CN106580344B - 静脉采血机器人和应用该机器人的静脉采血方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种静脉采血机器人，包括手臂托架，手臂托架的上方设置有全自动识别定位装置和与夹持采血针的夹持装置连接的机械驱动机构，手臂托架的侧面设置有智能导航血管识别装置，前侧设置有自动压脉装置。该静脉采血机器人可以避免人工操作带来的操作失误，降低采血难度，减少被采血者的痛苦。

Description

静脉采血机器人和应用该机器人的静脉采血方法

技术领域

本发明属于智能医疗器械技术领域，特别是涉及一种静脉采血机器人和应用该机器人的静脉采血方法。

背景技术

人或者动物的血管均位于皮下组织或者身体组织内部，在人或者动物患病以后，往往需要对静脉、动脉或者组织进行穿刺，主要目的一方面就是为了获取血液组织样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，指导医生做出正确判断；另一方面可以通过穿刺建立的静脉通道对患者进行输液。

静脉采血的流程：1、被采血者的上肢，并在被采血者的上肢下垫一次性垫巾，距穿刺点7至10cm处扎压脉止血带，握拳，选择血管，以穿刺点为中心做常规＞2cm²皮肤消毒；2、采血针刺入血管，肉眼可见回血穿刺成功后，连接真空管，采取血量；3、松开压脉止血带，被采血者松拳，拔针，无菌棉签按压穿刺点5—10分钟，完成采血操作。

长期以来，临床检验医学日常静脉采血时候，不论是体检还是医院门诊、病房的护士在负责血液采集的时候，都重复着相同的工作。现有的做法主要是依靠护士多年的经验和手感，进行人工穿刺，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病房患者对医护人员扎针穿刺技术要求高的情况下，给患者造成了很大痛苦，也增加了医患纠纷的概率。

据初步调查，新生儿由于血管细小需要头皮注射液体，三次注射成功率才70％，一次注射成功率不到40％，根据国外统计数据显示，平均9％的病人需要四次以上的穿刺才能顺利的插入静脉血管，每个病人平均需要穿刺2.18次才能成功地找到血管。而美国儿童医疗协会的统计数据显示，40％以上的医疗机构允许两至四次的穿刺，以找到被针刺者的血管实现诊疗的目的。而13％调查的医疗机构对穿刺次数没有任何限制。而对于急救、休克、失血所导致的血液量急剧减少、血管塌陷的被采血者；过于肥胖的被采血者；血管弹性很差的病人；产科刚出生的婴幼儿；儿科病人；心血管种心衰病人；肾内科全身浮肿病人；高干科病人；急救病人；血液科、肿瘤科多次化疗等被采血者，其采血、输液针刺的成功率更低、采血、输液针刺的数量更多，采血、输液针刺困难更大。

采用现有常规静脉采血的方式采血时，存在工作量大、工序复杂、血管不好找等问题，不仅给她们的工作带来诸多不便，还增加了患者的痛苦。

市场上也存在一种激光采血仪，它是一款利用激光脉冲对患者进行末梢取血的医疗仪器，也就是只对指尖等末梢采血，不对血管，也不能实现全自动。目前最接近的几个发明专利有：

申请号为CN201510416445.2的发明专利公开了一种红外引导超声定位的静脉穿刺系统，发明涉及一种红外引导超声定位的浅静脉穿刺辅助系统，其特征在于,所述穿刺系统包括红外引导单元和超声定位单元，所述红外引导单元包括红外光源，信号采集单元，红外图像处理单元，图像投射单元，红外图像显示单元，所述超声定位单元包括高频超声探头，超声图像处理单元，超声图像显示单元，以及固定在超声探头上的穿刺针连接架。该系统不仅能通过红外成像对浅静脉血管进行定位显示，还能在红外图像的引导下，通过超声单元识别静脉血管的深度，从而实现对进针角度和穿刺针深度的实时观察，降低静脉穿刺难度，提高穿刺精度。

申请号为CN200910042047.3的发明专利公开了静脉血采集方法及设备，静脉血采集方法包括步骤：1、自动分配采血管；2、自动检测采血管，保证给患者采血的采血管都合格，杜绝采血失败和重复采血的情况发生；3、自动采血，其中包括座椅调节功能、娱乐视频播放功能、照明光线调节功能、自动压脉功能、针管定位功能、自动换管/补管功能、终点判断/采血故障报警功能；4、销毁采血针；5、摇匀处理；6、将采血后的标本转至与患者相对应的采血管架上，也可以与自动化流水线对接，直接进行医嘱上写明要检验的项目的检查；7、重复2-6步骤，完成不同患者静脉血的采集。同时提供一种静脉血采集设备。

