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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711300851.8 (22)申请日 2017.12.10 (71)申请人 苏理锋 地址 536000 广西壮族自治区北海市云南 南路55号 （高新区） (72)发明人 苏理锋 (74)专利代理机构 北京远大卓悦知识产权代理 事务所(普通合伙) 11369 代理人 靳浩 (51)Int.Cl. A61B 5/154(2006.01) A61B 5/00(2006.01) (54)发明名称 具有自动抽血功能装置 (57)摘要 提供具有自动抽血功能装置， 其包括设置在 机械臂。
2、上的穿刺组件， 所述穿刺组件包括针头和 压力传感器； 控制单元， 用于控制所述机械臂移 动使得所述针头穿刺进入血管抽取血液； 其中， 所述压力传感器实时检测所述针头的针梗内压 力值的跳变， 当所述压力值第三次出现跳变时， 所述控制单元控制所述机械臂停止所述针头继 续穿刺， 并控制所述机械臂带动所述针头回退预 定距离。 本发明提供一种精准定位血管位置， 自 动穿刺采血的血样本采集设备。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 107788996 A 2018.03.13 CN 107788996 A 1.一种具有自动抽血功能装置， 其特征在于， 包括： 穿刺组件， 其设置在机械臂上的， 所述。
3、穿刺组件包括针头和压力传感器； 数据库， 在所述数据库中预先存储有肌体内血管直径R； 控制单元， 用于控制所述机械臂按照预定速度V匀速移动使得所述针头穿刺进入血管 抽取血液； 其中， 所述压力传感器实时检测所述针头的针梗内压力值的跳变， 当所述压力值第三 次出现跳变时， 所述控制单元控制所述机械臂停止所述针头继续穿刺， 并控制所述机械臂 按照0.2R/V0.8R/V的时间回退。 2.根据权利要求1所述的具有自动抽血功能装置， 其特征在于， 其中， 还包括用于采集 患者皮肤图像的图像采集单元， 所述图像采集单元将采集到的皮肤图像发送至所述控制单 元； 所述控制单元根据所述皮肤图像获得对应的肌体内。
4、血管的位置信息和所述血管直径 R。 3.根据权利要求2所述的具有自动抽血功能装置， 其特征在于， 其中， 所述控制单元控 制所述机械臂移动使得所述针头至所述血管的正上方， 且所述针头与所述血管垂直。 4.根据权利要求1所述的具有自动抽血功能装置， 其特征在于， 当所述压力值第一次出 现跳变时， 所述控制单元控制所述机械臂移动使得所述针头与穿刺肌体呈30 80 夹角。 5.根据权利要求1所述的具有自动抽血功能装置， 其特征在于， 当所述压力值第二次出 现跳变时， 所述控制单元控制所述机械臂移动使得所述针头与穿刺肌体呈5 20 夹角。 6.根据权利要求1所述的具有自动抽血功能装置， 其特征在于， 。
5、还包括与所述针头连通 的血液存储管。 7.根据权利要求6所述的具有自动抽血功能装置， 其特征在于， 所述血液存储管内为真 空， 从而使得血液从所述针头输出至所述血液存储管中。 8.根据权利要求6所述的具有自动抽血功能装置， 其特征在于， 还包括检测所述血液存 储管中血液高度值的液位传感器， 所述液位传感器将所述血液高度值传送至所述控制单元 中； 所述控制单元中预存有高度阈值， 当所述血液高度值大于等于所述高度阈值时， 按照 所述针头与穿刺肌体所呈的当前夹角， 所述控制器控制所述机械臂移动使得所述针头从所 述穿刺肌体中移出。 9.根据权利要求8所述的具有自动抽血功能装置， 其特征在于， 所述针头。
