CN114950218B - 一种样本全自动混匀系统及混匀方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种样本全自动混匀系统及混匀方法；包括自动进样模块、试管夹模块、试管识别模块、微量样本混匀模块和控制模块，通过自动进样模块运输试管架，试管夹模块夹持试管经试管识别模块检测，并将检测信号发送至控制模块，控制模块识别检测信号判断试管类别，并根据判断结果选择试管夹模块颠倒混匀或微量样本混匀模块振动混匀，试管夹模块将混匀的试管放回试管架，经自动进样模块运走经后面的检测设备检测，微量样本混匀模块的设置，将微量血液充分的震荡混匀，解决人工混匀或者使用混匀仪器混匀存在随机性，可能发生对微量血液混匀不充分的问题。

Description

一种样本全自动混匀系统及混匀方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域技术领域，尤其涉及一种样本全自动混匀系统及混匀方法。

背景技术

血细胞分析需要从被检测对象体内采集一定量的血液样本，通常正常人群采集静脉血样本，但由于儿科患者与急诊患者的血液样本采集较为困难或者紧急，医院或者检验实验室会采集患者的末梢血样本。末梢血样本通常体积较少一般小于100uL，不适用于目前市场上的自动进样然后颠倒混匀的方法，因此检验员通常会使用现有仪器的预稀释模式在机外提前稀释样本在上机测试或者使用仪器的末梢血模式先手动混匀，而无论哪种方法均需要人工操作混匀。

目前国内还没有末梢血样本混匀的标准，绝大多数医院或者实验室仍采用手工混匀或专门的混匀仪器进行混匀，混匀操作随意性大，每次混匀效果不同，存在混匀不充分的风险。并且手动混匀或专门的混匀仪器进行混匀，均需要额外的人工操作，大大的限制了检测效率降低了自动化水平，尤其儿科医院，其大量的末梢血样本需要投入大量的人力成本，且伴随着人工误差。

因此一种能够兼容传统的静脉全血全自动进样又能实现微量末梢血全自动进样的混匀系统具备重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种样本全自动混匀系统及混匀方法，旨在解决人工混匀或者使用混匀仪器混匀存在随机性，可能发生对微量血液混匀不充分的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种样本全自动混匀系统，包括自动进样模块、试管夹模块、试管识别模块、微量样本混匀模块和控制模块，所述微量样本混匀模块设置于所述自动进样模块一侧，所述试管夹模块设置于所述自动进样模块靠近所述微量样本混匀模块一侧，所述试管识别模块设置于所述试管夹模块靠近所述自动进样模块一侧，所述控制模块设置于所述试管夹模块底部。

其中，所述试管夹模块包括试管夹组件和运动组件，所述运动组件设置于所述试管夹组件一侧。

其中，所述试管夹组件包括试管夹、试管夹基座、试管夹挡片、试管夹旋转轴和试管夹颠倒混匀电机，所述试管夹颠倒混匀电机设置于所述运动组件一侧，所述试管夹旋转轴设置于所述运动组件靠近所述试管夹颠倒混匀电机一侧，所述试管夹基座与所述试管夹旋转轴固定连接，且位于远离所述运动组件一侧，所述试管夹与所述试管夹基座固定连接，且位于远离所述试管夹旋转轴一侧，所述试管夹挡片与所述试管夹基座固定连接，且位于靠近所述试管夹一侧。

其中，所述微量样本混匀模块包括驱动件、振动混匀模块、安装座、运动检测盘、运动检测器、两个凸轮和回弹弹簧，所述驱动件设置于所述安装座一侧，所述振动混匀模块设置于所述安装座靠近所述驱动件一侧，两个所述凸轮分别与所述驱动件固定连接，均位于所述驱动件一侧，所述运动检测盘与两个所述凸轮转动连接，并与所述安装座转动连接，且位于所述凸轮一侧，所述运动检测器设置于所述安装座靠近所述运动检测盘一侧，所述回弹弹簧设置于所述振动混匀模块靠近所述驱动件一侧。

