TWI758079B - 採檢器 - Google Patents

Abstract

一種採檢器，包括：具有至少一佈置在探管一端之一採樣頭，供以對應到人體採檢標的實施抽吸採檢一檢測流體；一採檢器皿，連通於探管，用以收集檢測流體並予以密封隔離；一流體控制致動系統，與探管連通，並且與採檢器皿密封接合；一驅動機構，與探管連接，並供以控制驅動探管前進延伸或後退縮回之位移；其中，流體控制致動系統被致動控制檢測流體被抽吸到探管中，並導引進入採檢器皿密封隔離並儲存。

Description

採檢器

本案係有關一種採檢器，特別是指一種以人體為檢測標的實施採檢一檢測流體之採檢器。

隨著科技的日新月異，流體輸送裝置在應用上亦愈來愈多元化，而為了與工業應用、生醫應用、醫療保健、電子散熱等裝置結合，流體輸送裝置已漸漸有朝向裝置微小化的趨勢。

又，在目前生醫領域中，為了採檢人體之檢體做篩檢，例如目前新冠病毒要做病毒篩檢，目前採檢人員目前採取方式是用一棉花棒伸入人體咽喉部去沾附痰液或病毒微體，再將整個採檢棉花棒放入到一密封皿器中送檢，然每個受檢人的咽喉部位深淺不同有差異，如此採檢方式採檢人員並不能非常有效伸入到正確採檢部位去做採檢，而且採檢人員也要稍微用力讓棉花棒去沾附刮除咽喉部一些痰液或病毒微體，也會讓受檢人感到不舒服或驚慌閉口造成咽喉部之傷害，而採檢樣本量也不能控制到一定需求。因此微型化之流體輸送裝置就可具體應用在生醫領域上做為一採檢器設備，搭配一軟性材料之探管，可伸入人體檢測部位，利用微型之流體輸送裝置抽汲檢測流體，達到較無痛感之定量控制抽汲。

有鑒於此，本案提供一種採檢器，提供以人體為檢測標的實施採檢一檢測流體之需求利用。

本案主要目的提供一種採檢器，藉由驅動機構驅動帶動探管精準慢慢前進延伸位移到達對應到採檢標的之位置，並利用探管之採樣頭去沾附檢測流體，且同時透過流體控制致動系統致動控制定量抽汲到採檢標的之檢測流體導入採檢器皿中密封隔離並儲存，且採檢器皿得以整個結構分離後取出，將密封儲存之檢測流體送檢，達到一種定量採檢之採檢器。

為達上述目的，本案之較廣義實施態樣為提供一種採檢器，用於對人體採檢標的實施抽吸採檢一檢測流體，包括：一探管，包含至少一採樣頭，佈置在該探管一端，供以對應到一人體採檢標的進行採檢；一採檢器皿，連通該探管，用以收集該檢測流體予以密封隔離；一流體控制致動系統，與該探管連通，並與該採檢器皿密封接合，該流體控制致動系統被致動而控制該檢測流體被抽汲在該探管中，並導引入該採檢器皿中予以密封關閉；一驅動機構，與該探管連接，供以驅動控制該探管前進延伸或後退縮回之位移；其中，該驅動機構驅動控制該探管之該採樣頭位移到該人體採檢標的實施採檢，同時該流體控制致動系統被致動而控制該檢測流體被抽汲導引進入該採檢器皿中密封隔離並儲存，且該採檢器皿得以整個結構分離後取出，將密封儲存之檢測流體送檢。

體現本案特徵與優點的實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上當作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱第1A圖所示，本案係為一種採檢器，包括一探管1、一採檢器皿2、一流體控制致動系統3及一驅動機構4，用於對一人體採檢標的實施抽吸採檢一檢測流體A。其中，上述之探管1，包含至少一採樣頭11，佈置在探管1一端，供以對應到人體採檢標的進行採檢；上述之採檢器皿2，連通於探管1，用以收集檢測流體A並予以密封隔離；上述之流體控制致動系統3，與探管1連通，並且與採檢器皿2密封接合或拆離分開，流體控制致動系統3被致動而控制檢測流體A被抽汲在探管1中，並導引入採檢器皿2中予以密封關閉；以及上述之驅動機構4，與探管1，供以驅動控制探管1前進延伸或後退縮回之位移；如此，該驅動機構4驅動控制探管1之採樣頭11位移到人體採檢標的實施採檢，同時流體控制致動系統3被致動而控制檢測流體A被抽吸到導引進入採檢器皿2中密封隔離並儲存，且採檢器皿2得以整個結構分離後取出，將密封儲存之檢測流體A送檢。

