CN117825245B - 一种细胞形态分析器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种细胞形态分析器，具体涉及医疗技术领域；其包括机架、设置在机架上的样本处理模块、液路模块、成像模块；其中本申请的所述机架为用于固定所述样本处理模块、液路模块、以及电路模块的整机框架；从而有利于各个模块之间快速配合进行细胞的形态分析；本申请中采用一种大容量样本的液基细胞预处理系统，以自动化的方式实现大体积样本的细胞富集操作，从而方便快捷地实现细胞病理的高阳性率诊断；并且能够自动化地方式快速实现对待测样本的细胞形态信息的检测和传输。

Description

一种细胞形态分析器

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种细胞形态分析器。

背景技术

现有技术中，根据申请号 CN202320804760.2公开了一种大容量液基细胞预处理系统，包括预处理系统，预处理设备，所述预处理设备的一侧设置有样本袋，所述预处理设备的内部设置有样本预处理管，所述预处理设备的另一侧设置有废液袋，所述样本袋的下端设置有样本袋取样针一，所述样本袋取样针一固定于所述预处理设备的内部，所述样本袋取样针一的一侧固定连接有加样管路，所述加样管路的一端固定连接有加样泵，所述加样泵的输出端的加样管路的一侧固定连接有样本袋取样针二。通过上述结构，采用一种大容量样本的液基细胞预处理系统，以自动化的方式实现大体积样本的细胞富集操作，方便快捷地实现细胞病理的高阳性率诊断。

其中现有技术，只能对大体积样本的细胞富集，但是并不基于快速检测分析待测样本的细胞形态；不能以自动化地方式快速实现对待测样本的细胞形态信息的检测和传输。

发明内容

本发明的目的是提供一种细胞形态分析器，解决现有自动化地方式快速实现对待测样本的细胞形态信息的检测和传输问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种细胞形态分析器，包括机架、设置在机架上的样本处理模块、液路模块、成像模块；

其中所述样本处理模块包括通过升降机构调节位置高度的吸样针、设置在所述吸样针上的清洗套；所述吸样针为可自动插入样本管中进行取样的空心针；

液路模块包括用于将吸样针内吸收液输送至染色杯和芯片微流腔的多个柱塞泵、分别用于将所述清洗套、染色杯、芯片微流腔内废液排出的多个废液泵；其中在各个柱塞泵上和废液泵上分别设置有电磁阀；

成像模块包括模组上壳、模组下壳、模组底板；其中所述模组下壳限位设置在所述模组底板上；在所述模组上壳的内顶部设置有光源板，在所述模组下壳内且位于所述光源板的下方设置有微流腔，其中在所述微流腔的底部设置有散热块；在所述散热块的底部设置有主板，所述主板可以是FPGA主板，也可以是SoC主板。

在所述主板的底部设置有散热风扇；在所述微流腔的一侧设置有检测有无液体流过的传感器；在所述微流腔的下方设置有检测芯片，例如利用垂直转移电荷原理的VPS检测芯片。

所述的传感器例如可以是利用光透射、折射或反射原理的传感器，例如传感器。

所述的光源板例如可以是PCB漫射白光源板，或者是由至少一个由例如红、绿、蓝（RGB）三个单色光源组成的光源组件。

进一步的，所述机架为用于固定所述样本处理模块、液路模块、以及电路模块的整机框架。

再进一步的，所述升降机构包括通过支架设置在机架上的上下两个同步带轮、驱动同步带轮转动的步进电机；其中两个同步带轮之间通过同步带传动连接，所述吸样针通过连接板设置在所述同步带轮上，并随着所述同步带轮转动而升降。

再进一步的，所述清洗套的侧边开设有用于清洗吸样针外壁的清洗液孔和排出清洗废液的废液孔，其中所述清洗液孔通过柱塞泵和管路输送清洗液，所述废液孔通过管路连通有废液泵。

再进一步的，所述清洗套的底部设置有所述吸样针可密封穿过的封闭层，例如可以为橡胶层、塑胶层等。

再进一步的，所述柱塞泵包括柱塞泵一、柱塞泵二、柱塞泵三、柱塞泵四、柱塞泵五；所述废液泵包括废液泵一、废液泵二、废液泵三。

再进一步的，在所述散热块与所述主板之间设置有鼓风机。

再进一步的，在所述模组底板上设置有滑轨一和滑轨二，其中在所述模组下壳的底部设置有与所述滑轨一适配的滑槽一，还设置有与所述滑轨二适配的滑槽二；所述模组底板的底部设置在机架上，从而使成像模块相对机架推拉时更加顺畅。