其中，所述振动混匀模块包括两个导向件、两个传动件、两个旋转轴、第一缓冲件、第二缓冲件、振动电机、振动杆安装座和振动杆安装套，所述振动杆安装座与所述安装座固定连接，且位于所述安装座一侧，所述第二缓冲件与所述振动杆安装座拆卸连接，且位于所述振动杆安装座内，所述振动杆安装套与所述振动杆安装座拆卸连接，且位于远离所述安装座一侧，所述振动杆设置于所述振动杆安装座和所述振动杆安装套一侧，均贯穿所述振动杆安装座和所述振动杆安装套，所述振动电机设置于所述振动杆远离所述振动杆安装套一侧，两个所述导向件分别设置于所述振动杆安装座两侧，两个所述传动件分别设置于所述凸轮和所述导向件之间，两个所述旋转轴分别与两个所述导向件转动连接，均贯穿所述振动杆安装套。

第二方面，本发明还提供了一种样本全自动混匀方法，一种样本全自动混匀方法，包括以下步骤：

通过自动进样模块将试管架送至试管夹模块；

试管夹模块夹持试管匀速通过试管识别模块检测，得到检测信号，并将所述检测信号发送至控制模块；

控制模块识别所述检测信号判断试管类别，得到判断结果，并基于所述判断结果选择试管夹模块颠倒混匀或微量样本混匀模块振动混匀，再经检测设备检测。

本发明的一种样本全自动混匀系统，通过所述自动进样模块运输试管架，所述试管夹模块夹持试管并经所述试管识别模块检测，所述试管识别模块将检测信号发送至所述控制模块，所述控制模块识别检测信号进而判断试管类别，区分检测试管为传统试管还是微量样本试管，所述控制模块根据判断结果选择所述试管夹模块颠倒混匀或所述微量样本混匀模块振动混匀，试管内血液混匀后，通过所述试管夹模块将试管放回试管架，所述自动进样模块再将试管架运走经后面的检测设备检测，所述试管识别模块主要由电容变化传感器组成(也可以是其他对环境敏感的检测传感器)，所述试管识别模块配合所述试管夹模块以及所述控制单元完成试管识别，本发明通过所述微量样本混匀模块的设置，使得微量血液充分的震荡旋转混匀，既能实现传统的静脉血试管颠倒混匀，又能实现微量样本振动旋转混匀，通过所述试管识别模块使得检测员无需区分不同的样本试管，可将微量样本与传统的静脉血样本放在一个试管架进样，降低人工操作带来的错误，更精密，减少用户标签操作，样本量差异等造成的试管识别错误，解决人工混匀或者使用混匀仪器混匀存在随机性，可能发生对微量血液混匀不充分的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种样本全自动混匀系统的结构示意图。

图2是图1细节A处放大图。

图3是本发明提供的一种样本全自动混匀系统的后视图。

图4是自动进样模块的结构示意图。

图5是试管夹组件的结构示意图。

图6是试管夹模块的Y-Z运动结构平面图。

图7是试管夹模块的Y-Z运动结构三维图。

图8是微量样本混匀模块闭合状态的结构示意图。

图9是微量样本混匀模块仰视图。

图10是微量样本混匀模块闭合状态的结构示意图。

图11是微量样本混匀模块爆炸图。

图12是传统传统的静脉血样本试管结构示意图。

图13是微量样本特有试管构示意图。

图14是典型的几种情况下的电容环境检测序列二维图_。

图15是本发明提供的一种样本全自动混匀方法流程图。

图中：1-自动进样模块、2-试管夹模块、3-试管识别模块、4-微量样本混匀模块、5-控制模块、6-试管夹组件、7-运动组件、8-试管夹、9-试管夹基座、10-试管夹挡片、11-试管夹旋转轴、12-试管夹颠倒混匀电机、13-驱动件、14-振动混匀模块、15-安装座、16-运动检测盘、17-运动检测器、18-凸轮、19-回弹弹簧、20-导向件、21-传动件、22-旋转轴、23-第一缓冲件、24-第二缓冲件、25-振动杆、26-振动电机、27-振动杆安装座、28-振动杆安装套。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1至图14，第一方面，本发明提供一种样本全自动混匀系统，包括自动进样模块1、试管夹模块2、试管识别模块3、微量样本混匀模块4和控制模块5，所述微量样本混匀模块4设置于所述自动进样模块1一侧，所述试管夹模块2设置于所述自动进样模块1靠近所述微量样本混匀模块4一侧，所述试管识别模块3设置于所述试管夹模块2靠近所述自动进样模块1一侧，所述控制模块5设置于所述试管夹模块2底部。

