一种能与医院信息系统及血液检验设备交互的血样提取系统的制作方法

本公开实施例涉及一种能与医院信息系统及血液检验设备交互的血样提取系统，属于临床机构提取患者血样检验时使用的医疗器械。

背景技术：

抽取患者血液样本（简称血样）检验是临床医学最常用的技术手段。现有的血样提取手法是，护士采用橡胶条或捆扎带将患者手臂捆扎，在患者被困扎部位中寻找合适血管穿刺点进行消毒，采用不同性能的采血管分别抽取血样，摇匀；期间，还需要打印患者信息标签、在采血管外壁粘贴标签，完成后送检。近几年随着我国经济水平、健康意识的不断提高，全国各级医院就诊人数大幅增加，抽血检验成为医院内人流量最大的一个环节，抽血窗口医护人员需要高频次核对患者信息、捆扎止血、消毒、穿刺、松绑捆扎带、抽取血样、制作标签、采血管贴标、摇匀以及血样收集等操作，医护人员的劳动强度大，效率也不高。为此，本公开实施例人提出一种能与医院信息系统及血液检验设备交互的血样提取系统。

技术实现要素：

本公开实施例涉及一种能与医院信息系统及血液检验设备交互的血样提取系统，主要由核心控制单元、通讯模块、信息识别模块、肢体捆扎单元、测力计、光学显影模块、血样摇摆器、人机交互界面以及保护外壳组成，其中：

所述的核心控制单元是基于核心处理器开发的集成电路，包含信号处理模块、电源管理模块及存储模块等；其中，核心处理器可以采用中央处理器（cpu）、微控制单元（mcu）或可编程逻辑控制器（plc）中的任意一种。核心控制单元与信息识别模块、通讯模块、标签贴写单元、肢体捆扎单元、测力计、光学显影模块、血样摇摆器、人机交互界面联通，协同工作。

所述的通讯模块用于与医院信息系统及血液检验设备的通讯交互，通讯模块与核心控制单元、人机交互界面联通，协同工作。具体地说，通讯模块向医院信息管理系统发送患者身份识别信息，患者身份识别信息获得确认后，通讯模块从医院信息管理系统下载患者信息，患者信息具体包括患者身份信息、需要提取血样的数量和检验项目等内容；完成血样提取后，通讯模块向血液检验设备发送该患者需要检验的项目内容和血样样品数量。其中，医院信息系统包括医院信息管理系统（his）、医院检验信息管理系统（lis）、临床医疗信息系统（cis）、病人管理系统(pas)、临床工作站系统(cws)；血液检验设备包括支持西门子、贝克曼、德林、罗氏、希森美康等流水线血样检验设备。通讯模块采用常规的集成模块，包括但不限于wifi模块、zigbee模块以及蓝牙模块。

所述的信息识别模块主要用于患者信息的识别和读出，信息识别模块采用rfid辨识器或扫码摄像头，信息识别模块与通讯模块、医院信息系统、人机交互界面协同工作。rfid辨识器又称射频阅读器（reader），将写有患者信息的就诊卡（rfid卡）或电子标签（tag）靠近rfid辨识器时，通讯模块向医院信息管理系统发送患者身份识别信息，识别成功后下载患者信息，人机交互界面读出患者信息，医护人员在人机交互界面核对患者信息。随着物联网技术的发展和成熟，扫码识别技术广泛应用，另外一种应用案例是，信息识别模块采用扫码摄像头，扫描医院分配的患者身份识别信息（条形码或二维码等），通讯模块向医院信息管理系统发送患者身份识别信息，识别成功后下载患者信息，人机交互界面读出患者信息，医护人员在人机交互界面核对患者信息。

所述的肢体捆扎单元主要由捆扎带、放卷轮、导向辊、驱动辊、收紧轮、电机、制动装置、切刀、储带盒组成。捆扎带是抽取血样时捆扎患者肢体的一次性耗材，是肢体捆扎单元的必要组成部分，使用完毕后另行补充。捆扎带一般采用pe、pet等柔性医用高分子材料或特种纤维制成，常用的规格是宽5mm～10mm左右、厚度0.2mm～0.5mm，长100m～300m，卷盘式包装。放卷轮为被动轮，用于安装固定捆扎带；导向辊由上下两个组成，完成对捆扎带的导向和定位功能；驱动辊由一组主动的摩擦轮组成，捆扎带在驱动辊中间通过，用于驱动捆扎带前进；收紧轮为由电机驱动的主动轮，用于收紧捆扎带；制动装置用于捆扎带传送并完成收紧后的制动，常用的方法是，采用夹具、卡头、或机械抓手等将捆扎带首尾两端夹紧固定，防止捆扎带再次位移；切刀用于完成血样提取后切断捆扎带，杜绝捆扎带二次使用；储带盒用于切断后的捆扎带的收集，储带盒采用抽屉式结构，收集满后将储带盒清空。