於本實施例中，採檢標的係指眼部、耳部、鼻咽部、食道部、肺部、胃部、小腸部、大腸部及泌尿部之其中之一。

又如第1A圖所示，上述之驅動機構4為一步進馬達，得以驅動帶動捲收定位之輸送帶41，而輸送帶41連接採檢器皿2，如此驅動機構4驅動控制探管1精準前進延伸或後退縮回之位移，又本案探管1為軟性材料，例如，採用矽橡膠、熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)或聚氯乙烯(PVC)之其中之一的軟性材料，且探管1為一次性使用，使用完後拋棄，因此探管1可以透過驅動機構4之帶動精準位移而隨著人體通道型態變化而伸入到人體器官部位中進行採檢。

又於本實施例中，採樣頭11可為一種泡棉吸頭11a(如第1B圖所示)套入探管1一端，因此泡棉吸頭11a可以透過驅動機構4驅動帶動探管1精準慢慢前進延伸位移到達對應到採檢標的之位置進行沾附，同時流體控制致動系統3被致動可以控制定量抽汲到採檢標的之檢測流體A，即可透過泡棉吸頭11a之沾附而汲取到採檢標的之檢測流體A。本實施例中，檢測流體A可為一氣體或一液體。例如，泡棉吸頭11a伸入鼻咽部即可沾附到痰液而抽汲導引進入採檢器皿2中密封隔離並儲存，檢測到痰液為液體之檢測流體A；或是，泡棉吸頭11a伸入胃部即可沾附到胃部之腫瘤組織所發出之氣體而抽汲導引進入採檢器皿2中密封隔離並儲存，檢測到胃部之腫瘤組織所發出氣體，即為氣體之檢測流體A。

當然，上述之探管1可以透過驅動機構4之帶動精準位移而隨著人體通道型態變化而伸入到人體器官部位中進行採檢，本案採檢器也可搭配一影像攝影輔助來控制驅動機構4之精準位移帶動探管1之採樣頭11到達對應到採檢標的之位置進行採檢。在本案另一實施例中，如第1A圖所示，探管1可以進一步在外周圍佈置一影像攝影單元12，影像攝影單元12包含有一影像裝置120及一光纖通道121，光纖通道121貼附在探管1外周圍同步位移，影像裝置120透過光纖通道121擷取人體採檢標的影像，且影像裝置120能透過一無線傳輸給一顯示裝置B顯示出人體採檢標的影像，以顯示判斷探管1之採樣頭11是否到達對應到採檢標的之位置進行採檢。其中，顯示裝置B可以為一螢幕或者是一手機裝置。

本案所提供採檢器，可透過驅動機構4驅動帶動探管1精準慢慢前進延伸位移到達對應到採檢標的之位置，並利用探管1之泡棉吸頭11a型態之採樣頭11去沾附檢測流體A，且同時透過流體控制致動系統3被致動可以控制定量抽汲到採檢標的之檢測流體A，達到一種定量採檢之採檢器。如此，本案也可為一種抽液體之採檢器應用。例如，探管1之採樣頭11採以微型軟性針頭11b型態(如第1C圖所示)，可直接插入人體血管中達成血液定量採檢之採檢器；或者，探管1之採樣頭11採以複數陣列軟性針頭11c型態(如第1D圖所示)，可直接插入人體皮下組織達成血糖定量採檢之採檢器。

了解上述本案所提供採檢器之應用與實施例說明，就流體控制致動系統3之流體傳輸結構及定量抽汲之作用說明如下：

請參閱第2圖，流體控制致動系統3係與探管1連通，包含至少一導流致動單元31、一流體通道32及複數個閥33。其中流體作動區30，供以致動傳輸檢測流體A導引至探管1中；流體通道32，設置在流體作動區30之後收集檢測流體A，並具有複數個分歧通道321a、321b、321c、321d，供以分流傳輸檢測流體A構成定量需求之傳輸量；複數個閥33，設置於分歧通道321a、321b、321c、321d，供以控制分歧通道321a、321b、321c、321d中檢測流體A輸出至採檢器皿2中。其中，在本實施例中，導流致動單元31包含4個導流致動單元31a、31b、31c、31d，4個分歧通道321a、321b、321c、321d，4個閥33a、33b、33c、33d，但不以此為限，流體控制致動系統3可以因應抽汲控制量而依實際情形實施變化設計各元件需求數構成一定量需求抽汲之配置。

