CN113633492A - 一种鼻咽拭子采集器 - Google Patents

Abstract

一种鼻咽拭子采集器，包括隔离舱，所述隔离舱内设置有采集箱体，所述采集箱体上设置内置有微处理器的显示屏和带有识别器的机械手，所述显示屏的前方向上倾斜地设置有可调节高度的头部固定架；所述隔离舱内设置有多个存储腔体，所述采集箱体的正面上分别设置有与各存储腔体相连通的电控门，所述隔离舱内设置有喷淋装置，所述微处理器控制机械手完成咽拭子或鼻拭子采集、封装、回收和控制喷淋装置的启动。本发明采用智能化的机械代替人工对患者进行鼻咽拭子采集，保证试样采集的准确率，提高采集效率；同时，隔离舱采用单人隔离采样并及时进行消毒，避免医务人员与患者直接接触，防止交叉感染，降低感染机率。

Description

一种鼻咽拭子采集器

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种鼻咽拭子采集器。

背景技术

新型冠状病毒肺炎由于传播途径复杂且传播速度快，需要快速检测出感染患者，确保确诊患者能够及时得到救治，同时，防止疾病进一步扩散。对患者进行鼻拭子或咽拭子采集后进行核酸检测，是新型冠状病毒检测的主要手段。

传统的鼻拭子与咽拭子采集大多需要医护人员直接面对患者，在做鼻拭子与咽拭子标本取材时，患者均需摘下口罩，鼻拭子采集时，医护人员通过尼龙植绒拭子蘸取患者鼻咽底部液体，咽拭子采集时，医护人员通过棉签蘸取患者口咽中咽后壁及扁桃体处的唾液。由于取样时会对鼻部或咽部产生一定的刺激，患者可能出现咳嗽、打喷嚏、呵气、呕吐等反应，这就意味着可能产生大量携带病原体的飞沫传播，增大了医护人员的感染风险。医护人员为降低感染风险，需穿着密不透风的防护服为大家采集鼻咽拭子样本，舒适度差且工作强度大，因此亟需改善医护人员的工作方式。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出鼻咽拭子采集器，具体技术方案为：

一种鼻咽拭子采集器，包括带有开合门的隔离舱，所述隔离舱内设置有采集箱体，所述采集箱体正对开合门的正面上设置内置有微处理器的显示屏，所述显示屏配备有人机操作界面，且内置语音播报系统和采集摄像头，所述显示屏侧边的采集箱体上设置带有识别器的机械手，所述显示屏的前方向上倾斜地设置有可调节高度的头部固定架；所述隔离舱内设置有多个位于显示屏下方并延伸出采集箱体正面的存储腔体，各个存储腔体内分别放置有鼻拭子、咽拭子、瓶盖、瓶体、标签打印机、鼻拭子回收盒、咽拭子回收盒，所述采集箱体的正面上分别设置有与各存储腔体相连通的电控门，所述隔离舱内设置有用于对隔离舱进行消毒的喷淋装置，所述电控门、喷淋装置均与微处理器电连接，所述微处理器控制机械手完成咽拭子或鼻拭子的采集、封装、回收和控制喷淋装置的启动。

进一步地，所述显示屏的两侧均设置带有滑槽的导轨，所述导轨上均设置有导杆，两个导杆的一端均设置可在滑槽内滑移的滑块，其另一端分别与头部固定架的两侧相连接；所述滑槽内的上下端均设置有弹簧，两个弹簧分别与滑块的顶面、底面相连接。

进一步地，所述机械手包括安装座、伸缩臂和多个相互铰接的驱动臂，所述伸缩臂铰接于两个驱动臂之间，所述安装座安装于显示屏侧边的采集箱体上，尾端的驱动臂可转动地设置于安装座上，前端的驱动臂上铰接有夹爪机构，所述识别器设置于夹爪机构上。

进一步地，各个驱动臂的转动、伸缩臂的伸缩和夹爪机构的夹放操作分别由相应设置的电机来驱动，各电机均与微处理器相电连接。

进一步地，所述识别器为与微处理器相电连接的红外摄像头，所述红外摄像头获取鼻腔或口腔内的红外影像。

进一步地，存储瓶体的存储腔体内朝外倾斜地设置有瓶体斜槽。

进一步地，所述喷淋装置包括喷淋头、消毒液箱和与消毒液箱相连通的消毒泵，所述消毒液箱、消毒泵设置于采集箱体内，所述喷淋头通过消毒泵的出口管路设置于隔离舱的顶部，所述消毒泵与微处理器电连接。