再进一步的，在所述模组下壳上设置有连通所述微流腔的双针管和卡扣；

在机架上且靠近所述模组下壳的一侧设置有转接板固定座，在所述转接板固定座上对应于所述双针管的位置设置有双针接头，其对应于所述卡扣的位置设置有卡座；其中所述双针接头的一端与所述双针管插接连接，其另一端连通染色杯。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：本申请中采用一种大容量样本的液基细胞预处理系统，以自动化的方式实现大体积样本的细胞富集操作，方便快捷地实现细胞病理的高阳性率诊断。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明细胞形态分析器的整机结构俯视示意图；

图2为本发明细胞形态分析器上微动开关安装示意图；

图3为本发明细胞形态分析器上样本处理模块示意图；

图4为本发明细胞形态分析器上液路模块示意图；

图5为本发明细胞形态分析器上成像模块内部结构示意图；

图6为本发明细胞形态分析器上模组下壳外壁结构示意图；

图7为本发明细胞形态分析器上转接板固定座结构侧视野示意图。

附图标记说明：

1、样本处理模块；2、液路模块；3、成像模块；4、电路模块；5、微动开关；6、步进电机；7、同步带轮；8、同步带；9、吸样针；10、清洗套；

11、电磁阀一；12、电磁阀二；13、电磁阀三；14、电磁阀四；15、电磁阀五；16、电磁阀六；17、电磁阀七；18、电磁阀八；19、电磁阀九；20、电磁阀十；21、电磁阀a；22、电磁阀b；

23、柱塞泵一；24、柱塞泵二；25、柱塞泵三；26、柱塞泵四；27、柱塞泵五；

28、染色杯；

29、废液泵一；30、废液泵二；31、废液泵三；

32、光源板；33、微流腔；34、传感器；35、散热块；36、鼓风机；37、主板；38、散热风扇；

39、滑轨一；40、滑槽一；41、滑槽二；42、滑轨二；

43、模组上壳；44、模组下壳；45、模组底板；46、双针管；47、卡扣；48、双针接头；49、卡座；50、转接板固定座。

具体实施方式

本实施例中公开了一种细胞形态分析器，包括机架、安装在机架上的样本处理模块1、液路模块2、成像模块3；

所述机架为用于固定所述样本处理模块、液路模块、以及电路模块的整机框架；

如图2所示，本实施例中，在模组上壳的外壁安装微动开关5，其微动开关5是指安装于按键后方，当有样本需要处理时，按下按键，仪器开始工作。

其中所述样本处理模块1包括通过升降机构调节位置高度的吸样针9、安装在所述吸样针9上的清洗套10；所述吸样针9为可自动插入样本管中进行取样的空心针；所述清洗套10通常被安装在吸样针9的下方，也可以位于别的位置，例如位于吸样针9的中部。

如图3所示，具体地，所述升降机构包括通过支架安装在机架上的上下两个同步带轮7、驱动同步带轮7转动的步进电机6；其中两个同步带轮7之间通过同步带8传动连接，所述吸样针9通过连接板安装在所述同步带轮7上，并随着所述同步带轮7转动而升降；其作用是带动吸样针，使其进行上下运动。

本实施例中关于吸样针9外壁的清洗原理：

具体地，所述清洗套10的侧边开设有用于清洗吸样针9外壁的清洗液孔和排出清洗废液的废液孔，其中所述清洗液孔通过柱塞泵和管路输送清洗液，所述废液孔通过管路连通有废液泵；

其中所述清洗套10的底部安装有所述吸样针9可密封穿过的封闭层，其中吸样针9可以穿过所述清洗套10的下方，并进行向样本管中取样；其中所述吸样针9的上端通过输送管连接有柱塞泵。

本实施例中，所述液路模块2包括用于将吸样针9内吸收液输送至染色杯28和芯片微流腔33的多个柱塞泵、分别用于将所述清洗套10、染色杯28、芯片微流腔33内废液排出的多个废液泵；其中在各个柱塞泵上和废液泵上分别安装有电磁阀；

