CN115902281A - 一种血培瓶自动定量注液方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种血培养瓶自动定量注液方法，包括以下步骤：第一步，将血培养瓶置于旋转台上，第一动力源带动注液针下降至预设高度并***下方的血培养瓶内，注液泵启动并向血培养瓶内注入试剂；第二步，第一动力源带动夹持单元上升复位；第三步，第二动力源带动旋转台转动使下一个血培养瓶转动至注液针的正下方，进行定量注液作业；第四步，重复第一步至第三步，完成多个血培养瓶的连续自动定量作业。本发明利用注液泵向血培养瓶内自动定量注入试剂，提高了注液效率，还提高了注液精度；第一动力源能实现注液针的插拔，无需人工插拔，提高了操作安全性；通过第二动力源带动血培养瓶旋转，实现了多个血培养瓶的连续定量注液，提高了工作效率。

Description

一种血培瓶自动定量注液方法

技术领域

本发明涉及血培养领域，尤其是涉及一种血培瓶自动定量注液方法。

背景技术

血培养广泛用于儿童高烧不退，术后感染等检测过程，通常是采用血培养瓶进行培养，将血液样本加入培养瓶内，然后加入细菌生长所需试剂，整个操作过程要求无菌且不能进入空气，一旦进入空气或有杂菌将会导致血培养报废。因而， 在血培养过程中要求注液操作为无菌操作且不能进入空气。另外，试剂注液量是影响血培养结果的重要指标之一，当瓶内的试剂量过多时，使得参与培养的细菌量增加，也就意味着在规定反应时间内参与培养的细菌量增多，导致出现假阳性报告；当瓶内试剂量较少时，导致规定反应时间内参与培养的细菌量减少，进而出现假阴性报告。因而，在血培养瓶出厂前，往往向血培养瓶内定量注入培养试剂需要验证血培养瓶的功能；在后续血培养过程中，也需要向培养瓶内定量注入试剂以得到理想的培养结果。

目前，在血培养过程中，常见的培养试剂注入方式是人工手动注液，即人工采用注射器将试剂手动注入血培养瓶，通过注射器上的刻度线目测确定注液量。然而，用注射器人工手动注射时，若操作不当将会导致操作者受伤，甚至出现试剂污染操作者伤口的情况，而且人工手动注射效率较低，无法满足大量血培养瓶的快速定量需求；另外，在注射过程中操作者通过目测判断注液量，存在较大的误差，精度低，进而影响血培养瓶内培养试剂量的确定。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种血培瓶自动定量注液方法，实现了多个血培养瓶的连续注液，注液效率高且注液精度高，不仅有助于厂家快速确定血培养瓶的试剂注入量，还适用于血培养检测机构的血培养。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的血培瓶自动定量注液方法，采用了专用的血培养瓶定量注射装置，所述血培养瓶定量注射装置包括底座；还包括

安装架体，具有竖向设置的第一安装单元和水平设置的第二安装单元、第三安装单元，所述第二安装单元和第三安装单元间隔设置在所述第一安装单元上；

定量注射***，具有通过注液管路依次连接的储液容器、注液泵和注液针，所述注液泵设置在第二安装单元上，所述储液容器设置在第三安装单元上；

升降机构，设置在所述第一安装单元上，其具有第一动力源和用于固定所述注液针的夹持单元，且所述夹持单元与所述第一动力源传动连接；以及

培养瓶承托机构，设置在所述底座上，其具有第二动力源和由所述第二动力源驱动旋转的、用于承托培养瓶的旋转台；

检测单元，具有设置在安装架体上的第一传感器和用于记录所述注液针注液次数的第二传感器，升降机构的升降件上设置有与所述第一传感器配合的触发片；

电控***，所述电控***具有控制单元，所述控制单元的信号输入端分别与所述第一传感器、第二传感器的信号输出端相连，所述控制单元的控制输出端分别与所述第一动力源和第二动力源的控制输入端相连；

所述血培养瓶自动定量注液方法，包括以下步骤：

第一步，将血培养瓶置于旋转台上，控制单元向第一动力源发出注液指令，第一动力源接收控制单元的指令带动注液针下降至预设高度并***下方的血培养瓶内；注液针到位后，控制单元控制注液泵启动并向血培养瓶内注入试剂；

第二步，注液完成后控制单元控制注液泵停止工作，并分别向第二动力源发出旋转指令和向第一动力源复位指令，第一动力源带动夹持单元上升复位，第一传感器检测到所述触发片的信号并传输至控制单元，控制单元根据获取的信息生成夹持单元到达原始位的指令并控制升降机构停止工作；

