一种多用途医疗检测仪及检测系统的制作方法

本发明涉及一种多用途医疗检测仪及检测系统。

背景技术：

目前，医疗检测设备在医学领域是必不可少的，发挥的作用越来越大，通过检测可以及时获得被测、被控对象的身体健康情况，辅助医生判断病情。随着计算机技术的广泛应用，现在市面上有很多的医疗设备检测仪，如血凝检测仪、血型分析仪、免疫分析仪等。

但上述的检测设备一方面:只能用于一种方法学检测，用途比较单一，如果要完成多个项目的检测，如：血凝、血型和免疫检测等，由于检测方法不同，往往需要通过多台不同设备分别完成检测；另一方面现有的检测设备结构上采用电机驱动，皮带传动等，整体体积较大；并且操作复杂，只能由专业检验师操作并在专业的实验室进行，从取样、送样和检测过程来看，耗时较长，对于一些对检测时效性要求较高的场合，例如急救、家庭全科医生去患者家中问诊等场合等无法适用。如何设计出一种多用途、体积小方便携带、操作简单的检测仪，是亟待解决的问题。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种多用途医疗检测仪及检测系统。

作为本发明实施例的一个方面，涉及一种多用途医疗检测仪，包括：加样机构、驱动机构、反应仓、图像采集模块和检测结果处理模块；所述反应仓用于放置检测血凝检测、血型检测和免疫检测中任一或多个项目的试剂盘，所 述反应仓底部设有加热部件；所述驱动机构具有驱动输出轴，所述驱动输出轴位于所述反应仓中部，用于驱动反应仓内的试剂盘旋转；所述加样机构用于为所述试剂盘各加样孔中加样；所述图像采集模块位于所述反应仓的上方，用于跟随试剂盘的旋转，依次采集试剂盘上的至少一个试剂槽或者判读窗的图像数据；所述检测结果处理模块，用于根据所述图像采集模块采集的图像数据进行分析得到检测结果。

可选地，所述驱动机构包括设置在反应仓底部的驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接有外齿齿轮，所述外齿齿轮置于反应仓中部，用于通过与试剂盘内的内齿啮合传动驱动所述试剂盘旋转；所述反应仓内沿周向设置有至少三个限位导轮，用于在试剂盘旋转时限定试剂盘的位置。

可选地，所述驱动机构包括设置在反应仓底部的驱动电机，所述试剂盘与驱动电机的输出轴之间同轴转动。

可选地，所述加样机构包括：传动机构和与所述传动机构连接的加样头。

可选地，所述加样头包括：用于拾取一次性吸头的注射器以及与所述注射器连接的压力传感器、加样泵和控制器；所述压力传感器用于检测所述注射器内的气压；所述加样泵用于给试剂盘加样时为注射器提供动力；所述控制器用于根据所述压力传感器检测到的气压，与预设的电压阈值进行比较，控制所述注射器内的气压达到当前注射器工作状态所需的气压；所述工作状态包括：吸取状态、移液状态和加样状态。

可选地，所述控制器还用于在加样头的注射器拾取一次性吸头过程中，通过所述压力传感器检测注射器内的气压，确定一次性吸头是否破损或堵塞。

可选地，所述控制器还用于在加样头的注射器拾取一次性吸头过程中，通过所述压力传感器检测注射器内的气压的变化，确定样品中是否存在气泡或凝块。

可选地，所述传动机构包括：x轴运动臂、y轴运动臂和z轴运动臂；x轴、y轴和z轴为空间直角坐标系中的坐标轴；x轴运动臂和y轴运动臂分别与z轴运动臂的两端相连；每个运动臂上均设置有马达、连接马达的丝杆以及套在丝杆上的滑动块，通过马达驱动丝杆转动，带动滑动块滑动；所述加样头固定于x轴运动臂和y轴运动臂两者中位置较高的那个运动臂的滑动块上。

