CN110077120A - 辅助生殖实验室器皿标记及自动辨识设备 - Google Patents

Abstract

辅助生殖实验室器皿标记及自动辨识设备，喷码机与X/Y轴动平台通过数据线及电导线连接，喷码机和二维码信号读取器均通过数据线与PC机连接，器皿支撑模具安装在X/Y轴动平台上；二维码读取器水平设在超净工作台上，对准器皿外侧边的二维码；X/Y轴动平台的运动控制端连接喷码机的指令输出端，X/Y轴动平台的上面设有容纳器皿的凹槽；喷码机上装有油墨、触摸显示屏和喷头，喷头对准装在凹槽内的器皿。本发明对辅助生殖实验室器皿进行顶面、底面“姓名+病案号”的批量打印，在器皿的外侧面批量打印出储存有父本母本信息的微型二维码，配子或胚胎操作前通过二维码读取器的信息采集并上传至PC机，与患者信息数据库进行比对，辨识出所要操作的器皿是否正确。

Description

辅助生殖实验室器皿标记及自动辨识设备

技术领域：

本发明涉及辅助生殖实验室器皿标记及自动辨识设备。

背景技术：

随着国家全面“二孩”政策的放开，国内符合二孩标准的夫妻大约在9000万对，其中有6000万女性在35岁以上，这部分高龄妇女若想怀孕，很多都需借助辅助生殖(试管婴儿)技术。但由于环境污染、工作生活压力大、年龄增大以及不良生活方式等因素的叠加影响，根据中国人口协会、国家计生委联名发布的《中国不孕不育现状调研报告》显示，中国的不孕不育发病率在12.5％-15％，患者人数超过4000万，即意味着每7-8对夫妇中就有1对患有不孕不育问题，这些都不得不借助辅助生殖手段。

试管婴儿技术即体外受精一胚胎移植(In Vitro Fertilization and EmbryoTransfer，IVF—ET)，IVF—ET涉及复杂多环节的临床和实验室操作过程，其中的实验室部分包括卵子拾取、精液处理、卵胞质内单精子注射(ICSI)、受精观察及判断、胚胎培养、分裂观察及评分、胚胎移植术、囊胚培养、配子及胚胎冷冻和解冻、辅助孵化、植入前胚胎遗传学诊断(PGD)和植入前胚胎遗传学筛查(PGS)等等。

不孕症患者人数的增多，加之IVF—ET胚胎实验室操作环节的繁复，对器皿的标记及患者身份信息的辨识提出了更高的要求。标记方面：目前常用的器皿标记方式为，使用油性记号笔于皿盖和皿底进行患者“姓名+病案号”的誊写，但这种方式一则人工手写工作量大，尤其是皿底字样的誊写，是一个反关节书写的过程，十分不便，二则油性记号笔会挥发出有机溶剂气体(VOC)，容易对配子或胚胎产生潜在损伤；也有采用标签机打印的方式将标签贴于器皿的相应位置，但标签纸底部含有胶黏剂，同样会产生VOC对胚胎不利，而标签纸通常不透明，给皿底的标记造成困难，此外，标签纸还存在脱落的风险，易产生安全隐患；身份辨识方面：目前，大多数生殖医学中心采用“双人核对”的方式，但患者人数的激增、操作环节的繁复、所用器皿的多样、培养时间的漫长均给人工核对造成影响，一旦两位操作人员都发生注意力不集中的情况，则会导致错误的精卵结合或者将错误的胚胎移植回母体子宫，而一旦发生类似差错，将导致严重的伦理问题和医疗纠纷。也有生殖医学中心采用黏贴有条形码的金属底托来承载器皿，达到机器辅助辨识的目的，但由于条形码距离器皿很近，且朝上黏贴，在用条码扫描仪读取信息的过程中，容易发生扫描仪激光照射到配子或胚胎的情况，而这是否会对胚胎造成不良影响仍存在疑问，此外底托也会发生同培养器皿分离的情况，而分离后的会对辨识造成困扰，另外金属底托的使用会给配子或胚胎的搬运带来一定不便。还有国外的一些企业(英国的RI公司)，基于无线射频识别技术(RFID)，采用RFID标签，以达到电子信息储存和自动识别的目的，但RFID标签需置于解读器所在的磁场才能发挥信号接收和回传，而人工磁场以及嵌有集成电路和芯片的RFID标签对邻近的微小胚胎是否有不利影响还有待需后续的子代安全性研究，另外RFID标签由于含有金属成分，其与培养器皿的粘接往往需要更多的胶黏剂，而VOC气体的挥发对胚胎是不利的。