申请号为CN201310023641.4的发明专利公开了一种多通道弹夹式全自动采血方法及设备，由微型负压泵、微型电磁阀、双向采血针、抽气针、无真空采血管、光学检测装置、自动刺塞器和多通道式进管系统和储管系统、弹夹式独立采血管架及采血管转送器、旋转混匀器组成即时真空采血系统。具有自动刺塞、自动换管、自动光学定量、自动混匀血液、自动更换采血管与储存采血管的功能。优点是：自动穿刺管塞、自动换管和储存采血管、采血速度快，适合门诊、病房以及体检批量采血。解决了真空采血管初始阶段负压大，随后负压逐渐降低的问题。采用光学定量，采血量准确。血液离体后即时原位正、反转离心式混匀，避免了血液凝块的产生，简化了操作步骤，加快了采血速度。

申请号为CN201110404881.X的发明专利公开了一种适用于大体型动物的检疫或科研工作采血使用的尾静脉采血器，该采血器由尾根固定部分、尾静脉定位部分、采血部分三部分组成，使用时将尾静脉采血器固定在动物尾根处，通过圆柱体结构定位尾静脉，然后通过采血针口将采血针插入尾静脉并固定采血针和真空采血管开始采血。

申请号为CN201310734633.0的发明专利公开了一种抽血用自动压脉装置，其包括外壳、医用乳胶管、转轮、电机、传感器和控制系统，外壳上设置通孔手臂放入孔和定位槽，医用乳胶管交叉固定在定位槽内，其两端分别固定于转轮上，两个转轮分别与电机连接，可同时转动，也可固定一个转动其中一个，所述传感器安装于医用乳胶管上，在最大行程中间，不碰到转轮，所述电机与传感器均连接到控制系统。该自动压脉装置的结构简单，实用性强，可实现了对放置在手臂放入孔中的手臂自动压脉，可为护士减轻工作量、减少工序，并快速准确找到血管位置，从而提高了医护工作效率和质量。

申请号为CN201300333848.X的发明专利公开了一种超声辅助采血寻找血管方法及设备，在医院里诊察疾病，需要抽血化验血液。抽血时遇到妇女儿童与年老体弱病人寻找血管是一件难事，需要丰富的经验。发明的优点是：可以直观的观察采血情况，一目了然的直视血管状况。掌握血管的走向、粗细、深度以及分布，采血时心中有数。另外，在采血时患者看不到采血部位，可以消除紧张情绪。利用消毒液自动喷雾装置可以有效的消除棉签消除不严格带来的隐患，并且涂布均匀、液面薄便于快速挥发。

申请号为CN201410494365.4的发明专利公开了一种静脉血管深度识别方法和提示系统，发明涉及一种静脉血管深度识别方法和提示系统，以解决现有技术无法进行血管深度判断的问题。发明通过机器视觉学习中的机器学习回归模型，建立图像模态与血管深度之间的映射关系，从而实现基于图像的血管深度自动识别，并以声音与投影的方式提示血管深度信息，使得医务人员在定位血管的同时，还可以明确血管深度，准确掌握入针角度，提高静脉穿刺的成功率，减少患者因静脉穿刺所带来的痛苦。

申请号为CN88101957.7的发明专利公开了穿刺器，发明为医用血管穿刺器械，主要由特殊穿刺针，导管、传动装置，弹性机构组成。可配合控制电路及超声多普勒定位装置。可对血管准确定位，自动进针、停针或退针。减少血管损伤及并发症。除适用一般医疗单位临床应用外，特别适用野外、战地等特殊环境的抢救工作，对操作技术要求不高，穿刺置管迅速方便，适用性广泛。

上述发明申请不包含计算机软件自动血管识别定位装置和自动多轴机器人血管自动引导定位装置，从而不能实现采血过程的全自动化，不能实现无人采血的目的。

发明内容

本发明为克服现有技术中存在的技术问题而提供一种静脉采血机器人和应用该静脉采血机器人的采血方法，该静脉采血机器人可以避免人工操作带来的操作失误，降低采血难度，减少被采血者的痛苦。

一种静脉采血机器人，包括手臂托架，手臂托架的上方设置有全自动识别定位装置和与夹持采血针的夹持装置连接的机械驱动机构，手臂托架的侧面设置有智能导航血管识别装置，手臂托架的前侧设置有自动压脉装置。

通过自动识别定位装置和智能导航血管识别装置，可以精准的控制采血针的运行位置，以提高采血的一次成功率，能有效减轻病人痛苦，既能满足医院的实际需求，填补相关技术空白，又可产生较大的社会效益与经济效益：

一是替代人工，节省了护士长期培养的巨大成本，可以快速减少护士供给；二是方便群众，这个设备可以放在每个社区，群众可以随时抽血，不用去医院排队。穿刺成功率也会比护士高出很多，减少群众痛苦；三是在鼠疫、SARS等流行性病毒传播期间，减少医护人员交叉感染的可能性，等等。

