CN109946122A - 一种全自动尿化验精准取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全自动尿化验精准取样装置，用于精准取需要的尿液样本，包括：微处理器、若干个样本量传感器、上位机化验工作站、患者信息ID卡、冲洗系统、样本容器、样本采集容器、废液收集容器、阀门组件、患者信息条码打印装置；上位机化验工作站为医师工作站；样本量传感器、患者信息ID卡、冲洗系统、阀门组件、患者信息条码打印装置均通过电连接或无线连接的方式连接在微处理器上；若干个样本量传感器安装在样本容器上的不同位置高度；本体直管开有若干个样本采集口；每个样本采集口均安装有取样支管；本发明采用在容器本体开几个不同的采集口就可以实现顺利取得需要的样本的中间段，结构简单，使用方便，采用本发明测得的样本结论准确。

Description

一种全自动尿化验精准取样装置

技术领域

本发明涉及一种取样装置，具体涉及一种在容器本体开几个不同的采集口就可以实现顺利取得需要的样本的中间段，结构简单，使用方便，检测结果准确的全自动尿化验精准取样装置。

背景技术

尿路感染为医院内最为常见的感染之一。收治泌尿道感染的患者入院后最重要的检查项目就是尿常规及中段尿培养。当患者自述有尿频、尿急、尿痛及腰痛、排尿困难、血尿、浮肿等症状时，医生一般首先给予尿常规及尿培养项目的检查，检查结果对于泌尿系统感染和各种肾脏疾病的诊断有着重要的意义。尿路感染的治疗主张用药前留取尿标本根据尿培养结果应用敏感抗生素治疗。而目前我们临床上常规留取尿培养标本存在着各种不足之处，如留取时操作方法不简便；标本容易被污染而影响培养结果，有报道显示留取中段尿标本的合格率一般在53％左右。正因为我们在临床护理工作中发现了这么一个现象，才会这么迫切的想要运用科学及科技融合的方法制作出一款智能化的中段尿留取装置能够减少标本收集时间，降低标本污染率，缩短患者憋尿时间，提高患者及护士的满意度，提升护理服务水平，优质服务同时也能得到进一步提升。

传统的留取方法是用一个无菌尿培养留取瓶作为标本瓶，在发放标本化验时患者容易将其混淆，照成化验标本留取错误，从而增加患者住院时间。

在与患者宣教留取标本时，由于留取方法的特殊性、患者年龄因素、学历层次等问题使得我们的宣教达不到预期效果，从而影响检查结果。

留取的过程存在缺乏科学性性，经常会看到这样的情形，留取的时候患者的手也会沾到小便。无菌痰瓶的口径相对比较小，而且需要留取中间一段，所以操作难度比较高。

每一个患者都需要自己取尿杯，取样过程中沾上尿液是常有的事情，将经过尿液污染的试管交给采集人员后，进行手工粘贴条码号，稍不小心，就会搞错，极易造成交叉感染。

由于没有把控后，容易照成标本的污染或假阳性，从而影响治疗效果。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种在容器本体开几个不同的采集口就可以实现顺利取得需要的样本的中间段，结构简单，使用方便，检测结果准确的全自动尿化验精准取样装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种全自动尿化验精准取样装置，所述全自动尿化验精准取样装置用于精准取需要的尿液样本，所述全自动尿化验精准取样装置包括：

微处理器、若干个样本量传感器、上位机化验工作站、患者信息ID卡、冲洗系统、样本容器、样本采集容器、废液收集容器、阀门组件、患者信息条码打印装置；上位机化验工作站为医师工作站。

样本量传感器、患者信息ID卡、冲洗系统、阀门组件、患者信息条码打印装置均通过电连接或无线连接的方式连接在微处理器上；微处理器位于上位机化验工作站内。

若干个样本量传感器安装在样本容器上的不同位置高度；采用冲洗系统冲洗样本容器。

样本容器包括本体直管、取样支管，废液支管；本体直管开有若干个样本采集口；样本采集口的个数为3-5个；每个样本采集口均安装有取样支管；本体直管上设置有若干安装样本量传感器的安装位置。