6、从所述穿刺肌 体中移出时的速度为1.52V。 10.根据权利要求8所述的具有自动抽血功能装置， 其特征在于， 还包括： 止血单元， 与 所述控制单元连接， 用于所述针头从所述穿刺肌体中移出后阻止血液通过针扎从肌体内流 出。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 107788996 A 2 具有自动抽血功能装置 技术领域 0001 本发明涉及医疗器械技术领域， 具体来说就是一种具有自动抽血功能装置。 背景技术 0002 血常规检查是临床检验中最广泛、 最基本的检查项目之一， 通过对血常规标本血 细胞的分析， 可以了解到患者血细胞的数量和形态的变化， 有助于临床对疾病做出更好的 早期诊断。 目。
7、前血常规标本的来源主要有末梢采血、 静脉采血和末梢稀释血三种， 而通过不 同的采血方式测得的结果会有一定差异， 其中， 静脉采血能够避免较多的影响因素， 测定准 确且稳定时间长， 能够直接反映患者的身体状况。 0003 众所周知， 静脉血管位于皮下组织或者身体组织内部， 目前主要通过人工从静脉 获取血液组织标本进行各种各样的化验分析， 以获取患者的各种生化、 免疫、 病理等指标， 指导医生再基于化验结果做出诊断结果。 例如， 依靠护士多年的经验和手感， 进行人工穿 刺， 但是经常出现扎不准的情况， 特别是在肥胖患者人群不断增多， 加之婴幼儿和ICU(重症 加强护理)病房患者对医护人员扎针穿刺技。
8、术要求越来越高的情况下， 给患者造成了很大 痛苦， 同时也增加了医患纠纷的概率。 0004 因此， 人们开始研发各种采血辅助设备， 例如红外血管显像仪和彩色多普勒超声 血管识别设备。 其中， 红外血管显像仪主要利用了血管中血红蛋白对近红外光的吸收率与 其他组织不同的原理， 通过对数字影像的一系列处理， 将皮下血管原位投影显示在皮肤表 面， 使医生能够清晰的识别患者皮下8mm-10mm的细微血管。 红外血管显像仪是一种采血辅 助设备， 主要是给护士一个直观的参考， 也确实能够提高穿刺的准确率。 但是， 实际采血操 作仍然由人工完成， 还会出现扎不准的情况， 依然会引起医患纠纷。 0005 彩色多。
9、普勒超声血管识别设备借用彩色多普勒超声技术进行血管识别， 彩色多普 勒超声一般是用自相关技术进行多普勒信号处理， 把自相关技术获得的血流信号经彩色编 码后实时地叠加在二维图像上， 即形成彩色多普勒超声血流图像。 但是， 形成的彩色多普勒 超声血流图像都是模拟影像， 没有数字化数据输出。 彩色超声多普勒血管显像的主要目的 是为了可以无创、 实时地提供病变区域的血流信号信息， 而不是血管定位， 彩色多普勒超声 血管识别设备只能作为采血辅助设备， 无法实现血管采血的自动化。 0006 因此， 本领域技术人员亟需研发一种精准定位血管位置， 自动穿刺采血的血样本 采集设备， 降低或避免医患纠纷。 发明内。
10、容 0007 为了解决至少部分上述技术问题， 本发明通过控制单元控制机械臂移动进而使得 针头插入肌体， 并检测针头的针梗内部压力值的跳变判断针头是否插入肌体的血管中， 从 而实现自动穿刺肌体血管， 采集血样的目的。 具体地， 本发明包括： 0008 穿刺组件， 其设置在机械臂上的， 所述穿刺组件包括针头和压力传感器； 0009 数据库， 在所述数据库中预先存储有肌体内血管直径R， 说 明 书 1/5 页 3 CN 107788996 A 3 0010 控制单元， 用于控制所述机械臂按照预定速度V匀速移动使得所述针头穿刺进入 血管抽取血液； 0011 其中， 所述压力传感器实时检测所述针头的针梗。
11、内压力值的跳变， 当所述压力值 第三次出现跳变时， 所述控制单元控制所述机械臂停止所述针头继续穿刺， 并控制所述机 械臂按照0.2R/V0.8R/V的时间回退。 0012 在某些实施方式中， 所述的具有自动抽血功能装置中， 还包括用于采集患者皮肤 图像的图像采集单元， 所述图像采集单元将采集到的皮肤图像发送至所述控制单元； 0013 所述控制单元根据所述皮肤图像获得对应的肌体内血管的位置信息和所述血管 直径R； 0014 在某些实施方式中， 所述的具有自动抽血功能装置中， 所述控制单元控制所述机 械臂移动使得所述针头至所述血管的正上方， 且所述针头与所述血管垂直。 0015 在某些实施方式中，。