請參閱第3A圖，上述之導流致動單元31為一壓電泵浦，於本實施例中，壓電泵浦可為一微機電泵浦，係以半導體製程所製出，包含一基材311、一第一腔室312、一共振板313、一致動板314、一壓電元件315、出口板316以及一入口板317。其中，第一腔室312，在基材311以蝕刻製程製出；共振板313，以蝕刻製程製出一中空孔洞313a及一可動部313b而疊設在基材311上，且可動部313b為共振板313未固設於基材311上之部分所形成之一可撓結構；間隔層310，塗佈疊設在共振板313之可動部313b之外的部分；致動板314，以蝕刻製程製出一懸浮部314a、外框部314b及複數個透空孔314c而疊設在間隔層310上，懸浮部314a與外框部314b連接，並透過懸浮部314a與外框部314b之間複數個透空孔314c得以懸浮支撐，且透空孔314c用以供流體流通，以及致動板314與共振板313定義出一第二腔室318；壓電元件315，塗佈疊設於致動板314之懸浮部314a上；以及出口板316，以蝕刻製程製出一第三腔室319及一出口孔316a而疊設於致動板314之外框部314b，促使第三腔室319對應到致動板314之懸浮部314a及外框部314b部分區域，而出口孔316a連通第三腔室319；以及入口板317，以蝕刻製程製出一至少一入口孔317a而疊設於基材311下方；因此，導流致動單元31透過壓電元件315驅動以帶動致動板314產生往復式地振動位移，以吸引流體通過入口孔317a進入第一腔室312，再經共振板313之中空孔洞313a，由致動板314與共振板313之可動部313b產生共振傳輸流體，實現流體之傳輸流動。

請參閱第3B圖所示，導流致動單元31處於未致動狀態(即初始狀態)，當壓電元件315受施加一電壓時，即產生形變，驅動致動板314沿一垂直方向進行往復式振動，致動板314之懸浮部314a向上振動，促使第二腔室318體積增大、壓力減小，則流體由入口板317上的入口孔317a順應外部壓力進入，並匯集到第一腔室312處，再經由共振板313上與第一腔室312對應設置的中空孔洞313a向上流入至第二腔室318中；接著，如第3C圖所示，致動板314之懸浮部314a之振動會帶動共振板313產生共振，使其可動部313b亦隨之向上振動，而致動板314之懸浮部314a同時向下振動，會造成共振板313之可動部313b貼附抵觸於致動板314之懸浮部314a下方，此時共振板313之中空孔洞313a與第二腔室318之間的流通空隙關閉，第二腔室318受到壓縮而體積變小、壓力增大，而第三腔室319則是體積增大、壓力變小，進而形成壓力梯度，使第二腔室318中之流體受壓而向兩側流動，並經由致動板314之複數個透空孔314c流入第三腔室319中；再如第3D圖所示，致動板314之懸浮部314a繼續向下振動，並帶動共振板313之可動部313b隨之向下振動，使第二腔室318進一步壓縮，並使其中大部分流體流至第三腔室319中暫存，如此重複第3B圖至第3D圖之致動操作，即可產生抽汲流體由入口孔317a進入到出口孔316a排出，達到實現流體之傳輸流動。

再請參閱第2圖所示，上述至少一導流致動單元31可以配置在一流體作動區30中，流體流作動區30可透過多個導流致動單元31串聯、並聯或串並聯的排列方式設置，以致導流致動單元31在致動後於自身內部產生一壓力差，藉此達成流體之傳輸。如第4A圖所示，流體作動區30內的各導流致動單元31依串聯方式排列，藉由串聯方式連接各導流致動單元31，來提升流體作動區30的出口孔316a之流體壓力值。如第4B圖所示，流體作動區30內的各導流致動單元31利用並聯方式排列，通過並聯方式連接各導流致動單元31，進一步增加流體作動區30的出口孔316a的輸出流體量，再匯集由共同出口孔31A排出；請參閱第4C圖所示，流體作動區30內的各導流致動單元31依串並聯的方式來排列設置，加以同步提升流體作動區30其輸出流體之壓力值及輸出量，再匯集由共同出口孔31A排出。

由上述說明可知，在本實施例中，如第2圖所示多個導流致動單元31不論串聯、並聯或串並聯的排列方式設置在流體作動區30中，其出口孔316a或共同出口孔31A皆會排出流體導入流體通道32中，再分配到四個分歧通道321a、321b、321c、321d，且四個分歧通道321a、321b、321c、321d分別連接閥33a、33b、33c、33d做分流定量控制之輸出。本實施例中，四個分歧通道321a、321b、321c、321d分別連接閥33a、33b、33c、33d做分流定量控制之輸出到採檢器皿2。

當然，上述之閥33a、33b、33c、33d是受控制器34所控制開關狀態，控制器34具有二電性連接線路340、341，電性連接線路340電性連接控制閥33a、33c之開關狀態，而電性連接線路341電性連接控制閥33b、33d之開關狀態，如此一來，閥33a、33b、33c、33d可受控制器34所控制開關狀態，讓檢測流體A達到分流定量控制導入採檢器皿2中。

