CN112082844A - 一种智能生物标本安全采集处理系统和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种智能生物标本安全采集处理系统，系统设有恒温箱，所述恒温箱内设有至少一组取样机构，本发明的优点在于自动化程度高，医务人员不需要与患者接触就能完成样品获取，样品会在系统内进行处理，并对病毒灭活，这样后续的化验检测工作也不会对外造成污染、传染。
Description
技术领域
本发明涉及医疗检测设备领域。
背景技术
目前临床上对痰液等体液标本进行临床分析检查，是明确病因监测病情不可或缺的医疗活动。临床医生以及医技科室医生对标本的采集和处理关系到标本的检测结果。
目前样品的采集大都需要医务人员现场采集，若采集对象的样本具有传染性，即便医务人员穿着防护服，仍具有被感染的风险，而且也会增加医院防护用品的消耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种能够自动完成生物标本的采集的系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种智能生物标本安全采集处理系统，系统设有恒温箱，所述恒温箱内设有至少一组取样机构；
所述取样机构包括固定在恒温箱顶部的电动缸、位于恒温箱内部连接电动缸伸缩杆的支架、固定在支架上的夹子、采集器、固定在恒温箱内壁上用于夹持采集器外壳的固定夹、通过软管连接采集器样品进口的取样三通阀、通过软管连接采集器样品出口的出样三通阀，所述取样三通阀的一个接口通过软管连接清洗管排，另一个接口连接延伸至恒温箱外用于取样的软管，所述出样三通阀的一个接口通过软管连接清洗管排，另一个接口连接延伸至恒温箱外用于出样的软管，所述清洗管排的进水口通过管道连接清洁泵；
所述采集器的外壳为圆柱形中空结构，所述外壳一端设有端盖，另一端由后盖密封，所述外壳内设有活塞，所述活塞后端与推杆一端连接，所述后盖中心设有导向孔，所述推杆的另一端由导向孔伸出外壳外并与推柄连接，所述端盖上设有废液出口，所述废液出口通过密封盖密封，所述外壳靠近前端位置设有隔板，所述隔板为网格状板，所述隔板上固定有第一过滤膜，所述隔板两侧的外壳上均设有凸出的样品口，所述活塞上固定有海绵层，所述支架上的夹子夹持推杆，所述外壳的轴线与电动缸伸缩杆的轴线平行。
所述恒温箱的底部设有一个标本室、以及与取样机构数量相同的取样室，每个所述用于取样的软管均延伸至其中一个取样室内，每个所述用于出样的软管均延伸至标本室内，所述采集器的废液出口下方设有放置恒温箱底部的废液收集槽。
所述恒温箱内设有温度传感器以及用于加热或降温的温控机构，所述温度传感器输出信号至系统的控制器，所述控制器输出控制信号至温控机构。
所述控制器通过信号线连接清洁泵，所述控制器通过信号线连接组取样机构的电动缸、取样三通阀、出样三通阀，所述恒温箱的外表面设有触控屏、摄像头和扬声器，所述触控屏、摄像头和扬声器均通过信号线连接控制器。
所述隔板朝向后盖一侧也设有海绵层，所述海绵层内填充有用于预处理所采集样品的溶液。
所述端盖为网格状板，所述第一过滤膜固定在朝向后盖一侧的隔板上，所述隔板上的海绵层固定在第一过滤膜上，所述端盖朝向隔板一侧设有第二过滤膜，所述第一过滤膜的孔隙大于第二过滤膜的孔隙。
基于所述智能生物标本安全采集处理系统的控制方法：
取样控制方法：
步骤1、触发开始取样信号后，扬声器发出提示声音；
步骤2、触发执行取样信号后，取样三通阀使样品进口与用于取样的软管连通；
步骤3、驱动电动缸上拉推杆设定行程；
出样控制方法：
步骤1、触发出样信号后，扬声器发出提示声音；
步骤2、触发执行出样信号后，取样三通阀使样品进口为密封状态，出样三通阀使样品出口与用于出样的软管连通；
步骤4、驱动电动缸下推推杆设定行程。
还包括软管清洁控制方法：
步骤1、将用于取样的软管从样品进口上拔下来，并将该软管端部放置到废液收集槽内，将用于出样的软管从样品出口上拔下来，并将该软管端部放置到废液收集槽内；