所述的测力计是捆扎过程中动态监测捆扎带拉力值的计量装置，测力计与核心控制单元、肢体捆扎单元联通，协同工作。核心控制单元联通、测力计与肢体捆扎单元协同工作的具体方式是，核心控制单元设有拉力预设值，拉力预设值是指能够普遍满足患者抽取血样时捆扎松紧度的拉力参数，比如，拉力预设值设定在16±2kpa。在启动捆扎时，核心控制单元指令肢体捆扎单元按照拉力预设值收紧捆扎带，测力计动态监测捆扎带的即时拉力，并将捆扎带的即时拉力值反馈给核心控制单元，核心控制单元将收到的拉力值与预设值进行比较，直到即时拉力值与拉力预设值一致，肢体捆扎单元停止工作，人机交互界面采用声光电方式提示捆扎完成。

可以理解的是，由于患者个性差异（胖瘦、血管粗细以及血管凸起程度等），核心控制单元中的拉力预设值并不能满足对所有患者的捆扎需求。为此，肢体捆扎单元还设有松紧微调开关，松紧微调开关用于捆扎完成后对捆扎带松紧的二次调整，松紧微调开关与核心控制单元、肢体捆扎单元联通工作。松紧微调开关的设置方式很多，比如在人机交互界面设置编码器、或加减键、或拨片开关、或滚轮开关均可。下面选择松紧微调开关其中一种设置方式举例说明，在人机交互界面设置一个编码器作为松紧微调开关，医护人员操作编码器通过顺时针或逆时针旋转，进行捆扎完成后的二次松紧调节。如果捆扎完成后，患者肢体血管凸起程度无法满足抽取血样需要，医护人员将编码器顺时针缓慢转动，核心控制单元指令肢体捆扎单元继续缓慢收紧捆扎带，直到松紧程度满足抽取血样的需要；反之，如果捆扎完成后患者自述拉力过载无法耐受，医护人员将编码器逆时针缓慢转动，核心控制单元指令肢体捆扎单元缓慢放松捆扎带，直到松紧程度患者能够耐受。

本公开实施例中还设有标签贴写单元，所述的标签贴写单元主要由自动贴标模块和打印模块组成，用于打印送检血样标签、并在采血管外周粘贴标签，自动贴标模块和打印模块设置的前后次序不限。标签贴写单元与核心控制单元、人机交互界面协同工作，医护人员在人机交互界面核对完成患者信息正确无误后，点击标签打印功能键，核心控制单元指令标签贴写单元启动工作，完成标签打印和粘贴工作。自动贴标模块主要由放卷轮、导向辊、驱动辊、收卷轮、直流电机、剥离板及贴标辊组成，其中：放卷轮为被动轮，用于安放卷筒标签；缓冲轮用于启动时能吸收卷筒标签的张紧力，保持标签同各辊接触，防止断裂；导向辊由上下两个组成，完成对卷筒标签的导向和定位功能；驱动辊由一组主动的摩擦轮组成，通常一个为橡胶辊，一个为金属辊，标签在驱动辊中间通过，用于驱动卷筒材料，实现正常贴标；收卷轮为由直流电机驱动的主动轮，用于复卷贴标后的底纸；剥离板用于标签出标、脱离底纸，实现同贴标物体接触；贴标辊将脱离底纸的标签均匀、平整地贴敷在采血管外周表面；打印模块用于标签信息的打印，打印模块采用通用的标签打印组件，包括其不限于喷墨打印、色带打印或激光等打印组件。

为了便于医护人员快速选择合适的穿刺部位，本公开实施例中还设有光学显影模块。所述的光学显影模块主要由静脉显影光源、聚光罩和位置调节装置组成，光学显影模块与核心控制单元、人机交互界面联通，协同工作。静脉显影光源通过人机交互界面的对应控制键开启或关闭，或者按照核心控制单元设定的时长定时关闭，比如，核心控制单元预设静脉显影光源开启后10-15秒后自动关闭。静脉显影光源采用波长850nm的近红外光光源，其工作机理是利用周围组织、静脉中去氧血红蛋白对近红外光的吸收不同，将近红外光集中照射在静脉丰富的肢体时，周围组织与静脉呈现明显的不同显色反应，使医护人员肉眼容易准确判断静脉血管位置及粗细，选择合适的静脉穿刺部位抽取血样。聚光罩用于静脉显影光源的聚焦，一般采用反射性能较好的材料制成罩杯，安装在静脉显影光源的后方位置。位置调节装置设置在用于聚光罩的后方，可以上下左右多角度调节，用于调整静脉显影光源的投射区域、角度与距离。进一步地，核心控制单元、光学显影模块与肢体捆扎单元联动工作，肢体捆扎单元完成肢体捆扎后，核心控制单元指令光学显影模块主动开启工作，静脉显影光源自动点亮，医护人员穿刺完成后，静脉显影光源人工关闭或定时关闭。

