CN108709999A - 一种细胞分析设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种细胞分析设备，包括：玻片盒，用于玻片的存放；识别系统，用于对所述玻片盒内的玻片位置识别；取样装置，用于对所述识别系统识别后的玻片的抓取；载物装置，用于将所述取样装置上的玻片输送至检测工位。检测装置，用于对所述载物装置承载的所述玻片进行检测分析。本申请提供的细胞分析设备能自动检测和分析，检测准确性高，能减轻医生负担提高工作效率。

Description

一种细胞分析设备

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，特别是涉及一种细胞分析设备。

背景技术

目前，临床医学病理研究经常使用到细胞分析，一些大型医院及研究所也会建立玻片样本数据库，以存储组织样本数据，具体而言，所有的玻片样本被一一扫描得到扫描数据，而后将数据库存储至数据库中。

其中玻片的送检环节，采用的是人工送检，一旦遇到数据分析采集量大，往往效率低，耗时长；送检之后医生将对玻片上的细胞区域逐步分析，当一个玻片区域观测完，再调整观测仪器，观测下一个区域，医生进行人工审片，再进一步区分阳性样片和阴性样片，造成医生工作负担重，而每一个医生的评判标准不一样，在这个过程中有可能造成检测偏差，现有技术的玻片检测分析过程中可能存在检测误差。

因此，如何设计一种能自动检测分析的全自动细胞分析设备，提高检测准确性，能减轻医生负担提高工作效率，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能自动检测分析的全自动细胞分析设备，提高检测准确性，能减轻医生负担提高工作效率。

本发明的技术方案如下：

一种细胞分析设备，其特征在于，玻片盒，用于玻片的存放；识别系统，用于对所述玻片盒内的玻片位置识别；取样装置，用于对所述识别系统识别后的玻片的抓取；载物装置，用于将所述取样装置上的玻片输送至检测工位；检测装置，用于对所述载物装置承载的所述玻片进行检测分析。

优选地，所述取样装置包括:固定块，与机械手固定连接；移动块，所述移动块相对于所述固定块滑动设置；驱动机构，与所述移动块连接，用于驱动所述移动块相对于所述固定块动作，以夹紧或松开玻片；以及伸缩机构，用于将所述机械手送入或者移出玻片盒；升降机构，用于驱动处于所述玻片盒内的所述机械手竖直移动，以使得所述固定块与所述移动块能够夹持或松开所述玻片。

优选地，所述驱动机构包括：电机、与所述电机连接的联轴器、与所述联轴器另一端连接的滚珠丝杠、滑块,所述移动块固定安装在所述滑块上，所述滑块穿过所述滚珠丝杠，所述滚珠丝杠带着所述滑块和所述移动块相对于所述固定块直线往返运动。

优选地，所述驱动机构还包括电机法兰片、轴承片和光轴，所述电机法兰片设于所述电机一侧，所述电机法兰片与所述联轴器连接，所述轴承片设于所述滚珠丝杠远离所述电机方向的另一侧，与所述滚珠丝杠固定连接，所述光轴一端与所述电机法兰片连接，另一端与所述轴承片连接，与所述滚珠丝杆平行设置。

优选地，所述识别系统包括:发射装置，用于发射识别信号；接收装置，用于接收由所述发射装置发出经玻片折返后的所述识别信号；所述发射装置和所述接收装置设于靠近玻片盒一侧的取样机构里，所述识别信号转化为机械动作信号，用于驱动所述取样机构伸进玻片盒内抓取玻片。

优选地，所述玻片盒包括玻片容纳腔，以及成对设置于所述玻片容纳腔的内壁上，用于对玻片的两端进行支撑的支撑件；成对设置于所述玻片容纳腔的内壁上或成对设置于所述支撑件上的挡块，所述挡块设置在靠近机械夹爪的一侧，用于对放置在所述支撑件上的所述玻片进行限位。