手臂托架上方还设置有自动喷淋消毒装置，自动喷淋消毒装置包括喷嘴，喷嘴通过消毒液管连通的消毒液储存瓶，喷嘴还能够通过第一压缩空气管与压缩空气源连通，第一压缩空气管上设有第一电磁阀。自动喷淋消毒装置安装在能够沿垂直于手臂轴向方向移动的水平滑块上，水平滑块上还安装有自动识别定位装置。

通过设置由电磁阀控制的压缩空气管，并与压缩空气源连通，能够在压缩空气的吹出过程中形成负压，从而带动消毒液从消毒液储存瓶中流出，进而将消毒液与压缩空气一起从喷嘴中喷出，对手臂进行喷淋消毒，从而清洁手臂表面，保证操作在干净卫生的环境下进行。

自动压脉装置包括压脉气缸，压脉气缸通过第二压缩空气管与压缩空气源连接，第二压缩空气管上设有第二电磁阀，压缩空气管通过管接头与压脉气缸连接，压脉气缸的活塞杆与医用乳胶管连接，医用乳胶管在自然状态下呈现至少一圈的环形且在压脉气缸收缩时环形的截面缩小至被压脉的手臂的外形形状。

当压脉气缸为一个时，医用乳胶管的一端与压脉气缸的活塞杆连接，另一端固定设置在自动压脉装置支架上；当压脉气缸为两个时，医用乳胶管的每一端分别与一个压脉气缸的活塞杆连接。

通过采用气缸带动乳胶管的形式，在手部伸入过程中，使得乳胶管保持较大的尺寸，在伸入到位之后，使得气缸收缩，带动乳胶管勒紧手臂，能够使得血管凸显，方便自动识别定位装置和智能导航血管识别装置识别出血管。而且，采用气缸收缩的方式，每次气缸动作的气压均具有统一性，从而实现了恒定的压脉工作拉紧力，使得止血压力维持在10.7～16.0kPa中，每次勒紧过程中力量均匀可控，也不至于将手臂勒得过紧避免使得使用者产生不舒服的感觉。

优选的，自动识别定位装置和智能导航血管识别装置为近红外静脉识别引导定位装置，近红外静脉识别引导定位装置包括摄像头、单层式窄带滤光片、多层式窄带滤光片、近红外光源和白光源、反光镜结构和图像处理单元。近红外光源发射波长为730nm～990nm的红外光，并直接照射或者反射在人体被测部位，摄像头用于对人体被测部位进行图像采集并通过图像处理单元进行信号分析和处理。

近红外静脉引导定位装置利用静脉血红蛋白对于近红外固定波长红外线的吸收对静脉血管进行成像，摄像头采集到图像后，由图像处理单元对图像进行优化并增强，经分析后得到最佳静脉可采血血管引导位置；近红外静脉引导定位装置与智能主控系统电连接，所述智能主控系统将处理过的最佳静脉可采血血管引导位置直接转换成为智能控制机器人可识别的精确坐标位置，实现近红外法最佳采血位置引导定位。

由于静脉血红蛋白对于红外线的吸收程度与周围人体其他组织区域的吸收程度的不同，所以可以通过红外的方式识别出静脉血管的位置，以利于精准的定位穿刺所需的位置，精度可以达到0.2毫米以内，从而大幅度提高了一次穿刺成功的可能性，减少了患者的痛苦。

优选的，自动识别定位装置和智能导航血管识别装置为多普勒超声波智能导航主控系统，多普勒超声波智能导航主控系统包括由多个超声波发生器和超声波接收器组成的矩阵式结构。多普勒超声波智能导航主控系统首先对血管进行定位，再结合血细胞流动产生的多普勒效应，准确判断血管内血液流速和血管走向，甄别静脉血和动脉血管，将多重数据进行计算机软件算法整合，自动形成某一段组织内部多条静脉血管的准确位置数据组，再从位置数据组中选择一条最佳采血的静脉血管进行穿刺采血。

通过超声波多普勒的方式判断血管内血液流速和血管走向，可以提供准确的血管位置、流向等数据的同时，结合机器人自动化操作手段，可以精确地对血液进行采集，精度至少可以达到0.2毫米之内。这和医护人员人手工进行采集相比，具有操作准确、可重复性强、不知疲劳、可以标准化操作等好处，更可以极大减少患者痛苦。

优选的，还包括采血针自动供应装置，所述采血针自动供应装置包括针带轮，所述针带轮用于储存安装一次性穿刺针的针带，并转动安装在针带轮支架上，所述针带轮支架上还转动安装有与针带电机传动连接的针带滚轮，所述针带电机驱动所述针带滚轮以每次等距离的方式带动所述针带运行至供针位置，以供所述夹持装置夹持采血针并进行采血；所述针带轮支架上还安装有光纤传感器，所述光纤传感器通过检测针带的针位定位孔，判断针带运动是否供针到位。