发明内容：

针对现有技术的不足，本发明提供一套标记效率高、身份辨识可靠性强且能提高胚胎体外操作安全性的辅助生殖实验室器皿标记及自动辨识设备。

本发明解决上述问题的技术方案是：

辅助生殖实验室器皿标记及自动辨识设备，包括喷码机、医用级水性油墨、X/Y轴动平台、器皿支撑模具、成套器皿、超净工作台、二维码读取器、PC机，其中喷码机与X/Y轴动平台通过数据线及电导线相互连接，喷码机和二维码信号读取器均通过数据线与PC机连接，器皿支撑模具安装在X/Y轴动平台上；二维码读取器水平设在超净工作台上，对准器皿外侧边的二维码；所述X/Y轴动平台的运动控制端连接喷码机的指令输出端，X/Y轴动平台的上面设有容纳器皿的凹槽；喷码机上装有油墨、触摸显示屏和喷头，喷头对准装在所述的凹槽内的器皿。

进一步，所述器皿支撑模具为上方设有容纳器皿的凹槽的平板，分为分别适用于器皿的顶面、底面和外侧面喷涂的三套，使得器皿被喷涂时的顶面、底面和外侧面位于同一水平高度，器皿喷印部位距离喷码机喷头的垂直距离相同，且间距适宜(1mm-25mm)。

进一步，所述X/Y轴动平台根据喷码机内部预设的路径程序，带动上方的支撑模具及器皿做“回文”式移动。

进一步，“姓名+病案号”标识喷印于器皿的顶面和底面上避开器皿中央胚胎观察区域的部位，储存有父本母本信息的二维码喷印于器皿的外侧面。

进一步，所述外侧面二维码的边长小于6mm，即小于最小规格35mm培养皿皿盖侧边的高度。

进一步，所述喷码机在对透明器皿底面标记时采用镜像编辑功能标记，利于器皿翻转复位后对皿底信息的识别。

进一步，所述二维码读取器的光源照射方向保持水平，且和器皿底部平面保持一定距离，避免了对配子或胚胎的直接照射。

进一步，所述PC机内预存有患者信息数据库，PC机在接受到二维码读取器上传信息，将上传信息与患者信息数据库自动比对，在显示屏中显示配对结果，并以绿色“正确”字样或红色“错误”字样提示实验室人员进行后续处理。

本发明对辅助生殖实验室器皿进行顶面、底面“姓名+病案号”的批量打印，在器皿的外侧面批量打印出储存有父本母本信息的微型二维码，而于配子或胚胎操作前通过二维码读取器的信息采集并上传至PC机，并与患者信息数据库进行自动比对分析，最终辨识出所要操作的器皿是否正确，进而避免精卵错误的结合或胚胎混淆的发生。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