可选地，所述反应仓的加热部件为覆盖在反应仓底部的加热膜，所述加热膜能够使得反应仓内温度稳定控制在预设温度。

可选地，所述检测仪还设置有废物盒，所述废物盒顶部开口，所述开口处设有至少两片弹片，用于卡住加样头上的一次性吸头使得加样头与所述一次性吸头分离。

可选地，所述检测仪还包括吸头盒，所述吸头盒内放置有一次性吸头。

可选地，所述检测结果处理模块通过有线或者无线接收所述图像采集模块采集的图像数据。

另一方面，本发明实施例还提供了一种多用途医疗检测系统，包括试剂盘和本发明实施例提供的上述检测仪；所述试剂盘呈圆环形，包括至少一个反应槽；所述至少一个反应槽为下述之一或任意组合：包含加样孔、磁珠和血凝检测试剂的反应槽；包含加样孔和血型检测试剂的反应槽；包含加样孔、判读窗和免疫检测试剂的反应槽。

本发明实施例至少实现了如下技术效果：

本发明实施例提供的上述多用途医疗检测仪及多用途医疗检测系统中，检测仪包括加样机构、驱动机构、反应仓、图像采集模块和检测结果处理模块；反应仓用于放置检测血凝检测、血型检测和免疫检测中任一或多个项目的试剂盘，反应仓保持孵育环境的温度；驱动输出轴位于反应仓中部，用于驱动反应仓内的试剂盘旋转；加样机构用于为试剂盘各加样孔中加样；其中图像采集模块跟随试剂盘的旋转，依次采集试剂盘上的至少一个试剂槽或者判读窗的 图像数据；检测结果处理模块，用于根据图像采集模块采集的图像数据进行分析得到检测结果。本发明实施例提供的检测仪多用途合为一体，体积小巧，可以小型化，便于携带，从而缩短从采样、送样和检测整个过程耗费的时间，操作简单，应用领域广，可以实现在临床科室的病床旁检测、家庭全科医生在患者家中检测，急诊急救等时间紧急度要求较高的场合。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其它优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1a为本发明实施例提供的检测仪的立体结构示意图；

图1b为本发明实施例提供的检测仪的侧面结构示意图；

图1c为本发明实施例提供的检测仪的外壳示意图；

图2为本发明实施例提供的驱动电机偏心驱动试剂盘的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的加样头结构示意图；

图4为本发明实施例提供的平板电脑连接多个检测仪的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的检测仪中各模块通过can总线连接主控模块的示意图；

图6为本发明实施例检测系统提供的试剂盘中血凝反应槽的结构示意图；

图7为本发明实施例检测系统提供的试剂盘中血型反应槽的结构示意图；

图8为本发明实施例检测系统提供的试剂盘中免疫反应槽的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了解决现有检测仪器存在的问题，参照图1a、1b、1c和图2，本发明实施例提供了一种多用途医疗检测仪，该检测仪包括加样机构1、驱动机构2、反应仓3、图像采集模块4和检测结果处理模块(图中未示意出)；其中：反应仓3用于放置检测血凝检测、血型检测和免疫检测中任一或多个项目的试剂盘5，并且反应仓3底部设有加热部件，模拟且保证实验环境所需温度；驱动机构2的驱动输出轴21，位于反应仓3中部，用于驱动反应仓3内的试剂盘5旋转，使检测仪体积小型化；加样机构1可以精确为试剂盘5各加样孔中加样；在检测过程中图像采集模块4，用于跟随试剂盘5的旋转，依次采集试剂盘5上的至少一个试剂槽或者判读窗的图像数据；并把采集到的图像数据，发送给检测结果处理模块进行分析得到检测结果。

在本具体实施例中实现了一台设备可以实现多用途检测的功能；本实施例提供的检测仪用于医院及家庭检测的分析仪器，配合不同的检测试剂盘5可以进行临床免疫学，柱凝集血型鉴定，交叉配血，血液凝固时间检测，是一台多合一的小型化设备。

