CN112205983B - 一种结合网络技术的智能生物识别自动化采血系统 - Google Patents

Abstract

一种结合网络技术的智能生物识别自动化采血系统，包括：智能生物识别装置、自动化采血装置；智能生物识别装置，包括：摄像头、生物射频传感器、TypeB非接触IC卡读卡器、信息数字化存储器、条码打印机；摄像头、生物射频传感器、TypeB非接触IC卡读卡器采集身份信息存储到数字化存储器，条码打印机用于打印出带有身份信息的采血卡；自动化采血装置，包括：全自动采血臂、采血针伸缩缸、采血针夹持装置、采血针存储仓自动上料装置、采血卡夹持装置、采血卡存储装置，采血辅助装置、电机、控制装置。本发明保证被检者身份信息的准确，减少医务人员的工作量和职业暴露风险，提供一种采供血者之间无接触式采血的自助模式，可以构建大规模智慧医疗及DNA数据库。

Description

一种结合网络技术的智能生物识别自动化采血系统

【技术领域】

本发明属于智慧医疗的技术领域，具体是指一种结合网络技术的智能生物识别自动化采血系统。

【背景技术】

医务人员在对患者进行身体的检查诊断时，经常需要对患者的血液进行检测，以获取患者的各种生化、免疫、病理等指标，指导医生做出正确判断。而手指末梢采血法是目前临床上使用最广的末梢采血方法，主要用于小儿采血、血液常规检查。目前，指血的采集主要还是采用传动的手工血液采集方式，即：每一名医务人员对一位患者进行血液采集，当需要采集指血的患者较多，采集血样的数量较大时，医务人员的工作负担会成倍的增加，造成医务人员的疲劳工作，可能导致医务人员被采血锐器造成穿刺伤，增加职业暴露风险。在临床疾病诊疗及科学研究方面，尤其在公安司法机关、医学科研机构及生物技术公司针对特定地区、特定群体建立大规模刑事侦查型、科研型或消费型DNA数据库时，生物样本(如血液)采集工作是重要的环节，其操作过程的标准化对检验检测工作的质量控制具有极其重要的作用。生物样本采集工作包括目标人群或群体的选择、筛选甄别方案的设计、生物检材的获取以及采集工作现场人员疏导和指引，均需要投入大量的人力、物力。在某些特殊情况下，如一旦发生重特大公共安全事件要求人群避免聚集，要求由个人能够独立自助完成个人信息的识别以及生物检材的获取，需要提供一种能够保证生物检材提供者和采集者双方的个人防护安全，减少密切接触的采血方式。

采用全自动采血装置也可以减少目前手工采血法造成的采血量不一致、采血不标准、采血深浅不一致，易受到人为挤压和组织液混入以及环境温度等不利因素的影响，既利于保证生物检材质量的标准化，又可以保证检验结果的准确。

随着互联网+时代的到来，移动支付、共享出行、智慧安防、智慧医疗等应用场景对身份验证和安全保障提出了更高要求，生物识别以其便捷性和唯一性成为重要研究和应用发展方向。生物识别技术指通过获取和分析人体的身体和行为特征来实现个人的身份的自动鉴别，包括人脸识别、指纹识别、虹膜识别、声纹识别、指静脉识别及步态识别等。现代信息社会对精准识别的需求，需要更加不可替代的生物体特征。

因此，需要一种将自动身份生物识别与自动化采血平台联合的采集系统，既可以为大规模群体的临床医疗检测工作提供非接触式生物检材采集的自助模式，也可以保证生物检材采集操作流程的标准化与检验检测结果的质量控制。通过5G网络可以联合多个自动化采血系统和身份识别终端，实现身份数据和检测数据的实时上传与检索匹配，为构建大规模智慧医疗数据库和人类群体DNA遗传信息数据库提供强有力的保障。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种结合网络技术的智能生物识别自动化采血系统，可以保证被检者身份信息的准确识别，又可以减少医务人员的工作量和职业暴露风险，既可以为大规模群体的临床检测工作提供非接触式生物检材采集的自助模式，也可以为构建大规模智慧医疗数据库和人类群体DNA遗传信息数据库提供强有力的保障。