上述之閥33a、33b、33c、33d可為主動閥或被動閥，閥33a、33b、33c、33d結構與作動皆相同，以下就閥33之編號來代表閥33a、33b、33c、33d。在本實施例中，如第5A圖及第5B圖所示閥33為主動閥，包含通道基材331、壓電致動器332以及連桿333。其中通道基材331具有一第一通孔331a及一第二通孔331b，分別連通於分歧通道321a中，並以通道基材331相互隔開設置，且通道基材331上方凹置一腔室331c，腔室331c設置有連通第一通孔331a之第一出口331d，以及設置有連通第二通孔331b之第二出口331e；壓電致動器332包含載板332a以及壓電陶瓷332b，載板332a以可撓性材質所製成，而壓電陶瓷332b則貼附於載板332a之一表面上，並電性連接控制器34。壓電致動器332封蓋腔室331c而設置在載板332a上。而連桿333連接載板332a之另一表面，並穿伸入第二出口331e中沿一垂直方向自由位移，且連桿333之一端具有截面積大於第二出口331e之孔徑之一擋阻部333a，以封閉限制第二出口331e之連通。其中，擋阻部333a可為平板狀或蕈狀。

如第5A圖所示，主動閥33於壓電致動器332未致動之狀態下，連桿333處於一常開初始位置。此時，擋阻部333a與第二出口331e之間具有一流動空間，使第二通孔331b、腔室331c與第一通孔331a透過流動空間得以相互接通而連通於分歧通道321a中，使傳輸流體得以通過。相對的，如第5B圖所示，當壓電致動器332致動，壓電陶瓷332b驅動載板332a向上彎曲形變，連桿333受到載板332a之連動而向上移動，進而使擋阻部333a擋阻第二出口331e之孔徑。此時，擋阻部333a封閉第二出口331e，而使傳輸流體無法通過。藉由上述作動方式，閥33在未致動狀態下可維持分歧通道321a開啟狀態，而在致動狀態下則封閉分歧通道321a；亦即，閥33藉由控制第二通孔331b之一開關狀態，可進而控制流體由分歧通道321a輸出。

請參閱第6A圖以及第6B圖，閥33為被動閥，本實施例之結構與前一實施例大致相同，在此就不予贅述，其差異在於本實施例之被動閥33未致動之狀態下為一常閉狀態之動作設計；閥33於壓電致動器332未致動之狀態下，連桿333處於一常閉初始位置，此時擋阻部333a封閉第二出口331e之孔徑，使傳輸流體無法通過；如第6B圖所示，當壓電致動器332致動，壓電陶瓷332b驅動載板332a向下彎曲形變，連桿333受到載板332a之連動而向下移動時，擋阻部333a與第二出口331e之間具有一流動空間，使第二通孔331b、腔室331c與第一通孔331a透過流動空間得以相互接通而連通於分歧通道321a中，促使傳輸流體得以通過。藉由上述作動方式，閥33在未致動狀態下可維持分歧通道321a之封閉狀態，而在致動狀態下則開啟分歧通道321a；亦即，閥33藉由控制第二通孔331b之一開關狀態，可進而控制流體由分歧通道321a之輸出。

由上述說明可知，本案所提供採檢器，可透過驅動機構4驅動帶動探管1精準慢慢前進延伸位移到達對應到採檢標的之位置，並利用探管1之採樣頭11去沾附檢測流體A，且同時透過流體控制致動系統3被致動，利用至少一導流致動單元31的串聯、並聯或串並聯排列設置在流體作動區30中，再連通到流體通道32做分歧通道321a、321b、321c、321d之分流控制以及搭配複數個閥33之輸出控制，可以控制定量抽汲到採檢標的之檢測流體A導入採檢器皿2中密封隔離並儲存，且採檢器皿2得以整個結構分離後取出，將密封儲存之檢測流體A送檢，達到一種定量採檢之採檢器。

又，流體控制致動系統3之導流致動單元31為一壓電泵浦，於另一實施例中，壓電泵浦可為一氣體泵浦5。請參閱第7A圖至第8B圖所示，氣體泵浦5包含一噴氣孔片51、一腔體框架52、一致動體53、一絕緣框架54及一導電框架55。其中噴氣孔片51包含一懸浮片511及一中心孔512，懸浮片511可彎曲振動，而中心孔512形成於懸浮片511的中心位置； 腔體框架52承載疊置於懸浮片511上；致動體53由一壓電載板531、一調整共振板532及一壓電板533依序疊加所構成，且壓電載板531承載疊置於腔體框架52上承載疊置於腔體框架52上，以接受電壓而產生往復式地彎曲振動；絕緣框架54承載疊置於致動體53之壓電載板531上；以及導電框架55承載疊設置於絕緣框架54上；藉此，噴氣孔片51固設定位，促使噴氣孔片51側邊定義出一間隙58環繞，供流體流通，且噴氣孔片51底部間形成一氣流腔室57，而致動體53、腔體框架52及懸浮片511之間形成一共振腔室56，透過驅動致動體53以帶動噴氣孔片51產生共振，使噴氣孔片51之懸浮片511產生往復式地振動位移，以吸引流體通過間隙58進入氣流腔室57再排出，實現流體之傳輸流動。