阀门组件包括电磁水阀和底部电磁阀；电磁水阀安装在取样支管上，底部电磁阀安装在废液支管。

样本采集容器位于取样支管的下方，收集取样支管中流出的样本；废液收集容器位于废液支管的下方，收集废液。

所述样本容器的本体直管和样本采集容器上均设置有容量刻度。

样本容器、样本采集容器、废液收集容器均为透明容器。

在本发明的具体实施例子中，微处理器采用ATMEGA328P-AU微处理器。

在本发明的具体实施例子中，样本量传感器采用松下EX-14A传感器。

在本发明的具体实施例子中，所述本体直管设置有喇叭口形状的样本入口，喇叭口与本体直管的角度范围为20-50度。

在本发明的具体实施例子中，所述本体直管的容量范围为50-100ml，所述本体直管的直径范围为10-20mm。

在本发明的具体实施例子中，所述样本采集口排成一排或位于容器本体的不同侧面。

在本发明的具体实施例子中，所述样本采集容器的容量范围为20-30ml；所述样本采集容器的直径范围为8-15mm。

在本发明的具体实施例子中，冲洗系统包括冲洗本体直管的冲洗组件和冲洗取样支管的冲洗组件。

在本发明的具体实施例子中，冲洗组件包括冲洗喷喷头、冲洗管、冲洗泵；冲洗管位于洗喷喷头和冲洗泵之间。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的全自动尿化验精准取样装置有如下优点：本发明采用在容器本体开几个不同的采集口就可以实现顺利取得需要的样本的中间段，结构简单，使用方便，采用本发明测得的样本结果准确尿液样本精准取样装置。

附图说明

图1为本发明的整体结果框图。

图2-1为本发明的第一个实施例的结构示意图。

图2-2为本发明的第二个实施例的结构示意图。

图2-3为本发明的第三个实施例的结构示意图。

图2-4为本发明的第四个实施例的结构示意图。

图3-1为本发明中可以使用的本体直管和取样支管的几种不同的排列之一。

图3-2为本发明中可以使用的本体直管和取样支管的几种不同的排列之二。

图3-3为本发明中可以使用的本体直管和取样支管的几种不同的排列之三。

图3-4为本发明中可以使用的本体直管和取样支管的几种不同的排列之四。

下面是本发明中标号对应的名称：

微处理器1、样本量传感器2、上位机化验工作站3、患者信息ID卡4、冲洗系统5、样本容器6、样本采集容器7、废液收集容器8、阀门组件9、患者信息条码打印装置10、样本采集口11、容量刻度12；

本体直管601、取样支管602，废液支管603、样本采集口604、喇叭口605；

电磁水阀901、底部电磁阀902。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

本发明提供的全自动尿化验精准取样装置，该全自动尿化验精准取样装置用于精准取需要的尿液样本。图1为本发明的整体结果框图。图2-1为本发明的第一个实施例的结构示意图。如图1和2-1所示：该全自动尿化验精准取样装置包括：微处理器1、样本量传感器2、上位机化验工作站3、患者信息ID卡4、冲洗系统5、样本容器6、样本采集容器7、废液收集容器8、阀门组件9、患者信息条码打印装置10；上位机化验工作站3为医师工作站。

样本量传感器2、患者信息ID卡4、冲洗系统5、阀门组件9、患者信息条码打印装置10均通过电连接或无线连接的方式连接在微处理器1上；微处理器1位于上位机化验工作站3内。

在具体的实施过程中，微处理器1可以采用ATMEGA328P-AU微处理器，样本量传感器2可以采用松下EX-14A传感器。

图2-1为本发明的第一个实施例的结构示意图，图2-2为本发明的第二个实施例的结构示意图，图2-3为本发明的第三个实施例的结构示意图，图2-4为本发明的第四个实施例的结构示意图。

若干个样本量传感器2安装在样本容器6上的不同位置高度；采用冲洗系统5冲洗样本容器6；采用冲洗系统5冲洗样本容器6。样本容器6包括本体直管601、取样支管602，废液支管603；本体直管601开有若干个样本采集口604；样本采集口11的个数为3-5个(图2-1为3个，其余图为4个)；每个样本采集口604均安装有取样支管602；本体直管601上设置有若干安装样本量传感器2的安装位置。