本发明是这样实现的：

一种结合网络技术的智能生物识别自动化采血系统，包括：智能生物识别装置、自动化采血装置；

所述智能生物识别装置，包括：摄像头、生物射频传感器、TypeB非接触IC卡读卡器、信息数字化存储器、条码打印机；所述摄像头、生物射频传感器、TypeB非接触IC卡读卡器均分别连接到所述信息数字化存储器，所述信息数字化存储器连接所述条码打印机，所述条码打印机用于打印出带有身份信息的采血卡；

所述自动化采血装置，包括：全自动采血臂、采血针伸缩缸、采血针夹持装置、采血针存储仓自动上料装置、采血卡夹持装置、采血卡存储装置，采血辅助装置、电机、控制装置；

所述全自动采血臂、所述采血卡夹持装置和所述采血辅助装置均通过所述电机分别连接到所述控制装置；所述全自动采血臂的底部固定连接所述采血针伸缩缸，所述采血针伸缩缸底部固定连接所述采血针夹持装置；所述采血针存储仓自动上料装置，用于存放采血针；所述采血卡存储装置，用于存放采血后的采血卡；所述采血辅助装置设置于采血区的位置；

所述全自动采血臂接收所述控制装置发来的“开始采样-采血”信号，转动至所述采血针存储仓自动上料装置处，所述全自动采血臂底部的所述采血针伸缩缸驱动所述采血针夹持装置夹取所述采血针，然后转动至采血区的位置，当所述全自动采血臂上的所述采血针伸缩缸接收到所述控制装置发来的“开始采血”信号后，所述采血针伸缩缸驱动所述采血针对手指进行伸出刺破后收回，然后，所述全自动采血臂转动至废弃箱上方，所述采血针夹持装置松开将所述采血针抛弃至废弃箱内，所述全自动采血臂回到初始位置；

装有采血卡的所述采血卡夹持装置接收到所述控制装置发来的“开始采样-取血”信号，转动至采血区上方，在手指穿刺部位停留3-5秒，手指穿刺部位血液转移到采血卡滤纸上，所述采血卡夹持装置带动采血卡离开采血区，转动至所述采血卡存储装置上方，将采血卡放入所述采血卡存储装置后，所述采血卡夹持装置回到初始位置；

采血区的所述采血辅助装置，包括：检测传感器、气囊、连动杆、挤压块、充气泵；所述检测传感器、所述连动杆、所述充气泵均连接到所述控制装置；所述气囊位于手指(通常为右手无名指)第二指节处，所述挤压块位于手指(通常为右手无名指)第一指节处，所述挤压块连接所述连动杆；当所述检测传感器检测到手指到位后，通过所述控制装置发送“开始充气”信号给所述充气泵，所述充气泵开始给所述气囊充气，使手指第二指节固定于所述气囊处，同时左右挤压块在所述连动杆的作用下，固定手指第一指节；当采血完毕，所述挤压块在所述连动杆的作用下，离开手指第一指节，所述检测传感器发送“开始放气”信号给充气泵，所述气囊放气，手指离开采血区。

进一步地，还包括：消毒液罐，所述消毒液罐通过所述电机连接到所述控制装置；当所述消毒液罐接收到所述控制装置发来的“开始消毒”信号，在所述电机的作用下到达采血区，采用一第一压力泵将所述消毒液罐内的消毒液输送至所述消毒液罐喷嘴，该喷嘴喷出消毒液用于手指穿刺部位的消毒，然后，所述消毒液罐回到原位置。

进一步地，还包括：空气滤芯，所述空气滤芯通过所述电机连接到所述控制装置；当所述空气滤芯接收到所述控制装置发来的“开始清洁”信号，在所述电机的作用下到达采血区，采用空气泵将外界空气经过所述空气滤芯输送至所述空气滤芯喷嘴，该喷嘴喷出清洁气体用于手指穿刺部位清洁，持续3-5秒后，所述空气滤芯回到原位置。

