一种新型智能生物取材工作站的制作方法

1.本发明属于生物检材设备技术领域，具体涉及一种新型智能生物取材工作站。


背景技术：

2.随着科学技术水平的不断提高，社会的整体医疗水平也在不断提升，各种医疗检测设备通过对各种生物检材进行检测，可以很好地帮助医生确定患者的疾病类型并根据疾病类型，确定有针对性的诊疗方案。为了保证对生物检材检测的准确性，生物检材的提取过程需要遵循一定的流程，例如，切除、破碎、取样、装样、液体充填浸泡等等。由于检材所属的患者可能存在各种未知的病毒，医护人员在进行生物取材的过程中面临着病毒的无序扩散所造成严重的威胁。
3.此外，由于浸泡生物检材所需的溶剂，例如福尔马林，存在较大的挥发性，长时间在生物取样台前进行操作，可能会导致操作员吸入过量的挥发性有毒气体，从而对操作员的健康产生非常不利的影响。
4.目前的生物取材工作站，虽然都设置了完成取材所必须的装置，但是防护水平不高，很容易导致操作员在取样过程中处于上述危险情况。
5.此外，目前病理行业中现有的取材工作站通常为不带升降功能、不带送风幕功能、无法实现三方三地联锁控制，因而，需要一种智能取材工作站，可以实现更便捷地取材操作和更好的保障医护人员的健康。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种新型智能生物取材工作站，可以为操作员提供更加可靠的安全防护，改善取材环境。
7.为实现上述目的，本发明提供的新型智能生物取材工作站，包括，风幕保护单元、取材单元、灌装单元、防溅单元、工作站升降单元、显示单元、控制单元、成像单元，其中，
8.所述风幕保护单元，用于提供循环风幕，将污染气体排出工作站区域；
9.所述取材单元，用于供操作员取材操作；
10.所述罐装单元，用于辅助操作员对取材完成后的检材罐装防腐溶液；
11.所述防溅单元，用于防止取材过程中的血液飞溅出工作站；
12.所述工作站升降单元，用于升降工作站；
13.所述控制单元，通过人机交互界面进行人机交互，通过传感器感知反馈参数，根据指令，控制执行机构，完成指定任务；
14.所述显示单元，用于显示工作状态、操作参数以及接入成像单元的图形；
15.所述成像单元，用于根据操作员的手势指令，记录取样过程和图像。
16.进一步地所述风幕保护单元，包括，进风设备、进风腔、进风导流板、排风导流板、抽吸负压排气装置、排风通道、排风腔、排风输出口，其中，
17.所述进风设备为多个风扇，设置在进风腔的顶板上，用于将环境中的无污染的空
气吸入进风腔；
18.所述进风腔，其与所述排风腔通过隔板间隔开，并排设置在工作站的顶部；
19.所述进风导流板，设置在所述进风腔的底板上，其上设置有多个开口，用于引导进风气流通过该开口，向下流向取材工作站的工作台面；
20.所述排风导流板，其设置于与操作员相对的背板上，污染气体通过该开口被抽吸进入排风通道；
21.所述排风通道，其由背板、两个固定侧板以及中间隔板组成，所述排风通道对称分布在工作站的两侧；
22.所述抽吸负压排气装置，其设置于排风通道的下部，用于对污染气体进行抽吸；
23.所述排风腔，其与进风腔相邻设置，与排风通道流体地联通；
24.所述排风输出口，设置在所述排风腔的上端。
25.进一步地，所述排风导流板的侧面轮廓呈近似于圆弧形的曲线轮廓，沿取材工作台面的长度方向延伸，终止于两个侧板处，所述排风导流板上设置有开口和百叶窗结构，通过调节百叶窗结构可以调节开口的开度大小，进而调节风量。
26.进一步地，左、右两侧的排风通道中均设置有电动调节阀，右侧的排风通道设置有压力传感器，在左侧的排风通道中设置有风速传感器。
27.进一步地，所述排风输出口上设置有气体密封结构，防止污染的气体外泄至操作环境中。
28.进一步地，所述罐装单元，包括，福尔马林罐装桶，耐腐蚀连续测量液位计，直流微型耐腐蚀泵、不锈钢耐腐蚀电磁阀、不锈钢防喷溅龙头、不锈钢管及耐腐蚀的软管、不锈钢快速接插头，其中，
29.福尔马林罐装桶位于取材工作台面下方柜体内，其中容纳有福尔马林溶液；
