存放，血样盘的支撑盘通过第一支撑体连接有第一驱动件，第一驱动件驱动支撑盘实现支撑盘相对于第一支撑体的转动，将不同的血样进行位置调换，方便血样的拿取。
优选地，试剂盘设有试剂固定盘，试剂固定盘配合有第二驱动件，第二驱动件驱动试剂固定盘进行转动，试剂固定盘设有与试剂管配合的槽体。
试剂盘用于对加样针机械臂拿取的试剂进行存放，试剂固定盘用于承载盛放试剂的试剂瓶。驱动件驱动试剂固定盘进行转动，将不同的试剂进行位置变换，方便加样针机械臂对不同试剂的拿取。
优选地，加样针机械手和试剂卡机械手均设有X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂，X轴机械臂与Y轴机械臂和Z轴机械臂均通过驱动件进行驱动，X轴机械臂与Y轴机械臂、Y轴机械臂与Z轴机械臂均通过连接板进行连接；所述加样针机械手的Z轴机械臂连接有加样辅助板，加样辅助板连接有针头。
加样针机械手和试剂卡机械手在使用过程中需要在三维空间内进行动作，通过X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂的相互配合，实现加样针机械手和试剂卡机械手的立体动作，满足对动作范围的要求。X轴机械臂与Y轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂通过连接板进行连接，通过驱动件的作用实现相对滑动。
优选地，离心装置设有离心壳体以及设于离心壳体内的离心盘，离心盘与驱动件进行连接，通过驱动件驱动离心盘进行转动；所述离心盘设有用于固定试剂卡的槽体。离心装置对试剂卡内的血样进行离心，离心壳体对离心盘进行固定，离心盘在驱动件的作用下进行转动。试剂卡通过槽体固定在离心盘上，通过离心盘的转动对试剂卡内的血样进行离心。
优选地，清洗装置设有设于机架上的清洗泵，通过清洗泵泵水，实现清洗装置对加样针机械臂的清洗。清洗装置在加样针机械手使用过程中对加样针进行清洗，避免造成试样污染。
优选地，全体系智能配血工作站还设有试剂卡抽屉模块，试剂卡抽屉模块设有抽屉外板，抽屉外板与驱动件连接，抽屉外板上设有用于安装试剂卡的试剂卡盒。抽屉外板与驱动件连接，在驱动件的作用下能够进行移动，将不同的试剂卡盒调整位置，同时实现卡的批量放置，具有高效率、高精度输送的特点。
本发明创造不仅实现了液体介质交叉配血的自动化，更是集固体和液体介质交叉配血各优点于一身，不仅极大的提高了工作效率，更提高了输血安全，推动了输血医学的发展，同时又能满足国内外的不同需求。
附图说明
图1是本发明实施例中血样盘结构示意图。
图2是本发明实施例中试剂盘结构示意图。
图3是本发明实施例中试剂卡机械臂和加样针机械臂结构示意图。
图4是本发明实施例中加样针机械臂与加样针连接部件结构示意图。
图5是本发明实施例中离心装置结构示意图。
图6是本发明实施例中孵育模块结构示意图。
图7是本发明实施例中振荡模块结构示意图。
图8是本发明实施例中试剂卡抽屉结构示意图。
图9是本发明实施例中整机结构俯视示意图。
图10是图9中试剂卡机械臂和加样针机械臂移动后状态示意图。
图11是本发明实施例中整机结构立体示意图。
图12是本发明实施例中整机结构侧视示意图。
图13是本发明实施例中整机结构底部结构示意图。
图14是本发明实施例中整机结构底部结构俯视示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
本发明中，如图1和如图2所示，提供全体系智能配血工作站，交叉配血仪设有机架，机架设有板体，在板体上设有血样盘10和试剂盘20。血样盘10用于承载盛放各种血样的试管，支撑盘11通过第一支撑体12连接有第一驱动件14，第一驱动件14为步进电机，第一驱动件14通过第一联轴器13与支撑盘11连接，对支撑盘11进行驱动。
试剂盘20设有试剂固定盘21，第二驱动件24为步进电机，第二驱动件24与试剂盘20连接对试剂盘20进行驱动，第二驱动件24通过第二联轴器23与试剂固定盘21连接，在第二联轴器23与试剂固定盘21之间设有第二支撑体22。试剂固定盘21设有与试剂管24配合的槽体，通过槽体对试剂管24进行固定，第二驱动件24通过第二支撑体22进行固定。