进一步地，还包括：止血胶容器，所述止血胶容器通过电机连接到所述控制装置；当所述止血胶容器接收到所述控制装置发来的“开始止血”信号，在所述电机作用下到达采血区，采用一第二压力泵将所述止血胶容器内的止血胶输送至所述止血胶容器喷嘴，该喷嘴喷出的止血胶用于手指穿刺部位止血，然后，所述止血胶容器回到原位置。

本发明的优点在于：本发明采用全自动采血模式，可以减少人为及环境的影响，使采血更加标准规范，被检人可以将采血部位(指尖)放入采血仪器主体内，根据程序设置控制组件对采血部位进行局部消毒，控制针头对采血部位进行自动采血，在无痛感的情况下即可全自动完成采血工作，并且自动完成针头、FTA采血卡等一次性耗材的更换，采血完毕后提供止血胶防止伤口感染。联合自动身份生物识别系统可以对被采血者的身份信息进行读取采集，与数据库中信息进行比对，既可以保证被检者身份信息的准确识别，又可以减轻医务人员的工作量，降低工作难度，减少职业暴露风险。将自动身份生物识别系统与自动化采血平台联合的生物识别及生物检材采集模式，既可以为大规模群体的临床医疗检测工作提供非接触式生物检材采集的自助模式，也可以保证生物检材采集操作流程的标准化与检验检测结果的质量控制。

本发明将自动身份生物识别系统与全自动采血系统通过5G网络技术进行连接，形成一个完整的个人身份信息识别与生物检材采集的自动化工作平台。基于各个基层社区卫生服务机构投放的全自动采血装置以及身份识别终端，将生物检材提供者的身份信息识别后通过信息数字化存储系统转化为数字信号，经过5G网络上传至本地服务器，全自动采血装置采集的生物检材由人员运输至专门实验室进行检验检测，检验检测的结果由计算机通过5G网络上传至本地服务器，与生物提供者身份信息相对应。本发明为构建大规模智慧医疗数据库以及大规模群体遗传信息数据库提供具有可操作性的运行模式。

本发明采用多个模块联动的自动化操作手段，可以精确对手指进行穿刺，实现自动穿刺、自动血样采集与血样独立保存，具有操作准确、采血快速、便于标准化操作流程，采样过程安全卫生，防止交叉污染。

本发明将用于建立大容量人类DNA遗传信息数据库，准确识别录入个人身份信息，将生物识别技术中人脸、指纹以及DNA数据信息精准对接。

本发明在5G网络技术下，基于智慧生物识别技术采集人类生物特征信息的模式与自动化生物检材提取相结合，构建全自动大容量人类DNA遗传基因信息数据库。采集个人身份信息、生物特征与DNA遗传信息数据，为构建完善、精准的人类DNA遗传信息数据库提供有力支持。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明中的智能生物识别装置的结构示意图。

图2是本发明中的自动化采血装置的结构示意图。

图3是本发明中的采血针和针帽的结构示意图。

图4是本发明的工作流程示意图。

【具体实施方式】

如图1至图3所示，一种结合网络技术的智能生物识别自动化采血系统，包括智能生物识别装置100、自动化采血装置200。

智能生物识别装置100，包括：摄像头101、生物射频传感器102、TypeB非接触IC卡103、信息数字化存储模块104、条码打印机模块105。摄像头101、生物射频传感器102、TypeB非接触IC卡103均分别连接到信息数字化存储模块104，信息数字化存储模块104连接条码打印机模块105，条码打印机模块105用于打印出带有身份信息的采血卡；

自动化采血装置200，包括：全自动采血臂201、采血针伸缩缸202、采血针夹持装置203、采血针存储仓自动上料装置204、采血卡夹持装置205、采血卡存储装置206，采血辅助装置207、电机208、控制装置(图未示)、消毒液罐210、空气滤芯211、止血胶容器212。