在本实施方式中，通过所述自动进样模块1运输试管架，所述试管夹模块2夹持试管并经所述试管识别模块3检测，所述试管识别模块3将检测信号发送至所述控制模块5，所述控制模块5识别检测信号进而判断试管类别，区分检测试管为传统试管还是微量样本试管，所述控制模块5根据判断结果选择所述试管夹模块2颠倒混匀或所述微量样本混匀模块4振动混匀，试管内血液混匀后，通过所述试管夹模块2将试管放回试管架，所述自动进样模块1再将试管架运走经后面的检测设备检测，所述试管识别模块3主要由电容变化传感器组成(也可以是其他对环境敏感的检测传感器)，所述试管识别模块3配合所述试管夹模块2以及所述控制单元完成试管识别，本发明通过所述微量样本混匀模块4的设置，使得微量血液充分的震荡旋转混匀，既能实现传统的静脉血试管颠倒混匀，又能实现微量样本振动旋转混匀，通过所述试管识别模块3使得检测员无需区分不同的样本试管，可将微量样本与传统的静脉血样本放在一个试管架进样，降低人工操作带来的错误，更精密，减少用户标签操作，样本量差异等造成的试管识别错误，解决人工混匀或者使用混匀仪器混匀存在随机性，可能发生对微量血液混匀不充分的问题。

进一步的，所述试管夹模块2包括试管夹组件6和运动组件7，所述运动组件7设置于所述试管夹组件6一侧；所述试管夹组件6包括试管夹8、试管夹基座9、试管夹挡片10、试管夹旋转轴11和试管夹颠倒混匀电机12，所述试管夹颠倒混匀电机12设置于所述运动组件7一侧，所述试管夹旋转轴11设置于所述运动组件7靠近所述试管夹颠倒混匀电机12一侧，所述试管夹基座9与所述试管夹旋转轴11固定连接，且位于远离所述运动组件7一侧，所述试管夹8与所述试管夹基座9固定连接，且位于远离所述试管夹旋转轴11一侧，所述试管夹挡片10与所述试管夹基座9固定连接，且位于靠近所述试管夹8一侧；所述微量样本混匀模块4包括驱动件13、振动混匀模块14、安装座15、运动检测盘16、运动检测器17、两个凸轮18和回弹弹簧19，所述驱动件13设置于所述安装座15一侧，所述振动混匀模块14设置于所述安装座15靠近所述驱动件13一侧，两个所述凸轮18分别与所述驱动件13固定连接，均位于所述驱动件13一侧，所述运动检测盘16与两个所述凸轮18转动连接，并与所述安装座15转动连接，且位于所述凸轮18一侧，所述运动检测器17设置于所述安装座15靠近所述运动检测盘16一侧，所述回弹弹簧19设置于所述振动混匀模块14靠近所述驱动件13一侧；所述振动混匀模块14包括两个导向件20、两个传动件21、两个旋转轴22、第一缓冲件23、第二缓冲件24、振动电机26、振动杆安装座27和振动杆安装套28，所述振动杆安装座27与所述安装座15固定连接，且位于所述安装座15一侧，所述第二缓冲件24与所述振动杆安装座27拆卸连接，且位于所述振动杆安装座27内，所述振动杆安装套28与所述振动杆安装座27拆卸连接，且位于远离所述安装座15一侧，所述振动杆25设置于所述振动杆安装座27和所述振动杆安装套28上，均贯穿所述振动杆安装座27和所述振动杆安装套28，所述振动电机26设置于所述振动杆25远离所述振动杆安装套28一侧，两个所述导向件20分别设置于所述振动杆安装座27两侧，两个所述传动件21分别设置于所述凸轮18和所述导向件20之间，两个所述旋转轴22分别与两个所述导向件20转动连接，均贯穿所述振动杆安装套28。