所述设备采用医用级水性油墨，相较于以醇或醛等有机溶剂为基质的油性油墨，减小了溶剂的挥发，而采用喷码机喷印的方式对实验室器皿进行标记，其标记字符的粗细能够通过调节喷嘴的开口大小进行调节，在不影响观察的前提下，其附着于器皿表面的油墨量明显少于用油性记号笔产生的油墨量，进一步减少了因VOC挥发对配子和胚胎造成的不利影响，而与打印标签或RFID标签相比，则免去了黏贴的过程，既规避了标签脱落的风险又避免了胶黏剂的有害效应。辅助生殖实验室所用到的器皿规格多样，包括直径为100mm、60mm、35mm的圆底皿和圆形双井皿、正方形四孔板、长条状三孔板、5ml和15ml圆底管以及15ml尖底管等等，此类器皿必须于正式操作前一日做好标记工作，且底部和顶部均需标记，而人工标记的工作量是很大的，喷码机则能够实现对大批量的目标物进行高效喷墨打印，但喷码机喷头必须和目标物保持一定的合适距离(1mm-25mm)，因此，根据所要标记的器皿的实际形状和数量，我们设置了三套上方设有特定形状凹槽的器皿支撑模具，喷印时将器皿依次置于模具上方的凹槽内以实现顶面、底面和外侧面位于同一水平喷印高度。X/Y轴动平台的设置则能根据喷码机内部预设的路径程序，带动上方的支撑模具及器皿做“回文”式移动，实现高效批量标记。储存有父本母本信息的二维码喷设于器皿的外侧面，而非顶面或底面则能有效避免读取器光线垂直照射对胚胎的影响，同时保留了顶面和底面“姓名+病案号”的标记，则是考虑到电子信息辨识可能出现的错误、遗漏、紊乱或失效的潜在风险，使辨识环节可靠性更高。选用二维码而非条码作为信息存储的形式则是由于条码的长度过长，而圆形和管形器皿的侧面均存在弧度，不利于条码的喷印和扫描读取，而二维码的边长设置均小于6mm，即小于了最小规格35mm培养皿皿盖侧边的高度，保证了二维码能喷印于所有的器皿的侧边。喷码机在对透明器皿底面标记时采用镜像编辑功能标记，替代了操作人员的反关节誊写，而当器皿在翻转复位后字符又归正，则方便人员的识读。二维码读取器水平设在超净工作台的特定高度位置，且光源照射方向保持水平，和外侧边的二维码配合，则有效规避了读取时光线对配子和胚胎的干扰。PC机自动比对辨识完成后以绿色“正确”字样或红色“错误”显示，则能给予操作人员更加直观和清晰的指令，达到最终避免精卵错误的结合或胚胎混淆事件发生的目的。综上，本套发明设备具有标记效率高、身份辨识可靠性强且能提高胚胎体外操作安全性的特点。

附图说明：

图1是本发明设备的结构示意图。

图2是经本发明设备喷码标记的圆形器皿的示意图。

图3是本发明中第一套器皿支撑模具A(顶面喷印)的俯视图。

图4是本发明中第二套器皿支撑模具B(底面喷印)的俯视图。

图5是本发明中第三套器皿支撑模具C(外侧面喷印)的俯视图。

图6是本发明的二维码读取器扫描器皿的示意图。

具体实施方式：

下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步说明。

参照图1-6，辅助生殖实验室器皿标记及自动辨识设备，包括喷码机1、医用级水性油墨7、X/Y轴动平台3、器皿支撑模具2、成套器皿4、超净工作台8、二维码读取器5、PC机6，其中喷码机1、X/Y轴动平台3、二维码信号读取器5和PC机6均通过数据线91及电导线92相互连接，器皿支撑模具2位于X/Y轴动平台3上的指定区域，二维码读取器5又水平设在超净工作台8的特定高度位置。所述器皿支撑模具2为上方设有特定形状凹槽21的平板，分为A、B、C三套，能分别保证不同形状器皿4的顶面、底面和外侧面位于同一水平高度，使得器皿喷印部位距离喷码机喷头11的垂直距离相同，且间距适宜(1mm-25mm)，其中器皿支撑模具B(底面喷印)的几何凹槽边长略大于支撑模具A(顶面喷印)的几何凹槽边长。所述X/Y轴动平台3能根据喷码机1内部预设的路径程序，带动上方的支撑模具2及器皿4做“回文”式移动。所述“姓名+病案号”标识喷印于器皿的顶面41和底面42特定区域(避开器皿中央胚胎观察区域)，而储存有父本母本信息的二维码43喷印于器皿的外侧面。所述喷码机1在对透明器皿底面42标记时采用镜像编辑功能标记，利于器皿4翻转复位后对器皿底面42信息的识别。所述二维码读取器5的光源51照射方向保持水平，且和器皿底部42平面保持一定距离，避免了对配子或胚胎的直接照射。所述PC机6在接受到二维码读取器5上传信息，并完成与患者信息数据库自动比对后，能在显示屏61中显示配对结果，并以绿色“正确”字样或红色“错误”字样提示实验室人员进行后续处理。