步骤2、在每个取样室和标本室内放置一个清洗杯，将该取样室和标本室内的软管的端部放置到清洗杯内；
步骤3、清洗杯和废液收集槽内倒入清洗液；
步骤4、启动清洗泵将清洗杯和废液收集槽内清洗液吸出；
步骤5、返回步骤3循环设定次数。
本发明的优点在于自动化程度高，医务人员不需要与患者接触就能完成样品获取，样品会在系统内进行处理，并对病毒灭活，这样后续的化验检测工作也不会对外造成污染、传染。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为智能生物标本安全采集处理系统原理图；
图2为智能生物标本安全采集处理系统配套使用的采集器结构示意图；
上述图中的标记均为：1、推柄；2、推杆；3、活塞；4、海绵层；5、第一过滤膜；6、隔板；7、第二过滤膜；8、端盖；9、废液杯；10、废液出口；11、样品出口；12、样品进口；13、外壳；14、导向孔；15、后盖；16、密封盖；17、恒温箱；18、废液收集槽；19、固定夹；20、电动缸；21、取样室；22、清洗管排；23、清洗泵；24、标本室；25、取样三通阀；26、出样三通阀。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
智能生物标本安全采集处理系统设有恒温箱17，恒温箱17为一个密封的箱体，箱体壁内填充由保温层，恒温箱17内设有温度传感器以及用于加热或降温的温控机构，构成了一个能够保持箱体内温度维持在设定温度的机构，温度传感器输出信号至系统的控制器，控制器输出控制信号至温控机构，通过控制器获取箱内温度，并控制温控机构发热或降温，这样可以为样品提供恒温保存环境。恒温箱17的一侧设有箱门，箱门开口尺寸较大，这样方便工作人员区放采集器。
恒温箱17内设有至少一组取样机构，取样机构用于独立的采集一组样品，每组取样机构的结构相同，并排固定在恒温箱17内，取样机构的数量可以根据恒温箱17的尺寸设计，如图1所示，取样机构设有固定在恒温箱17顶部的电动缸20，电动缸20的本体固定在恒温箱17外，伸缩杆竖直延伸到恒温箱17内部，伸缩杆上固定有支架，支架上设有用于夹持采集器推杆2的夹子，采集器的外壳13的轴线与电动缸20伸缩杆的轴线平行，这样当夹子夹持推杆2后，能够通过电动缸20驱动推杆2上下活动，实现取样和出样。
恒温箱17内壁上还设有固定夹19，固定夹19用于夹持采样器的外壳13，每个取样结构设有一个出样三通阀26和一个取样三通阀25，两个阀门均为电磁阀，能够通过控制器驱动电磁阀的导通状态，取样三通阀25的三个接口分布通过软管连接采集器样品进口12、通过软管连接清洗管排22、连接延伸至恒温箱17外用于取样的软管，出样三通阀26的三个接口分布通过软管连接采集器样品出口11、通过软管连接清洗管排22、连接延伸至恒温箱17外用于出样的软管。清洗管排22为一个具有多个接口的管路，清洗管排22的进水口通过管道连接清洁泵，通过清洁泵进行泵水，可以让清洗剂通过软管和电磁阀，对软管和电磁阀的内壁进行清洗处理，避免对下次采用造成干扰影响，也能避免病毒扩散。
恒温箱17的底部设有一个标本室24、以及与取样机构数量相同的取样室21，每个用于取样的软管均延伸至其中一个取样室21内，每个用于出样的软管均延伸至标本室24内，采集器的废液出口10下方设有放置恒温箱17底部的废液收集槽18，废液出口10通过密封盖16密封，当需要排出取样器内废液时，只需要摘下密封盖16，驱动电动缸20下推，则能够将取样器内剩余废液排至废液收集槽18。每个取样室21的室门可以进行编号，或者用不同的颜色区分，方便患者自己根据提示打开相应的室门，利用内壁的软管抽取样品，无需医务人员操作，标本室24的软管数量较多，可以在每个软管上贴上一个标记，标记上数字，方便医务人员或患者自己将相应软管内的样品排入到准备好的容器内。
整个系统可以通过控制器通过信号线连接清洁泵，控制器通过信号线连接组取样机构的电动缸20、取样三通阀25、出样三通阀26，可以控制整个系统工作，恒温箱17的外表面设有触控屏、摄像头和扬声器，触控屏、摄像头和扬声器均通过信号线连接控制器，触控屏可以用于操作触发相关信号，摄像头可以进行远程观察，扬声器可以发出提示声音。