30.耐腐蚀连续测量液位计，用于监控福尔马林罐装桶中的福尔马林溶液的液位水平并在人机界面中以指针表的形式实时显示液位；
31.直流微型耐腐蚀泵为调速泵，可以适应往标本袋中灌装福尔马林液体时的大标本袋和小标本袋以及对于灌装速度的快慢和不溅液的要求，通过调节泵的速度，选择合适的流速灌液；
32.直流微型耐腐蚀泵的启动可以通过人机界面进行控制，也可以通过脚踏开关控制。
33.进一步地，所述控制单元，包括，排风控制模块、风幕紫外消毒控制模块、升降模块、通讯模块、中央控制模块、人机交互界面，所述控制单元通过人机交互界面进行人机交互，通过传感器感知反馈各种参数，中央控制模块是运算中心，把人的指令、传感器的反馈和算法综合运算，控制执行机构，完成指定任务。
34.进一步地，所述排风控制模块，通过采集设置在左侧排风通道中的风速传感器和右侧排风通道中设置的风压传感器的数据，根据设定的风量要求，调节左右两侧排风通道中的电动调节阀以及进风导流板和排风导流板的开度，从而调节风量值至设定的风量。
35.进一步地，所述工作站还包括固定有进风导流板和紫外消毒灯的可旋转的支架，所述风幕紫外消毒模块系统，其根据设定的消毒时间，控制可旋转的支架进行相应的翻转，从而进行风幕循环通风或紫外线消毒。
36.更进一步地，所述通讯模块系统，包括三路通讯接口，第一路是rs232串口，采用modbus-rtu从站协议，与人机交互界面通讯；第二路和第三路是rs485总线，采用modbus-rtu从站协议，可以组态站号，可以与监控电脑通讯，同时还可以与第三方通讯，连成数据共享的网络。
37.本发明的一种新型智能生物取材工作站，与现有技术相比具有如下有益效果：
38.(1)本发明经气体动力学原理科学计算风速、风量确定所需截面积尺寸，保证设备运行时即可满足排风量的要求，又可实现静音运行减少噪音产生，排风静压导流装置的安装位置节约了空间，可满足背板做空，便于操作人员可视沟通；
39.(2)有效控制污染气体在取材台操作区域的负压腔内，阻止污染气外溢；
40.(3)符合人体工程学设计操作台面高度可调节满足不同使用工况的要求；
41.(4)可实现智能控制与通风工程联锁控制，实现智能化、节能运行；
42.(5)紫外消毒系统的隐藏安装及智能控制，有效避免其意外开启对操作人员的伤害，智能设定开、关时间节约人工控制成本；
43.(6)本发明在生物安全取材工作站中集成了排风系统、风幕系统和福尔马林溶液罐装单元，消除福尔马林挥发污染，在取材工作站原有的人机界面中集成了灌装与转存界面，即经济，又合理。
44.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。
附图说明
45.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，并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：
46.图1为根据本发明的新型智能生物取材工作站示意图；
47.图2为根据本发明的新型智能生物取材工作站主视图示意图；
48.图3为根据本发明实施方式的支撑进风导流板和紫外线消毒灯的可旋转的支架示意图；
49.图4为本发明的新型智能生物取材工作站工作时气体流动示意图。
具体实施方式
50.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
51.图1为根据本发明的新型智能生物取材工作站示意图，由图1可以看出，本发明的新型智能生物取材工作站，包括，风幕保护单元、取材单元、灌装单元、防溅单元、工作站升降单元、显示单元、控制单元、成像单元。
52.风幕保护单元
53.风幕保护单元，包括，进风设备101、进风腔102、进风导流板103、排风导流板104、抽吸负压排气装置、排风通道、排风腔、排风输出口105，其中，
54.进风设备101为多个风扇，进风设备101设置在进风腔102的顶板上，用于将环境中的无污染的空气吸入进风腔；进风腔102，其与排风腔通过隔板间隔开；进风导流板103，设