通过上述的采血针自动供应装置，能够方便的使用目前市面上存在的针带，与夹紧装置对接。

进一步优选的，还包括采血管自动转运装置，所述采血管自动转运装置将采血管从采血管库中取出并放入到采血管放置孔中，其下方设置有采血管自动供应装置和采血管库。所述采血管自动供应装置包括公转转盘，所述公转转盘上以公转中心为圆心均匀的分布有多个用于放置采血管的采血管放置孔。每个采血管放置孔处还设置有采血管自转驱动机构，所述采血管自转驱动机构用于带动采血管在所述采血管放置孔自转以被扫码机扫码，录入采血管信息。通过上述的采血管自动供应装置，能够在每次针刺之前，将采血管的信息录入，并且匹配上使用者的信息，从而极大的方便了采血者的信息管理。而且，可根据诊疗信息，智能准确地按照《临床和实验室标准研究院(CLSI)2007年第六版标准》推荐的采血管使用顺序为被检测者从八种采血管中选择诊疗所需采血管。采血管自动供应装置可以自动识别采血管信息，采血管360°自转扫描确认采血管信息的准确性，便于智能采血时能够快速、准确地应用采血管，提高临床静脉样本采集的成功率，最终缩短采血所需时间，提高临床应用的采血效率。

再进一步优选的，还包括采血管后处理系统，采血管后处理系统包括采血管自动混匀装置和采血管储存装置，采血管自动混匀装置包括以电磁夹爪或者电缸夹爪或者气动夹爪为主体的采血管自动夹紧装置，采血管自动夹紧装置能够在混匀电机的驱动下将采血管内的血液样本和抗凝剂混匀；采血管储存装置设置在采血管自动混匀装置旁。

通过采血管自动混匀装置，使采血管内的抗凝剂等检测试剂需要定量混匀融合反应，为临床诊断提供更加精准的诊断数据。

进一步优选的，还包括针后贴自动黏贴装置，针后贴自动黏贴装置包括针后贴机械爪、针后贴供应带驱动滚筒和针后贴供应带放卷滚筒，针后贴供应带驱动滚筒与针后贴供应带驱动电机传动连接，针后贴供应带驱动滚筒的上游设置有针后贴供应带换向板，针后贴供应带换向板用于使得针后贴供应带在被针后贴供应带驱动滚筒收卷时针后贴与针后贴供应带分离，以能够被针后贴机械爪抓取，针后贴机械爪与机械爪驱动机构传动连接。

通过设置针后贴自动黏贴装置，可以为被采血者，在采血之后立刻贴上针后贴，及时止血。

一种采用上述静脉采血机器人进行静脉采血的方法，扫码器对被采血者的诊疗卡进行读取，根据诊疗检验内容，采血管自动转运装置进行自动化抓取、采血管自动转运装置供应采血管，智能主控系统会自动排列采血管顺序，

由手臂垫纸自动更换装置提供一次性手臂垫纸，被采样上肢伸入设备手臂托架后，

自动压脉装置进行压脉充血，

样本采集结束后，采血管自动转运装置抓取采血管，送入采血管自动混匀装置，实现颠倒混匀，使采集的血液样本和采血管内的抗凝剂等试剂充分混匀，完成采样过程。

通过智能导航血管识别定位装置对被采样上肢静脉进行近红外数字化识别、引导和定位或者超声波数字化识别、引导和定位，当采血针插入静脉即穿刺成功，随后进行自动采血，

夹持装置夹持采血针穿刺采血管胶塞，按照定位采集顺序数据，自动真空系统或气体置换装置形成定量负压，使得血液自动流入，实现即时负压定量采血，智能导航血管识别定位装置智能通过机器视觉确认回血。

样本采集结束后，采血管自动转运装置抓取采血管，送入采血管自动混匀装置，实现颠倒混匀，使采集血液样本和采血管内的抗凝剂等试剂充分混匀，完成采样过程。

采血方法定位精度高，能有效减轻病人痛苦。而且，采用恒压定量采血技术，采血量更加准确。采血管按照临床采血规范设置混匀次数有效混匀，有利于抗凝剂等试剂与血液充分反应，保证采集样本的质量。采血管与被采血者信息精确匹配，保障了样本的安全匹配。

附图说明

图1是本发明实施例1的静脉采血机器人的俯视图；

图2是本发明实施例1的静脉采血机器人的立体示意图；

图3是本发明实施例1中的自动消毒喷淋装置的立体示意图；

图4是本发明实施例1的自动压脉装置的立体示意图；

图5是本发明实施例1中的采血针自动供应装置的结构示意图。

图6是本发明实施例1中的采血管自动供应装置的结构示意图；

图7是本发明实施例2中的针后贴自动黏贴装置的结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：

实施例1：

图1是本发明实施例1的静脉采血机器人的俯视图；图2是本发明实施例1的静脉采血机器人的立体示意图；图3是本发明实施例1中的自动消毒喷淋装置的立体示意图；图4是本发明实施例1中的自动压脉装置的立体示意图；图5是本发明实施例1中的采血针自动供应装置的结构示意图；图6是本发明实施例1中的采血管自动供应装置的结构示意图。