进一步地，所述采集箱体内的顶部设置有均与微处理器相电连接的监控摄像头和照明装置。

进一步地，所述人机操作界面设置有用于供患者选择采集模式的指令选项。

进一步地，所述采集器的工作过程为：患者进入隔离舱内，患者在显示屏上选择的采集模式，利用采集摄像头采集或手动输入患者的身份信息；所述微处理器控制相应存储腔体的电控门打开，控制机械手移动以使夹爪机构拾取相应的拭子；控制机械手移动至头部固定架的正前方，并利用识别器识别患者的采集部位；所述微控制器根据识别器的红外影像控制机械手采集试样；采集完成后控制机械手移动至瓶体的上方，识别器识别瓶体并把拭子放入瓶体内；患者拿取瓶盖拧紧于瓶体上，并把标签打印机所打印的标签粘贴于瓶体上，瓶体放入相应的拭子回收盒内；患者离开隔离舱后，微处理器控制消毒泵对隔离舱内喷洒消毒液进行消毒。

有益效果：

本发明采用智能化的机械代替人工对患者进行鼻咽拭子采集，保证试样采集的准确率，提高采集效率；同时，隔离舱采用单人隔离采样并及时进行消毒，避免医务人员与患者直接接触，防止交叉感染，降低感染机率。

附图说明

图1为本发明隔离舱的整体示意图。

图2为本发明采集箱体的整体示意图。

图3为本发明采集箱体内部各存储腔体的分布图。

图4为本发明导轨和导杆的连接示意图。

图5为本发明机械手采样的正面示意图。

图6为本发明机械手各部件的连接示意图。

图中：1隔离舱，11开合门，2采集箱体，21显示屏，22存储腔体，23电控门，24喷淋头，25消毒液箱，3机械手，31安装座，32伸缩臂，33驱动臂， 34夹爪机构，35识别器，4头部固定架，41导轨，42滑槽，43导杆，44滑块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步描述：

如图1至6所示，一种鼻咽拭子采集器，包括带有开合门11的隔离舱1，所述隔离舱1内设置有采集箱体2，所述采集箱体2正对开合门11的正面上设置内置有微处理器的显示屏21，所述显示屏21配备有人机操作界面，且内置语音播报系统和采集摄像头，所述显示屏21侧边的采集箱体2上设置带有识别器 35的机械手3，所述显示屏21的前方向上倾斜地设置有可调节高度的头部固定架4；所述隔离舱1内设置有多个位于显示屏21下方并延伸出采集箱体2正面的存储腔体22，各个存储腔体22内分别放置有鼻拭子、咽拭子、瓶盖、瓶体、标签打印机、鼻拭子回收盒、咽拭子回收盒，所述采集箱体2的正面上分别设置有与各存储腔体22相连通的电控门23，所述隔离舱1内设置有用于对隔离舱1 进行消毒的喷淋装置，所述电控门23、喷淋装置均与微处理器电连接，所述微处理器控制机械手3完成咽拭子或鼻拭子的采集、封装、回收和控制喷淋装置的启动。

具体地，用于放置鼻拭子、咽拭子、瓶盖、瓶体、标签打印机的存储腔体 22设置于上排，用于放置鼻拭子回收盒、咽拭子回收盒的存储腔体22设置于下排。各存储腔体22的底面在采集箱体2外设置成延伸平台，所述电控门23倾斜地封盖于延伸平台上；所述电控门23可设置成多种形式，其中，可设置成利用电机控制的转动门，也即电机设置于采集箱体2上，其驱动端连接转动轴，转动轴上则连接门体。

所述人机操作界面设置有用于供患者选择采集模式的指令选项，根据患者的需求选择进行鼻拭子或咽拭子进行采集；同时，人机操作界面还提供身份信息录入界面，选择好采集模式后，自动跳转至身份信息录入界面，可选择人工手动输入，也可选择自动采集；其中自动采集的方式包括但不限于身份证识别、人脸识别或电子健康卡识别。

所述语音播报系统可根据拭子采集的过程来时时播报操作流程或操作注意事项，防止患者不会操作或操作错误。

优选地，存储瓶体的存储腔体22内朝外倾斜地设置有瓶体斜槽，所述瓶体斜槽设置于其延伸平台上，瓶体斜槽仅供一个瓶体通行，当最前端的瓶体被拿走后，利用其倾斜的瓶体斜槽使后续的瓶体向下滑移至最前端，从而方便识别器 35进行识别，并放置采样后的拭子。