置在进风腔102的底板上，其上设置有多个开口，用于引导进风气流通过该开口，向下流向取材工作站的工作台面。
55.排风导流板104，其设置于与操作员相对的背板上，排风导流板104的侧面轮廓呈近似于圆弧形的曲线轮廓，沿取材工作台面201的长度方向延伸，终止于两个侧板(91，92)处，排风导流板104上设置有开口和百叶窗结构，通过调节百叶窗结构可以调节开口的开度大小，进而调节风量。
56.排风通道，其由背板、两个固定侧板(91，92)以及中间隔板组成，排风通道优选数目为2，对称分布在工作台的两侧，左右两侧地排风通道中均设置有电动调节阀，右侧的排风通道设置有压力传感器，在左侧的排风通道中设置有风速传感器。优选地，通过排风通道的排风量为500-2200m3/h。
57.抽吸负压排气装置，其设置于每个排风通道的下侧，用于抽吸形成负压，将工作台面形成的污染气体吸入排风通道。
58.排风腔，其与进风腔102相邻设置，与排风通道流体地联通；排风输出口105，设置在排风腔的上端，用于连接室内的废气排出通道，其上设置有气体密封结构，防止有毒有害气体外泄至环境中。
59.可选地，进风导流板103可以通过可旋转的支架106设置在进风腔底板上，如图2所示，可旋转的支架106包括至少两个平坦的表面，一个平坦的表面上安装有进风导流板，另一个平坦的表面上安装有紫外消毒灯。在取材工作期间，进风导流板位于下方。在一天工作结束后(一般在夜间)，设置可旋转的支架106翻转，将紫外消毒灯旋转出来，位于下方，对准取材操作面，启动定时消毒，消毒时间完成，设置翻转到风幕位置，准备下个取材周期。
60.图3为本发明的新型智能生物取材工作站工作时气体流动示意图，其示出了风幕保护单元在工作状态时，整个区域的气体流动过程。
61.取材单元
62.取材单元，包括，取材工作台面201、水槽202、多个冲洗设备203，其中，取材工作台面201设计有坡度，朝向水槽方向向下倾斜，使取材工作台面201的操作区域内的水可以自动向水槽方向流动。取材工作台面201为独立设计的取材板，用于组织切取工作，表面固定有不锈钢毫米刻度尺，板底部安装有可调脚(未示出)。
63.水槽202设置在取材工作台面201的一端，取材工作台面201与水槽202通过一体冲压成型，取材工作台面201的四周设计有防水边。
64.多个冲洗设备203，包括，至少一个水槽专用水龙头、至少一个可抽拉式水龙头和至少一个冲洗专用出水设备。
65.水槽202的出水端，连接有设置在工作台面下方柜体内设置的骨组织粉碎机，连接水槽出水口与下水管道之间，骨组织粉碎机可以在需要时被启动，对取材剩余的组织残渣(例如骨组织)进行研磨、粉碎，使得研磨后的组织残渣可以随下水排走，保证下水管道的畅通无阻。
66.福尔马林罐装单元
67.福尔马林罐装单元，包括，福尔马林罐装桶301，耐腐蚀连续测量液位计，直流微型耐腐蚀泵、不锈钢耐腐蚀电磁阀、不锈钢防喷溅龙头、不锈钢管及耐腐蚀的软管、不锈钢快速接插头。
68.福尔马林罐装桶中容纳有福尔马林溶液，福尔马林罐装桶位于取材工作台面201下方柜体内；耐腐蚀连续测量液位计，用于监控福尔马林罐装桶中的福尔马林溶液的液位水平并在人机界面中以指针表的形式实时显示液位，当福尔马林溶液的液位水平低于最低设定值时，停止罐装，控制系统提示用户加注福尔马林溶液；当福尔马林溶液的液位水平高于最高设定值时，停止向福尔马林罐装桶中加注福尔马林溶液。
69.直流微型耐腐蚀泵为调速泵，可以适应往标本袋中灌装福尔马林液体时的大标本袋和小标本袋以及对于灌装速度的快慢和不溅液的要求，通过调节泵的速度，选择合适的流速灌液。另外，在从福尔马林运输桶转存至福尔马林罐装桶时需要快的速度，缩短转存时间。
70.福尔马林罐装单元的罐装功能可以通过人机界面进行控制，启动直流微型耐腐蚀泵，也可以通过脚踏开关，控制直流微型耐腐蚀泵启动。
71.不锈钢防喷溅龙头，设置于取材工作台面201上。
72.防溅单元
73.防溅单元，包括设置在两侧固定侧板中的两个可移动的防溅档板401。两个可移动的防溅档板401左右对称，可伸缩地设置在两个的固定侧板中。
