CN111610340B - 一种基于魏氏法的全自动动态血沉分析仪 - Google Patents

Abstract

一种基于魏氏法的全自动动态血沉分析仪，包括底板，底板上安装有驱动枸橼酸钠管和EDTA管自动进样的进样架模块、样本自动混匀的摇匀模块、清洗加样针用的洗针池、将样本管中的样本加入到检测管中进行检测的加样模块、操作仪器并输出结果用的控制平板、转盘模块、电源输入开关、传输检测数据用的外部通讯板、将样品添加到检测管内的加注清洗模块、清洗、稀释、处理废液用的液路模块、外部PCB控制模块和机架。测试过程流程化、标准化，测试原理与标准魏氏法相同，并尽可能地避免了人为操作的各种干扰因素，测试结果具有客观性，可靠可信；有利于推动血沉检测向可靠性、准确性、便捷性等方向发展，显著提高了测试效率。

Description

一种基于魏氏法的全自动动态血沉分析仪

技术领域

本发明涉及血沉分析技术领域，特别涉及一种基于魏氏法的全自动动态血沉分析仪。

背景技术

红细胞沉降率(ESR)是某些疾病常用的参考指标，血沉测试对各类炎症、组织损伤及坏死、恶性肿瘤、高球蛋白血症、贫血、高胆固醇血症等多种疾病的诊断和治疗有一定参考价值。

魏氏法作为国际血液标准化委员会指定的血沉检测方法，是血沉检测的金标准。魏氏法测量结果准确，但操作复杂、工作效率低、人工判读误差较大、存在生物危害。现在大多数医院用自动血沉仪来代替传统的手工操作，但如今血沉仪的样式越来越多，检测方法越来越多，给血沉结果的可比性、可信度造成一定问题。目前市面上的仪器基本为半自动测量仪器，跟魏氏法相比，通过改变血沉管内径、倾斜角度、取血高度、短时间预测1小时结果等措施，提升检测速度或减小采血量，文献表明不能保证全范围内和魏氏法的相关性。而且需单独采一管枸橼酸钠抗凝血做血沉，不能用检测血常规的EDTA抗凝采血管，不仅给患者带来额外的痛苦，还多增加了采血管耗材的使用。因此需要一款完全符合魏氏法的自动化血沉检测仪器，能兼容枸橼酸钠和EDTA采血管，有测量管自动清洗功能和闭盖穿刺功能，来替代传统的手工操作、替代不可靠的血沉仪，得到准确的血沉结果，减少耗材的使用，同时保障操作人员的生物安全。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于魏氏法的全自动动态血沉分析仪。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：该种基于魏氏法的全自动动态血沉分析仪，包括底板，底板上安装有驱动枸橼酸钠管和EDTA管自动进样的进样架模块、样本自动混匀的摇匀模块、清洗加样针用的洗针池、将样本管中的样本加入到检测管中进行检测的加样模块、操作仪器并输出结果用的控制平板、转盘模块、电源输入开关、传输检测数据用的外部通讯板、将样品添加到检测管内的加注清洗模块、清洗、稀释、处理废液用的液路模块、外部PCB控制模块和机架。

进一步地，进样架模块设有设有前缓存区和后缓存区，可缓存多个样本架；在加样位置处设有可以自动扫描记录样本条码的扫码器。

进一步地，所述加样模块设置于转盘模块和进样架模块之间，在样本经过混匀后，加样模块将试管中的样本转移到加注清洗模块；所述加样模块使用丝杠作为上下运动组件，丝杠由步进电机驱动旋转，带动样本针上下运动，水平旋转方向由另外步进电机驱动，带动样本针旋转至样本位置、清洗位置以及加注位置。

进一步地，检测模块设置有多个检测管、与检测管卡接的同步带、驱动检测管移动的转盘驱动组件，驱动检测部移动的丝杠、用于烘干检测管的加热线圈等，其中所述转盘驱动组件使用步进电机进行驱动。

进一步地，摇匀模块包括上下运动组件、前后运动组件，上下运动组件包括摇匀支撑板、摇匀支撑柱、摇匀竖板、同步带、同步带轮、步进电机、直线导轨，摇匀竖板和摇匀支撑柱固定在摇匀支撑板上；