第三步，第二动力源接收控制单元的旋转指令带动旋转台转动预设角度，使下一个血培养瓶转动至注液针的正下方，重复第一步和第二步，完成第二个血培养瓶的自动定量注液作业；

第四步，重复上述第一步至第三步，完成多个血培养瓶的连续自动定量作业；

在夹持单元往返过程中，第二传感器获取夹持单元的往返信号并传输至控制单元，控制单元将接收的夹持单元往返信号生成往返次数和注液次数，当注液次数超过预设值时控制单元生成报警信号并发送至报警单元，报警单元报警。

在上述方案中，本发明利用注液泵向血培养瓶内自动定量注入试剂，不仅提高了注液效率，还提高了注液精度；另外，在注液过程中，升降机构可带动注液针升降，进而实现了注液针的插拔，无需人工插拔，提高了操作安全性；再者，在注液时本发明通过第二动力源带动血培养瓶旋转，方便操作者及时将定量注液后的血培养瓶取走并放置另一个待注液的血培养瓶，实现了多个血培养瓶的连续定量注液，提高了工作效率；

本发明通过第二传感器和控制单元记录注液针的注液次数，当注液次数超过预设值时控制单元生成报警信号，使控制单元的报警器报警，提醒动作人员及时更换注液针，进而保证正常注液。

优选的，底座为电控底座，所述控制单元设置在电控底座内，所述报警单元（报警单元可以是蜂鸣器或显示灯或蜂鸣器和显示灯的结合）设置在电控底座上。更优选的，电控底座上还设置有具有显示屏的控制面板和急停开关。工作时，可通过控制面板设定注液量；当遇到紧急情况时，可通过急停开关急停注液作业。

在本发明的一优选实施方式中，所述注液泵为蠕动泵，注液泵的控制输入端与所述控制单元的控制输出端相连接。在工作时，可通过控制单元自动控制注液泵的启动和关闭情况，进而实现每个血培养瓶的自动定量注液，提高注液精准率。

在本发明的另一个优选实施方式中，所述注液泵具有用于控制注液泵启闭的脚踏开关。工作时，本发明还可利用脚踏开关控制注液泵的启闭。

优选的，所述第一动力源为丝杠步进电机，或为第一电机和由所述第一电机驱动的传动丝杠，或为同步带传动机构驱动的丝杠，或为电推推杆，或为直线电机；所述第二动力源为第二电机，或为具有减速比的电机减速机，或为齿轮传动机构，或为链条传动机构，或为带传动机构。在实际安装时，本发明可根据实际情况（如安装空间、成本等）确定第一动力源和第二动力源。更优选的，所述第一动力源为直线电机，所述升降件为所述直线电机的滑动块。在本发明中，第一动力源优选具有导轨的直线电机，保证生夹持单元的直线运动轨迹和运动精度。另外，在本发明中，第二动力源优选为第二电机。

优选的，所述第一安装单元为竖向设置的竖梁，所述第二安装单元为水平设置在所述竖梁上的第一横梁，所述第三安装单元为水平设置在所述竖梁上的第二横梁。其中，第二横梁位于第一横梁的上方，确保储液容器位于注射泵的上方。

在本发明的优选实施方式中，所述蠕动泵上设置有带有连接接头的硅胶软管，所述注液管路为注液软管，所述注液软管将所述储液容器、硅胶软管和注液针连接在一起。更优选的，所述注液软管为带有鲁尔接头的一次性输液器。即本发明采用带有鲁尔接头的一次性无菌输液器将储液容器、蠕动泵和注液针连接在一起，价廉易得且无菌，更换简单方便，方便操作且降低了血培养瓶的自动注液成本；另外，鲁尔接头和注液管路相结合有效保证注液过程中的气密性、水密性和一定的负压，确保负压注液，避免培养瓶内进入气体。再者，注液软管上还可以安装输液加热器和输液宝等附件。

与现有技术相比，本发明仅需要操作者将培养瓶放在旋转台上或将旋转台上的血培养瓶取走，完全不需要人工手动插拔注液针，还能确保每个血培养瓶的定量注液，实现连续注液，提高了注液效率。具体地：

本发明利用升降机构带动注液针升降，进而实现了注液针的插拔，无需人工插拔，提高了操作安全性；另外，在注液时利用注液泵向血培养瓶内自动定量注入试剂，不仅提高了注液效率，还提高了注液精度；