12、 所述的具有自动抽血功能装置中， 当所述压力值第一次出现 跳变时， 所述控制单元控制所述机械臂移动使得所述针头与穿刺肌体呈30 80 夹角。 0016 在某些实施方式中， 所述的具有自动抽血功能装置中， 当所述压力值第二次出现 跳变时， 所述控制单元控制所述机械臂移动使得所述针头与穿刺肌体呈5 20 夹角。 0017 在某些实施方式中， 所述的具有自动抽血功能装置中， 还包括与所述针头连通的 血液存储管。 0018 在某些实施方式中， 所述的具有自动抽血功能装置中， 所述血液存储管内为真空， 从而使得血液从所述针头输出至所述血液存储管中。 0019 在某些实施方式中， 所述的具有自动抽血功能装。
13、置中， 还包括检测所述血液存储 管中血液高度值的液位传感器， 所述液位传感器将所述血液高度值传送至所述控制单元 中； 0020 所述控制单元中预存有高度阈值， 当所述血液高度值大于等于所述高度阈值时， 按照所述针头与穿刺肌体所呈的当前夹角， 所述控制器控制所述机械臂移动使得所述针头 从所述穿刺肌体中移出。 0021 在某些实施方式中， 所述的具有自动抽血功能装置中， 所述针头从所述穿刺肌体 中移出时的速度为1.52V。 0022 在某些实施方式中， 所述的具有自动抽血功能装置中， 还包括： 止血单元， 与所述 控制单元连接， 用于所述针头从所述穿刺肌体中移出后阻止血液通过针扎从肌体内流出。 附。
14、图说明 0023 图1为本发明所述的具有自动抽血功能装置的工作流程图。 具体实施方式 0024 现详细说明本发明的多种示例性实施方式， 该详细说明不应认为是对本发明的限 制， 而应理解为是对本发明的某些方面、 特性和实施方案的更详细的描述。 0025 应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式， 并非用于限制本发 明。 另外， 对于本发明中的数值范围， 应理解为具体公开了该范围的上限和下限值以及它们 之间的每个中间值。 在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范 说 明 书 2/5 页 4 CN 107788996 A 4 围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发。
15、明内。 这些较小范围的上限和下限可独 立地包括或排除在范围内。 0026 除非另有说明， 否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规 技术人员通常理解的相同含义。 虽然本发明仅描述了优选的方法和材料， 但是在本发明的 实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。 本说明书中提到的所 有文献通过引用并入， 用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。 在与任何并入的 文献冲突时， 以本说明书的内容为准。 0027 本发明中， 名词术语既包括单数形式， 也包括复数形式， 除非上下文另行明确指 出。 本发明中所述的 “至少一种” 不仅仅指包含 “一个” 或 “一种” 。
16、的情况， 更重要的还包含 “多 个” 或 “多种” 的情况。 0028 本发明具体实施例提供的一种具有自动抽血功能装置， 如图1所示， 其包括： 0029 穿刺组件， 其设置在机械臂上的， 所述穿刺组件包括针头和压力传感器； 0030 数据库， 在所述数据库中预先存储有肌体内血管直径R， 0031 控制单元， 用于控制所述机械臂按照预定速度V匀速移动使得所述针头穿刺进入 血管抽取血液； 0032 其中， 所述压力传感器实时检测所述针头的针梗内压力值的跳变， 当所述压力值 第三次出现跳变时， 所述控制单元控制所述机械臂停止所述针头继续穿刺， 并控制所述机 械臂按照0.2R/V0.8R/V的时间回。