参照图1a、图2所示，其中反应仓3用于放置检测血凝检测、血型检测和免疫检测中任一或多个项目的试剂盘5，可以同时检测血凝、血型和免疫，也可以两两项目组合检测；

其中所用的试剂例如：

凝血：新宝凝血酶冻干粉，国药准字h32020892，苏州新宝制药有限公司生产；

血型：abo血型定型试剂，国药准字s10950002，成都协和生物技术有限 责任公司生产；

免疫：乙型流感病毒检测试剂盒(胶体金法)，国药准字s20063135，北京阿斯可来生物工程有限公司生产；

上述试剂不仅仅限于以上三个厂家的产品，其他现有的具备上述功能的试剂也可。

进一步地，反应仓3底部设有加热部件，该加热部件为覆盖在反应仓3底部的加热膜，该加热膜使得反应仓3内温度稳定控制在预设温度，模拟人体的恒温环境，采用了比例积分微分(pid)调节，可达到稳定控制温度在37℃±0.1℃的范围内。

参照图1a、图1b所示，上述驱动机构2具有驱动输出轴21，驱动输出轴21位于反应仓3中部，用于驱动反应仓3内的试剂盘5旋转，驱动输出轴21的位置设置，可使该检测仪体积小巧，便于携带，从而实现在临床科室的病床旁检测、家庭全科医生在患者家中检测，急诊急救等时间紧急度要求较高的场合。

进一步地，在本发明实施例中，驱动机构2可采用驱动电机22，参照图1a、参照图1b所示，设置在反应仓3底部，该驱动电机22的输出轴21连接有外齿齿轮，而试剂盘5内有内齿齿轮，这样通过外齿和内齿的啮合，实现驱动电机22带动试剂盘5的旋转；并且在反应仓3内沿周向设置有至少三个限位导轮6，该导轮也可以旋转，当数量为三个时，三个限位导轮6位置能够保证试剂盘5在转动时不发生偏移即可。驱动电机22的输出轴21偏心设置在反应仓3中时，参照图2所示，外齿与内齿部分啮合，实现试剂盘5的转动，当试剂盘5在运转时有偏移，触碰到限位导轮6，限位导轮6的设置控制了试剂盘5的偏移，限定了试剂盘5的位置；试剂盘5出现偏移触碰到限位导轮6的过程中，使得限位导轮6旋转，这样也减小试剂盘5与限位导轮6的接触摩擦力，保证了试剂盘5正常转动。

进一步地，在本发明实施例中，当试剂盘5与驱动电机22的输出轴21之 间同轴转动，也就是外齿与内齿完全啮合，实现同圆心运转；其中驱动电机22可以采用直驱电机，主要好处是省去了传动皮带等传动设备,而这些传动部件恰恰是系统中故障率较高的部件，保证了试剂盘5的偏移很小，减少了设备故障率。从技术上讲，也具有更低的故障率。

进一步地，在本发明实施例中，加样机构1用于为试剂盘5各加样孔52中加样；上述加样机构1包括传动机构11和与传动机构11连接的加样头12；其中加样头12包括：用于拾取一次性吸头的注射器以及与注射器连接的压力传感器、加样泵和控制器；由于在吸取样本和滴加样本的过程中，注射器仓内的大气压强是不一样的，所以通过实时监控注射器仓内的气压强度，控制器控制加样泵，加样泵控制注射器的运动，控制精准加样。

参照图3所示，压力传感器将气压转换为电压输出，电压经过信号调理电路后，由数模转换单元将模拟信号转换为数字信号，变成控制器可以读取的电压值。控制器实时读取该电压，通过与预设的电压阈值进行比较，控制注射器内的气压达到当前注射器工作状态所需的气压；其中加样泵为注射器加样时提供动力，注射器的工作状态包括：吸取状态、移液状态和加样状态。

相应地，上述控制器还用于在加样头12的注射器拾取一次性吸头过程中，通过压力传感器检测注射器内的气压，与预设的气压值比较；如果注射器内气压过大，则确定一次性吸头堵塞；而如果注射器内气压过小，则确定一次性吸头破损。

相应地，上述控制器还用于在加样头12的注射器拾取一次性吸头过程中，通过压力传感器检测注射器内的气压的变化，确定样品中是否存在气泡或凝块，如果发现问题试验会终止并报警。