在注液过程中，本发明通过第二动力源带动血培养瓶旋转，方便操作者及时将定量注液后的血培养瓶取走并放置另一个待注液的血培养瓶，实现了多个血培养瓶的连续定量注液，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明所述定量注射***的管路图。

图3是本发明的电路原理框图。

图4是本发明所述注液针和夹持单元的连接示意图。

图5是图4的A-A向示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

需要说明的是，在下述实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，还需要说明的是，在下述实施例中的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明提供了一种血培养瓶自动定量注液方法，实现了每个血培养瓶内培养液的自动加注，提高了注液准确度和注液效率，解放了双手。

具体地，本发明所述的血培养瓶自动定量注液方法，采用了专用的血培养瓶定量注射装置。结合图1-2可知，血培养瓶定量注射装置包括底座1、安装架体、定量注射***、升降机构、培养瓶承托机构、电控***和检测组件；

安装架体设置在底座1的一侧，其具有竖向设置的第一安装单元（即竖梁2.1）和水平设置在竖梁2.1上的第二安装单元（即第一横梁2.2）和第三安装单元（即第二横梁2.3），第二横梁2.3位于第一横梁2.2的上方。实际安装时，竖梁2.1优选固定安装在底座1上，通过搬动底座1即可实现整体转移，方便转移；

定量注射***包括通过注液管路依次连接的储液容器3.1、注液泵3.2（注液泵3.2优选蠕动泵）和注液针3.3（采用市售的输液针头或注射针头），注液泵3.2设置在第一横梁2.2上，储液容器3.1设置在第二横梁2.3上；

升降机构具有设置在第一安装单元上的第一动力源、滑动件和用于固定注液针3.3的夹持单元（即夹持单元4），且夹持单元4通过滑动件与第一动力源连接；升降机构的上下往返实现了注液针3.3在血培养瓶软塞上的自动插拔；

培养瓶承托机构设置在底座1上，其具有第二动力源5.3和由第二动力源5.3驱动旋转的、用于承托培养瓶的旋转台5.1；每注液一次，第二动力源5.3带动旋转台5.1转动预设角度，使另一个待注液的血培养瓶转动至注液针3.3的正下方，进而实现血培养瓶的连续注液，提高了工作效率；

检测组件，包括设置在竖梁2.1一侧的第一传感器7.1（优选凹槽型光电开关，其安装高度为初始高度）和第二传感器7.3，滑动件上设置有与第一传感器7.1的凹槽配合的触发片7.2，当触发片7.2随滑动块6.2上升而触发第一传感器7.1时，表明滑动块6.2和夹持单元4上升至初始高度；第二传感器7.3（优选红外感应传感器）设置在靠近竖梁2.1处的第一横梁2.2上。在自动注液过程中，通过第二传感器7.3检测滑动件或升降单元的往返次数，确定注液针3.3的注液次数；

电控***具有设置底座内的控制单元（即单片机）和设置在底座（即电控底座）上的报警单元（即报警器，优选蜂鸣器），单片机的信号输入端分别与第一传感器7.1、第二传感器7.3的信号输出端相连，单片机的控制输出端分别与直线电机6.1、第二动力源5.3和蠕动泵的控制输入端相连，单片机的信号输出端与报警器的信号输入端连接，第一传感器7.1和第二传感器7.3将检测到的信息传输给控制器，通过控制器确定滑动块6.2的最高上升位置、注液次数和旋转台5.1的旋转，进而实现了旋转台5.1上每个血培养瓶的定量注液，提高了多个血培养瓶的自动化连续注液，提高了注液效率。

在实际安装时，结合图2可知，注液管路为一次性输出器，包括与储液容器3.1连通的第一软管3.4、与注液针3.3（选用市售的注液针头或注射针头）连通的第二软管3.5，第一软管3.4和第二软管3.5均通过成对的鲁尔接头与蠕动泵的蠕动泵软管3.6（一般为硅胶管）连接在一起。即本发明采用带有鲁尔接头的一次性无菌输液器将储液容器、蠕动泵和注液针连接在一起，价廉易得（成本低至两元以下）且无菌，更换简单方便，方便操作，降低了血培养瓶的自动注液成本；另外，鲁尔接头和注液管路相结合有效保证注液过程中的气密性、水密性和一定的负压，确保负压注液，避免培养瓶内进入气体。再者，注液软管上还可以安装输液加热器和输液宝等附件。