請先參閱第8B圖所示，當壓電板533帶動噴氣孔片51之懸浮片511朝向遠離底面之方向移動時，帶動噴氣孔片51之懸浮片511以遠離定位容置座之底面方向移動，使氣流腔室57之容積急遽擴張，其內部壓力下降形成負壓，吸引氣體泵浦5外部的氣體由複數個間隙58流入，並經由中心孔512進入共振腔室56，使共振腔室56內的氣壓增加而產生一壓力梯度；再如第8C圖所示，當壓電板533帶動噴氣孔片51之懸浮片511朝向底面移動時，共振腔室56中的氣體經中心孔512快速流出，擠壓氣流腔室57內的流體，並使匯聚後之流體以接近白努利定律之理想流體狀態快速且大量地噴出。依據慣性原理，排出流體後的共振腔室56內部壓力低於平衡壓力，會導引流體再次進入共振腔室56中。是以，透過重複第8B圖及第8C圖的動作後，得以控制壓電板533往復式地振動，以及控制共振腔室56之振動頻率與壓電板533之振動頻率趨近於相同，以產生亥姆霍茲共振效應，俾實現流體高速且大量的傳輸。

此外，流體控制致動系統3之導流致動單元31為一壓電泵浦，於另一實施例中，壓電泵浦可為一液體泵浦6。請參閱第9圖至第13B圖所示，液體泵浦6包含一閥蓋體61、兩組閥門片62、一閥底座63、一致動器64及一外筒65。其中一致動器64、一閥底座63、兩組閥門片62、一閥蓋體61分別依序置設於外筒65內，再以密封膠66密封外筒65之內部所定位組裝而成。

上述之閥蓋體61具有一閥蓋第一表面611、閥蓋第二表面612、一入口通道613、一出口通道614及複數個卡掣件615，其中入口通道613及出口通道614分別貫穿閥蓋第一表面611及閥蓋第二表面612之間，以及入口通道613於閥蓋第二表面612上之外緣凸設有一入口凸緣613a，且在入口凸緣613a上凸設一第一凸出結構613b，而出口通道614於閥蓋第二表面612上之外緣凸設有一出口凸緣614a，且在出口凸緣614a之中心凹設一出口腔室614b，又複數個卡掣件615由閥蓋第二表面612向外凸出。於本實施例中，卡掣件615數量為2，但不以此為限，可依實際定位需求之數量而設置。

上述兩組閥門片62，主要材質為聚亞醯胺(Polyimide, PI)高分子材料，其製造方法主要利用反應離子氣體乾蝕刻(reactive ion etching, RIE)之方法，以感光性光阻塗佈於閥門片62結構之上，並曝光顯影出閥門片62結構圖案後，再以進行蝕刻，由於有光阻覆蓋處會保護聚亞醯胺(Polyimide, PI)片不被蝕刻，因而可蝕刻出閥門片62，兩組閥門片62包含一第一閥門片62a及一第二閥門片62b，且第一閥門片62a及第二閥門片62b分別設有一中央閥片621a、621b，而中央閥片621a、621b周邊各設置複數個延伸支架622a、622b以作彈性支撐，並使每一延伸支架622a、622b相鄰之間各形成一透空通孔623a、623b。

上述之閥底座63與閥蓋體61對接，且第一閥門片62a及第二閥門片62b定置在兩者之間，閥底座63具有一閥底第一表面631、一閥底第二表面632、一入口閥門通道633及一出口閥門通道634，其中入口閥門通道633及出口閥門通道634貫穿設置於閥底第一表面631及閥底第二表面632之間，以及入口閥門通道633於閥底第一表面631上之內緣凹設有一入口凹緣633a，供與閥蓋體61之入口凸緣613a相對接，且第一閥門片62a置設在其間，使中央閥片621a受閥蓋體61之第一凸出結構613b頂觸，供以封閉閥蓋體61之入口通道613，第一閥門片62a之中央閥片621a常態頂觸第一凸出結構613b，以產生一預力作用並有助於預蓋緊以防止逆流，又入口凹緣633a之中心凹設一入口腔室633b，而出口閥門通道634於閥底第一表面631上之內緣凹設有一出口凹緣634a，且在出口凹緣634a之中心凸設一第二凸出結構634b，又出口凹緣634a與閥蓋體61之出口凸緣614a相對接，且第二閥門片62b置設在其間，使中央閥片621b受第二凸出結構634b頂觸，供以封閉閥底座63之出口閥門通道634，第二閥門片62b之中央閥片621b常態頂觸第二凸出結構634b，以產生一預力作用並有助於預蓋緊以防止逆流，又閥底第一表面631對應到閥蓋體61之複數個卡掣件615之位置也設有相同數量之對接卡孔635，閥蓋體61之複數個卡掣件615對應卡入閥蓋體61之複數個對接卡孔635中，供使閥底座63與閥蓋體61得以對接封蓋第一閥門片62a及第二閥門片62b並實現定位組裝，於本實施例中，卡掣件615數量為2，所以對接卡孔635之數量為2，但不以此為限，可依實際定位需求之數量而設置。又，閥底第二表面632上凹陷形成一集流腔室636，集流腔室636連通入口閥門通道633及出口閥門通道634。