如图2所示，采集器具有圆柱形外壳13一端设有端盖8，另一端由后盖15密封，外壳13内设有活塞3，活塞3后端与推杆2一端连接，后盖15中心设有导向孔14，推杆2的另一端由导向孔14伸出外壳13外并与推柄1连接，端盖8上设有废液出口10，构成类似注射器的结构。
废液出口10包括连接罩和出液口，连接罩一面为开口侧，另一面与出液口连接，连接罩的开口侧的边缘固定在外壳13上，废液出口10外一圈卡扣结构，卡扣结构上套有废液杯9。
外壳13靠近前端位置设有隔板6，隔板6上固定有第一过滤膜5，第一过滤膜5的孔隙不能让大分子病毒通过，而能够让分解的小分子通过，隔板6两侧的外壳13上均设有凸出的样品口，位于隔板6和端板之间的外壳13上的样品口为用于排出液体的样品出口11，另一个样品口为吸入液体的样品进口12，废液出口10、样品出口11和样品进口12上均设有密封盖16，样品出口11和样品进口12均配有当取下密封盖16时连接的橡胶软管，密封盖16优选螺纹盖结构，能够在推杆2下压时避免脱离，也能保证气密性。
活塞3上固定有海绵层4，隔板6朝向后盖15一侧也设有海绵层4，隔板6上的海绵层4厚度小于活塞3上的海绵层4厚度，活塞3上的海绵层4内填充有用于预处理所采集样品的预处理溶液，预处理溶液根据样品的类型而定，隔板6和端盖8为网格状板，第一过滤膜5固定在朝向后盖15一侧的隔板6上，端盖8朝向隔板6一侧设有第二过滤膜7，这样能够使隔板6和端盖8支撑过滤膜，避免过滤膜脱落。第一过滤膜5的孔隙大于第二过滤膜7的孔隙，第二过滤膜7仅能供水分子通过，让分解的病毒也不能通过，留在处理器内，等待以后对医疗废弃物统一处理。
推杆2上设有卡槽，卡槽内嵌入有可选择插入或拔出的插片，当插片插入到卡槽时作为推杆2推入到外壳13内行程的限位机构，当插片接触后盖15时，两个海绵层4之间具有间隙，避免操作，推动推杆2挤出海绵层4内的预处理溶液。
将采集器安装到恒温箱17内时，取下密封盖，将对应的软管插入到样品出口11和样品进口12上，使用固定夹19夹持住外壳13，在用夹子夹住推杆2，取下插片。这样的操作方式，第一过滤膜不能让大分子的病毒通过，只能在病毒灭活分解成小分子后通过，这样就能避免污染；当从取样区域出来后，输出的液体不会携带获得病毒，而第二过滤膜只能滤出水分子，其他有毒有害的杂质会留在采集器内。
基于上述智能生物标本安全采集处理系统的控制方法：
取样控制方法：
步骤1、按压触控屏上显示的某个按键，触发开始取样信号后，扬声器发出提示声音，例如提示音为打开第二个取样室21，并放入小杯，将软管放入小杯；
步骤2、用户放置好后，再次按压触控屏上显示的某个按键，触发执行取样信号后，取样三通阀25使样品进口12与用于取样的软管连通；
步骤3、驱动电动缸20上拉推杆2设定行程，利用取样器吸取定量样品；
之后可以再提示取走小杯，再将具有清洁剂的小杯放入取样室21，将软管放入小杯；
出样控制方法：
步骤1、按压触控屏上显示的某个按键，触发出样信号后，扬声器发出提示声音，例如提示音为出样软管为2号软管；
步骤2、按压触控屏上显示的某个按键，触发执行出样信号后，取样三通阀25使样品进口12为密封状态，出样三通阀26使样品出口11与用于出样的软管连通，工作人员需要将取样室21内的二号软管放入到预设的小杯内；
步骤4、驱动电动缸20下推推杆2设定行程。
上述取样控制方法和出样控制方法，完成一个取样机构的取样和出样的自动化操控流程，其他取样机构均按照此方法控制。
为了避免污染，系统还设有软管清洁控制方法：
步骤1、将用于取样的软管从样品进口12上拔下来，并将该软管端部放置到废液收集槽18内，将用于出样的软管从样品出口11上拔下来，并将该软管端部放置到废液收集槽18内；
步骤2、在每个取样室21和标本室24内放置一个清洗杯，将该取样室21和标本室24内的软管的端部放置到清洗杯内；
步骤3、清洗杯和废液收集槽18内倒入清洗液；
步骤4、启动清洗泵23将清洗杯和废液收集槽18内清洗液吸出；