如图2、4、5所示，所述显示屏21的两侧均设置带有滑槽42的导轨41，所述导轨41上均设置有导杆43，两个导杆43的一端均设置可在滑槽42内滑移的滑块44，其另一端分别与头部固定架4的两侧相连接；所述滑槽42内的上下端均设置有弹簧，两个弹簧分别与滑块44的顶面、底面相连接。

本实施例中，所述头部固定架4由两横杆和两竖杆拼接形成方形的框体，使用时，患者的下巴置于下方的横杆上，额头置于上方的横杆上，此时患者的面部形成向上倾斜的状态，方便对患者进行鼻咽部位的试样采集。两个弹簧使头部固定架4的初始位置处于相对较高的位置，使用时需把头部固定架4往下拉，使用完成后，在弹簧的作用下恢复至初始位置。

如图5、6所示，所述机械手3包括安装座31、伸缩臂32和多个相互铰接的驱动臂33，所述伸缩臂32铰接于两个驱动臂33之间，所述安装座31安装于显示屏21侧边的采集箱体2上，尾端的驱动臂33可转动地设置于安装座31上，前端的驱动臂33上铰接有夹爪机构34，所述识别器35设置于夹爪机构34上。

优选地，各个驱动臂33的转动、伸缩臂32的伸缩和夹爪机构34的夹放操作分别由相应设置的电机来驱动，各电机均与微处理器相电连接。

其中，所述安装座31内设置旋转电机，驱动臂33内设置摆动电机，伸缩臂 32内设置电动推杆，从而可利用微控制器控制旋转电机、摆动电机和电动推杆的启停，以对机械手3进行精细的操控。所述机械手3悬停于固定的初始位置，所述夹爪机构34夹取鼻拭子或咽拭子、采样后把拭子放入瓶体的动作及移动行程可根据相应存储腔体22的具体位置进行预设。

本实施例中，所述识别器35为与微处理器相电连接的红外摄像头，所述红外摄像头获取鼻腔或口腔内的红外影像。所述夹爪机构34夹取鼻拭子或咽拭子后悬停于头部固定架4的前方(机械爪的初始位置)，识别器35获取相应的红外影像后，传输至微处理器，微处理器根据红外影像的位置来控制各驱动臂33、伸缩臂32做出相应的动作来完成试样的采集；采集完成后机械手3移动至初始位置，再根据预设的瓶体位置进行相应的动作及移动。

如图1所示，所述喷淋装置包括喷淋头24、消毒液箱25和与消毒液箱25 相连通的消毒泵，所述消毒液箱25、消毒泵设置于采集箱体2内，所述喷淋头 24通过消毒泵的出口管路设置于隔离舱1的顶部，所述消毒泵与微处理器电连接。

本实施例中，所述采集箱体2内的顶部设置有均与微处理器相电连接的监控摄像头和照明装置，照明装置可设置成声控、光控等形式。所述采集箱体2上设置可打开的维护门，用于把相应的物资放入采集箱体2内或医护人员在采集箱体 2内值守。所述隔离舱1的开合门11可设置成自动关闭的锁闭门，当有人进入隔离舱1内时，开合门11只能从隔离舱1的内部打开。

鼻咽拭子采集器采集器的工作过程为：

(1)患者进入隔离舱1内，患者在显示屏21上选择的采集模式，利用采集摄像头采集或手动输入患者的身份信息；

身份信息确认完成后，患者把头部放置于头部固定架4上；

(2)所述微处理器控制相应存储腔体22的电控门23打开，控制机械手3 移动以使夹爪机构34拾取相应的拭子；

例如，当患者选择鼻拭子采集时，装有鼻拭子、瓶体、瓶盖和鼻拭子回收盒的存储腔体22的电控门23均打开，同时，标签打印机根据患者的身份信息打印相应的标签；

(3)所述微处理器控制机械手3移动至头部固定架4的正前方，并利用识别器35识别患者的采集部位；

(4)所述微控制器根据识别器35的红外影像控制机械手3采集试样；

所述微处理器根据红外影像的位置来控制机械手3动作，操控鼻咽拭子移动至口腔或鼻腔内适应的位置后，微控制器控制机械手3进行转动以实现试样的采集；

(5)采集完成后，微控制器控制机械手3移动至瓶体的上方，识别器35 识别瓶体并把拭子放入瓶体内；

(6)患者拿取瓶盖拧紧于瓶体上，并把标签打印机所打印的标签粘贴于瓶体上，瓶体放入相应的拭子回收盒内；

当完成上述工作后，微控制器控制各个已打开的电控门23进行关闭；

(7)患者离开隔离舱1后，微处理器控制消毒泵对隔离舱1内喷洒消毒液进行消毒。

Claims (10)