上述之致動器64包含有一振動片641及一壓電元件642，振動片641為金屬材質，壓電元件642採用高壓電常數之鋯鈦酸鉛(PZT)系列的壓電粉末製造而成，且壓電元件642貼附於振動片641一側面，以及振動片641封蓋於閥底座63之閥底第二表面632，以封閉集流腔室636，又振動片641具有一電性接腳641a，供以對外與電源電性連接，以使壓電元件642得以驅動變形而振動位移。

上述外筒65為一側凹設有一內壁凹置空間651，且在內壁凹置空間651底部具有一挖空之中心凹槽652及貫穿外筒65之一側並連通外部之穿透框口653，其中內壁凹置空間651內依序由致動器64、閥底座63、兩組閥門片62以及閥蓋體61置入其中，且致動器64之電性接腳641a穿置定位於穿透框口653中。並以填封密封膠66於內壁凹置空間651中予以定位，而致動器64之壓電元件642對應設置於中心凹槽652中，且受驅動時得於中心凹槽652內振動位移。

由上述說明可知，當壓電元件642受電壓驅動而向下振動位移時，閥底座63之入口腔室633b形成吸力，以拉引第一閥門片62a之中央閥片621a位移，此時第一閥門片62a之中央閥片621a不封閉閥蓋體61之入口通道613，使液體由閥蓋體61之入口通道613導入經由第一閥門片62a之透空通孔623a流入閥底座63之入口腔室633b，並流入集流腔室636中緩衝集中液體，其後，致動器64之壓電元件642向上振動位移時，集流腔室636中緩衝集中之液體往閥底座63之出口閥門通道634推擠，使第二閥門片62b之中央閥片621b脫離第二凸出結構634b之頂觸，使流體順利由第二閥門片62b之透空通孔623b流入閥蓋體61之出口腔室614b，再由出口通道614流出，來達到液體的傳輸。

本案為一種抽液體之採檢器應用時，流體控制致動系統3之導流致動單元31可為一液體泵浦6之壓電泵浦，當流體控制致動系統3被致動，利用至少一導流致動單元31的串聯、並聯或串並聯排列設置在流體作動區30中，再連通到流體通道32做分歧通道321a、321b、321c、321d之分流控制以及搭配複數個閥33之輸出控制，可以控制定量抽汲到採檢標的之檢測流體A導入採檢器皿2中密封隔離並儲存，且採檢器皿2得以整個結構分離後取出，將密封儲存之檢測流體A送檢，達到一種定量採檢之採檢器。

綜上所述，本案為提供一種採檢器，藉由驅動機構4驅動帶動探管1精準慢慢前進延伸位移到達對應到採檢標的之位置，並利用探管1之採樣頭11去沾附檢測流體A，且同時透過流體控制致動系統3被致動，利用至少一導流致動單元31的串聯、並聯或串並聯排列設置在導流作動區30中，再連通到流體通道32做分歧通道321a、321b、321c、321d之分流控制以及搭配複數個閥33之輸出控制，可以控制定量抽汲到採檢標的之檢測流體A導入採檢器皿2中密封隔離並儲存，且採檢器皿2得以整個結構分離後取出，將密封儲存之檢測流體A送檢，達到一種定量採檢之採檢器。

1:探管 11:採樣頭 11a:泡棉吸頭 11b:微型軟性針頭 11c:複數陣列軟性針頭 12:影像攝影單元 120:影像裝置 121:光纖通道 2:採檢器皿 3:流體控制致動系統 30:流體作動區 31、31a、31b、31c、31d:導流致動單元 310:間隔層 311:基材 312:第一腔室 313:共振板 313a:中空孔洞 313b:可動部 314:致動板 314a:懸浮部 314b:外框部 314c:透空孔 315:壓電元件 316:出口板 316a:出口孔 317:入口板 317a:入口孔 318:第二腔室 319:第三腔室 31A:共同出口孔 32:流體通道 321a、321b、321c、321d:分歧通道 33、33a、33b、33c、33d:閥 331:通道基材 331a:第一通孔 331b:第二通孔 331c:腔室 331d:第一出口 331e:第二出口 332:壓電致動器 332a:載板 332b:壓電陶瓷 333:連桿 333a:擋阻部 34:控制器 340、341:電性連接線路 4:驅動機構 41:輸送帶 5:氣體泵浦 51:噴氣孔片 511:懸浮片 512:中心孔 52:腔體框架 53:致動體 531:壓電載板 532:調整共振板 533:壓電板 54:絕緣框架 55:導電框架 56:共振腔室 57:氣流腔室 58:間隙 6:液體泵浦 61:閥蓋體 611:閥蓋第一表面 612:閥蓋第二表面 613:入口通道 613a:入口凸緣 613b:第一凸出結構 614:出口通道 614a:出口凸緣 614b:出口腔室 615:卡掣件 62:閥門片 62a:第一閥門片 62b:第二閥門片 621a、621b:中央閥片 622a、622b:支架 623a、623b:透空通孔 63:閥底座 631:閥底第一表面 632:閥底第二表面 633:入口閥門通道 633a:入口凹緣 633b:入口腔室 634:出口閥門通道 634a:出口凹緣 634b:第二凸出結構 635:對接卡孔 636:集流腔室 64:致動器 641:振動片 641a:電性接腳 642:壓電元件 65:外筒 651:內壁凹置空間 652:中心凹槽 653:穿透框口 66:密封膠 A:檢測流體 B:顯示裝置 A-A、B-B:切線