全自动采血臂201、采血卡夹持装置205和采血辅助装置207均通过电机208分别连接到控制装置；全自动采血臂201的底部固定连接采血针伸缩缸202，采血针伸缩缸202底部固定连接采血针夹持装置203；采血针存储仓自动上料装置204，用于存放采血针241；采血卡存储装置206，用于存放采血后的采血卡；采血辅助装置207设置于采血区的位置。

采血辅助装置207，包括：检测传感器271、气囊272、连动杆273、挤压块274、充气泵275；检测传感器271、连动杆273、充气泵275均连接到控制装置；气囊272位于手指第二指节处，挤压块274位于手指第一指节处，挤压块274连接连动杆273。

工作过程(请参图图4所示)：

一、身份识别过程：

被检者持本人居民身份证置于本发明系统的智能生物识别装置100，通过居民身份证内置的非接触式IC卡智能芯片读取被检人个人信息，在显示屏上确认个人身份信息，在操控台按“确认”键激活身份识别操控系统，个人信息输入信息数字化存储模块104；

被检者根据操作系统提示“指纹采集”信号，将左、右手食指放入生物射频传感器102的指纹读取模块，食指第一指节指腹放置于生物射频传感器102的指纹读取模块上，轻按压获得被检者左、右手食指生物射频信号，输入信息数字化存储模块104；

被检者根据操作系统提示“人像采集”信号，双眼直视显示屏上标记区域，由操作系统正前方、左上方和右上方三个CCD摄像头101对被检者的头面部人像进行拍摄，拍摄照片输入信息数字化存储模块104；

被检者根据操作系统提示“采血卡打印”信号，在操控台按“确认”键激活信息数字化存储模块104和条码打印机模块105，信息数字化存储模块104将输入的被检者个人身份信息、指纹生物射频信号和头面部人像转化成二维码或条形码图像，传输给条码打印机模块105。

采血卡300从采血卡仓301通过传送带进入条码打印机模块105，条码打印机模块105将携带被检者身份信息的二维码或条形码图像打印在采血卡300上，自动化采血装置200的采血卡夹持装置205夹取采血卡300，等待系统命令进入下一步操作。

二、血样采集过程：

首先将手掌平铺，手心向上，将待采血手指(通常为右手无名指)放入采血区的气囊272中，检测传感器271检测到手指到位后，通过控制装置发送“开始充气”信号给充气泵275，充气泵275开始给气囊272充气，使手指第二指节固定于气囊272处，同时左右挤压块274在连动杆273的作用下，固定手指第一指节；

消毒液罐210接收到控制装置发来的“开始消毒”信号，在电机208的作用下到达采血区，采用一第一压力泵将消毒液罐210内的消毒液输送至消毒液罐210的喷嘴，该喷嘴喷出消毒液用于手指穿刺采血部位的消毒，然后，消毒液罐210回到原位置；

空气滤芯211接收到控制装置发来的“开始清洁”信号，在电机208的作用下到达采血区，采用空气泵将外界空气经过空气滤芯211输送至空气滤芯211的喷嘴，该喷嘴喷出清洁气体用于采血部位清洁以及吹干消毒液，持续3-5秒后，空气滤芯211回到原位置。

全自动采血臂201接收控制装置发来的“开始采样-采血”信号，转动至采血针存储仓自动上料装置204处，全自动采血臂201底部的采血针伸缩缸202驱动采血针夹持装置203夹取采血针存储仓自动上料装置204内的采血针241，然后转动至采血区的位置，采血针针帽242停留在采血针存储仓自动上料装置204处。当全自动采血臂201上的采血针伸缩缸202接收到控制装置发来的“开始采血”信号后，采血针伸缩缸202驱动采血针241下降至手指第一指节指腹皮肤处，采血针241内置弹簧片2411感受到穿刺部位皮肤阻力，激发采血针241内置三棱针2412对穿刺部位皮肤进行伸出刺破后收回，然后，全自动采血臂201转动至废弃箱上方，采血针夹持装置203松开将采血针241抛弃至废弃箱内，全自动采血臂201回到初始位置；