进一步地，在本发明实施例中，参照图1c所示，检测仪上的图像采集模块4位于反应仓3的上方，用于跟随试剂盘5的旋转，依次采集试剂盘5上的至少一个试剂槽或者判读窗54的图像数据；其中图像采集模块4设置于反应仓3的上方能够清晰准确拍摄试剂盘的任何位置皆可。例如可以安装于整个医 疗检测仪的壳体的顶盖上等，本发明实施例对此不做限定。

检测结果处理模块，用于根据图像采集模块4采集的图像数据进行分析得到检测结果。本发明实施例在具体实施过程中，该检测结果处理模块可以是与该检测仪集成为一体，也可以是分开设置的另外一个设备例如上位机，在该上位机中预装了检测仪操作程序，上位机如：计算机、平板电脑或者手机等智能终端。

参照图4所示，采用例如蓝牙、wifi、3g(不限于上述无线通信方式)或者usb数据线和平板电脑组网的结构，上位机使用平板电脑，平板电脑为客户操作端，预装了分析仪的操作系统，与检测仪无线或有线方式连接，接收图像采集模块4采集的图像数据，并进行分析计算，可以实现一台平板电脑连接多台检测仪的效果，以提高效率。

相应地，该检测仪还可以包括条码扫描枪，设置在反应仓3的上方，用于扫描试剂盘5上的二维码，确定试剂盘5的组成批号和有效期等信息。

相应地，该检测仪还可以包括主控模块，参照图5所示，有电源接入，其中主控模块上设有显示屏和按键，主控模块通过can(控制器局域网络，controllerareanetwork,简称can)总线连接加样机构1、图像采集模块4、驱动机构2、反应仓3、条码扫描枪，并且可以发出指令控制上述装置按照检测流程正常工作，并且接受上述装置反馈的信息；其中主控模块通过与上位机有线或者无线通信，将检测到的数据传送给上位机进行分析得到检测结果。

进一步地，在本发明实施例中，参照图1a、图2所示，上述传动机构11包括：x轴运动臂、y轴运动臂和z轴运动臂；x轴、y轴和z轴为空间直角坐标系中的坐标轴；x轴运动臂和y轴运动臂分别与z轴运动臂的两端相连；每个运动臂上均设置有马达、连接马达的丝杆以及套在丝杆上的滑动块，通过马达驱动丝杆转动，带动滑动块滑动；所述加样头12固定于x轴运动臂和y轴运动臂两者中位置较高的那个运动臂的滑动块上。x轴运动臂、y轴运动臂和z轴运动臂，相互配合运动；三个步进马达带动丝杠转动，从而带动滑 动块滑动，实现三个坐标轴的位置移动，移动到准确的方向和位置上，加样头12负责取样和滴液。

进一步地，上述检测仪还可以包括吸头盒8，吸头盒8内放置有一次性吸头。在具体实施例中，吸头盒8设置在检测仪的侧面，用于盛放一次性吸头。

进一步地，上述检测仪还可以设置有废物盒7，废物盒7顶部开口，开口处设有至少两片弹片，用于卡住加样头12上的一次性吸头使得加样头12与一次性吸头分离。当完成样本的加样结束后，需要丢弃掉一次性吸头，在主控模块的指令下，实现自动化丢弃一次性吸头，无需人工手动操作；控制传动结构移动使加样头12移动到废物盒7上方，使一次性吸头伸入到废物盒7开口内，废物盒7开口处的弹片富有弹性，且卡住一次性吸头，在传动结构向上提起的过程中，使得加样头12与一次性吸头分离，一次性吸头落入废物盒7中。

本发明实施例还提供了一种多用途医疗检测系统，该检测系统包括本发明实施例提供的上述检测仪和试剂盘5；该试剂盘5呈圆环形，包括至少一个反应槽51，其中反应槽51分为三种：