在本实施方式中，所述运动组件7用于带动所述试管夹组件6在Z向、Y向运动以及实现所述试管夹组件6颠倒混匀试管，所述试管夹8用于夹持试管，所述试管夹挡片10的设置，防止试管颠倒混匀时掉出，所述试管夹基座9用于安装所述试管夹8和所述试管夹挡片10，所述试管夹颠倒混匀电机12用于对所述试管夹旋转轴11提供动力，所述试管夹旋转轴11旋转使得试管内血液颠倒混匀，所述安装座15用于安装所述振动混匀模块14及其他零部件，所述驱动件13用于控制所述凸轮18旋转，所述凸轮18与两个所述传动件21接触，控制两个所述导向件20开闭，所述运动检测器17与所述运动检测盘16配合上的开槽检测所述凸轮18运动状态，进而检测所述导向件20开闭合状态，具体的，所述振动混匀模块14，用于试管放置导向及血样混匀，所述振动电机26可通过过盈配合或胶粘连接，所述振动电机26可为偏心式微型振动电机26，用于产生振动进而带动微量血试管振动，同时所述振动使振动电机26侧面或所述振动杆25侧面与试管下部内壁产生接触，通过摩擦耦合使试管旋转，所述振动电机26端面与微量血试管试管内支撑点接触，用于承托微量血试管，所述振动杆25，内部含有容纳腔，用于安装所述振动电机26，所述第一缓冲件23和所述第二缓冲件24为柔性件，用于减轻振动传递到所述振动杆安装套28，进而传递到机体，产生变形，使所述振动杆25达到适宜的振幅，所述振动杆安装套28用于所述振动杆25的安装，所述振动杆安装座27用于所述振动杆25的安装，两个所述导向件20通过所述旋转轴22安装于所述振动杆安装座27上，用于试管放下导向及所述试管夹8取时支撑作用，并通过所述凸轮18控制开闭合动作，所述两个传动件21用于传递凸轮18运动，所述回弹弹簧19安装于两个所述传动件21上，并与所述凸轮18配合实现两个所述导向件20打开动作，所述旋转轴22用于将两个所述导向件20安装于所述振动杆安装座27上。

请参阅图15，第二方面，本发明还提供了一种样本全自动混匀方法，一种样本全自动混匀方法，包括以下步骤：

S1通过自动进样模块1将试管架送至试管夹模块2；

具体的，通过所述自动进样模块1，使得检测员无需区分是何种样本，放入自动进样架即可，测试开始时试管架被所述自动进样模块1推到所述试管夹模块2前方。

S2试管夹模块2夹持试管匀速通过试管识别模块3检测，得到检测信号，并将所述检测信号发送至控制模块5；

通过所述试管夹组件6的所述试管夹8夹持试管，所述运动组件7将驱动所述试管夹组件6带动试管匀速上升经所述试管识别模块3检测，所述试管识别模块3再将检测信号传递给所述控制模块5。

S3控制模块5识别所述检测信号判断试管类别，得到判断结果，并基于所述判断结果选择试管夹模块2颠倒混匀或微量样本混匀模块4振动混匀，再经检测设备检测。

通过所述控制模块5识别所述试管识别模块3传递的检测信号，得到检测试管的类型，当检测的是传统静脉血试管时，所述试管夹颠倒混匀电机12运作驱动所述试管夹旋转轴11，从而旋转静脉血试管，并对静脉血试管进行颠倒混匀10次，然后将试管放回试管架，当检测到的是微量血样本时，所述试管夹模块2向后运动，将试管放入所述微量血混匀模块，等待混匀完成后再夹起微量血试管并放回试管架，最后再次通过自动进样模块1运走经检测设备检测。

其中，传统静脉血试管样本存储在试管底部，微量样本试管样本存储在内部尖底位置，在使用的过程中，会在试管外围添加条形码或者二维码标签。

所述试管识别模块3的识别以及控制过程如下:

A所述运动组件7运作使得所述试管夹组件6的所述试管夹8带动试管匀速向上运动，开启检测模块。

B每过10ms读取电容传感器的电容值，直到试管通过所述试管识别模块3。

C将读取到的电容值做如下处理：

平滑：

设测量值序列为{x₁，x₂，x₃，......x_i}简写为{x_i}，

设平滑值序列为{y₁，y₂，y₃，......y_i}简写为{y_i}，

{y_i}可通过公式计算获得，将{y_i}绘制的曲线图称为原始图.