装有采血卡300的采血卡夹持装置205接收到控制装置发来的“开始采样-取血”信号，转动至采血区上方，在手指穿刺部位上方停留3-5秒，穿刺部位血液转移到采血卡滤纸上，采血卡夹持装置205带动采血卡251离开采血区，转动至采血卡存储装置206上方，将采血卡251放入采血卡存储装置206后，采血卡夹持装置205回到初始位置；

当采血完毕，挤压块274在连动杆273的作用下，离开手指第一指节，检测传感器271发送“开始放气”信号给充气泵275，气囊272放气，止血胶容器212接收到控制装置发来的“开始止血”信号，在电机208作用下到达采血区，采用一第二压力泵将止血胶容器212内的止血胶输送至止血胶容器212的喷嘴，该喷嘴喷出的止血胶用于手指穿刺部位止血，然后，止血胶容器212回到原位置。手指离开采血区。

血样采集过程结束。

本发明将自动身份生物识别系统与全自动采血系统通过5G网络技术进行连接，形成一个完整的个人身份信息识别与生物检材采集的自动化工作平台。采用多个模块联动的自动化操作手段，可以精确对手指进行穿刺，实现自动穿刺、自动血样采集与血样独立保存，具有操作准确、采血快速、便于标准化操作流程，采样过程安全卫生，防止交叉污染，易于独立操作，减少采供者双方接触。

以上所述仅为本发明的较佳实施用例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种结合网络技术的智能生物识别自动化采血系统，其特征在于：包括：智能生物识别装置、自动化采血装置；

所述智能生物识别装置，包括：摄像头、生物射频传感器、TypeB非接触IC卡读卡器、信息数字化存储器、条码打印机；所述摄像头、生物射频传感器、TypeB非接触IC卡读卡器均分别连接到所述信息数字化存储器，所述信息数字化存储器连接所述条码打印机，所述条码打印机用于打印出带有身份信息的采血卡；

所述自动化采血装置，包括：全自动采血臂、采血针伸缩缸、采血针夹持装置、采血针存储仓自动上料装置、采血卡夹持装置、采血卡存储装置，采血辅助装置、电机、控制装置；

所述全自动采血臂、所述采血卡夹持装置和所述采血辅助装置均通过所述电机分别连接到所述控制装置；所述全自动采血臂的底部固定连接所述采血针伸缩缸，所述采血针伸缩缸底部固定连接所述采血针夹持装置；所述采血针存储仓自动上料装置，用于存放采血针；所述采血卡存储装置，用于存放采血后的采血卡；所述采血辅助装置设置于采血区的位置；

所述全自动采血臂接收所述控制装置发来的“开始采样-采血”信号，转动至所述采血针存储仓自动上料装置处，所述全自动采血臂底部的所述采血针伸缩缸驱动所述采血针夹持装置夹取所述采血针，然后转动至采血区的位置，当所述全自动采血臂上的所述采血针伸缩缸接收到所述控制装置发来的“开始采血”信号后，所述采血针伸缩缸驱动所述采血针对手指进行伸出刺破后收回，然后，所述全自动采血臂转动至废弃箱上方，所述采血针夹持装置松开将所述采血针抛弃至废弃箱内，所述全自动采血臂回到初始位置；

装有采血卡的所述采血卡夹持装置接收到所述控制装置发来的“开始采样-取血”信号，转动至采血区上方，在手指穿刺部位停留3-5秒，手指穿刺部位血液转移到采血卡滤纸上，所述采血卡夹持装置带动采血卡离开采血区，转动至采血卡存储装置上方，将采血卡放入所述采血卡存储装置后，所述采血卡夹持装置回到初始位置；

采血区的所述采血辅助装置，包括：检测传感器、气囊、连动杆、挤压块、充气泵；所述检测传感器、所述连动杆、所述充气泵均连接到所述控制装置；所述气囊位于手指第二指节处，所述挤压块位于手指第一指节处，所述挤压块连接所述连动杆；当所述检测传感器检测到手指到位后，通过所述控制装置发送“开始充气”信号给所述充气泵，所述充气泵开始给所述气囊充气，使手指第二指节固定于所述气囊处，同时左右挤压块在所述连动杆的作用下，固定手指第一指节；当采血完毕，所述挤压块在所述连动杆的作用下，离开手指第一指节，所述检测传感器发送“开始放气”信号给充气泵，所述气囊放气，手指离开采血区；