所述柱塞泵包括柱塞泵一23、柱塞泵二24、柱塞泵三25、柱塞泵四26、柱塞泵五27；所述废液泵包括废液泵一29、废液泵二30、废液泵三31；

其中柱塞泵（23-27）是指能够将待处理的样本液从样本管中移入到染色杯28和检测芯片所在微流腔中的动力装置，并且也是吸取清洗液清洗管路及吸样针的动力装置；

废液泵（29-31）是指能够将废液从清洗套的废液管路、染色杯管路及微流腔管路中的废液移入废液瓶的动力装置。例如，五个柱塞泵的作用分别是：

柱塞泵一的一方面抽取样本到染色杯里；另一方面在染色杯里将液体混匀；

柱塞泵二、三、五的作用：抽取染液到染色杯里对样本进行染色；

柱塞泵四的作用1：从染色杯抽取样本进入微流腔；其作用2：抽清洗液进行清洗。

电磁阀（11-22）是指能够辅助柱塞泵吸入或排除不同液体的装置。

本实施例中，所述成像模块3包括模组上壳43、模组下壳44、模组底板45；其中所述模组下壳44限位安装在所述模组底板45上；具体地，在所述模组底板45上安装有滑轨一39和滑轨二42，其中在所述模组下壳44的底部安装有与所述滑轨一39适配的滑槽一40，还安装有与所述滑轨二42适配的滑槽二41；所述模组底板45的底部安装在机架上，从而使成像模块3相对机架推拉时更加顺畅。

在所述模组下壳44上安装有连通所述微流腔33的双针管46和卡扣47；在机架上且靠近所述模组下壳44的一侧安装有转接板固定座50，在所述转接板固定座50上对应于所述双针管46的位置设置有双针接头48，其对应于所述卡扣47的位置设置有卡座49；其中所述双针接头48的一端与所述双针管46插接连接，其另一端连通染色杯28；

如图6和图7所示，其中所述卡扣47是指安装于成像模块3下壳上，其作用是与卡座49配合，使成像模块固定，防止松动；其中卡座49是指安装于转接板固定座50上，其作用是配合卡扣固定模组。其中双针管46是指安装于模组下壳44上，当模组推插到位，双针管46会插入双针接头48内，使模组液路与整机液路连接；双针接头48是指安装于转接板固定座50上，其一端连接模组一端连接染色杯。

其中在所述模组上壳43的内顶部安装有光源板32，在所述模组下壳44内且位于所述光源板32的下方安装有微流腔33，其中在所述微流腔33的底部安装有散热块35；在所述散热块35的底部设置有主板37 ，在所述37的底部安装有散热风扇38；在所述微流腔33的一侧安装有检测有无液体流过的传感器34，其中所述传感器34具体可以为气泡传感器；在所述微流腔33的下方安装有检测芯片。

作为本发明实施例，本发明的检测芯片可以是垂直转移电荷传感器（VPS）检测芯片，也可以是传统的CCD或CIS成像芯片。

如图5所示，本实施例中，在所述光源板32上安装灯罩，其是指固定在成像模块3内，其作用是防止外界光线对检测芯片成像干扰的一种黑色灯罩。

本实施例中，光源板32是指安装于成像模块3内，其作用是提供稳定光源，是检测芯片成像更清晰；其中检测芯片是指安装于成像模块3内，其上面固定有微流腔33，样本流入微流腔33，检测芯片成像并上传数据。

本实施例中，散热块35是指安装于成像模块3内，位于检测芯片下方，其作用是起到散热的功能，防止芯片温度过高，影响成像功能。

本实施例中，在所述散热块35与所述主板37之间安装有鼓风机36，鼓风机36是指安装于成像模块3内，其作用是辅助散热；其中主板37是指安装于成像模块3内，其作用是分析处理检测芯片传输的信号；所述散热风扇38是指安装于成像模块3内，其作用是起到散热的功能，防止主板37温度过高，影响主板功能。

本实施例中，可以先将需要的清洗液瓶A、清洗液瓶B放置在仪器外部，并将空的废液瓶放置在指定位置。连接电源，按下电源按钮仪器通电，按下微动开关5按键，仪器开始工作，带动吸样针9下行，然后将样本管放在采样处，再次点击微动开关按键，柱塞泵开始工作，同时吸样针开始吸取样本进入染色杯28，在染色杯28里可以选择加染液或者不加染液，然后柱塞泵开始工作混匀染色杯内的液体，混匀结束后柱塞泵工作电磁阀切换，将样本加入到微流腔33内部，然后检测芯片开始拍照成像细胞，成像结束后开始清洗，这时柱塞泵开始工作，电磁阀打开，吸入清洗液到各条管路，清洗微流腔内部、针的内壁、染色杯，通过吸样针侧孔由废液泵吸入到废液瓶中，然后步进电机、柱塞泵和电磁阀、废液泵同时工作，吸样针上下往复运动，通过清洗套清洗吸样针外壁，然后废液泵吸入废液排入废液瓶、染色杯内废液通过废液泵排入废液瓶中。