优选地，所述载物装置包括移动机构和载物机构，所述载物机构固定安装于所述移动机构一侧，所述移动机构带动所述载物机构三维运动。

优选地，所述载物机构包括：载物平台以及设置在所述载物平台上的弹性限位元件，所述弹性限位元件用于放置玻片时对玻片位置的限定。

优选地，所述发射装置为红外发射器，所述接收装置为红外接收器。

本发明提供的细胞分析设备，包括玻片盒、识别系统、取样装置和载物装置，识别系统将处在玻片盒内的玻片进行识别，取样装置将经过识别系统识别后的玻片抓取，传送给载物装置，载物装置带着玻片移动至检测装置；检测装置开始针对玻片进行检测分析，检测装置需要对玻片内不同的细胞区域分析，控制终端设置间隔一定时间，载物装置移动至下一个细胞区域分析，在检测装置观测的同时，观测到的图像同步上传至控制终端，再由控制终端进行专业比对分析，控制终端始终有统一的评判标准，控制终端进行比对分析后，如果产生阳性样片，控制终端就发出机械信号，控制载物装置将玻片移走，再控制取样装置将阳性样片移至阳性样片放置区，如果是阴性样片，就放置在阴性样片放置区。细胞分析设备不仅能将问题样片和正常样片区分，而且与现有技术相比，细胞分析设备的送检、观测的操作动作标准化程度高，还有统一的读片标准，由于其送检和观测过程自动化程度高，在对观测结果分析比对的过程中也有统一的读片标准，细胞分析设备在进行自动比对，因此，提高了整个玻片样本检测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例中细胞分析设备整机示意图；

图2为本实施例中取样装置的结构示意图；

图3为本实施例中识别系统的位置示意图；

图4为本实施例中识别系统的结构示意图；

图5为本实施例中玻片盒的结构示意图；

图6为本实施例中载物装置的结构示意图。

附图中的标号说明：1、玻片盒；11、本体；12、筋条；13、挡块；2、识别系统；21、发射装置；22、接收装置；3、取样装置；31、固定块；32、移动块；33、驱动机构；331、电机；332、联轴器；333、滚珠丝杠；334、滑块；335、电机法兰片；336、轴承片；337、光轴；4、载物装置；41、移动机构；42、载物机构；5、机械手；6、机架；7、检测装置；8、玻片。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本发明实施例采用递进的方式撰写。

请如图1至图6所示，一种细胞分析设备，其特征在于，包括：玻片盒1，用于玻片8的存放；识别系统，用于对所述玻片盒1内的玻片8位置识别；取样装置3，用于经所述识别系统2识别后的玻片8的抓取；载物装置4，用于将所述取样装置3上的玻片8输送至检测工位；检测装置7，用于对所述载物装置4承载的所述玻片8进行检测分析；

当细胞分析设备开始启用时，由于机架6上设置有X轨、Y轨、Z轨，机械手5在X/Y/Z方向上做三维运动，取样装置3设置在机械手5上，故机械手5能带动取样装置3在X/Y/Z方向上运动。当机械手5带着取样装置3运动至玻片盒1前面，且玻片盒1内存放有待分析的玻片8，取样装置3就处在待工作状态。细胞分析设备的控制终端开始工作，发出识别指令，识别系统2发出识别信号，当识别信号返回至控制终端，控制终端指示取样装置3开始动作，取样装置3移动至目标玻片8处，将玻片8进行抓取。机械手5带着取样装置3上的玻片8移动至载物装置4，取样装置3将玻片8放置在载物装置4上，同时控制终端也接收到载物装置4已经装载有玻片8的信号，控制终端就指示取样机构离开，并撤回至安全区域内。载物装置4带着玻片8，由起始位置移动至预设位置，到达预设位置，玻片8处于检测装置7下方，此时检测装置7就可开始进行观测。检测装置包括观测装置和设置在控制终端内的分析装置。首先在观测的过程中，需要对玻片8内不同的细胞区域分析，控制终端设置有间隔多长时间，载物装置4移动至下一个细胞区域分析，在整个移动载物装置4和检测装置7观测的同时，观测到的图像同步上传至控制终端，再由控制终端进行专业比对分析，控制终端始终有统一的评判标准，控制终端进行比对分析后，如果产生阳性样片，控制终端就发出机械信号，控制载物装置4将玻片8移走，再控制取样装置3将阳性样片移至阳性样片放置区，如果是阴性样片，就放置在阴性样片放置区。

细胞分析设备不仅能将问题样片和正常样片区分，而且与现有技术相比，细胞分析设备，送检、观测的操作动作标准化程度高，还有统一的读片标准，因此，提高了整个玻片8样本检测的准确性及效率。

待整个玻片8所有的区域都分析完成，检测工作完成信号传递至控制终端，控制终端指示载物装置4由预设位置退至初始位置。同时控制终端通知取样装置3将载物装置4上的玻片8取走。取样装置3由安全区域移动过来，抓取载物装置4上的玻片8，机械手5带着取样装置3移动的过程，识别系统2对玻片盒1内的空位进行识别，待发现了玻片8放置空位，就将信号传递给控制终端，控制终端控制取样装置3将玻片8放置至此空位，取样装置3再退回至待命位置。至此，整个细胞分析设备一个周期内的工作完成，不断循环此工作过程，进而达到自动送检与自动检测分析的目的。控制终端的位置不受限，只要能满足整体细胞分析设备的安装要求即可。