如图3和如图13所示，加样针机械手40和试剂卡机械手50均设有X轴机械臂41、Y轴机械臂42和Z轴机械臂43，X轴机械臂41与Y轴机械臂42和Z轴机械臂43均通过驱动电机进行驱动，X轴机械臂41与Y轴机械臂42、Y轴机械臂42与Z轴机械臂43均通过连接板46进行连接。连接板46在连接X轴机械臂41与Y轴机械臂42时，与X轴机械臂41与Y轴机械臂42滑动连接；连接板46在连接Y轴机械臂42与Z轴机械臂43时，与Y轴机械臂42与Z轴机械臂43滑动连接，加样针机械手30的Z轴机械臂43通过加样辅助板44连接有加样针47。
如图4和如图14所示，加样针机械手40的Z轴机械臂43连接有加样辅助板44，加样辅助板44连接有针头固定块452，针头固定块452通过绝缘片451和绝缘套452与加样针31连接。
本发明中，X轴机械臂41与Y轴机械臂42均是通过伺服电机进行驱动，使得X轴机械臂41与Y轴机械臂42进行直线进给运动，从而使得Y轴机械臂42和X轴机械臂41相互运动，Z轴机械臂43沿着Y轴机械臂42方向进行进给运动。同时，Z轴机械臂43上的连接板46由步进电机带动沿着Z轴机械臂43方向进行进给运动，进而带动连接在Z轴机械臂43上的加样辅助板44移动，使得固定在加样辅助板44上的加样针47可以在三维空间里面动作，实现对血样以及试剂的加样功能。
本实施例中，试剂卡机械手50的Z轴机械臂通过连接板52连接有机械手51，通过机械手51对试剂卡进行抓取。
如图5所示，离心装置60设有第三驱动件61，第三驱动件61为伺服电机，离心装置60设有离心壳体63以及设于离心壳体63内的离心盘64，第三驱动件61驱动离心盘64进行转动，第三驱动件61与离心盘62是直驱连接，第三驱动件61的高速旋转通过联轴器带动离心盘62的高速转动，使得试剂卡套在离心盘62作用下进行转动，对试剂卡里的血样进行离心作用。
离心装置60设有与离心壳体63配合的盖板65，离心壳体63设有与盖板65配合的开口66，在心壳体63转过程中，实现开口66与盖板65的配合，实现开口66的闭合和打开。同时开口66实现试剂卡机械手50对试剂卡的放入和拿出。
如图6所示，孵育模块50设有用于支撑试剂卡的温育盘，温育盘置于保温外盖58内，孵育模块50通过第三支撑体53与第三驱动件51连接；孵育模块50设有加热模块和散热模块。第三驱动件51为步进电机，步进电机通过第三联轴器52与温育盘连接。步进电机的低速旋转通过第三联轴器52带动温育盘低速转动，温育盘的卡槽中的试剂卡也随着温育转动。保温外盖58设有与试剂卡机械手50配合的试剂卡置入口581，通过试剂卡置入口581实现试剂卡机械手50对试剂卡的放入与取出。
保温外盖58设有加热片，加热片温度升至目标温度后,通过风扇使温育盘最终保持恒温,以此实现温育盘血样的保温。需要对试剂卡血样进行降温时，温育盘转动同时，温育外盖58下方的加热片不启动，通风管57处散热器56启动，散热导管54从温育盘中吸收的热量导入散热器56，最后将热量通过通风管57导出，以此来降温。
如图7所示，振荡模块90设有振荡固定板91，振荡固定板91连接有第四驱动件92，第四驱动件92通过第四支撑体93与振荡固定板91连接。第四驱动件92与驱动轮95连接，通过驱动轮95与驱动杆96的配合，驱动振荡滑块97相对于振荡固定板91振动。第四驱动件92为步进电机，步进电机与振荡固定板91通过第四联轴器94连接。驱动轮95在振荡固定板91上，在第四驱动件92的驱动作用下进行转动。驱动轮95通过驱动杆96与振荡滑块97连接，振荡滑块97与驱动杆96转动连接。驱动轮95转动过程中，驱动轮95转动带动驱动杆96移动，实现驱动杆96拉动或推动振荡滑块97。振荡滑块97与振荡固定板91通过滑轨98及滑块99的配合实现连接，实现振荡滑块97相对于振荡固定板91的滑动，继而实现振荡滑块97带动试剂卡进行振荡。
如图8和如图9和如图12所示，全体系智能配血工作站还设有试剂卡抽屉模块100，试剂卡抽屉模块设有抽屉外板105与第五驱动件101通过齿轮104进行连接，第五驱动件101通过第五支撑体102进行固定，第五驱动件101通过第五联轴器103与齿轮104实现连接。在抽屉外板105上设有用于安装试剂卡的试剂卡盒106。抽屉外板105与试剂卡盒106滑动连接，抽屉外板105设有滑槽107，试剂卡盒106通过滑槽107与齿轮104进行连接。
如图13和如图14所示，清洗装置80设有清洗泵，清洗泵设置在机架上，清洗泵与清洗槽槽体81连接，清洗槽槽体81通过管道与清洗泵连接。清洗槽槽体81设有若干个喷头82，喷头82设置在清洗槽槽体81上不同高度的位置，实现对加样针的清洗。