去本底：

通过比较计算{y_i}的最小值A_min，则去本底序列为{y_i-A_min}.

等高放大：

设等高值序列为{z₁，z₂，z₃，......z_i}简写为{z_i}，通过比较计算序列{y_i-A_min}的最大值B_max，则{zi}可通过公式计算获得.

求导数：

设导数序列{u₁，u₂，u₃，......u_i}简写为{u_i}，{u_i}通过公式计算获得。

D根据预设阈值进行类型判断。

去本底、等高放大过程可以有效的去除试管材质以及用户标签的影响；而脉冲的起始点、结束点的多参数判断可以去除样本量对检测的影响，同时可以大致获取样本量。图14是典型的几种情况下的电容环境检测序列二维图(横坐标为时间，单位为10ms，原始图、去本底等高处理图的纵坐标为电压单位伏特V，而求导处理图的纵向坐标单位为V/10ms)。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (1)

1.一种样本全自动混匀方法，其特征在于，采用如下系统；

所述系统包括自动进样模块、试管夹模块、试管识别模块、微量样本混匀模块和控制模块，所述微量样本混匀模块设置于所述自动进样模块一侧，所述试管夹模块设置于所述自动进样模块靠近所述微量样本混匀模块一侧，所述试管识别模块设置于所述试管夹模块靠近所述自动进样模块一侧，所述控制模块设置于所述试管夹模块底部；所述微量样本混匀模块包括驱动件、振动混匀模块、安装座、运动检测盘、运动检测器、两个凸轮和回弹弹簧，所述驱动件设置于所述安装座一侧，所述振动混匀模块设置于所述安装座靠近所述驱动件一侧，两个所述凸轮分别与所述驱动件固定连接，均位于所述驱动件一侧，所述运动检测盘与两个所述凸轮转动连接，并与所述安装座转动连接，且位于所述凸轮一侧，所述运动检测器设置于所述安装座靠近所述运动检测盘一侧，所述回弹弹簧设置于所述振动混匀模块靠近所述驱动件一侧；

所述振动混匀模块包括两个导向件、两个传动件、两个旋转轴、第一缓冲件、第二缓冲件、振动电机、振动杆安装座和振动杆安装套，所述振动杆安装座与所述安装座固定连接，且位于所述安装座一侧，所述第二缓冲件与所述振动杆安装座拆卸连接，且位于所述振动杆安装座内，所述振动杆安装套与所述振动杆安装座拆卸连接，且位于远离所述安装座一侧，所述振动杆设置于所述振动杆安装座和所述振动杆安装套上，均贯穿所述振动杆安装座和所述振动杆安装套，所述振动电机设置于所述振动杆远离所述振动杆安装套一侧，两个所述导向件分别设置于所述振动杆安装座两侧，两个所述传动件分别设置于所述凸轮和所述导向件之间，两个所述旋转轴分别与两个所述导向件转动连接，均贯穿所述振动杆安装套；

所述试管夹模块包括试管夹组件和运动组件，所述运动组件设置于所述试管夹组件一侧；

所述试管夹组件包括试管夹、试管夹基座、试管夹挡片、试管夹旋转轴和试管夹颠倒混匀电机，所述试管夹颠倒混匀电机设置于所述运动组件一侧，所述试管夹旋转轴设置于所述运动组件靠近所述试管夹颠倒混匀电机一侧，所述试管夹基座与所述试管夹旋转轴固定连接，且位于远离所述运动组件一侧，所述试管夹与所述试管夹基座固定连接，且位于远离所述试管夹旋转轴一侧，所述试管夹挡片与所述试管夹基座固定连接，且位于靠近所述试管夹一侧；

所述样本全自动混匀方法还包括以下步骤：

通过自动进样模块将试管架送至试管夹模块；

试管夹模块夹持试管匀速通过试管识别模块检测，得到检测信号，并将所述检测信号发送至控制模块；

控制模块识别所述检测信号判断试管类别，得到判断结果，并基于所述判断结果选择试管夹模块颠倒混匀或微量样本混匀模块振动混匀，再经检测设备检测。