识别系统2包括位置传感器，位置传感器设置在取样装置3内，位置传感器的感应精度满足对玻片8位置的识别，当取样装置3正对玻片盒1，取样装置3进入玻片盒1内，由底部向上缓慢移动，当取样装置3到达感应预设距离时，控制终端控制取样装置3抓取该玻片8，位置传感器可以是接触式或接近式。

识别系统2包括金属感应器，在每个玻片8背部设置有小金属条，当取样装置3正对玻片盒1，取样装置3进入玻片盒1内，由底部向上缓慢移动，直到金属感应器感应到玻片8背部的金属片，就证明该位置存放有玻片8，金属感应器将玻片8的位置信号传递给控制终端，控制终端输出机械信号，取样装置3接收机械信号后就开始抓取玻片8。

识别系统2还可以是压力传感器，设置在取样装置3内，取样装置3进入玻片盒内，由底部向上缓慢移动，移动的速度不足以对玻片8造成损伤，直到玻片8落到取样装置3上，取样装置3内的压力传感器感受到玻片8的重力信息，压力传感器将信号传递给控制终端，控制终端控制取样装置3对玻片8进行抓取工作。

识别系统2还可以是CCD高清摄像机，设置在取样装置3的端部或者其他位置，只要是能对玻片盒内玻片的位置进行拍摄即可，且位置判别误差满足其功能需求即可，CCD高清摄像机先对玻片盒1内的玻片8进行拍摄，拍摄到的影像传递给控制终端的照片对比处理器，将玻片8的位置信号转化成机械信号，驱动取样装置移动取玻片。

识别系统2不仅仅限于传感器或者是摄像机，只要是能满足对玻片盒1内的玻片8位置、重量、形态、材质等物理或化学信息判别的，都在识别系统2的保护范围内。

其中，取样装置3包括：固定块31，与机械手5固定连接；移动块32，所述移动块32相对于所述固定块31滑动设置；驱动机构33，与所述移动块32连接，用于驱动所述移动块32相对于所述固定块31动作，以夹紧或松开玻片8；以及伸缩机构，用于将所述机械手5送入或者移出玻片盒1；升降机构，用于驱动处于所述玻片盒1内的所述机械手5竖直移动，以使得所述固定块31与所述移动块32能够夹持或松开所述玻片8。

当机械手5获得取样指令时，伸缩机构和升降机构驱动机械手5在X、Y、Z方向内运动，使机械手5能送入或移出玻片盒1，同时机械手5也能在竖直方向移动，进而使得固定块31和移动块32能靠近玻片8，更进一步的完成夹持或松开玻片8的工作。

当取样装置3需要抓取玻片8时，驱动机构33驱动移动块32相对于固定块31动作，直至移动块32的端部接触到玻片8的端部，慢慢的夹紧，当夹紧力达到预设值，取样装置3就带着玻片8至下一个工位，取样装置3需要松开玻片8同理。取样装置3的固定块31呈台阶结构，固定块31的下端水平面主要是在抓取和放置玻片8时对破片起支撑作用，固定块31的的竖直端部在抓取玻片8过程中起阻挡作用，防止移动块32在向固定块31运动的过程中，玻片8滑出，同时也为了在抓取的过程中，提供辅助支撑。

当取样装置3需要松开玻片8时，机械手5带着取样装置3，在X、Y、Z方向内做三维运动，当取样装置3到达目标位置时，待玻片8平稳放置后，驱动机构33驱动移动块32远离固定块31动作，直到移动块32移至安全位置，机械手5带动取样装置3下落至安全区域，退出玻片盒1，去完成下一个动作。

其中，驱动机构33包括电机331、与电机331连接的联轴器332、与联轴器332另一端连接的滚珠丝杠333、滑块335，移动块32固定安装在滑块335上，滑块335穿过滚珠丝杠333，滚珠丝杠333带着滑块335和移动块32相对于固定块31直线往返运动。

由于联轴器332一侧跟电机331的输出轴连接，另一侧跟滚珠丝杠333连接，电机331的输出轴作回转运动，通过联轴器332，将此回转运动传递至滚珠丝杠333，由于滚珠丝杠333能将回转运动转化成直线运动，滑块335与滚珠丝杠333螺纹连接，故滚珠丝杠333带着滑块335和与滑块335固定连接移动块32做直线往返运动。这种结构设计高效率、高精度，使得移动块32相对于固定块31运动控制精准，进而取样装置3在抓取和放置玻片8的过程中，玻片8不易损坏，提高了取样装置3的性能。