本实施例中，如图9所示，在机架上设有采像装置70，试剂卡机械臂控制离心后的试剂卡至采像装置70，通过采像装置70对试剂卡进行采像，获取实验结果。
如图11所示，全体系智能配血工作站设有下位机300和运动控制卡400和交换机500，通过运动控制卡400控制加样针机械臂40和试剂卡机械臂50动作，通过下位机300和交换机500实现对全体系智能配血工作站的整机控制。
实施例2：
本实施例中，血样盘配合血样盘条码扫描器601对血样进行逐个扫码，试剂卡盘配合有试剂卡条码扫描器602对试剂卡条码扫描，对提取的血样和提取的试剂卡进行识别，避免出现错误。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.全体系智能配血工作站，包括有机架，其特征在于，
对血样进行分类放置的血样盘以及对试剂进行存放的试剂盘；
设于机架上的加样针机械手，加样针机械手连接有加样针，与血样盘配合将血样在孵育模块中进行加样；
设于机架上的试剂卡机械手和孵育模块，试剂卡机械手与孵育盘配合，将孵育盘中放入血样的试剂卡在孵育模块进行加热；
置于机架上的用于对血样进行离心的离心装置，试剂卡机械手将孵育后的试剂卡送入离心装置进行离心；
采像装置，试剂卡机械手控制离心后的试剂卡至采像装置，通过采像装置对试剂卡进行采像，获取实验结果；
清洗装置，在加样针机械手动作过程中对加样针机械手进行清洗。
2.全体系智能配血工作站，包括有机架，其特征在于，
对血样进行分类放置的血样盘以及对试剂进行存放的试剂盘；
设于机架上的加样针机械手，加样针机械手连接有加样针，与血样盘配合将血样在离心装置中进行加样；
设于机架上的试剂卡机械手和置于机架上的离心装置，试剂卡机械手将离心盘中放入血样的试剂卡在离心装置进行离心；
振荡模块，试剂卡机械手与离心盘配合，将离心盘中放入血样的试剂卡放入振荡模块进行振荡；
采像装置，试剂卡机械手控制振荡后的试剂卡至采像装置，通过采像装置对试剂卡进行采像，获取实验结果；
清洗装置，在加样针机械手动作过程中对加样针机械手进行清洗。
3.根据权利要求1所述的全体系智能配血工作站，其特征在于，所述孵育模块设有用于支撑试剂卡的温育盘，温育盘置于保温外盖内，孵育模块设有用于驱动温育盘转动的第三驱动件；所述孵育模块设有加热模块和散热模块。
4.根据权利要求2所述的全体系智能配血工作站，其特征在于，所述振荡模块设有振荡固定板，振荡固定板连接有第四驱动件，第四驱动件与驱动轮连接，通过驱动轮与驱动杆的配合，驱动振荡滑块相对于振荡固定板振动。
5.根据权利要求1至2任一项所述的全体系智能配血工作站，其特征在于，血样盘的支撑盘通过第一支撑体连接有第一驱动件，在第一驱动件的作用下支撑盘相对于第一支撑体进行转动。
6.根据权利要求1至2任一项所述的全体系智能配血工作站，其特征在于，所述试剂盘设有试剂固定盘，试剂固定盘配合有第二驱动件，第二驱动件驱动试剂固定盘进行转动，试剂固定盘设有与试剂管配合的槽体。
7.根据权利要求1至2任一项所述的全体系智能配血工作站，其特征在于，所述加样针机械手和试剂卡机械手均设有X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂，X轴机械臂与Y轴机械臂和Z轴机械臂均通过驱动件进行驱动，X轴机械臂与Y轴机械臂、Y轴机械臂与Z轴机械臂均通过连接板进行连接；所述加样针机械手的Z轴机械臂连接有加样辅助板，加样辅助板连接有加样针。
8.根据权利要求1至2任一项所述的全体系智能配血工作站，其特征在于，所述离心装置设有离心壳体以及设于离心壳体内的离心盘，离心盘与驱动件进行连接，通过驱动件驱动离心盘进行转动；所述离心盘设有用于固定试剂卡的槽体。
9.根据权利要求1至2任一项所述的全体系智能配血工作站，其特征在于，所述清洗装置设有设于机架上的清洗泵，通过清洗泵泵水至清洗槽槽体，实现清洗装置对加样针机械手的清洗。
10.根据权利要求1至2任一项所述的全体系智能配血工作站，其特征在于，全体系智能配血工作站还设有试剂卡抽屉模块，试剂卡抽屉模块设有抽屉外板，抽屉外板与驱动件连接，抽屉外板上设有用于安装试剂卡的试剂卡盒。
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