结合图1可知，升降机构的第一动力源优选具有导轨的直线电机6.1，直线电机6.1具有一沿着导轨上下滑动的升降件（即滑动块6.2），夹持单元（即夹持单元4）固定在滑动块6.2上，直线电机6.1通过滑动块6.2带动夹持单元4上下往复运动，不仅能实现注液针3.3的上下往复升降，还能保证注液针3.3的运动精度，进而满足血培养瓶定量注液时的插拔需求。

在实际安装时，本实施方式中的直线电机6.1可以替换为其它能够实现夹持单元4直线升降的动力源，如丝杠步进电机、电机和与电机传动连接的丝杠、同步带传动机构驱动的丝杠、气缸、液压缸和电动推杆等。

本发明所述的血培养瓶自动定量注液方法，包括以下步骤：

第一步，将储液容器3.1吊挂在第二横梁2.3上，将蠕动泵的泵体固定在第一横梁2.2上，将第一软管3.4的进口端***储液容器3.1内，然后将第一软管3.4和第二软管3.5分别插装在蠕动泵软管3.6上，再将注液针3.3卡装在夹持单元4上，完成定量注射***的安装；

第二步，根据血培养瓶的规格设定血培养瓶的注液流量和注液时间，在旋转台5.1上按圆周方向均匀间隔放置四个血培养瓶（当然也可以五个或六个等）；

单片机向直线电机6.1发出注液指令，直线电机6.1带动滑动块6.2下降，以带动夹持单元4和注液针3.3下降，注液针3.3的下部穿过血培养瓶的软塞；单片机向蠕动泵发出注液指令，利用蠕动泵对血培养瓶进行精准注液；

第三步，注液完成后单片机控制蠕动泵停止工作，并向直线电机6.1发出复位指令，直线电机6.1的滑动块6.2上升复位，注液针3.3针头从血培养瓶内拔出并随滑动块6.2同步上升，当滑动块6.2上的触发片7.2移动至第一传感器7.1内时，单片机控制直线电机6.1停止工作；

同时单片机向第二动力源5.3发出旋转指令，第二动力源5.3带动旋转台5.1旋转预设角度（如旋转台仅具有四个培养位，则第二动力源每次旋转90°；同理若旋转台圆周方向具有六个培养位，第二动力源每次旋转60°）使另一个血培养瓶转动至注液针3.3的正下方，重复上述第二步进行以完成第二个培养瓶的注液；

如此重复，即可实现多个培养瓶的自动连续定量注液作业，整个仅需工作人员可将完成定量注液后的血培养瓶取走并补充新的待注液的血培养瓶，无需人工注液，自动化程度高，能实现批量血培养瓶的连续注液作业，提高了工作效率。

在注液过程中，由于注液针3.3为耗材，多次使用后会损坏，单片机通过第二传感器7.3记录夹持单元4的往返次数确定注液针3.3的注液次数；当注液针3.3使用次数超过20次（当然也可以是25次、30次等）时，报警器报警提示，提醒工作人员更换第二软管3.5和注液针3.3，以确保注液作业的正常进行。

在实际安装时，培养瓶承托机构还包括固定在底座1上的支架5.2，第二动力源5.3为固定在支架5.2上的电机减速机，旋转台5.1固定在电机的电机轴上，旋转台5.1用于承托多个沿其圆周方向放置的血培养瓶F，进而实现血培养瓶F的连续注液作业，提高了注液效率，具体如图1所示。

为便于操作，电控底座上还设置有具有显示屏的控制面板7.4（见图1）和急停开关，可以通过控制面板7.4设定每个血培养瓶的注液流量和注液时间，确保每个血培养瓶的自动加注，无需人工辅助操作，精准性高。当遇到紧急情况时，可通过急停开关实现注液作业的急停，保护样本和装置。

结合图4和图5可知，夹持单元4包括固定在滑动块6.2上的第一固定块4.1和通过螺栓固定在第一固定块4.1上的第二固定块4.2，第一固定块4.1和第二固定块4.2之间的缝隙设置有用于卡装注液针3.3的弧形卡环。使用时，可将注液针3.3的上部卡装在弧形卡环4.3内，实现注液针3.3的固定。

在本发明的其它实施方式中，蠕动泵具有用于控制蠕动泵启闭的脚踏开关，脚踏开关通过蠕动泵的驱动器控制其开启和关闭，以实现蠕动泵的灵活控制。在出厂时，根据用户的需求选择是否配备脚踏开关。