为了防止血样分层或沉淀，本公开实施例中还设有血样摇摆器，血样摇摆器用于血样在采血管中的摇匀，血样摇摆器与核心控制单元、人机交互界面联通，协同工作。核心控制单元中设有血样摇摆器的摇匀程序，比如，血样摇摆器的摇匀程序为正转一次、反转一次交替，或者反转一次、正转一次，连续交替翻转8次；医护人员开启人机交互界面的摇摆控制键，核心控制单元指令血样摇摆器按照预设的摇匀程序进行工作。所述的血样摇摆器主要由固定架、转动轴、电机以及感应装置组成，固定架用于固定安放采血管，固定架制备成试管插架结构，中间设置2-5个圆形的采血管插座；采血管插座与采血管外径和长度吻合，采血管插座具体尺寸通常是内径13.2mm、深5mm～10mm；采血管插座采用高分子材料或乳胶成型，采血管插座内壁设置弹性卡紧装置（比如弹簧、橡胶圈等均可），使采血管容易插入且不容易脱出。固定架设有转动轴，比如，转动轴设置在固定架的左右两侧，电机与固定架的转动轴连接，电机通过正转或反转交替驱动固定架翻转动作。感应装置用于感知是否有采血管插入，感应装置采用触点开关、光电感应开关（比如红外光栅传感器）等均可；下面采用其中的一种方案具体说明，比如，血样摇摆器的感应装置采用触点开关，触点开关设置在采血管插座内壁，当有采血管插入时，采血管外壁触发触点开关，触点开关将信号传送给核心控制单元，核心控制单元指令电机驱动转动轴翻转，达到摇匀程序设定的翻转次数后（比如交替翻转8次），血样摇摆器自动停止工作，医护人员取出采血管即可。

为了调高对血样抽取部位清洁消毒的效率，本公开实施例中还设有清洁消毒单元，清洁消毒单元定量将消毒液释放到穿刺部位，用于对患者穿刺部位的清洁消毒。清洁消毒单元与核心控制单元、人机交互界面联通，协同工作；核心控制单元设有清洁消毒单元控制程序，对于清洁消毒单元每次释放的消毒液剂量进行控制，比如，在人机交互界面上每启动一次消毒功能键，清洁消毒单元释放0.5ml碘伏消毒液。清洁消毒单元定量释放消毒液的方案包括且不限于采用蠕动泵、活塞式推注器定量输出消毒液。可选的一种技术方案是，清洁消毒单元采用蠕动泵、弹性管与消毒液组合，具体做法是，将弹性软管的吸入端伸入消毒液容器并浸入消毒液中，弹性软管与消毒液容器连接部位应保持密闭，弹性软管卡入蠕动泵的手指式蠕动排外周，弹性软管的挤出端设置在光学显影模块外周或者下方位置，以接近患者抽血部位且不影响抽血操作为佳；医护人员启动人机交互界面的消毒功能键后，核心控制单元指令蠕动泵内的步进电机驱动蠕动排，使蠕动排以波动方式挤压充满消毒液的弹性管，消毒液在挤压作用下源源不断地输出，按照控制程序设定的剂量挤出消毒液，比如0.5ml碘伏，滴落在患者需要清洁消毒的表面，医护人员只需棉签擦拭均匀就可以；每次抽取或挤出的消毒液核心控制单元可根据蠕动排的脉动速度定量控制。可选的另外一种方案是，采用步进电机、活塞式注射器、单向阀及弹性软管组合，步进电机与核心控制单元联通工作；将弹性软管的吸入端伸入消毒液容器并浸入消毒液中，弹性软管的输出端与活塞式注射器连通；医护人员启动人机交互界面的消毒功能键后，核心控制单元指令步进电机带动推杆后退运动抽取消毒液，抽取完成后，步进电机带动推杆前进，按照控制程序设定的剂量挤出消毒液，比如0.5ml碘伏，每次抽取或挤出的消毒液核心控制单元可根据推杆位移距离定量控制。进一步地，在弹性软管的挤出端设置一个伸缩装置，伸缩装置采用手动调节或电动调节不限，进行抽血部位消毒时，能够通过伸缩操作调节弹性软管的挤出端与穿刺部位的间距，方便医护人员清洁消毒。