其中，驱动机构33还包括电机法兰片335、轴承片337和光轴337，所述电机法兰片335设于所述电机331一侧，所述电机法兰片335与所述联轴器332连接，所述轴承片337设于所述滚珠丝杠333远离所述电机331方向的另一侧，与所述滚珠丝杠333固定连接，所述光轴337一端与所述电机法兰片335连接，另一端与所述轴承片337连接，与所述滚珠丝杆平行设置。

在电机331和联轴器332之间设置一个电机法兰片335，使电机331和联轴器332的的结构稳定，维持良好的机械性能，避免了因振动等其他外界因素造成取样装置3的故障。同时还可以在电机法兰片335上设置一些通孔或螺纹孔，可以方便取样装置3加装光轴337或滚珠丝杠333。轴承片337设于滚珠丝杠333远离电机331方向的一侧，并与滚珠丝杠333固定连接。为了给滚珠丝杠333的另一侧提供辅助支撑，使滚珠丝杠333带着滑块335和移动块32做往返直线运动时，稳定性更强。另外一个方面，在取样装置3抓取玻片8、移动搬运玻片8的过程中，提供除了固定块31和移动块32以外的辅助支撑，且轴承片337位于玻片8的中间位置，轴承片337的上表面低于玻片8的下表面。可在轴承片337上设置通孔。

在取样装置3抓取玻片8的过程中，为了减轻整个装置的晃动，在电机法兰片335和轴承片337之间设置光轴337，与滚珠丝杠333平行设置，电机法兰片335和轴承片337都设置有供光轴337安装的通孔。滚珠丝杠333限制了旋转自由度，设置光轴337为了限制其转动自由度，提高取样装置3在抓取玻片8的稳定性。

进一步地，光轴337设置为个，2个光轴337的中心点和滚珠丝杠333的中心点，构成一个三角形，即光轴337位于滚珠丝杠333的下方两侧，从精度和稳定性考虑出发，越靠近整个负载重心越好。

本发明的实施例中，识别系统2包括：发射装置21，用于发射识别信号；接收装置22，用于接收由发射装置21发出经玻片8折返后的识别信号；发射装置21和接收装置22设于靠近玻片盒1一侧的取样机构里，识别信号转化成机械动作信号，用于驱动取样机构伸进玻片盒1内抓取玻片8。

当细胞分析设备启动工作时，识别系统2内的发射装置21发射出一个识别信号，对样本存放装置内的玻片8进行识别位置识别，首先判断是否存在玻片8，再判断玻片8的底部是否允许取样机构穿进，当两个条件都满足时,控制终端将根据识别信号转化成机械动作信号，驱动取样机构伸进玻片盒1内抓取玻片8。

本发明实施例中，所述玻片盒1包括包括玻片8容纳腔，以及成对设置于所述玻片8容纳腔的内壁上，用于对玻片8的两端进行支撑的支撑件；成对设置于所述玻片8容纳腔的内壁上或成对设置于所述支撑件上的挡块13，所述挡块13设置在靠近机械夹爪的一侧，用于对放置在所述支撑件上的所述玻片8进行限位。

当取样装置3需要自动取玻片8时，取样装置3一直向玻片盒1运动，直到伸进玻片盒1内部，持续向上运动，支撑件设置在本体11上，支撑件为筋条12，直到穿过筋条12，接触到玻片8，此时，玻片8跟取样装置3平行，且平稳放置在取样装置3上，取样装置3承受了玻片8的重力，取样装置3内的重力传感器，将重力信息传递到控制终端，控制终端给取样装置3一个抓取信号，取样装置3的移动块32，朝着玻片8端部运动。取样装置3的固定块31呈台阶结构，玻片8放置在下表面上，固定块31的端部与玻片8的端部接触，当移动块32朝玻片8的运动时，由于玻片8的另一端与挡块13接触，玻片8在移动块32靠近玻片8的过程中不会滑出，直至取样装置3的抓取玻片8动作结束。

本发明实施例中，载物装置4包括移动机构41和载物机构42，载物机构42固定安装于移动机构41一侧，移动机构41带动载物机构42三维运动。

当取样装置3载着玻片8移动至载物装置4的预设位置，机械手5驱动取样装置3推送玻片8至载物机构42上，取样装置3的驱动机构33驱动移动块32远固定块31，玻片8从取样装置3上松开后，玻片8平稳放置在载物机构42，机械手5带着取样装置3退回至安全区域。载物装置4的移动机构41设有小型的驱动元件，可驱动移动机构41带着载有玻片8的载物机构42三维运动，直至载物装置4将玻片8送至检测装置7进行分析检测。