74.可移动的防溅档板401在工作中伸出，其可根据使用需求弹出或回弹隐藏至后部，可防止组织取材操作过程中飞溅出的污染液体(例如，血液或组织液)，侵害到旁边的记录人员，将生物安全危害控制在操作区域内。
75.可移动的防溅档板401采用透明有机玻璃材质，可满足取材人员与旁边记录人员的有效可视沟通。
76.附加地，本发明还设置有成像单元，成像单元具有语音识别功能，配有麦克风，具有语音转文字的功能。
77.成像单元通信连接有显示单元，操作人员在取材操作过程中，可以通过显示单元显示的画面了解成像单元所拍摄的画面，或者在需要拍照记录时，通过手势动作控制成像单元进行拍照。
78.成像系统配置有软件，可快速进行实时标注和测量，支持实时取景显示，支持文字输入、自动定标、自动测量面积、周长、长度、多重标注、切割标注。成像系统可对标本形态大小、尺寸、面积、周长进行实际测量，也可对病变位置、面积范围进行标注，病变位置复原和准确定位，描绘复原图。
79.软件控制相机的光圈、拍照速度、白平衡、感光度、变焦图像放大、缩小、对焦及拍摄；实时取景显示。优选地，成像单元可以选用大体标本成像系统。
80.控制单元，包括，排风控制模块、风幕紫外消毒控制模块、升降模块、照明粉碎系统、通讯模块、中央控制模块、人机交互界面，控制系统通过人机交互界面进行人机交互，通过传感器感知反馈各种参数，中央控制模块是运算中心，把人的指令、传感器的反馈和算法综合运算，去控制执行机构，完成各种任务。具体地，
81.排风控制模块，通过采集左侧排风通道中设置的风速传感器和右侧排风通道中设置的风压传感器的数据，根据设定的风量要求，调节左右两侧排风通道中的电动调节阀以及进风导流板和排风导流板的开度，从而调节风量值至设定的风量。
82.风幕紫外消毒模块系统，其根据设定的消毒时间，控制固定有进风导流板和紫外
消毒灯的可旋转的支架106进行相应的翻转，具体地，在风幕工作期间，控制进风导流板面对取材工作台面，以通过排风和风幕形成定向气流，把工作人员和取材的组织隔离开来，更好保护工作人员；当一天工作结束后(一般在夜间)，控制可旋转的支架106旋转，将紫外消毒灯旋转出来，对准取材操作面，启动定时消毒。消毒时间完成，又控制可旋转的支架106旋转，将进风导流板旋转至面对取材工作台面，准备下个取材周期。此外，记录每次消毒时间，当达到消毒灯寿命时，报警提示更换。
83.升降模块，其高度调节指令，控制两边升降柱同步升降，并接收位置传感器测出位置信息反馈，校准同步高度，实施同步升降。高度调节指令可以来自于两处，一处是人机交互界面输入的高度调节指令，另一处是脚踏开关的脚踏动作。
84.通讯模块系统，包括三路通讯接口，第一路是rs232串口，采用modbus-rtu从站协议，与人机交互界面通讯。第二路和第三路是rs485总线，采用modbus-rtu从站协议，可以组态站号，可以与监控电脑通讯，同时还可以与第三方通讯，连成数据共享的网络。
85.显示单元
86.显示单元设置为液晶显示器60。
87.工作站各个连接件之间的各个连接处无直角设计，全部倒圆角处理，无生物安全卫生死角。
88.工作台面下部柜体的柜门采用倒r角设计，美观且符合人体工程学设计防磕碰，工作台面下部无水池一端的柜体采用内退式设计，人体工程学设计，满足坐位操作舒适性的同时，增加了柜体的储物功能。
89.工作站升降单元，设置在工作台面下部柜体两边侧的立柱93内，为无级调节升降装置，可以带动整机升降调节，升降范围0—370mm可任意调节。工作站升降单元，采用脚踏控制可对整个工作站的升降功能进行控制。
90.工作站中的整体材质为sus316l#不锈钢，台面及台顶采用整张厚度≥2mm sus316l#不锈钢，结构框架及柜体钢板厚度≥1.5mm。
91.操作员取材时，对光线要求比较高，光通量3900lm，色温4000k能较好满足要求。因而，工作站在合适位置处预留有聚光灯接口，对高亮度有要求场合使用。
92.本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。