前后运动组件固定在上下运动组件中的直线导轨和同步带上，通过上下运动组件中的同步带上下运动，包括摇匀横板、步进电机、同步带、同步带轮、摇匀抓手座、摇匀夹片座、摇匀夹片、弹簧、阻挡轴承、抓手座转轴、直线导轨，摇匀夹片可以夹持试管，固定在摇匀夹片座上，摇匀夹片座可以绕抓手座转轴旋转；抓手座转轴固定在摇匀抓手座上，摇匀抓手座固定在直线导轨上，通过同步带驱动实现前后运动，当摇匀抓手座向前运动时，弹簧将摇匀夹片座拉紧，保持水平，夹取试管，当摇匀抓手座向后运动时，摇匀夹片座所设斜面与阻挡轴承接触，驱动摇匀夹片座绕抓手座转轴转动，从而带动试管转动。

进一步地，清洗池模块包括进液接头、洗针池、废液接头；废液接头设于洗针池底部，当样本针移动至洗针位置时，清洗液沿进液接头进入洗针池中，沿废液接头流出。

进一步地，加样模块包括稀释块、样本针、加样转臂、加样支架、丝杠，加样转臂驱动样本针移动至取样位置，丝杠驱动样本针向下移动至试管内取样，取样完成后，样本被吸取到稀释块中，同时稀释液进入稀释块中对样品稀释，样品经过管路转移至样品加注模块。

综上，本发明的上述技术方案的有益效果如下：

具有连续自动进样功能、具有标识码自动扫描功能、具有自动混匀功能、具有自动加样功能、具有红外扫描检测功能、具有多通道同时测试功能、以及具有显示输出功能。全自动动态血沉分析仪的结构可靠，稳定性高，使得血沉检测过程采用自动化方式运行；自采血过程完成，将样品架放入进样架缓存区为始，全程无需人工操作，自动监测标准血沉检测管中样品的液面，并直接通过控制平板直观地输出测试结果，降低劳动强度的同时，还能减少人工读数的误差，提高了血沉检测的工作效率和测试结果的准确度。