第一种：参照图6，包含加样孔52、磁珠53和血凝检测试剂的反应槽51，用于检测血凝时间；

第二种：参照图7，包含加样孔52和血型检测试剂的反应槽51，用于检测血型；

第三种：参照图8，包含加样孔52、判读窗54和免疫检测试剂的反应槽51，用于免疫检测。

相应地，本发明实施例中上述试剂盘5上的反应槽51可以是上述三种之一或者任意组合，也就是说，在该试剂盘5中，可以包含仅用于血凝、血型或免疫检测中任一个的反应槽51，也可以同时包含两个以上检测项目的反应槽51。可以多人同项检测或同人不同项的检测。

在本实施例中检测仪本身还设有外壳，参照图1c所示，对上述各个模块 起到保护作用，外壳上设有可以打开闭合的舱门，打开舱门后，可以放置试剂盘5。

下面对本发明具体实施例的三个检测项目的工作过程进行详细的说明：

一、血凝项目：

1.试验准备：取出血凝项目试剂盘包装盒，放置适当时间恢复到室温后，打开包装盒，取出试剂盘，打开检测仪舱门，将试剂盘装入反应仓。取检测用血样，放入检测仪标本盒内；

血凝试剂盘，结构参照图6，每个试剂盘内包含数个集成有加样孔和磁珠的反应槽，能同时测量数个血凝检测项目。

2.在上位机上，例如平板电脑上编订试验程序，选择相应的试验，并输入被检测人员的基本信息。确认设备状态可以试验后点击开始试验。仪器会根据设定项目自动进行检测。

3.拾取吸头：检测仪操作加样机构，移动加样头到吸头盒位置拾取吸头，并通过压力探测模块检测吸头是否正常，判断吸头是否存在堵塞及漏气；如有问题发出报警，提醒人为干预重新放置新的一次性吸头；如没有问题，然后移动到标本盒处吸取标本，吸取标本的过程中，加样头会根据压力的变化检测标本中是否存在气泡，凝块等影响检测的物质，发现问题试验会终止并报警；如没有问题然后前往试剂盘上方的加样孔位置等待加样。

4.加样：加样头会在每个加样孔上通过加样泵加注样本，每完成一次加样，试剂盘会在驱动电机的带动下旋转到下一个加样孔位置，再次进行加样。与此同时加样过程中同样有压力传感器探测，感知是否存在样品量不正常，气泡等问题，发现问题会停止加样，并报警；没有问题则继续加样，到加样完成。

5.孵育：试剂盘在反应仓内会保持37℃±0.1℃的温度模拟正常人体温进行孵育，让所需的生化反应进行，并且反应仓在驱动电机的带动下以固定频率进行正转和反转，使反应槽内磁珠进行运动。

6.读取检测结果：一定时间后图像采集模块开始工作，当识别到由于血液凝固使磁珠固定不动后，测试完成，记录此时间并上传测试结果到平板电脑。

7.完成：平板电脑中显示结果值，同时加样机构移动加样头至侧面的废物盒，加样头伸进废物盒弹片中并拔出，使一次性吸头脱离加样头。实验者打开舱门，手动取出用过的试剂盘，放入废弃物专用的塑料袋内。

二、血型检测项目：

1.试验准备：取出血性检测项目试剂盘包装盒，放置适当时间恢复到室温后，打开包装盒，取出试剂盘，打开检测仪舱门，将试剂盘装入反应仓。取检测用血样，放入标本盒内。

血型试剂盘，结构参照图7，每个试剂盘内包含多个加样孔和柱凝集法血型试剂的反应槽，能同时测量多个血型检测项目。

2.在上位机上，例如平板电脑上编订试验程序，选择相应的试验，并输入被检测人员的基本信息。确认设备状态可以试验后点击开始试验。仪器会根据设定项目自动进行检测。

3.拾取吸头：检测仪操作加样机构，移动加样头到吸头盒位置拾取吸头，并通过压力探测模块检测吸头是否正常，判断吸头是否存在堵塞及漏气；如有问题发出报警，提醒人为干预重新放置新的一次性吸头；如没有问题，然后移动到标本盒处吸取标本，吸取标本的过程中，加样头会根据压力的变化检测标本中是否存在气泡，凝块等影响检测的物质，发现问题试验会终止并报警；如没有问题然后前往试剂盘上方的加样孔位置等待加样。