阀门组件9包括电磁水阀901和底部电磁阀902；电磁水阀901安装在取样支管602上，底部电磁阀902安装在废液支管603。

样本采集容器7位于取样支管602的下方，收集取样支管602中流出的样本；废液收集容器8位于废液支管603的下方，收集废液。

在具体的实施过程中，为了准确取得需要的样本量，样本容器6的本体直管601和样本采集容器7上均设置有容量刻度12。

在具体的实施过程中，为了便于观察样本量，样本容器6、样本采集容器7、废液收集容器8均为透明容器。

为了更顺利地将尿液导入本体直管601，本体直管601设置有喇叭口605形状的样本入口，在具体的实施过程中，喇叭口605与本体直管601的角度范围为20-50度，在具体的运用中，还可以设置其他参数。

图3-1为本发明中可以使用的本体直管和取样支管的几种不同的排列之一。图3-2为本发明中可以使用的本体直管和取样支管的几种不同的排列之二。图3-3为本发明中可以使用的本体直管和取样支管的几种不同的排列之三。图3-4为本发明中可以使用的本体直管和取样支管的几种不同的排列之四。在本发明中，样本采集口11的个数可以为3-5个；排成一排或位于本体直管的不同侧面。图3-1和图3-3中为排成一排的俯视图，图3-1和图3-3中为样本采集口604开在不同侧面的俯视图，图3-1和图3-2中的本体直管601为圆柱状，图3-1和图3-2中的本体直管601为长方体或正方体状，在具体的运用过程中还可以采用其他形状。

在具体的实施过程中，样本采集口604的个数为3-5个，为了取得中段的尿液样本，本发明中采用打开样本采集口604的电磁水阀901中中间的1-2个，取得中段的尿液样本，这里的中间的1-2个电磁水阀901，并不是排列上的中间，而是整个样本容器中装的尿液的中间段，以图3-3为例，如果人体采集来的尿液位于从下往上数的第3个样本采集口604的下方，可以开倒数第二个样本采集口采集尿液样本。

若干个样本量传感器2安装在样本容器6上的不同位置高度，感应样本容器6的本体直管601中的尿量，从而决定开启哪一个或哪两个样本采集口11。

本发明采用在容器本体开几个不同的采集口就可以实现顺利取得需要的样本的中间段，结构简单，使用方便，采用本发明测得的样本的结果准确。

在具体的实施过程中，本体直管601的容量范围为50-100ml，本体直管601的直径范围为10-20mm，样本采集容器7的容量范围为20-30ml；样本采集容器7的直径范围为8-15mm，在具体的运用过程中还可以采用其他参数。

冲洗系统5包括冲洗本体直管601的冲洗组件和冲洗取样支管602的冲洗组件(参见2-1和2-3)。冲洗组件包括冲洗喷喷头、冲洗管、冲洗泵；冲洗管位于洗喷喷头和冲洗泵之间。

下面是一个具体的实施例子：

由于每个尿化验取样者的晨尿排放量因为个体差异区别较大，由检验效果我们知道需要中间段尿液化验精度最为理想。对于患有各种各样疾病的住院患者要让他们自主控制难以实现，制作一个尿化验取样控制装置，对于提高化验的准确性支持临床诊断有着不可忽视的作用。

患者进入尿液采集系统后，语音组件会提示你刷卡输入个人信息，在完成信息的正确输入后屏幕会显示患者的基本信息，并提示进入尿液采集流程：

1：采样器皿是我们经过近100人尿化验实际取样并经过反复计算后定制的30毫升5段出口的专供尿取样化验的玻璃器皿。底部开一个可控制的排放口，在2-4的出口分别用医用胶管连接化验试管。输入口上方安装着由单片机控制的冲洗子系统。