附图说明

图1为本实例中全自动动态血沉分析仪外观图；

图2为本实例中全自动动态血沉分析仪内部结构示意图一；

图3为本实例中全自动动态血沉分析仪内部结构示意图二；

图4为本实例中全自动动态血沉分析仪进样架模块；

图5-1为本实例中全自动动态血沉分析仪进样架模块中进样组件；

图5-2为本实例中全自动动态血沉分析仪进样架模块中推进组件；

图5-3为本实例中全自动动态血沉分析仪进样架模块中出样组件；

图6为本实例中仪摇匀模块；

图7为本实例中洗针池模块；

图8为本实例中加样模块；

图9为本实例中检测模块；

图10-1为本实例中检测模块中的加注清洗组件；

图10-2为本实例中加注清洗组件；

图10-3为提升卡销结构视图；

图10-4为加样适配槽结构视图；

图11-1为本实例中检测模块中的清洗烘干组件；

图11-2为导向卡板结构视图；

图12为本实例中检测模块中的液面检测组件；

图13-1为本实例中检测模块中的检测管组件；

图13-2为硅胶连接软管安装位置结构视图；

图14为本实例中检测模块中的步轮组件；

图15-1为本实例中液路模块a结构视图；

图15-2为本实例中液路模块b结构视图；

图16为本实例中外部PCB控制模块；

图中：

1——底板

2——进样架模块：21-扫码枪、22-微动开关、23-反射传感器、24进样组件、25、出样组件、26-推进组件；

3——摇匀模块：31-试管夹片、32-拉伸弹簧、33-阻挡轴承、34-水平驱动组件、35-竖直驱动组件、36-支撑板；

4——洗针池模块：41-进液接头、42-洗针池、43-废液接头

5——加样模块：51-稀释块、52-样本针、53-加样转臂、54-加样支架、55-丝杆

6——控制平板

7——检测模块：71-加注清洗组件、72-清洗组件、73-检测组件、74-血沉管组件、75-步轮组件、76-检测支架；711-步进电机、712-凸轮、713-压缩弹簧、714-加样轴、715-电机支架、716-加样滑块717-加样清洗池、718-清洗接头、719-导向柱；721-下电磁铁、722-清洗块、7221导向卡板，723-清洗液接头、724-上电磁铁、725-硅胶管风道、726-烘干线圈、727-线圈支架；731-弹片、732-限位柱、733-红外感应器、734-丝杆电机；741-气阀、742-上管座、743-管卡簧、744-检测管、745-下管座、746-密封圈、747-硅胶连接软管；751-步进电机、752-电机支架、753-主动轮、754-从动轮；7141-提升卡销、7142-加样卡销、7143-清洗卡销、7144-卡簧；7161-加样适配槽、7162-清洗适配槽、7163-凸轮滑行槽。

8——电源开关

9——通讯接口

10——液路模块

11——外部PCB控制模块

12——机架。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的特征和原理进行详细说明，所举实施例仅用于解释本发明，并非以此限定本发明的保护范围。

参考图1、图2和图3，本实施例公开了一种全自动动态血沉分析仪，包括底板、底板上方的进样架模块、摇匀模块、洗针池、加样模块、触控屏、转盘模块、电源输入开关、外部通讯板、加注清洗模块、液路模块、外部PCB控制模块、机架等。

进样架模块被配置为能够输送每个样本至指定加样位置，并具有自动记录样本编号的功能。

具体的，参考图4，图5，当仪器开始运行后，进样组件24推动样本架至推进组件26位置。优选的，样本架一侧设有卡槽，与缓存区边缘进行卡接，保证样本架前进方向稳定；样本架感应器22感应到样本架到达后启动推进组件26，推进组件26将样本架向左推进至指定加样位置，同时，扫码器21完成扫码并记录样本编号，优选的，样本架底部每个试管底部位置设有开槽，推进组件26与开槽卡接，减少推进行程，减小组件体积，节省仪器内空间；加样完成后，推进组件26将样本架推至后缓存区28位置，推出组件将样本架推出。优选的，后缓存区28设感应装置23，当后缓存区样本架存放过多时，感应装置输出至控制平板提醒工作人员取出样本架。具体地，可参照授权公告号为207798863U的专利。

摇匀模块被配置为能够混匀样品。当进样架模块将样本输送到指定位置并扫码记录后，摇匀模块开始将样本混匀。具体的可参照专利号为201721269098.6的专利。

具体的，参考图6，摇匀模块包括试管夹片31、拉伸弹簧32、阻挡轴承33、水平驱动组件34、竖直驱动组件35、支撑板36。当样本架移动至摇匀位置时，水平驱动组件34驱动水平滑块靠近试管，试管夹片31通过轴固定在水平滑块上，试管夹片夹取试管后，竖直驱动组件35将所述模块提升至试管了离开样本架高度；水平驱动组件34带动试管进行前后移动，试管在拉伸弹簧32和阻挡轴承33的作用上前后摆动，达到混匀样本的效果。

具体地，摇匀模块包括上下运动组件、前后运动组件，参考图6。

上下运动组件，包括摇匀支撑板、摇匀支撑柱、摇匀竖板、同步带、同步带轮、步进电机、直线导轨，摇匀竖板和摇匀支撑柱固定在摇匀支撑板上。

前后运动组件，固定在上下运动组件中的直线导轨和同步带上，通过上下运动组件中的同步带上下运动，包括摇匀横板、步进电机、同步带、同步带轮、摇匀抓手座、摇匀夹片座、摇匀夹片、弹簧、阻挡轴承、抓手座转轴、直线导轨，摇匀夹片可以夹持试管，固定在摇匀夹片座上，摇匀夹片座可以绕抓手座转轴旋转；抓手座转轴固定在摇匀抓手座上，摇匀抓手座固定在直线导轨上，通过同步带驱动实现前后运动，当摇匀抓手座向前运动时，弹簧将摇匀夹片座拉紧，保持水平，夹取试管，当摇匀抓手座向后运动时，摇匀夹片座所设斜面与阻挡轴承接触，驱动摇匀夹片座绕抓手座转轴转动，从而带动试管转动。通过前后运动组件的往复运动，实现摇匀试管的功能。