4.加样：加样头会在每个加样孔上通过加样泵加注样本，每完成一次加样，试剂盘会在驱动电机的带动下旋转到下一个加样孔位置，再次进行加样。与此同时加样过程中同样有压力传感器探测，感知是否存在样品量不正常，气泡等问题，发现问题会停止加样，并报警；没有问题则继续加样，到加样完成。

5.离心：试剂盘在驱动电机带动下进行离心，离心时间约为10分钟。

6.读取检测结果：离心停止后，图像采集模块采集结果图像并上传到平板电脑进行分析。

7.完成：平板电脑中显示结果值，同时加样机构移动加样头至侧面的废物盒，加样头伸进废物盒弹片中并拔出，使一次性吸头脱离加样头。实验者打开舱门，手动取出用过的试剂盘，放入废弃物专用的塑料袋内。

三、免疫项目：

1.试验准备：取出免疫项目试剂盘包装盒，放置适当时间恢复到室温后，打开包装盒，取出试剂盘，打开检测仪舱门，将试剂盘装入反应仓。取检测用血样，放入标本盒内。

免疫项目试剂盘，结构参照图8，每个试剂盘内包含多个成对的加样孔和判读窗及胶体金试剂，能同时测量多个免疫项目检测。

2.在上位机上，例如平板电脑上编订试验程序，选择相应的试验，并输入被检测人员的基本信息。确认设备状态可以试验后点击开始试验。仪器会根据设定项目自动进行检测。

3.拾取吸头：检测仪操作加样机构，移动加样头到吸头盒位置拾取吸头，并通过压力探测模块检测吸头是否正常，判断吸头是否存在堵塞及漏气；如有问题发出报警，提醒人为干预重新放置新的一次性吸头；如没有问题，然后移动到标本盒处吸取标本，吸取标本的过程中，加样头会根据压力的变化检测标本中是否存在气泡，凝块等影响检测的物质，发现问题试验会终止并报警；如没有问题然后前往试剂盘上方的加样孔位置等待加样。

4.加样：加样头会在每个加样孔上通过加样泵加注样本，每完成一次加样，试剂盘会在驱动电机的带动下旋转到下一个加样孔位置，再次进行加样。与此同时加样过程中同样有压力传感器探测，感知是否存在样品量不正常，气泡等问题，发现问题会停止加样，并报警；没有问题则继续加样，到加样完成。

5.孵育：试剂盘在反应仓内会保持37℃±0.1℃的温度模拟正常人体温进行孵育。

6.读取检测结果：图像采集模块采集结果图像并上传到到平板电脑进行分析。

7.完成：平板电脑中显示结果值，同时加样机构移动加样头至侧面的废物盒，加样头伸进废物盒弹片中并拔出，使一次性吸头脱离加样头。实验者打开舱门，手动取出用过的试剂盘，放入废弃物专用的塑料袋内。

本发明实施例提供的多用途医疗检测仪及检测系统，该检测仪包括加样机构、图像采集模块、驱动机构、反应仓和检测结果处理模块；其中：反应仓用于放置检测血凝检测、血型检测和免疫检测中任一或多个项目的试剂盘，并且反应仓底部设有加热部件，模拟且保证实验环境所需温度；驱动机构的驱动输出轴，位于反应仓中部，用于驱动反应仓内的试剂盘旋转，使检测仪体积小型化；加样机构可以精确为试剂盘各加样孔中加样；在检测过程中图像采集模块，用于跟随试剂盘的旋转，依次采集试剂盘上的至少一个试剂槽或者判读窗的图像数据；并把采集到的图像数据，发送给检测结果处理模块进行分析得到检测结果；在本具体实施例中实现了一台设备可以进行多种方法学检测的功能；本实施例提供的检测仪用于医院及家庭检测的分析仪器，配合不同的检测试剂盘可以进行临床免疫学，柱凝集血型鉴定，交叉配血，血液凝固时间检测，是一台多合一的小型化设备。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。