还包括：消毒液罐，所述消毒液罐通过所述电机连接到所述控制装置；当所述消毒液罐接收到所述控制装置发来的“开始消毒”信号，在所述电机的作用下到达采血区，采用一第一压力泵将所述消毒液罐内的消毒液输送至所述消毒液罐喷嘴，该喷嘴喷出消毒液用于手指穿刺部位的消毒，然后，所述消毒液罐回到原位置；

还包括：空气滤芯，所述空气滤芯通过所述电机连接到所述控制装置；当所述空气滤芯接收到所述控制装置发来的“开始清洁”信号，在所述电机的作用下到达采血区，采用空气泵将外界空气经过所述空气滤芯输送至所述空气滤芯喷嘴，该喷嘴喷出清洁气体用于手指穿刺部位的清洁，持续3-5秒后，所述空气滤芯回到原位置；

还包括：止血胶容器，所述止血胶容器通过电机连接到所述控制装置；当所述止血胶容器接收到所述控制装置发来的“开始止血”信号，在所述电机作用下到达采血区，采用一第二压力泵将所述止血胶容器内的止血胶输送至所述止血胶容器喷嘴，该喷嘴喷出的止血胶用于手指穿刺部位止血，然后，所述止血胶容器回到原位置；

血样采集过程：

首先将手掌平铺，手心向上，将待采血手指放入采血区的气囊中，检测传感器检测到手指到位后，通过控制装置发送“开始充气”信号给充气泵，充气泵开始给气囊充气，使手指第二指节固定于气囊处，同时左右挤压块在连动杆的作用下，固定手指第一指节；

消毒液罐接收到控制装置发来的“开始消毒”信号，在电机的作用下到达采血区，采用一第一压力泵将消毒液罐内的消毒液输送至消毒液罐的喷嘴，该喷嘴喷出消毒液用于手指穿刺采血部位的消毒，然后，消毒液罐回到原位置；

空气滤芯接收到控制装置发来的“开始清洁”信号，在电机的作用下到达采血区，采用空气泵将外界空气经过空气滤芯输送至空气滤芯的喷嘴，该喷嘴喷出清洁气体用于采血部位清洁以及吹干消毒液，持续3-5秒后，空气滤芯回到原位置；

全自动采血臂接收控制装置发来的“开始采样-采血”信号，转动至采血针存储仓自动上料装置处，全自动采血臂底部的采血针伸缩缸驱动采血针夹持装置夹取采血针存储仓自动上料装置内的采血针，然后转动至采血区的位置，采血针针帽停留在采血针存储仓自动上料装置处；

当全自动采血臂上的采血针伸缩缸接收到控制装置发来的“开始采血”信号后，所述采血针伸缩缸驱动所述采血针对手指进行伸出刺破后收回，然后，全自动采血臂转动至废弃箱上方，采血针夹持装置松开将采血针抛弃至废弃箱内，全自动采血臂回到初始位置；

装有采血卡的采血卡夹持装置接收到控制装置发来的“开始采样-取血”信号，转动至采血区上方，在手指穿刺部位上方停留3-5秒，穿刺部位血液转移到采血卡滤纸上，采血卡夹持装置带动采血卡离开采血区，转动至采血卡存储装置上方，将采血卡放入采血卡存储装置后，采血卡夹持装置回到初始位置；

当采血完毕，挤压块在连动杆的作用下，离开手指第一指节，检测传感器发送“开始放气”信号给充气泵，气囊放气，止血胶容器接收到控制装置发来的“开始止血”信号，在电机作用下到达采血区，采用一第二压力泵将止血胶容器内的止血胶输送至止血胶容器的喷嘴，该喷嘴喷出的止血胶用于手指穿刺部位止血，然后，止血胶容器回到原位置，手指离开采血区；

血样采集过程结束。