图中，各个附图标记表示的含义如下；101、机械驱动机构；102、手臂垫纸自动更换装置；103、采血针自动供应装置；104、夹持装置；105、采血管自动供应装置；106、采血管库；107、采血管自动转运装置；108、采血管自动混匀装置；109、采血管储存装置；110、智能主控系统；111、智能导航血管识别定位装置；112、手臂托架；113、自动压脉装置；114、自动真空系统；115、自动喷淋消毒装置；202、第一压缩空气管；203、压缩空气源；204、第一电磁阀；205、消毒液管；206、喷嘴；207、消毒液瓶；301、第二压缩空气管；302、第二电磁阀；303、气缸；304、接头；305、乳胶管；501、针带轮；502、针带；503、针带电机；504、光纤传感器；505、一次性采血针；506、针带滚轮；507、针带轮支架；601、公转转盘驱动电机；602、扫码机；603、采血管放置孔；604、采血管；605、公转转盘支架；606、公转转盘。

一种静脉采血机器人，包括手臂托架，手臂托架的上方设置有全自动识别定位装置和与夹持采血针的夹持装置连接的机械驱动机构，手臂托架的侧面设置有智能导航血管识别装置，手臂托架的前侧设置有自动压脉装置。

通过自动识别定位装置和智能导航血管识别装置，可以精准的控制采血针的运行位置，以提高采血的一次成功率，能有效减轻病人痛苦，既能满足医院的实际需求，填补相关技术空白，又可产生较大的社会效益与经济效益：

一是替代人工，节省了护士长期培养的巨大成本，可以快速增加护士供给；二是方便群众，这个设备可以放在每个社区，群众可以随时抽血，不用去医院排队。穿刺成功率也会比护士高出很多，减少群众痛苦；三是在鼠疫、SARS等流行性病毒传播期间，减少医护人员交叉感染的职业危害。

优选的，手臂托架上方还设置有自动喷淋消毒装置，自动喷淋消毒装置包括喷嘴，与喷嘴通过消毒液管连通的消毒液储存瓶，喷嘴还能够通过第一压缩空气管与压缩空气源(可以是本设备单独配备的气泵压缩空气源，也可以是与医院或医疗室的供医用的压缩空气源)连通，第一压缩空气管上设有第一电磁阀，喷嘴均安装在能够沿垂直于手臂的方向移动的水平滑块上，水平滑块上还安装有自动识别定位装置。

通过设置由电磁阀控制的压缩空气管，并与压缩空气源连通，能够在压缩空气的吹出过程中形成负压，从而带动消毒液从消毒液储存瓶中流出，进而将消毒液与压缩空气一起从喷嘴中喷出，对手臂进行消毒喷淋，从而清洁手臂表面，保证操作在干净卫生的环境下进行。

优选的，自动压脉装置包括压脉气缸，压脉气缸通过第二压缩空气管与压缩空气源连接，第二压缩空气管上设有第二电磁阀，压缩空气管通过管接头与压脉气缸连接，压脉气缸的活塞杆与医用乳胶管连接，医用乳胶管在自然状态下呈先至少一圈的环形且在压脉气缸收缩时环形的截面缩小至被压脉的手臂的外形形状，

压脉气缸为两个，医用乳胶管的每一端分别与一个压脉气缸的活塞杆连接。

通过采用气缸带动乳胶管的形式，在手部伸入过程中，使得乳胶管保持较大的尺寸，在伸入到位之后，使得气缸收缩，带动乳胶管勒紧手臂，能够使得血管凸显，方便自动识别定位装置和智能导航血管识别装置识别出血管。而且，采用气缸收缩的方式，每次气缸动作的气压均具有统一性，从而实现了恒定的压脉工作拉紧力，使得止血压力维持在10.7～16.0kPa中，每次勒紧过程中力量均匀可控，也不至于将手臂勒得过紧而使得使用者产生不舒服的感觉。每次勒紧过程中力量均匀可控，也不至于将手臂勒得过紧而使得使用者产生不舒服的感觉。

优选的，自动识别定位装置和智能导航血管识别装置为近红外静脉识别引导定位装置，近红外静脉识别引导定位装置包括摄像头、单层式窄带滤光片、多层式窄带滤光片、近红外光源和白光源、反光镜结构，近红外光源用于发射波长为730nm～990nm的红外光直接照射或者反射照射在人体被测部位，摄像头用于对人体被测部位进行图像采集并通过图像处理单元进行信号分析和处理，