其中，载物机构42包括载物平台以及设置在载物平台上的弹性限位元件，所述弹性限位元件用于放置玻片8时对玻片8位置的限制。

机械手5驱动取样装置3推送玻片8至载物机构42上，由于载物机构42包括载物平台和设置在载物平台上的弹性元件，玻片8先接触载物平台一端，在载物平台开U口设计，中间部位时悬空，悬空部位供取样装置3的进出，平台一边固定设置有长条，弹性元件设置在另一边。当玻片8慢慢往靠近移动机构41的方向推进时，玻片8的一侧与长条接触，玻片8的另一侧接触到弹性元件，直至玻片8完全平稳放置在载物平台上，在载物平台设置有弹性元件一侧设有限位槽，使玻片8运动至限位槽时弹性元件停止运动。

本发明实施例中，发射装置21为红外发射器，接收装置22为红外接收器。

当细胞分析设备开始工作时，设置在取样装置3内发射装置21发射出信号源，发射装置21采用红外发射器，红外信号具有单色性好、相干性好且是一平行光线，所以采用红外光作为检测光，发射装置21发射出红外光后，玻片盒1与取样装置3相对设置，且玻片盒1与取样装置3的距离小于红外发射器的发射范围。发射装置21发射的红外光从玻片盒1底部向上开始扫，当扫到第一个玻片8时，玻片8阻挡了红外光，红外光经玻片8折回，返回至接收装置22，由于接收装置22为红外接收器，能接收红外光信号，此时红外接收器将折返回的红外光信号转化成控制信号输出至控制终端，该控制终端响应于控制信号驱动机械手5带动取样装置3动作，伸进玻片盒1内抓取玻片8。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种细胞分析设备，其特征在于，包括：

玻片盒，用于玻片的存放；

识别系统，用于对所述玻片盒内的玻片位置识别；

取样装置，用于对所述识别系统识别后的玻片的抓取；

载物装置，用于将所述取样装置上的玻片输送至检测工位；

检测装置，用于对所述载物装置承载的所述玻片进行检测分析。

2.如权利要求1所述的细胞分析设备，其特征在于，所述取样装置包括:

固定块，与机械手固定连接；

移动块，所述移动块相对于所述固定块滑动设置；

驱动机构，与所述移动块连接，用于驱动所述移动块相对于所述固定块动作，以夹紧或松开玻片；以及

伸缩机构，用于将所述机械手送入或者移出玻片盒；

升降机构，用于驱动处于所述玻片盒内的所述机械手竖直移动，以使得所述固定块与所述移动块能够夹持或松开所述玻片。

3.如权利要求2所述的细胞分析设备，其特征在于，所述驱动机构包括：

电机、与所述电机连接的联轴器、与所述联轴器另一端连接的滚珠丝杠、滑块,

所述移动块固定安装在所述滑块上，所述滑块穿过所述滚珠丝杠，所述滚珠丝杠带着所述滑块和所述移动块相对于所述固定块直线往返运动。

4.如权利要求3所述的细胞分析设备，其特征在于，所述驱动机构还包括，电机法兰片、轴承片和光轴，

所述电机法兰片设于所述电机一侧，所述电机法兰片与所述联轴器连接，所述轴承片设于所述滚珠丝杠远离所述电机方向的另一侧，与所述滚珠丝杠固定连接，所述光轴一端与所述电机法兰片连接，另一端与所述轴承片连接，与所述滚珠丝杆平行设置。

5.如权利要求1所述的细胞分析设备，其特征在于，所述识别系统包括:

发射装置，用于发射识别信号；

接收装置，用于接收由所述发射装置发出经玻片折返后的所述识别信号。

6.如权利要求1所述的细胞分析设备，其特征在于，所述玻片盒包括玻片容纳腔，以及，

成对设置于所述玻片容纳腔的内壁上，用于对玻片的两端进行支撑的支撑件；

成对设置于所述玻片容纳腔的内壁上或成对设置于所述支撑件上的挡块，所述挡块设置在靠近机械夹爪的一侧，用于对放置在所述支撑件上的所述玻片进行限位。

7.如权利要求1所述的细胞分析设备，其特征在于，所述载物装置包括移动机构和载物机构，所述载物机构固定安装于所述移动机构一侧，所述移动机构带动所述载物机构三维运动。

8.如权利要求7所述的细胞分析设备，其特征在于，所述载物机构包括：载物平台以及设置在所述载物平台上的弹性限位元件，所述弹性限位元件用于对放置在所述载物平台上的玻片进行限位。

9.如权利要求5所述的细胞分析设备，其特征在于，所述发射装置为红外发射器，所述接收装置为红外接收器。