17、退。 0033 针头在穿刺进入肌体下层血管的过程中， 针梗内的压力变化包括如下过程： 第一 阶段， 针头未接触肌体， 其在空气中匀速运动， 针梗内的压力值稳定在第一压力值； 第二阶 段， 针头接触肌体皮肤并开始穿刺皮肤， 压力传感器实时监控的针梗内的压力值是一个持 续变化的过程， 从第一压力值逐渐变化为第二压力值， 压力传感器检测到从第一压力值到 第二压力值的变化过程均为针梗内部压力值的第一次跳变； 第三阶段， 针头进入肌体后为 穿刺血管， 即针头肌体中软组织中匀速运动， 则针梗内的压力值稳定在第二压力值； 第四阶 段， 针头接触血管并逐渐穿刺血管一侧管壁进入血管内部的过程， 压力传感器实时监。
18、控的 针梗内的压力值是一个持续变化的过程， 从第二压力值逐渐变化为第三压力值， 压力传感 器检测到从第二压力值到第三压力值的变化过程均为针梗内部压力值的第二次跳变； 第四 阶段， 针头进入血管， 即针头在血管中匀速运动， 则针梗内的压力值稳定在第三压力值； 第 四阶段， 针头接触血管另一侧的管壁并逐渐穿刺血管另一侧管壁的过程， 压力传感器实时 监控的针梗内的压力值是一个持续变化的过程， 从第三压力值逐渐变化为第四压力值， 压 力传感器检测到从第三压力值到第四压力值的变化过程均为针梗内部压力值的第三次跳 变。 因此， 当压力值发生第三次跳变时， 表明针头已经从血管的一侧管壁穿透到了另一侧的 管壁。
19、， 则控制单元控制机械臂停止进而使得针头停止， 且为了使得针头保留在血管管内， 控 制单元控制机械臂回退预定距离， 进而带动针头按照速度V回退0.2R/V0.8R/V的时间， 从 而使得针头保留在血管内部， 以便利用负压抽取血管内的血液。 优选地， 所述预定距离为 0.5mm2mm。 更优选地， 所述预定距离为0.51mm， 例如， 所述预定距离为0.5mm、 0.6mm、 0.7mm、 0.8mm、 0.9mm或1mm。 0034 在某些实施方式中， 所述的具有自动抽血功能装置中， 还包括用于固定待抽取血 液肌体的固定单元， 所述固定单元包括固定平台子单元和捆绑子单元， 将待抽取血液肌体 说。
20、 明 书 3/5 页 5 CN 107788996 A 5 上可以观察到血管的皮肤向上固定在所述固定平台子单元上， 且使得血管对应的局部皮肤 位于机械臂的活动区域内， 然后用捆绑单元在非上述局部皮肤的区域将待抽取血液的肌体 固定， 以固定肌体， 确保机械臂在抽血的过程中， 肌体没有移动或转动， 可以准确找到血管， 顺利完成抽血过程。 其中， 最好将该局部皮肤设置在机械臂活动端的正下方， 以便缩短机械 臂的移动时间， 提供抽血效率。 0035 在某些实施方式中， 所述的具有自动抽血功能装置中， 还包括采集患者皮肤图像 的图像采集单元。 将肌体放置在所述图像采集单元图像采集区域后， 尤其是将肌体的。
21、表面 可以明显观察到血管的区域放置在所述图像采集单元的图像采集区域后， 所述图像采集单 元采集到含有血管影像的皮肤图像上传至控制单元， 控制单元从皮肤图像中获得血管在肌 体上的信息， 该信息包括血管对应的位置信息、 血管与水平线和竖直线的夹角和每个位置 信息对对应的血管的宽度值等。 然后， 所述控制单元在控制所述机械臂移动， 使得为机械臂 活动端的针头位于血管的正上方， 且通过转动机械臂的活动端， 使得针头垂直于血管设置。 这样， 在抽取血液之间， 已经确定肌体内血管位置， 并调整针头与血管的相对位置关系， 提 高抽取血管内血液的准确率， 和抽血效率。 0036 在某些实施方式中， 所述的具有。