具体地，清洗液A、B内分别浮球液位开关一、浮球液位开关二；

其中所述浮球液位开关一是指固定在清洗液A、B瓶盖上，插入清洗液瓶中，其作用是监测清洗液的用量，在警戒线时候会提前报警的一种浮球液位开关。

所述浮球液位开关二是指固定在废液瓶瓶盖上，插入废液瓶中，其作用是监测废液瓶中的液量，在警戒线时会提前报警的一种浮球液位开关。

本发明的所述细胞分析仪，可以检测大小为1~70微米的细胞。这个检测限的下限值取决于所用的检测芯片的分辨率，一般可以为1微米左右；其上限可以取决于相关的微流控组件的通过能力，例如可以是70微米，或更大。

本发明所检测的细胞种类例如可以是尿液里的细胞，妇科白带里的细胞，胸腹水里细胞，还可检测水里的藻类细胞。除细胞外，其它流体中相似大小的微生物也可以用本发明设备来检测。

以上实施例仅是对本发明创造的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种细胞形态分析器，其特征在于：包括机架、设置在机架上的样本处理模块（1）、液路模块（2）、成像模块（3）；

其中所述样本处理模块（1）包括通过升降机构调节位置高度的吸样针（9）、设置在所述吸样针（9）上的清洗套（10）；所述吸样针（9）为可自动插入样本管中进行取样的空心针；

液路模块（2）包括用于将吸样针（9）内吸收液输送至染色杯（28）和芯片微流腔（33）的多个柱塞泵、分别用于将所述清洗套（10）、染色杯（28）、芯片微流腔（33）内废液排出的多个废液泵；其中在各个柱塞泵上和废液泵上分别设置有电磁阀；

成像模块（3）包括模组上壳（43）、模组下壳（44）、模组底板（45）；其中所述模组下壳（44）限位设置在所述模组底板（45）上；在所述模组上壳（43）的内顶部设置有光源板（32），在所述模组下壳（44）内且位于所述光源板（32）的下方设置有微流腔（33），其中在所述微流腔（33）的底部设置有散热块（35）；在所述散热块（35）的底部设置有主板（37） ，在所述主板（37）的底部设置有散热风扇（38）；在所述微流腔（33）的一侧设置有检测有无液体流过的传感器（34）；在所述微流腔（33）的下方设置有细胞检测芯片。

2.根据权利要求1所述的细胞形态分析器，其特征在于：所述机架为一个整体框架，用于固定所述样本处理模块、液路模块、以及电路模块。

3.根据权利要求1所述的细胞形态分析器，其特征在于：所述升降机构包括通过支架设置在机架上的上下两个同步带轮（7）、驱动同步带轮（7）转动的步进电机（6）；其中两个同步带轮（7）之间通过同步带（8）传动连接，所述吸样针（9）通过连接板设置在所述同步带轮（7）上，并随着所述同步带轮（7）转动而升降。

4.根据权利要求1所述的细胞形态分析器，其特征在于：所述清洗套（10）的侧边开设有用于清洗吸样针（9）外壁的清洗液孔和排出清洗废液的废液孔，其中所述清洗液孔通过柱塞泵和管路输送清洗液，所述废液孔通过管路连通有废液泵。

5.根据权利要求4所述的细胞形态分析器，其特征在于：所述清洗套（10）的底部设置有所述吸样针（9）可密封穿过的封闭层。

6.根据权利要求1所述的细胞形态分析器，其特征在于：所述柱塞泵包括柱塞泵一（23）、柱塞泵二（24）、柱塞泵三（25）、柱塞泵四（26）、柱塞泵五（27）；所述废液泵包括废液泵一（29）、废液泵二（30）、废液泵三（31）。

7.根据权利要求1所述的细胞形态分析器，其特征在于：在所述散热块（35）与所述主板（37）之间设置有鼓风机（36）。

8.根据权利要求1所述的细胞形态分析器，其特征在于：在所述模组底板（45）上设置有滑轨一（39）和滑轨二（42），其中在所述模组下壳（44）的底部设置有与所述滑轨一（39）适配的滑槽一（40），还设置有与所述滑轨二（42）适配的滑槽二（41）；所述模组底板（45）的底部设置在机架上，从而使成像模块（3）相对机架推拉时更加顺畅。

9.根据权利要求1所述的细胞形态分析器，其特征在于：在所述模组下壳（44）上设置有连通所述微流腔（33）的双针管（46）和卡扣（47）；

在机架上且靠近所述模组下壳（44）的一侧设置有转接板固定座（50），在所述转接板固定座（50）上对应于所述双针管（46）的位置设置有双针接头（48），其对应于所述卡扣（47）的位置设置有卡座（49）；其中所述双针接头（48）的一端与所述双针管（46）插接连接，其另一端连通染色杯（28）。