清洗池模块被配置为清洗加样针外壁。

具体的，参考图7清洗池模块包括进液接头41、洗针池42、废液接头43。当样本针移动至洗针位置时，清洗液沿进液接头41进入洗针池42中，沿废液接头43流出。优选的，废液接头43开设于洗针池底部，有利于排空废液。

加样模块被配置为将样本稀释并添加到加注清洗模块。

具体的，参考图8，加样模块包括稀释块51、样本针52、加样转臂53、加样支架54、丝杆55。进一步的，加样转臂53驱动样本针52移动至取样位置，丝杆55的驱动样本针51向下移动至试管内取样，取样完成后，样本被吸取到稀释块51中，同时稀释液进入稀释块中对样品稀释，进一步的，样品经过管路转移至样品加注模块。优选的，当样本针每次取样后都会进行洗针流程，防止样品交叉污染。

控制平板6被配置为处理检测数据并输出检测结果。优选的，控制平板设置于仪器右上边，并设有一定角度，方便医务人员操作和查看结果。

检测模块7被配置位能够进行血沉实验并输出动态血沉曲线。

具体的，参考图9，检测模块包括加注清洗组件71、清洗组件72、检测组件73、血沉管组件74、步轮组件75、检测支架76。

在本实施例中，样品经过稀释后经加注清洗组件71添加到检测管744中，进行血沉检测。检测管由同步带及部轮组件75驱动，可以依次移动到加样位置同时进行多个血沉检测实验。进一步的，参考图9，检测管经同步带驱动移动到血沉检测位，液面检测组件73对检测管进行检测，并输出液位信号至控制电脑；进一步的，血沉检测实验完成后，检测管移动到清洗组件72位置，对检测管进行清洗烘干。

对检测模块各组件进行进一步说明：

如图10-1-图10-4，加注清洗组件71包括步进电机711、凸轮712、压缩弹簧713、加样轴714、电机支架715、加样滑块716、加样清洗池717、清洗接头718、导向柱719。步进电机711驱动凸轮712转动，加样清洗池717及横臂固定在加样轴714上，加样轴714在就加样滑块716内可以上下左右滑动。优选的，加样滑块716内设有滑槽7163，当凸轮712在滑槽7163内转动时，清洗加样池715可以在凸轮驱动下进行加样位置和清洗位置的切换，参考图10-2。优选的，加样滑块716底部设有压缩弹簧713，可以防止加样滑块716和加样轴715由于摩擦力产生的自锁现象。优选的，加样滑块716使用特氟龙材料制作，具有自润滑属性，减少发生故障几率，提高仪器稳定性。优选的，导向轴719安装在电机支架715一侧，用于限制加样滑块716左右摆动。

加样清洗模块移动到加样位置时，首先，凸轮712带动加样滑块716向下运动，由于卡簧7144与电机支架715接触，加样轴714不再向下运动，加样滑块716继续向下运动，进一步的，凸轮712从加样卡销7142侧带动加样滑块716向上运动，同时，凸轮712与加样卡销7142产生接触，推动加样轴714向加样位置方向运动，上移指定距离后，加样卡销7142正好卡入位于加样滑块716所设加样设配槽7161内，此时，加样适配槽7161限制加样轴714不再旋转，继续上升至模块加样位置；优选的，加样适配槽7161所限制位置正好位于检测管下。

当加样清洗模块移动到清洗位置时，凸轮712带动加样滑块716向下运动，由于卡簧7144与电机支架715接触，加样轴714不再向下运动，加样滑块716继续向下运动，进一步的，凸轮712从清洗卡销7143侧带动加样滑块716向上运动，同时，凸轮712与清洗卡销7143产生接触，推动加样轴714向清洗位置方向运动，上移指定距离后，清洗卡销7143正好卡入位于加样滑块716所设清洗适配槽7162内，此时，清洗适配槽7162限制加样轴714不再旋转，继续上升至清洗位置。