22、自动抽血功能装置中， 在第一阶段时， 针头是垂直 于肌体表面且朝向肌体表面运动； 当针头接触肌体皮肤并开始穿刺皮肤的第二阶段， 所述 压力值第一次出现跳变时， 且在第一跳变开始时， 便开始调整针头与肌体表面的角度， 所述 控制单元控制所述机械臂移动使得所述针头与穿刺肌体呈30 80 夹角。 由于血管一般位 于肌体皮肤的浅表层， 即血管与皮肤表层的距离很短， 按照上述夹角， 针头穿刺肌体皮肤进 入肌体内部， 可以延长针头在肌体内部未接触血管前的路径距离， 这样可以准确检测针梗 内的压力变化， 同时， 可以减轻针头穿刺肌体的疼痛感。 0037 在某些实施方式中， 所述的具有自动抽血功能装置， 当所。
23、述压力值第二次出现跳 变时， 所述控制单元控制所述机械臂移动使得所述针头与穿刺肌体呈5 20 夹角。 针头在 接触血管的一侧壁到穿刺另一侧壁是， 压力值出现第二次跳变， 当第二次跳变开始发生之 时， 调整针头与血管之间的夹角， 使得针头与血管之间也呈5 20 的夹角， 降低针头穿刺 血管的疼痛感， 加长针头从血管的一侧壁到另一侧壁之间的距离值， 增大针头在血管中的 运动轨迹， 这样既便于检测针梗内压力的变化情况， 且使得针头尽可能地与血管平行， 这样 既便于抽血， 又可以提高抽血的准确率。 0038 在某些实施方式中， 所述的具有自动抽血功能装置， 与所述针头连通的血液存储 管， 述血液存储管。
24、内为真空， 从而使得血液从所述针头输出至所述血液存储管中。 针头抽出 来的血液之间存储在血液存储罐中， 便于密封或后续检测使用。 0039 在某些实施方式中， 所述的具有自动抽血功能装置， 还包括检测所述血液存储管 中血液高度值的液位传感器， 针头抽出来的血液存储在血液存储罐后， 液位传感器检测所 述血液存储罐中的血液高度值， 其中， 血液存储罐一般为圆柱体、 正方体、 长方体或其他规 则立方体， 当液位传感器检测到血液高度值后， 进一步可以确定血液传感器中血液的体积 值。 根据不同试验或检测需要的血液的体积值的不同， 在所述控制单元中预存不同的有高 度阈值， 当所述血液高度值大于等于所述高度。
25、阈值时， 则说明血液存储罐中存储的血液的 体积值已经达到试验或检测需要， 按照所述针头与穿刺肌体所呈的当前夹角， 所述控制器 控制所述机械臂移动使得所述针头从所述穿刺肌体中移出， 将针头从肌体中拔出， 完成抽 说 明 书 4/5 页 6 CN 107788996 A 6 血过程。 这样既能满足血液需求， 又可以避免不能自动停止抽血现象的发生， 实现准则控制 抽血量。 0040 在某些实施方式中， 所述的具有自动抽血功能装置中， 所述针头从所述穿刺肌体 中移出时的速度大于所述针头穿刺时的速度。 针头穿刺时具有相对较低的速度， 可以提高 压力传感器检测压力值的灵敏性， 以便针头能准确确定血管， 并。
26、抽取血管内的血液， 提高抽 血的准确率 0041 在某些实施方式中， 所述的具有自动抽血功能装置中， 还包括： 止血单元， 与所述 控制单元连接， 用于所述针头从所述穿刺肌体中移出后阻止血液通过针扎从肌体内流出。 所述止血单元中存储有止血棉， 完成抽血后， 使用止血棉按住针孔， 防止血液通过针孔从肌 体内流出。 或者， 所述止血单元是具有按压功能的结构， 止血单元朝向肌体的端面上设置有 一次性、 可替换的止血棉， 每完成一次抽血后， 止血单元向固定单元运动且与固定单元共同 作用按压肌体上的针孔， 按压2-10分钟后， 止血单元方向于固定单元运动， 完成止血过程。 0042 在不背离本发明的范围或精神的情况下， 可对本发明说明书的具体实施方式做多 种改进和变化， 这对本领域技术人员而言是显而易见的。 由本发明的说明书得到的其他实 施方式对技术人员而言是显而易见得的。 本申请说明书和实施例仅是示例性的。 说 明 书 5/5 页 7 CN 107788996 A 7 图1 说 明 书 附 图 1/1 页 8 CN 107788996 A 8 。