2：系统的主控组件采用了微处理器328高性能、低功耗的8位AVR微处理器。这是一款具有先进的RISC结构精简指令集计算机。特点是所有指令的格式都是一致的，所有指令的指令周期也是相同的，并且采用流水线技术。在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有HP公司的PA-RISC、IBM公司的PowerPC、MIPS公司的MIPS和SUN公司的Sparc。131条指令大多数指令执行时间为单个时钟周期，32个8位通用工作寄存器2K字节的片内SRAM。

外设特点：两个具有独立预分频器和比较器功能的8位定时器/计数器，一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器，具有独立振荡器的实时计数器RTC，六通道PWM和8路10位ADC，23个可编程的I/O口线。驱动组件采用了ULN2003,这是美国TexasInstruments公司、美国Sprague公司开发的高压大电流达林顿晶体管阵列产品。ULN2003A由7组达林顿晶体管阵列和相应的电阻网络以及钳位二极管网络构成,具有同时驱动7组负载的能力,为单片双极型大功率高速集成电路。电路的特点如下：电路中每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻，在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关闭状态时承受50V的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。

试管中间段尿化验的精确取样的传感器采用日本松下神视(SUNX)超薄型光电传感器，放大器内置，EX-10系列，透过型，正面检测，放大器内置，NPN输出，检测距离150mm，红色LED投光，DC12～24V，非入光时ON，配备短路保护功能。传感器组通过扫描计算得到的尿液总量，经过计算通过驱动接口电路控制相关出口段的微型电磁水阀，我们采用的电磁水阀型号为JSF2051-12B，这是深圳东莞景博方精密电子有限公司生产的一组微型两通水阀，体积小控制灵敏度高。启动后开始排放化验所需的尿液，由另一组光电传感器供电监控尿液计量，达到规定的数值后控制电磁水阀关闭。自动条码粘贴系统启动，打印并粘贴上患者在进入尿液采集系统时输入的个人信息产生的唯一条形码。在完成尿液采集完毕打印上患者信息的尿液试管由传输单元移送到试管收集系统后程序启动冲洗子系统工作，对整个系统的管道进行冲洗并吹干。准备接受下一位患者。至此我们设计的一种全自动尿化验精确取样智能装置,以自动化运行方式实现了患者尿化验全程零接触的功能。

3：患者信息系统输入与医院信息系统无缝链接。无论是门诊、急诊住院患者还是行业体检患者在进入尿液采集系统后，首先主机中的语音子系统组件会提示你输入个人信息，患者按照提示输入自己的信息卡，屏幕上会显示出患者的基本信息，并根据患者的信息提示你正确进入尿液采集流程，上位机会将患者信息存储在LIS系统的尿检子系统里，等到尿液采集完成后，将患者信息生成的条码信息通过自动贴标系统打印并粘贴到尿液试管上。

4：供电子系统单元采用市场常规生产的多组合开关电源(输入交流220V,输出直流12V,5V)，取样扫描及控制部分采用可充电5V锂电池，充足一次电可支持1000人尿化验，电不足的情况下，支持悬浮充电。冲洗电磁水阀和试管标签粘贴以及传输单元采用直流12V.安全电压。单片机用3,3V电源直接连接到购买的产品板上实现。

5：完成尿液采集并取走试管后，系统自动控制系统在试管进入到指定位置后发出剩余尿液排出并开始清洗指令，所有通道打开具有一定压力的清水对尿液采集装置进行全方位的冲洗和吹干，完成冲洗后系统复位置零，做好准备供下一位患者使用。

6：尿液采用中段控制计算公式如下。

因为尿液取样的患者，每一个人排出的尿液存在个体差异，而我们尿液检验所需要的有效成分取其总采样尿液的中间部分，因此我们设变量h(cm)表示试管中经过扫描得出的尿液的实际高度，在距试管底部的处设置端口，抽取尿液。抽取量为整体的使尿液高度由hcm降至在实际应用中h的定义域为3≤h≤9。根据实际需要，我们设置三个端口。f(h)cm表示端口的高度，g(h)cm表示抽取后尿液的高度。