第1A圖係本案採檢器示意圖。 第1B圖係本案採檢器之採樣頭第一實施態樣示意圖。 第1C圖係本案採檢器之採樣頭第二實施態樣示意圖。 第1D圖係本案採檢器之採樣頭第三實施態樣示意圖。 第2圖係本案流體控制致動系統示意圖。 第3A圖係本案導流致動單元之結構剖面示意圖。 第3B圖為第3A圖所示導流致動單元之作動示意圖(一)。 第3C圖為第3A圖所示導流致動單元之作動示意圖(二)。 第3D圖為第3A圖所示導流致動單元之作動示意圖(三)。 第4A圖為本案導流致動單元以串聯方式設置之結構示意圖。 第4B圖為本案導流致動單元以並聯方式設置之結構示意圖。 第4C圖為本案導流致動單元以串並聯方式設置之結構示意圖。 第5A圖為本案閥第一實施態樣之作動示意圖(一)。 第5B圖為本案閥第一實施態樣之作動示意圖(二)。 第6A圖為本案閥之第二實施態樣之作動示意圖(一)。 第6B圖為本案閥之第二實施態樣之作動示意圖(二)。 第7A圖為本案氣體泵浦立體示意圖。 第7B圖為本案氣體泵浦分解示意圖。 第7C圖為本案氣體泵浦另一角度分解示意圖。 第8A圖為本案氣體泵浦剖視示意圖。 第8B圖為本案第8A圖之氣體泵浦作的示意圖(一)。 第8C圖為本案第8A圖之氣體泵浦作的示意圖(二)。 第9A圖為本案液體泵浦立體示意圖。 第9B圖為本案液體泵浦分解示意圖。 第9C圖為本案液體泵浦另一角度分解示意圖。 第10圖為本案液體泵浦立體俯視示意圖。 第11圖為本案依第10圖之A-A剖視圖。 第12圖為本案依第10圖之B-B剖視圖。 第13A圖至第13B圖為本案液體泵浦作動示意圖。

1:探管

11:採樣頭

12:影像攝影單元

120:影像裝置

121:光纖通道

2:採檢器皿

3:流體控制致動系統

4:驅動機構

41:輸送帶

A:檢測流體

B:顯示裝置

Claims (21)