近红外静脉引导定位装置上位机电连接，上位机与与智能主控系统电连接，上位机软件系统用于分析静脉血红蛋白对于近红外固定波长红外线的吸收程度，应用近红外法人体皮下血管测量与定位技术，对图像进行优化并凸显血管部分后得到最佳静脉可采血血管引导位置；智能主控系统用于将处理过的最佳静脉可采血血管引导位置直接转换成为智能控制机器人可识别的精确坐标位置，实现近红外法最佳采血位置引导定位。

由于静脉对于红外线的吸收程度与周围区域的吸收程度不同，所以可以通过红外的方式识别出血管的位置，以利于精准的定位穿刺所需的位置，精度可以达到0.2毫米以内，从而大幅度提高了一次穿刺成功的可能性，减少了患者的痛苦。

自动识别定位装置和智能导航血管识别装置还可以是多普勒超声波智能导航主控系统，多普勒超声波智能导航主控系统包括由多个超声波发生器和超声波接收器组成的矩阵式结构，多普勒超声波智能导航主控系统用于首先对血管进行定位，再结合血细胞流动产生的多普勒效应，准确判断血管内血液流速和走向，甄别静脉血和动脉血管，将多重数据进行计算机软件算法整合，自动形成某一段组织内部多条血管的准确位置数据组，再从位置数据组中选择一条最佳采血的静脉血管进行穿刺采血。

通过超声波多普勒的方式判断血管内血液流速和走向，可以提供准确的血管位置、流向等数据的同时，结合机器人自动化操作手段，可以精确地对血管或组织进行采集，精度至少可以达到0.2毫米之内。这和医护人员人手工进行采集相比，具有操作准确、可重复性强、不知疲劳、可以标准化操作等好处，更可以极大减少患者痛苦。

优选的，还包括采血针自动供应装置，采血针自动供应装置包括针带轮，针带轮转动安装在针带轮支架上，针带轮用于储存针带，针带用于安装一次性穿刺针，针带轮支架上还转动安装有针带滚轮，针带滚轮与针带电机传动连接，针带电机驱动针带滚轮以每次等距离的方式带动针带运行至供针位置，以供夹持装置夹持并进行采血；针带轮支架上还安装有光纤传感器，光纤传感器对准针带定位孔，光线传感器用于检测针带运动是否供针到位。

通过上述的采血针自动供应装置，能够方便的使用目前市面上存在的针带，与夹紧装置对接。

进一步优选的，还包括采血管自动转运装置，采血管自动转运装置的下方设置有采血管自动供应装置和采血管库，采血管自动供应装置包括公转转盘，公转转盘转动设置在公转转盘支架上，公转转盘与公转转盘驱动电机转动连接，公转转盘上以公转中心为圆心均匀的分布有多个用于放置采血管的采血管放置孔，每个采血管放置孔处还设置有采血管自转驱动机构，采血管自转驱动机构用于带动采血管在采血管放置孔自转以被扫码机扫码，录入采血管信息，采血管自动转运装置能够将采血管从采血管库中取出并放入到采血管放置孔中。

通过上述的采血管自动供应装置，能够在每次针刺之前，将采血管的信息录入，并且匹配上使用者的信息，从而极大的方便了采血者的信息管理。而且，可根据诊疗信息，智能准确地按照《临床和实验室标准研究院(CLSI)2007年第六版标准》推荐的采血管使用顺序为被检测者从八种采血管中选择诊疗所需采血管。采血管自动供应装置可以自动识别采血管信息，采血管360°自转扫描确认采血管信息的准确性，便于智能采血时能够快速、准确地应用采血管，提高临床静脉样本采集的成功率，最终缩短采血所需时间，提高临床应用的采血效率。

再进一步优选的，还包括采血管后处理系统，采血管后处理系统包括采血管自动混匀装置和采血管储存装置，采血管自动混匀装置包括采血管自动夹紧装置，采血管自动夹紧装置为电磁夹爪，采血管自动夹紧装置能够在混匀电机的驱动下将采血管内的血液样本和抗凝剂混匀，采血管储存装置设置在采血管自动混匀装置旁。

通过采血管自动混匀装置，使采血管内的抗凝剂等检测试剂需要定量混匀融合反应，为临床诊断提供更加精准的诊断数据。

此外，静脉采血智能机器人还具有手臂垫纸自动更换装置，通过自动控制技术完成自动采血机的一次性手臂垫纸的自动供应更换功能。

手臂垫纸自动更换装置利用测距传感器定位一次性手臂垫纸的固定长度距离，由下位机软件确认此次一次性手臂垫纸更换是否到位，并由上位机软件控制下位机完成更换，然后与下位机软件进行通信，驱动电机或者直流电机或者伺服电机，控制驱动轮运动固定距离，进行下一次性手臂垫纸更换。