加样清洗池717与检测管底部密封连接，检测管上部的吸样泵将加样池内样本吸入检测管中，完成加样；当加样清洗组件移动到清洗位置时，加样清洗池717和清洗接头718密封连接，完成清洗流程。加样清洗组件71含有加样位和清洗位两个位置。当切换至加样位置时，加样清洗池717位于检测管下方，与检测管紧密对接，连接处设有密封胶圈，防止泄露，对接完成后，由检测管上方吸液泵将加样清洗池中的稀释样本吸取到检测管中；进一步的，加样清洗池717切换至清洗位置，加样清洗池717上移与清洗接头718对接，此时加样清洗组件样本流入阀门关闭，清洗液从对接接头流入，从流出管路流出，进行自清洗流程。

参考图11-1、图11-2，清洗组件72由下电磁铁721、清洗块722、清洗液接头723、上电磁铁724、硅胶管风道725、烘干线圈726、线圈支架727组成。当检测管移动至清洗位置时，清洗块722和清洗液接头723分别在电磁铁721和电磁铁724的驱动下与检测管密封连接，连接处设有密封胶圈，防止泄露。优选的，清洗块内设有导向卡板7221，帮助清洗快和检测管连接时位置连接准确。进一步的，清洗液沿清洗液接头723流入检测管内，沿清洗块722流出，完成清洗流程。进一步的，此时，检测管内壁还有残留的少量清洗液，对烘干线圈通电，产生热量，由底部清洗块废液管进行抽取空气，热量即沿硅胶管风道725抽入检测管内，烘干检测管，保证后续检测实验精确无干扰。

参考图12，液面检测组件73包括随丝杆上下移动的弹片731、对弹片进行限位的限位柱732、红外感应器733、丝杆电机734。优选的，限位柱732在弹片位于上极限位置时，会将弹片向内压缩，远离检测管，使检测管方便移动；当丝杆电机734驱动弹片731向下移动时，弹片不受限位柱压力，向外弹出，使红外感应器733移动至检测管两侧，进行液面检测，优选的，当样品内的红细胞发生沉降时，检测管出现红色分层现象。当红外感应器检测到分层液面时，控制电脑记录此时下降距离及时间，依据多次检测的位置的出动态血沉曲线，帮助医务人员检测病理情况。优选的，此处传动装置采用丝杆电机进行传动，丝杆定位精确，可以准确计算出液面下降距离，提高检测精度。

血沉管组件74被配置为能够同步进行多个血沉实验

具体的，参考图13：检测管包括：控制检测管内气压的气阀741、将检测管固定到皮带上的上管座742、管卡簧743、检测管744、下管座745、密封圈746和硅胶连接软管747.。检测管的使用主要包括加样实验和检测管的清洗两种工作状态。

当对检测管加注样本时，检测管在皮带驱动下移动到检测模块样本加注位，检测管组件上方的加样压块在电磁铁的驱动下对气阀741形成一定的压力，进一步的，气阀741对硅胶连接软管747进行挤压，硅胶连接软管在挤压作用下和气阀之间形成间隙，加样压块连接气管和检测管，检测模块的气泵对压块进行吸样，同时，加注清洗组件移动到检测管正下方，加注池在步进电机的驱动下上移并于密封圈746进行贴紧，样本被吸取到检测管744中，吸样完成后，压块在电磁铁的驱动下抬起，硅胶连接软管747重新收缩，气阀741和硅胶连接软管747之间的间隙关闭，形成密封，检测管内样本开始进行血沉实验；

当实验完成清洗检测管时，检测管在皮带驱动下移动到样本清洗位，清洗压块在电磁铁的驱动下下压，气阀741和硅胶连接软管747之间形成间隙，原理同上，清洗组件在电磁铁驱动下上移，与密封圈746贴紧密封，检测模块向检测管中注入清洗液进行清洗，清洗组件废液管抽取检测管中的清洗液，当检测管流过一定量的清洗液后，关闭输入清洗液的水泵，烘干器开始加热，热量在清洗组件作用下抽到检测管中，对检测管进行加热烘干，完成烘干流程后，清洗压块和清洗组件在电磁铁驱动下离开检测管，清洗流程完成。

进一步的，参考图14，步轮组件75包括步进电机751、电机支架752、主动轮753、从动轮754.。步进电机751通过电机支架752固定在检测模块底部，主动轮753在电机的驱动下带动从动轮754旋转，从动轮设有卡槽，与检测管移动距离匹配。