1. 一種採檢器，用於對人體採檢標的實施抽吸採檢一檢測流體，包含：一探管，包含至少一採樣頭，佈置在該探管一端，供以對應到一人體採檢標的進行採檢；一採檢器皿，連通該探管，用以收集該檢測流體予以密封隔離；一流體控制致動系統，與該探管連通，並與該採檢器皿密封接合，該流體控制致動系統被致動而控制該檢測流體被抽汲在該探管中，並導引入該採檢器皿中予以密封關閉，包含：至少一導流致動單元，供以致動傳輸該檢測流體導引在該探管中；以及至少一流體通道，設置在該至少一導流致動單元之後收集該檢測流體；以及一驅動機構，與該探管連接，供以驅動控制該探管前進延伸或後退縮回之位移；其中，該驅動機構驅動控制該探管之該採樣頭位移到該人體採檢標的實施採檢，同時該流體控制致動系統被致動而控制該檢測流體被抽汲導引進入該採檢器皿中密封隔離並儲存，且該採檢器皿得以整個結構分離後取出，將密封儲存之該檢測流體送檢。
2. 如請求項1所述之採檢器，其中該探管為軟性材料。
3. 如請求項1所述之採檢器，其中該探管為一次性使用。
4. 如請求項2所述之採檢器，其中該軟性材料為矽橡膠、熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)、聚氯乙烯(PVC)之其中之一。
5. 如請求項1所述之採檢器，其中該採樣頭為泡棉吸頭型態。
6. 如請求項1所述之採檢器，其中該採樣頭為微型軟性針頭型態。
7. 如請求項1所述之採檢器，其中該採樣頭為複數陣列軟性針頭型態。
8. 如請求項1所述之採檢器，其中該採檢標的包括眼部、耳部、鼻咽部、食道部、肺部、胃部、小腸部、大腸部及泌尿部之其中之一。
9. 如請求項1所述之採檢器，其中該檢測流體為一氣體。
10. 如請求項1所述之採檢器，其中該檢測流體為一液體。
11. 如請求項1所述之採檢器，其中該探管外周圍佈置一影像攝影單元，該影像攝影單元包含有一影像裝置及一光纖通道，該光纖通道貼附在該探管外周圍同步位移，該影像裝置透過該光纖通道擷取該人體採檢標的影像，且該影像裝置透過一無線傳輸給一顯示裝置顯示出該人體採檢標的影像，以顯示判斷該探管之該採樣頭是否到達對應到該採檢標的之位置進行採檢。
12. 如請求項11所述之採檢器，其中該顯示裝置為一螢幕。
13. 如請求項11所述之採檢器，其中該顯示裝置為一手機裝置。
14. 如請求項1所述之採檢器，其中該至少一流體通道具有複數個分歧通道，供以分流傳輸該檢測流體構成定量需求之傳輸量；該流體控制致動系統包含：複數個閥，設置於該分歧通道中，供以控制該分歧通道中該檢測流體輸出至該採檢器皿中。
15. 如請求項14所述之採檢器，其中該導流致動單元為複數個以串聯排列設置以傳輸該檢測流體流動。
16. 如請求項14所述之採檢器，其中該導流致動單元為複數個以並聯排列設置以傳輸該檢測流體流動。
17. 如請求項14所述之採檢器，其中該導流致動單元為複數個以串並聯排列設置以傳輸該檢測流體流動。
18. 如請求項14所述之採檢器，其中該導流致動單元為一壓電泵浦。
19. 如請求項18所述之採檢器，其中該壓電泵浦為一微機電泵浦，該微機電泵浦係以半導體製程所製出，包含： 一基材；一第一腔室，在該基材以蝕刻製程製出；一共振板，以蝕刻製程製出一中空孔洞及一可動部而疊設在該基材上，且該可動部為該共振板未固設於該基材上之部分所形成之一可撓結構；一間隔層，塗佈疊設在該共振板之該可動部之外的部分；一致動板，以蝕刻製程製出一懸浮部、一外框部及複數個透空孔而疊設在該間隔層上，該懸浮部與該外框部連接，並透過該懸浮部與該外框部之間之該複數個透空孔得以懸浮支撐，且該透空孔用以供流體流通，以及該致動板與該共振板定義出一第二腔室；一壓電元件，塗佈疊設於該致動板之該懸浮部上；以及一出口板，以蝕刻製程製出一第三腔室及一出口孔而疊設於該致動板之該外框部，促使該第三腔室對應到該致動板之該懸浮部及該外框部部分區域，而該出口孔連通該第三腔室；以及一入口板，以蝕刻製程製出一至少一入口孔而疊設於該基材下方；其中透過該壓電元件驅動以帶動該致動板產生往復式地振動位移，以吸引流體通過該入口孔進入該第一腔室，再經該共振板之該中空孔洞，由該致動板與該共振板之該可動部產生共振傳輸流體，實現流體之傳輸流動。
20. 如請求項18所述之採檢器，其中該壓電泵浦為一氣體泵浦，該氣體泵浦包含：一噴氣孔片，包含一懸浮片及一中心孔，該懸浮片可彎曲振動，而該中心孔形成於該懸浮片的中心位置；一腔體框架，承載疊置於該懸浮片上； 一致動體，由一壓電載板、一調整共振板及一壓電板依序疊加所構成承載疊置於該腔體框架上，以接受電壓而產生往復式地彎曲振動；一絕緣框架，承載疊置於該致動體之該壓電載板上；以及一導電框架，承載疊設置於該絕緣框架上；其中，該噴氣孔片固設定位，促使該噴氣孔片側邊定義出一間隙環繞，供流體流通，且該噴氣孔片底部間形成一氣流腔室，而該致動體、該腔體框架及該懸浮片之間形成一共振腔室，透過驅動該致動體以帶動該噴氣孔片產生共振，使該噴氣孔片之該懸浮片產生往復式地振動位移，以吸引流體通過該間隙進入該氣流腔室再排出，實現流體之傳輸流動。
21. 如請求項18所述之採檢器，其中該壓電泵浦為一液體泵浦，該液體泵浦包含一閥蓋體、兩組閥門片、一閥底座、一致動器及一外筒，其中該致動器、該閥底座、兩組該閥門片、該閥蓋體分別依序置設於該外筒內部所定位組裝而成。

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