由此公式，我们可以计算出，无论患者拍出的尿液多少，经过计算我们基本能够通过控制，开启相应段的电磁水阀，让中间段的尿液采集到试管中。为了控制中间段尿液的纯度，通过控制试管底部阀门对最初2秒钟排出的的尿液进行放空处置。

7：自动条码打印与粘贴

这一款设备我们采用了石家庄武康有限公司生产的产品，与医院的信息系统实现了无缝链接。患者在输入个人信息的同时，由个人信息生成的条码信息已经储存在自动贴标机的子系统里，当贴标机接收到尿液试管传输到位的信号后，启动完成试管贴标。

整个电气部件的运行控制都采用了稳定可靠的低电压控制。安全稳定。

尿化验智能化自助运行彻底改变了原先人工采集化验尿的传统模式，采用先进的电子技术将落后的原始方式改进为自动化采集，净化设计组合为无人操作，系统自动输入患者信息，无需患者手动接触尿液，系统采集完毕后通过光电传感器自动识别采集的尿液量，经过计算，启动相应的电磁水阀，可以采集尿液中间段的成分输进化验的试管。这是检验中心尿液化验的一项重大改进，是传统尿化验方式的革新，符合质检主管部门对医院严格管理和防止交叉感染的规定细则。提高了综合效果，减轻了检验人员的工作强度，把更多的时间用在为实现患者服务中，提升了医院为患者提供优质服务的形象，让患者真正享受智能化高科技在给我们带来的优越性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种全自动尿化验精准取样装置，其特征在于：所述全自动尿化验精准取样装置用于精准取需要的尿液样本，所述全自动尿化验精准取样装置包括：

微处理器、若干个样本量传感器、上位机化验工作站、患者信息ID卡、冲洗系统、样本容器、样本采集容器、废液收集容器、阀门组件、患者信息条码打印装置；上位机化验工作站为医师工作站；

样本量传感器、患者信息ID卡、冲洗系统、阀门组件、患者信息条码打印装置均通过电连接或无线连接的方式连接在微处理器上；微处理器位于上位机化验工作站内；

若干个样本量传感器安装在样本容器上的不同位置高度；采用冲洗系统冲洗样本容器；

样本容器包括本体直管、取样支管，废液支管；本体直管开有若干个样本采集口；样本采集口的个数为3-5个；每个样本采集口均安装有取样支管；本体直管上设置有若干安装样本量传感器的安装位置；

阀门组件包括电磁水阀和底部电磁阀；电磁水阀安装在取样支管上，底部电磁阀安装在废液支管；

样本采集容器位于取样支管的下方，收集取样支管中流出的样本；废液收集容器位于废液支管的下方，收集废液；

所述样本容器的本体直管和样本采集容器上均设置有容量刻度；

样本容器、样本采集容器、废液收集容器均为透明容器。

2.根据权利要求1所述的全自动尿化验精准取样装置，其特征在于：微处理器采用ATMEGA328P-AU微处理器。

3.根据权利要求1所述的全自动尿化验精准取样装置，其特征在于：样本量传感器采用松下EX-14A传感器。

4.根据权利要求1所述的全自动尿化验精准取样装置，其特征在于：所述本体直管设置有喇叭口形状的样本入口，喇叭口与本体直管的角度范围为20-50度。

5.根据权利要求1所述的全自动尿化验精准取样装置，其特征在于：所述本体直管的容量范围为50-100ml，所述本体直管的直径范围为10-20mm。

6.根据权利要求1所述的全自动尿化验精准取样装置，其特征在于：所述样本采集口排成一排或位于容器本体的不同侧面。

7.根据权利要求1所述的全自动尿化验精准取样装置，其特征在于：所述样本采集容器的容量范围为20-30ml；所述样本采集容器的直径范围为8-15mm。

8.根据权利要求1所述的全自动尿化验精准取样装置，其特征在于：冲洗系统包括冲洗本体直管的冲洗组件和冲洗取样支管的冲洗组件。

9.根据权利要求8所述的全自动尿化验精准取样装置，其特征在于：冲洗组件包括冲洗喷喷头、冲洗管、冲洗泵；冲洗管位于洗喷喷头和冲洗泵之间。