液路模块10被配置为为血沉实验提供各种所需液体。

参考图15，优选的，液路模块10设有清洗液桶、稀释液桶、废液桶。

外部PCB控制模块11被配置为提供上位机与仪器之间互相连接发送指令功能。

参考图16，优选的，外部PCB控制模块11设安装于仪器后侧靠近外壳位置，在提高散热效率的同时，降低了仪器正面发热量，提升仪器使用体验。

本实施例所提供的血沉测试方法具有如下优点：

1)测试过程流程化、标准化，测试原理与标准魏氏法相同，并尽可能地避免了人为操作的各种干扰因素，测试结果具有客观性，可靠可信；有利于推动血沉检测向可靠性、准确性、便捷性等方向发展；

2)能够允许多个标准血沉玻璃管同时测试，测试过程互不影响，适合批量检测，显著提高了测试效率。

以上所述仅是的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为的保护范围。

上述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩入本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于魏氏法的全自动动态血沉分析仪，其特征在于，包括底板，底板上安装有驱动枸橼酸钠管和EDTA管自动进样的进样架模块、样本自动混匀的摇匀模块、清洗加样针用的洗针池、将样本管中的样本加入到检测管中进行检测的加样模块、操作仪器并输出结果用的控制平板、检测模块、电源输入开关、传输检测数据用的外部通讯板、将样品添加到检测管内的加注清洗模块、清洗、稀释、处理废液用的液路模块、外部PCB控制模块和机架；所述加样模块设置于检测模块和进样架模块之间，在样本经过混匀后，加样模块将样本管中的样本转移到加注清洗模块；所述加样模块使用丝杠作为上下运动组件，丝杠由步进电机驱动旋转，带动样本针上下运动，水平旋转方向由另外步进电机驱动，带动样本针旋转至样本位置、清洗位置以及加注位置；摇匀模块包括上下运动组件、前后运动组件，上下运动组件包括摇匀支撑板、摇匀支撑柱、摇匀竖板、同步带、同步带轮、步进电机、直线导轨，摇匀竖板和摇匀支撑柱固定在摇匀支撑板上；

前后运动组件固定在上下运动组件中的直线导轨和同步带上，通过上下运动组件中的同步带上下运动，包括摇匀横板、步进电机、同步带、同步带轮、摇匀抓手座、摇匀夹片座、摇匀夹片、弹簧、阻挡轴承、抓手座转轴、直线导轨，摇匀夹片可以夹持样本管，固定在摇匀夹片座上，摇匀夹片座可以绕抓手座转轴旋转；抓手座转轴固定在摇匀抓手座上，摇匀抓手座固定在直线导轨上，通过同步带驱动实现前后运动，当摇匀抓手座向前运动时，弹簧将摇匀夹片座拉紧，保持水平，夹取样本管，当摇匀抓手座向后运动时，摇匀夹片座所设斜面与阻挡轴承接触，驱动摇匀夹片座绕摇匀抓手座转轴转动，从而带动样本管转动；加样模块包括稀释块、样本针、加样转臂、加样支架、丝杠，加样转臂驱动样本针移动至取样位置，丝杠驱动样本针向下移动至样本管内取样，取样完成后，样本被吸取到稀释块中，同时稀释液进入稀释块中对样品稀释，样品经过管路转移至样品加注模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于魏氏法的全自动动态血沉分析仪，其特征在于，进样架模块设有前缓存区和后缓存区，可缓存多个样本架；在加样位置处设有可以自动扫描记录样本条码的扫码器。

3.根据权利要求1所述的一种基于魏氏法的全自动动态血沉分析仪，其特征在于，检测模块设置有多个检测管、与检测管卡接的同步带、驱动检测管移动的转盘驱动组件，驱动检测部移动的丝杠、用于烘干检测管的加热线圈，其中所述转盘驱动组件使用步进电机进行驱动。

4.根据权利要求1所述的一种基于魏氏法的全自动动态血沉分析仪，其特征在于，清洗池模块包括进液接头、洗针池、废液接头；废液接头设于洗针池底部，当样本针移动至洗针位置时，清洗液沿进液接头进入洗针池中，沿废液接头流出。

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