该静脉采血机器人还具有自动真空系统，自动真空系统可以定量等量置换采血管的内部空间，通过高进度的压力和测量传感器精确被检测者的样本采集量，等量即停的技术。自动真空系统还可以替换为气体置换装置。

采用上述静脉采血机器人进行静脉采血的方法：

扫码器对被采血者的诊疗卡进行读取，根据诊疗检验内容采血管自动转运装置进行自动化抓取、采血管自动转运装置供应采血管，智能主控系统会自动排列采血管优先血液采集顺序，

由手臂垫纸自动更换装置提供一次性手臂垫纸，被采样上肢伸入设备手臂托架，

通过自动压脉装置进行压脉充血，

通过智能导航血管识别定位装置对被采样上肢静脉进行近红外引导数字化识别定位或者超声波数字化识别定位，随后进行自动采血，即当采血针插入静脉穿刺成功，

智能导航血管识别定位装置智能通过机器视觉确认回血，

夹持装置夹持采血针穿刺采血管胶塞，按照定位采集顺序数据，夹自动真空系统或气体置换装置血液自动流入，实现即时负压采血，

自动真空系统或气体置换装置自动定量采集样本，

样本采集结束后采血管自动转运装置抓取采血管，送入采血管自动混匀装置，实现颠倒混匀，使采集血液样本和采血管内的抗凝剂等试剂充分混匀，完成采样过程。

采血方法定位精度高，能有效减轻病人痛苦。而且，采用恒压定量采血量技术，更加准确。采血管按照临床采血设置混匀次数精确混匀，有利抗凝剂等试剂与血液充分反应，提高采集样本的质量。采血管具有自动检测功能，保障了样本的安全采集。

实施例2：

图7是本发明实施例2中的针后贴自动黏贴装置的结构示意图。图中新出现的附图标记所表示的含义如下：401、针后贴机械爪；402、针后贴供应带；403、针后贴供应带驱动电机；404、针后贴供应带换向板；405、针后贴。

本实施例与实施例1的区别在于：

还设置有针后贴自动黏贴装置，针后贴自动黏贴装置包括针后贴机械爪、针后贴供应带驱动滚筒(因为该针后贴供应带驱动滚筒位于壳体内，所以图中未视出)，针后贴供应带驱动滚筒与针后贴供应带驱动电机传动连接，针后贴供应带驱动滚筒的上游设置有针后贴供应带换向板，针后贴供应带换向板用于使得针后贴供应带在被针后贴供应带驱动滚筒收卷时针后贴与针后贴供应带分离，以能够被针后贴机械爪抓取，其中，针后贴机械爪可以采用机械手抓取的形式，也可以采用真空吸盘吸取的形式，针后贴机械爪与机械爪驱动机构传动连接。

通过设置针后贴自动黏贴装置，可以为被采血者，在采血之后立刻贴上针后贴，及时止血。

本实施例的动作原理如下：

例如，当被采血者采血完成后，针后贴供应带驱动滚筒滚动，开始对针后贴供应带收卷，同时针后贴供应带也从针后贴供应带放卷滚筒上释放。在针后贴供应带的运动过程中，由于需要绕过针后贴供应带换向板，所以针后贴供应带在这里的运行角度发生较大的改变，而且针后贴供应带换向板的角度较小，例如为2-3mm，针后贴供应带换向的时候，针后贴供应带上所粘贴的针后贴将会与针后贴供应带的基体分离，并且分离程度逐渐加大。此时，针后贴机械爪抓取针后贴，并且在机械爪驱动机构驱动下将针后贴贴在患者手臂的针刺处，从而能够及时对患者止血。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，例如：①实施例1所列举的是采血管自动夹紧装置为电磁夹爪，还可以是电缸夹爪或者气动夹爪；②实施例1中的压脉气缸为2个，两个压脉气缸共同作用，以收紧乳胶管，实际上还可以将压脉气缸设置为只有一个，医用乳胶管的一端与压脉气缸的活塞杆连接，另一端固定设置在自动压脉装置支架上。这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种静脉采血机器人，其特征在于：包括手臂托架，所述手臂托架的上方设置有全自动识别定位装置和与夹持采血针的夹持装置连接的机械驱动机构，所述手臂托架的侧面设置有智能导航血管识别装置，所述手臂托架的前侧设置有自动压脉装置；

所述自动压脉装置包括压脉气缸，所述压脉气缸通过第二压缩空气管与压缩空气源连接，所述第二压缩空气管上设有第二电磁阀，所述压缩空气管通过管接头与所述压脉气缸连接，所述压脉气缸的活塞杆与医用乳胶管连接，所述医用乳胶管在自然状态下呈现至少一圈的环形且在压脉气缸收缩时所述环形的截面缩小至被压脉的手臂的外形形状；