当要进行辅助生殖实验室器皿标记时，将医用级水性油墨7置于喷码机1箱内相应位置，再将喷码机1、X/Y轴动平台3、喷码机喷头11、PC机6之间的数据线91及电导线92正确连接。在接通电源后，通过喷码机上的触摸显示屏12进入标签编辑菜单，进行“姓名+病案号”的标识编辑，同时将该数据上传至PC机6上的患者信息比对数据库，将器皿支撑模具2A置于X/Y轴动平台3上，将器皿4按照模具上设置的凹槽21正面朝上依次摆入，按动喷码机上的“开始键”13，则X/Y轴动平台3将按照喷码机1预设的路径程序，带动上方的支撑模具2及器皿4做“回文”式移动，而喷码机喷头11将在每个器皿感应器信号传过时进行喷印；当完成器皿4顶面的标识喷印后，将器皿支撑模具2A更换为2B，再将器皿4底面朝上依次放置，在触摸显示屏12将打印方式设置为“镜像打印”，再按下“开始键”13，完成对皿底的喷印；最后将器皿支撑模具2B更换为2C，将器皿4外侧面朝上依次放入凹槽21内，在触摸显示屏12将标签输出形式设置为“二维码打印”以完成对器皿侧边的的标记。当要进行实验室器皿身份辨识时，将二维码读取器5水平设在超净工作台8的特定高度位置，通过数据线91连接二维码读取器5和PC机6，将所要操作的器皿4皿底贴于超净工作台8台面，外侧面43二维码一侧朝向读取器5光源发射处，水平推入扫描区，再通过观察PC机6显示屏61上的自动比对结果展开后续对配子或胚胎的操作。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (8)

1.辅助生殖实验室器皿标记及自动辨识设备，其特征在于：包括喷码机、医用级水性油墨、X/Y轴动平台、器皿支撑模具、成套器皿、超净工作台、二维码读取器、PC机，其中喷码机与X/Y轴动平台通过数据线及电导线相互连接，喷码机和二维码信号读取器均通过数据线与PC机连接，器皿支撑模具安装在X/Y轴动平台上；二维码读取器水平设在超净工作台上，对准器皿外侧边的二维码；所述X/Y轴动平台的运动控制端连接喷码机的指令输出端，X/Y轴动平台的上面设有容纳器皿的凹槽；喷码机上装有油墨、触摸显示屏和喷头，喷头对准装在所述的凹槽内的器皿。

2.如权利要求1所述的辅助生殖实验室器皿标记及自动辨识设备，其特征在于：所述器皿支撑模具是上方设有容纳器皿的凹槽的平板，分为分别适用于器皿的顶面、底面和外侧面喷涂的三套，使得器皿的顶面、底面和外侧面被喷涂时位于同一水平高度，器皿喷印部位距离喷码机喷头的垂直距离相同。

3.如权利要求1所述的辅助生殖实验室器皿标记及自动辨识设备，其特征在于：所述X/Y轴动平台根据喷码机内部预设的路径程序，带动上方的支撑模具及器皿做“回文”式移动。

4.如权利要求1所述的辅助生殖实验室器皿标记及自动辨识设备，其特征在于：“姓名+病案号”标识喷印于器皿的顶面和底面上避开器皿中央胚胎观察区域的部位，储存有父本母本信息的二维码喷印于器皿的外侧面。

5.如权利要求4所述的辅助生殖实验室器皿标记及自动辨识设备，其特征在于：所述外侧面二维码的边长小于6mm，即小于最小规格35mm培养皿皿盖侧边的高度。

6.如权利要求1所述的辅助生殖实验室器皿标记及自动辨识设备，其特征在于：所述喷码机在对透明器皿底面标记时采用镜像编辑功能标记，利于器皿翻转复位后对皿底信息的识别。

7.如权利要求1所述的辅助生殖实验室器皿标记及自动辨识设备，其特征在于：所述二维码读取器的光源照射方向保持水平，且和器皿底部平面保持一定距离，避免对配子或胚胎的直接照射。

8.如权利要求1所述的辅助生殖实验室器皿标记及自动辨识设备，其特征在于：所述PC机内预存有患者信息数据库，PC机接受到二维码读取器上传信息，将上传信息与患者信息数据库自动比对，在显示屏中显示配对结果，并以绿色“正确”字样或红色“错误”字样提示实验室人员进行后续处理。