所述的人机交互界面主要由显示屏、麦克风、扬声器、音量调节器以及功能键组成，显示屏、麦克风、扬声器、音量调节器及功能键采用常规电子元件。显示屏主要用于患者身份信息、检验项目及抽血样本数量等信息的显示读出，优选的是，设置2个显示屏，一个显示屏面对患者，用于抽血过程中给患者的信息提示（比如核对姓名、注意事项、握拳、放松等文字信息）；另外一个显示屏面对医护人员，用于信息识别模块读出患者身份信息、检验项目及抽血样本数量等信息，便于医护人员核对和确认信息。麦克风与扬声器用于抽血过程中医护人员和患者之间的通话，音量调节器用于音量大小的调节；功能键用于抽血过程中各种对应功能的操作，包括捆扎、松紧调节、释放消毒剂、开启静脉显示、切断捆扎带等；功能键采用包括但不限于触点开关、触摸开关以及编码器等。优选的是，为了便于医护人员操作，捆扎功能键、切断功能键采用脚踏式触点开关，脚踏式触点开关采用导联线与核心控制单元联通工作，核心控制单元通过脚踏式触点开关反馈的信号控制捆扎、或切断功能。医护人员采用脚踏触点开关，比如采用双通道触点开关，左脚的触点开关进行捆扎、右脚的触点开关进行切断，触点开关左右键交替控制，还可以采用单通道触电开关，第一次踩下进行捆扎、第二次踩下进行切断，触点开关反复循环控制。

为了调高采血管分类管理和提取的效率，本公开实施例中还设有采血管分类管理模块。所述的采血管分类管理模块主要由采血管仓盒与采血管送出装置组成，采血管仓盒采用不同的色标进行分区标记，比如，采血管仓盒设有5个-10个，其中设置常用的5个采血管仓盒；10个采血管仓盒具体色标及分类管理方法是：红色色标仓盒用于放置普通血清管，橘红色色标仓盒用于放置快速血清管，金黄色标仓盒用于放置惰性分离胶促凝管，绿色色标仓盒用于放置肝素抗凝管，浅绿色色标仓盒用于放置血浆分离管，紫色色标仓盒用于放置edta抗凝管，浅蓝色标仓盒用于放置枸橼酸钠凝血试验管，黑色色标仓盒用于放置枸橼酸钠血沉试验管，灰色色标仓盒用于放置草酸钾/氟化钠试验管，另外还设有一个白色色标仓盒用于放置空白管（抛弃管）或备用管。采血管送出装置与核心控制单元、人机交互界面联通，协同工作；可选的其中一种技术方案是，采血管送出装置采用电机和推杆组合，每一个电机和推杆组合对应控制一种色标的采血管，医护人员在人机交互界面选定本次使用的采血管类别和数量后，核心控制单元指令电机工作，电机驱动推杆将对应数量和类型的采血管推送出来，提高医护人员选取采血管的效能。

所述的防护外壳用于各部件的隔离保护，防护外壳采用强度较好的高分子材料注塑成型，外观和绝缘性能满足医用电子产品的通用要求。

本公开实施例的优点在于：在医院血样抽取过程中实现自动捆扎、穿刺部位光学显色、血样抽取完成后自动摇摆等，同时采用通讯模块与医院信息系统及血液检验设备交互，完成患者检验信息的下载，完成标签打印。本公开实施例的应用，提高了血样抽取的效率，缩短患者排队等候时间，减轻医护人员的劳动强度，同时提高了患者检验信息的准确性，提高血样抽取过程的信息化水平，具有很好的临床推广价值和社会效益。

附图说明

图1是本公开实施例的结构示意图

图2是本公开实施例的工作原理框图

图中所示：核心控制单元（1）、信息识别模块（2）、通讯模块、标签贴写单元（3）、肢体捆扎单元（4）的放卷轮（4-1）、导向辊（4-2）、收紧轮（4-3）、切刀（4-4）、储带盒（4-5）、捆扎带（5）、测力计（6）、光学显影模块（7）、血样摇摆器（8）、人机交互界面（9）、保护外壳（10）、采血管仓盒（11）、采血管送出装置（12）、清洁消毒单元的蠕动泵（13）、弹性软管（14）、消毒液（15）、肢体支承架（16）。