最后还需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施方式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方式所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。因而，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。

Claims (9)

1.一种血培瓶自动定量注液方法，其特征在于：采用了专用的血培养瓶定量注射装置，所述血培养瓶定量注射装置包括底座；还包括

安装架体，具有竖向设置的第一安装单元和水平设置的第二安装单元、第三安装单元，所述第二安装单元和第三安装单元间隔设置在所述第一安装单元上；

定量注射***，具有通过注液管路依次连接的储液容器、注液泵和注液针，所述注液泵设置在第二安装单元上，所述储液容器设置在第三安装单元上；

升降机构，设置在所述第一安装单元上，其具有第一动力源和用于固定所述注液针的夹持单元，且所述夹持单元与所述第一动力源传动连接；以及

培养瓶承托机构，设置在所述底座上，其具有第二动力源和由所述第二动力源驱动旋转的、用于承托培养瓶的旋转台；

检测单元，具有设置在安装架体上的第一传感器和用于记录所述注液针注液次数的第二传感器，升降机构的升降件上设置有与所述第一传感器配合的触发片；

电控***，具有控制单元和报警单元，所述控制单元的信号输入端分别与所述第一传感器、第二传感器的信号输出端相连，所述控制单元的控制输出端分别与所述第一动力源和第二动力源的控制输入端相连；

所述血培养瓶自动定量注液方法，包括以下步骤：

第一步，将血培养瓶置于旋转台上，控制单元向第一动力源发出注液指令，第一动力源接收控制单元的指令带动注液针下降至预设高度并***下方的血培养瓶内；注液针到位后，控制单元控制注液泵启动并向血培养瓶内注入试剂；

第二步，注液完成后控制单元控制注液泵停止工作，并分别向第二动力源发出旋转指令和向第一动力源复位指令，第一动力源带动夹持单元上升复位，第一传感器检测到所述触发片的信号并传输至控制单元，控制单元根据获取的信息生成夹持单元到达原始位的指令并控制升降机构停止工作；

第三步，第二动力源接收控制单元的旋转指令带动旋转台转动预设角度，使下一个血培养瓶转动至注液针的正下方，重复第一步和第二步，完成第二个血培养瓶的自动定量注液作业；

第四步，重复上述第一步至第三步，完成多个血培养瓶的连续自动定量作业；

在夹持单元往返过程中，第二传感器获取夹持单元的往返信号并传输至控制单元，控制单元将接收的夹持单元往返信号生成往返次数和注液次数，当注液次数超过预设值时控制单元生成报警信号并发送至报警单元，报警单元报警。

2.根据权利要求1所述的血培瓶自动定量注液方法，其特征在于：所述注液泵为蠕动泵，所述蠕动泵的控制输入端与所述控制单元的控制输出端相连接。

3.根据权利要求2所述的血培瓶自动定量注液方法，其特征在于：所述注液泵还具有用于控制注液泵启闭的脚踏开关。

4.根据权利要求2或3所述的血培瓶自动定量注液方法，其特征在于：所述底座为电控底座，所述控制单元设置在所述电控底座内。

5.根据权利要求1所述的血培瓶自动定量注液方法，其特征在于：所述第一动力源为丝杠步进电机，或为第一电机和由所述第一电机驱动的传动丝杠，或为同步带传动机构驱动的丝杠，或为电推推杆，或为直线电机；

所述第二动力源为第二电机，或为具有减速比的电机减速机，或为齿轮传动机构，或为链条传动机构，或为带传动机构。

6.根据权利要求2所述的血培瓶自动定量注液方法，其特征在于：所述第一动力源为直线电机，所述升降件为所述直线电机的滑动块。

7.根据权利要求1所述的血培瓶自动定量注液方法，其特征在于：所述第一安装单元为竖向设置的竖梁，所述第二安装单元为水平设置在所述竖梁上的第一横梁，所述第三安装单元为水平设置在所述竖梁上的第二横梁。

8.根据权利要求2所述的血培瓶自动定量注液方法，其特征在于：所述蠕动泵上设置有带有连接接头的硅胶软管，所述注液管路为注液软管，所述注液软管将所述储液容器、硅胶软管和注液针连接在一起。

9.根据权利要求8所述的血培瓶自动定量注液方法，其特征在于：所述注液软管和所述注液针为带有鲁尔接头的一次性输液器。

Images