还包括针后贴自动黏贴装置，所述针后贴自动黏贴装置包括针后贴机械爪、针后贴供应带驱动滚筒，所述针后贴供应带驱动滚筒与所述针后贴供应带驱动电机传动连接，所述针后贴供应带驱动滚筒的上游设置有针后贴供应带换向板，所述针后贴供应带换向板用于使得所述针后贴供应带在被针后贴供应带驱动滚筒收卷时针后贴与所述针后贴供应带分离，以能够被针后贴机械爪抓取，所述针后贴机械爪与所述机械爪驱动机构传动连接。

2.根据权利要求1所述的静脉采血机器人，其特征在于：所述手臂托架上方还设置有自动喷淋消毒装置，所述自动喷淋消毒装置包括喷嘴，所述喷嘴通过消毒液管连通消毒液储存瓶，所述喷嘴还能够通过第一压缩空气管与压缩空气源连通，所述第一压缩空气管上设有第一电磁阀，所述自动喷淋消毒装置安装在能够沿垂直于手臂轴向方向移动的水平滑块上。

3.根据权利要求1所述的静脉采血机器人，其特征在于：

当所述压脉气缸为一个时，所述医用乳胶管的一端与所述压脉气缸的活塞杆连接，另一端固定在自动压脉装置支架上，当所述压脉气缸为两个时，所述医用乳胶管的每一端分别与一个所述压脉气缸的活塞杆连接。

4.根据权利要求1所述的静脉采血机器人，其特征在于：

所述自动识别定位装置和智能导航血管识别装置为近红外静脉识别引导定位装置，所述近红外静脉识别引导定位装置包括摄像头、单层式窄带滤光片、多层式窄带滤光片、近红外光源和白光源、反光镜结构和图像处理单元，并与智能主控系统电连接，所述近红外光源发射波长为730nm～990nm的红外光，并直接照射或者反射在人体被测部位，摄像头对人体被测部位进行图像采集并通过图像处理单元进行信号分析和处理，

所述近红外静脉引导定位装置利用静脉血红蛋白对于近红外固定波长红外线的吸收对静脉血管进行成像，摄像头采集到图像后，由图像处理单元对图像进行优化并增强，经分析后得到最佳静脉可采血血管引导位置；近红外静脉引导定位装置与智能主控系统电连接，所述智能主控系统将处理过的最佳静脉可采血血管引导位置直接转换成为智能控制机器人可识别的精确坐标位置，实现近红外法最佳采血位置引导定位。

5.根据权利要求1所述的静脉采血机器人，其特征在于：

所述自动识别定位装置和智能导航血管识别装置为多普勒超声波智能导航主控系统，所述多普勒超声波智能导航主控系统包括由多个超声波发生器和超声波接收器组成的矩阵式结构，所述多普勒超声波智能导航主控系统首先对血管进行定位，再结合血细胞流动产生的多普勒效应，准确判断血管内血液流速和血管走向，甄别静脉血和动脉血管，并将多重数据进行计算机软件算法整合，自动形成某一段组织内部多条血管的准确位置数据组，再从位置数据组中选择一条最佳静脉血管进行穿刺采血。

6.根据权利要求1所述的静脉采血机器人，其特征在于：还包括采血针自动供应装置，所述采血针自动供应装置包括针带轮，所述针带轮用于储存安装一次性穿刺针的针带，并转动安装在针带轮支架上，所述针带轮支架上还转动安装有与针带电机传动连接的针带滚轮，所述针带电机驱动所述针带滚轮以每次等距离的方式带动所述针带运行至供针位置，以供所述夹持装置夹持采血针并进行采血；所述针带轮支架上还安装有光纤传感器，所述光纤传感器通过检测针带的针位定位孔，判断针带运动是否供针到位。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的静脉采血机器人，其特征在于：还包括采血管自动转运装置，所述采血管自动转运装置能够将采血管从采血管库中取出并放入到采血管放置孔中，所述采血管自动转运装置的下方设置有采血管自动供应装置和采血管库，所述采血管自动供应装置包括公转转盘，所述公转转盘上以公转中心为圆心均匀的分布有多个用于放置采血管的采血管放置孔，每个采血管放置孔处还设置有采血管自转驱动机构，所述采血管自转驱动机构用于带动采血管在所述采血管放置孔自转以被扫码机扫码，录入采血管信息。

8.根据权利要求7所述的静脉采血机器人，其特征在于：还包括采血管后处理系统，所述采血管后处理系统包括采血管自动混匀装置和采血管储存装置，所述采血管自动混匀装置包括采血管自动夹紧装置，所述采血管自动夹紧装置包括电磁夹爪或者电缸夹爪或者气动夹爪，所述采血管自动夹紧装置能够在混匀电机的驱动下将采血管内的血液样本和抗凝剂混匀；所述采血管储存装置设置在所述采血管自动混匀装置旁。