具体实施方式

下面结合附图和实施例具体地说明本公开实施例。

实施例1：本公开实施例制备方式举例

根据图1所示结构以及图2所示的工作原理，制备本公开实施例，主要部件技术要求如下：

1、核心控制单元（1）是基于单片机开发的集成电路板卡，核心控制单元（1）中烧录嵌入式软件，嵌入式软件中预设的主要控制程序为：设定捆扎带（5）拉力值为17kpa；设定捆扎完成后自动点亮静脉显影光源，开启15秒后自动关闭；设定血样摇摆器（8）的工作程序是反转一次、正转一次，连续交替翻转8次；清洁消毒单元每次释放0.5ml碘伏消毒液。

2、核心控制单元（1）的单片机采用型号stc12c5a60s2/ad/pwm，工作电压：3.5v。

3、信息识别模块（2）采用手持式条码扫描器，分辨率为1200dpi，采用usb接口与核心控制单元（1）联通。

4、通讯模块采用华硕ar9285型wifi模块，无线，传输速度:150mbps。

5、捆扎带（5）采用医用级聚丙烯树脂（pp）带，卷盘式，宽5mm，厚0.4mm，长度每卷200m，要求表面柔软无毛刺，抗拉强度不低于50n。

6、测力计（6）采用台湾全磊/metrodyne压力传感器，型号mps-2407-006ad,最大量程40kpa。

7、肢体捆扎单元（4）的电机采用台湾永坤小型齿轮感应减速马达，功率6w-200w，速比1/3-1/180；

8、清洁消毒单元的蠕动泵（13）采用科耐普单吸式蠕动泵，电机功率:6w，电机电压:dc12v，连续工作最大输出量500ml/min。

9、静脉显影光源（9）采用波长850nm的近红外光光源，橙色光。

10、血样摇摆器（8）的电机采用杰创森24byj48型直流电机，电压5v，减速比1/64。

11、人机交互界面（9）的显示屏设有2个，其中正对患者的一个显示屏采用10寸led蓝色背光屏，针对医护人员的一个采用7寸led白色显示屏。人机交互界面（9）设有一个自锁式开机/关机键、一个松紧微调开关（编码器）、一个消毒键、一个摇摆键，采用usb线外挂一个双通道脚踏式触点开关，作为捆扎带（5）捆扎与切断键，左脚启动捆扎，右脚控制切断捆扎带（5）。

12、防护外壳（10）采用abs材料注塑生产，保护外壳体积长40cm、宽25cm、高30cm，防护外壳（10）设有肢体支承架（16），血样抽取时用于患者放置手臂。

以上部件按照图1的结构，采用通用电子机械产品制造技术生产。

实施例2：本公开实施例应用举例

1、首次使用时，先将捆扎带（5）装入肢体捆扎单元（4）的放卷轮（4-1）上，并将捆扎带（1）的带头依次沿着导向辊（4-2）、驱动辊、收紧轮（4-3）、切刀（4-4）的轨道抽出，核心控制单元（1）给出启动信号，电机驱动驱动辊将捆扎带（5）的带头卷入，捆扎带（5）在肢体支承架（16）上方形成一个直径10cm左右o型圈。

2、进行抽血操作时，根据医护人员指导，患者将左手臂（肘关节朝上）伸入o型圈内，并将手臂平放在肢体支承架（16）上。

3、医护人员将患者手臂调整到正确位置后左脚踩下触点开关，核心控制单元（1）肢体捆扎单元（4）启动捆扎，捆扎带（5）收紧，测力计（6）动态监测捆扎带（5）的拉力，拉力达到17kpa后，制动装置卡紧捆扎带（5），捆扎带（5）保持捆扎拉紧状态。如果捆扎带（5）捆扎过紧或者过松时，医护人员可以操作松紧微调开关，进行捆扎带（5）松紧二次调整。

4、捆扎带（5）捆扎完成后，静脉显影光源自动打开，将患者需要穿刺部位的静脉血管清晰显像，便于医护人员选择最佳穿刺部位。如果静脉显影光源（9）照射的部位偏移，医护人员可以调整光源角度或者间距，15秒钟后光源能自动关闭。

5、在人机交互界面（9）启动消毒键，清洁消毒单元的蠕动泵（13）挤出0.5ml碘伏消毒液，滴落在穿刺部位，医护人员采用棉签擦拭消毒。然后，在消毒部位找到合适穿刺部位，在采血管仓盒（11）中选出对应采血管抽取血样。

6、抽血完成后，将装有血样的采血管放入血样摇摆器（8），启动摇摆键，血样摇摆器（8）启动工作，摇摆8次自动停止，一个血样抽取流程结束。

上述附图及实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中，对本发明的保护范围不构成任何限制。