1.一种鼻咽拭子采集器，包括带有开合门的隔离舱，其特征在于，所述隔离舱内设置有采集箱体，所述采集箱体正对开合门的正面上设置内置有微处理器的显示屏，所述显示屏配备有人机操作界面，且内置语音播报系统和采集摄像头，所述显示屏侧边的采集箱体上设置带有识别器的机械手，所述显示屏的前方向上倾斜地设置有可调节高度的头部固定架；所述隔离舱内设置有多个位于显示屏下方并延伸出采集箱体正面的存储腔体，各个存储腔体内分别放置有鼻拭子、咽拭子、瓶盖、瓶体、标签打印机、鼻拭子回收盒、咽拭子回收盒，所述采集箱体的正面上分别设置有与各存储腔体相连通的电控门，所述隔离舱内设置有用于对隔离舱进行消毒的喷淋装置，所述电控门、喷淋装置均与微处理器电连接，所述微处理器控制机械手完成咽拭子或鼻拭子的采集、封装、回收和控制喷淋装置的启动。

2.根据权利要求1所述的一种鼻咽拭子采集器，其特征在于，所述显示屏的两侧均设置带有滑槽的导轨，所述导轨上均设置有导杆，两个导杆的一端均设置可在滑槽内滑移的滑块，其另一端分别与头部固定架的两侧相连接；所述滑槽内的上下端均设置有弹簧，两个弹簧分别与滑块的顶面、底面相连接。

3.根据权利要求1所述的一种鼻咽拭子采集器，其特征在于，所述机械手包括安装座、伸缩臂和多个相互铰接的驱动臂，所述伸缩臂铰接于两个驱动臂之间，所述安装座安装于显示屏侧边的采集箱体上，尾端的驱动臂可转动地设置于安装座上，前端的驱动臂上铰接有夹爪机构，所述识别器设置于夹爪机构上。

4.根据权利要求3所述的一种鼻咽拭子采集器，其特征在于，各个驱动臂的转动、伸缩臂的伸缩和夹爪机构的夹放操作分别由相应设置的电机来驱动，各电机均与微处理器相电连接。

5.根据权利要求3所述的一种鼻咽拭子采集器，其特征在于，所述识别器为与微处理器相电连接的红外摄像头，所述红外摄像头获取鼻腔或口腔内的红外影像。

6.根据权利要求1所述的一种鼻咽拭子采集器，其特征在于，存储瓶体的存储腔体内朝外倾斜地设置有瓶体斜槽。

7.根据权利要求1所述的一种鼻咽拭子采集器，其特征在于，所述喷淋装置包括喷淋头、消毒液箱和与消毒液箱相连通的消毒泵，所述消毒液箱、消毒泵设置于采集箱体内，所述喷淋头通过消毒泵的出口管路设置于隔离舱的顶部，所述消毒泵与微处理器电连接。

8.根据权利要求7所述的一种鼻咽拭子采集器，其特征在于，所述采集箱体内的顶部设置有均与微处理器相电连接的监控摄像头和照明装置。

9.根据权利要求8所述的一种鼻咽拭子采集器，其特征在于，所述人机操作界面设置有用于供患者选择采集模式的指令选项。

10.根据权利要求9所述的一种鼻咽拭子采集器，其特征在于，所述采集器的工作过程为：患者进入隔离舱内，患者在显示屏上选择的采集模式，利用采集摄像头采集或手动输入患者的身份信息；所述微处理器控制相应存储腔体的电控门打开，控制机械手移动以使夹爪机构拾取相应的拭子；控制机械手移动至头部固定架的正前方，并利用识别器识别患者的采集部位；所述微控制器根据识别器的红外影像控制机械手采集试样；采集完成后控制机械手移动至瓶体的上方，识别器识别瓶体并把拭子放入瓶体内；患者拿取瓶盖拧紧于瓶体上，并把标签打印机所打印的标签粘贴于瓶体上，瓶体放入相应的拭子回收盒内；患者离开隔离舱后，微处理器控制消毒泵对隔离舱内喷洒消毒液进行消毒。

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