步骤5、返回步骤3循环设定次数。
进行多次冲洗，能够保证软管内部的洁净，对下次采集造成的影响降到最低。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种智能生物标本安全采集处理系统，其特征在于：系统设有恒温箱，所述恒温箱内设有至少一组取样机构；
所述取样机构包括固定在恒温箱顶部的电动缸、位于恒温箱内部连接电动缸伸缩杆的支架、固定在支架上的夹子、采集器、固定在恒温箱内壁上用于夹持采集器外壳的固定夹、通过软管连接采集器样品进口的取样三通阀、通过软管连接采集器样品出口的出样三通阀，所述取样三通阀的一个接口通过软管连接清洗管排，另一个接口连接延伸至恒温箱外用于取样的软管，所述出样三通阀的一个接口通过软管连接清洗管排，另一个接口连接延伸至恒温箱外用于出样的软管，所述清洗管排的进水口通过管道连接清洁泵；
所述采集器的外壳为圆柱形中空结构，所述外壳一端设有端盖，另一端由后盖密封，所述外壳内设有活塞，所述活塞后端与推杆一端连接，所述后盖中心设有导向孔，所述推杆的另一端由导向孔伸出外壳外并与推柄连接，所述端盖上设有废液出口，所述废液出口通过密封盖密封，所述外壳靠近前端位置设有隔板，所述隔板为网格状板，所述隔板上固定有第一过滤膜，所述隔板两侧的外壳上均设有凸出的样品口，所述活塞上固定有海绵层，所述支架上的夹子夹持推杆，所述外壳的轴线与电动缸伸缩杆的轴线平行。
2.根据权利要求1所述的智能生物标本安全采集处理系统，其特征在于：所述恒温箱的底部设有一个标本室、以及与取样机构数量相同的取样室，每个所述用于取样的软管均延伸至其中一个取样室内，每个所述用于出样的软管均延伸至标本室内，所述采集器的废液出口下方设有放置恒温箱底部的废液收集槽。
3.根据权利要求2所述的智能生物标本安全采集处理系统，其特征在于：所述恒温箱内设有温度传感器以及用于加热或降温的温控机构，所述温度传感器输出信号至系统的控制器，所述控制器输出控制信号至温控机构。
4.根据权利要求3所述的智能生物标本安全采集处理系统，其特征在于：所述控制器通过信号线连接清洁泵，所述控制器通过信号线连接组取样机构的电动缸、取样三通阀、出样三通阀，所述恒温箱的外表面设有触控屏、摄像头和扬声器，所述触控屏、摄像头和扬声器均通过信号线连接控制器。
5.根据权利要求1-4中任一所述的智能生物标本安全采集处理系统，其特征在于：所述隔板朝向后盖一侧也设有海绵层，所述海绵层内填充有用于预处理所采集样品的溶液。
6.根据权利要求5所述的智能生物标本安全采集处理系统，其特征在于：所述端盖为网格状板，所述第一过滤膜固定在朝向后盖一侧的隔板上，所述隔板上的海绵层固定在第一过滤膜上，所述端盖朝向隔板一侧设有第二过滤膜，所述第一过滤膜的孔隙大于第二过滤膜的孔隙。
7.基于权利要求1-6中任一所述智能生物标本安全采集处理系统的控制方法，其特征在于：
取样控制方法：
步骤1、触发开始取样信号后，扬声器发出提示声音；
步骤2、触发执行取样信号后，取样三通阀使样品进口与用于取样的软管连通；
步骤3、驱动电动缸上拉推杆设定行程；
出样控制方法：
步骤1、触发出样信号后，扬声器发出提示声音；
步骤2、触发执行出样信号后，取样三通阀使样品进口为密封状态，出样三通阀使样品出口与用于出样的软管连通；
步骤4、驱动电动缸下推推杆设定行程。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：还包括软管清洁控制方法：
步骤1、将用于取样的软管从样品进口上拔下来，并将该软管端部放置到废液收集槽内，将用于出样的软管从样品出口上拔下来，并将该软管端部放置到废液收集槽内；
步骤2、在每个取样室和标本室内放置一个清洗杯，将该取样室和标本室内的软管的端部放置到清洗杯内；
步骤3、清洗杯和废液收集槽内倒入清洗液；
步骤4、启动清洗泵将清洗杯和废液收集槽内清洗液吸出；
步骤5、返回步骤3循环设定次数。
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